一种适用于航天和航空领域的钛合金防爆材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种适用于航天和航空领域的钛合金防爆材料及其制造方法，该防爆材料的制造方法包括如下工序：钛合金铸锭→轧制钛合金箔→切缝机切缝→拉伸成型网状材料，其特征在于所说的钛合金含有以下金属：钼2.8-3.8％，铬0.8-7.8％，镍0.6-0.9％，铝5.5-6.7％，钒3.6-4.3％，余量为钛，优选加入金属锆0.8-3.0％，和/或金属铪0.5-1.0％，和/或金属锡1.5-2.8％，所说的钛合金箔的厚度为0.05-0.15mm，所述的切缝机发射的激光射束基本上垂直于钛合金箔移动方向，发射激光射线的总功率是100-1000瓦，使用3-5台并列放置的发射激光射线装置进行切缝。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钛合金防爆材料，尤其是适用于航天和航空领域的钛合金防爆材料及其制备方法。

背景技术

在易燃、易爆液态、气态危险化学品的储运容器内，为了防止介质因静电、明火、枪击等意外事故发生燃烧、爆炸事故，需要在储运容器内填装一种网状的防爆材料。现有的防爆材料是用铝合金制备的。这种防爆材料长期浸泡在容器介质中，由于材质本身的原因使其应用范围受到一定的限制。另外，目前的防爆材料一般采用机械切割技术在金属箔上切缝，然后拉伸制成，切割时产生的切割废料和颗粒对于防爆材料的使用是不利的。综上所述，现有防爆材料在材质的选取和加工技术方面存在一些缺陷，不能满足某些特殊领域的应用要求。例如，航天和航空领域对于燃料介质的纯度有非常严格的要求，目前的铝合金防爆材料不能满足航天和航空领域对于燃料介质的储运要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的不足，提供一种适用于航天和航空领域的钛合金防爆材料。这种防爆材料的制造流程包括：钛合金铸锭→轧制钛合金箔→切缝机切缝→拉伸成型网状材料，所说的钛合金含有以下质量％的金属：钼2.8-3.8，优选3.0-3.5，更优选3.0-3.2，铬0.8-7.8，优选2.3-7.5，更优选3.5-4.5，镍0.6-0.9，铝5.5-6.7，钒3.6-4.3，余量为钛。所说的钛合金厚度为0.05-0.15mm，优选0.07-0.10mm。

为了增强防爆材料的强度，所述的钛合金还可含有金属锆0.8-3.0％，和/或金属铪0.5-1.0％，和/或金属锡1.5-2.8％。

本发明所要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的不足，提供一种激光切割技术用于钛合金箔的切缝。所说的激光切割包括使用可发射激光射线的装置，该装置发射的激光射束基本上垂直于钛合金箔移动方向。进行激光切缝时不会产生切屑和微粒，也无需润滑剂。按照所使用的钛合金箔特性，如硬度和厚度，并按照被加工终极产品所期望的特性，通过控制装置调整切割射线的角度和切缝的长度。可以同时使用1台或多台(3-5台)并列的发射激光射线装置，将它们各自独立地调节激光射线，因而可以随意地在钛合金箔上产生切缝。

按照本发明的优选实施形式，这些发射激光射线的装置可以单独开/关，因此可以适应不同宽度的钛合金箔带。所述发射激光的装置(裁切装置)可与一台产生激光脉冲的装置馈给的玻璃纤维连接。这些发射激光的装置所发射的能量可以相互间独立调整。所需的总功率为100-1000瓦，取决于所加工材料的硬度和厚度，以及所期望的切口宽度。这种具有相对于箔材移动方向的横向和纵向切口的箔带通过拉伸装置可形成金属网状卷材。具有垂直于长度方向的横向切口的箔带在拉抻的时候不仅被展宽，而且同时在移动方向上也会缩短，因此在进行连续加工的生产设备中由前后设置的并通过同一箔带连接起来的裁切装置和拉伸装置组成裁切-拉伸单元。

具体实施方式

实施例1

将钼2.8％，铬0.8，镍0.6，铝5.5％，钒3.6％，以及余量的钛分别称重配料，熔炼铸锭，轧制成0.15mm厚的钛合金箔，经激光设备切缝，拉伸成型网状防爆材料。所使用的切割设备是1台激光切缝机，切缝机激光头的功率是100瓦，切割速度为200mm/s。拉伸成型使用拉网机操作，拉伸后的网格与原平面呈70-90度角。

实施例2

重复实施例1的操作，只是某些金属元素修改为钼3.0％，铬7.8，铝6.0％，钒4.0％，以及增加锆1.8％。钛合金箔的厚度修改为0.07mm。

实施例3

重复实施例1的操作，只是某些金属元素修改为钼3.2％，铬2.3，铝6.2％，钒3.8％，以及增加铪0.8％。钛合金箔的厚度修改为0.08mm。

实施例4

重复实施例2的操作，只是某些金属元素修改为钼3.5％，铬3.5，以及增加锡2.0％。所使用的激光设备是3台并列的切缝机，每台切缝机激光头的功率是50瓦。

实施例5

重复实施例1的操作，只是某些金属元素修改为铬7.5，镍0.8％，铝6.2％，钒3.8％，以及增加锡1.8％。钛合金箔的厚度修改为0.08mm。

实施例6

重复实施例4的操作，只是某些金属元素修改为铬4.5，镍0.9％，以及增加铪0.6％。钛合金箔的厚度为0.06mm，所使用的激光设备是5台并列的切缝机，每台切缝机激光头的功率是60瓦。

实施例7

重复实施例2的操作，只是某些金属元素修改为钼3.2％，铬2.8，以及增加铪0.8％。所使用的激光设备是3台并列的切缝机，每台切缝机激光头的功率是80瓦。

实施例8

重复实施例3的操作，只是某些金属元素修改为钼3.5％，铬3.8，以及增加锡2.0％。所使用的激光设备是3台并列的切缝机，每台切缝机激光头的功率是80瓦。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。