本發明涉及爆炸成型領域，尤其涉及一種活性復合材料爆炸成型模具。

背景技術：

爆炸成型是利用爆炸物質在爆炸瞬間釋放出巨大的化學能對金屬坯料進行加工的高能率成型方法。粉料材料壓制成型主要是利用爆炸成型工藝，利用炸藥爆炸時產生的瞬間沖擊波的壓力，作用于粉末中，使顆粒間距離縮短。在爆炸成型中主要的模具是硬質模具，在對粉末進行爆炸壓制時，往往由于硬質模具的密封效果不佳使粉末會有噴出現象出現，不僅造成資源浪費，且影響產品質量；此外，爆炸過后粉末粘附在硬質模具上不易脫模。而利用軟模工具進行爆炸成型時，爆炸產生的過強瞬時力可能會直接將軟模炸毀，或者因軟模為不定形的形狀，最后所得的粉料材料的形狀也相應的不好控制。因此，提供一種即可控制材料形狀又有較好密封效果的爆炸成型模具是目前本領域面臨的一項技術問題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種密閉性好、形狀可控的活性復合材料爆炸成型模具。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種活性復合材料爆炸成型模具，包括：硬模，所述硬模具有中空腔體；位于所述硬模內部的軟模，所述軟模具有用于包覆所述活性復合材料的腔體；以及位于所述硬模內部的壓制成型部及爆炸部；在所述爆炸部的作用力下，所述壓制成型部向所述軟模施加壓力，實現所述活性復合材料的壓制成型。

進一步的，所述壓制成型部包括位于所述軟模相對兩端的第一壓塊和第二壓塊，所述第一壓塊和/或第二壓塊在所述爆炸部的作用下向接近所述軟模的方向移動來對所述軟模施加壓力。

進一步的，所述硬模包括：硬模主體，所述硬模主體為上下開口的桶狀結構，所述軟模的周壁與所述硬模主體的內壁配合；底座，所述底座用于封堵所述硬模主體下表面并相對所述硬模主體可滑動連接；上蓋，所述上蓋與所述硬模主體可拆卸連接。

進一步的，所述上蓋與所述軟模之間設有所述爆炸部及所述第一壓塊；所述軟模與所述底座之間設有所述第二壓塊；所述第一壓塊在所述爆炸部的作用下向下移動作用于所述軟模上。

進一步的，所述第一壓塊為階梯狀結構，所述硬模主體內部具有與所述第一壓塊結構對應的階梯狀結構，所述第一壓塊受力向下移動一定距離后被所述硬模階梯抵持。

進一步的，還包括套設在所述第一壓塊上的壓環，在所述爆炸部作用下，所述壓環的上表面與所述第一壓塊的臺階下表面接觸，所述壓環的下表面與所述硬模的階梯上表面接觸。

進一步的，所述爆炸部包括炸藥及引爆件，所述上蓋設有穿設所述引爆件的安裝孔。

進一步的，所述活性復合材料包括金屬絲網和粉末復合材料，所述金屬絲網編織成型并固定連接在所述軟模內部，所述軟模與所述活性復合材料之間設置有脫模墊。

進一步的，所述軟模中設置有絲網固定件，所述絲網固定件一端嵌入在所述軟模壁中，另一端與所述金屬絲網固定連接；所述脫模墊上對應設有可供所述金屬絲網穿過的孔。

進一步的，所述軟模外部包覆有一層密封套。

本發明的一種活性復合材料的爆炸成型模具，具有以下有益效果：

1、本發明的爆炸成型模具包括硬模及位于硬模內部的軟模，軟模具有用于包覆活性復合材料的腔體；其采用軟模與硬模結合的方式，既提高了模具的密封效果，又容易控制成型后活性復合材料的形狀，減少資源浪費；

2、本發明的爆炸成型模具中，軟模中設置有絲網固定件，絲網固定件的設計使金屬絲網可固定在軟模內部，保證活性復合材料的絲網編制密度，方便成型，并均勻提高活性復合材料的整體韌性；

3、本發明的爆炸成型模具中，軟模與活性復合材料之間設置有脫模墊，便于將活性復合材料從軟模上剝離，提高活性復合材料利用率，減少損失；

4、本發明的爆炸成型模具中，壓環結構以及硬模主體與第一壓塊階梯狀的設計控制了爆炸成型中對活性復合材料的擠壓程度，提高了活性復合材料受力的均衡度。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它附圖。

圖1為本發明活性復合材料爆炸成型模具初始條件下剖面示意圖；

圖2為本發明活性復合材料爆炸成型模具爆炸后剖面示意圖；

圖3為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊和第二壓塊為球狀時初始條件下剖面示意圖；

圖4為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊和第二壓塊為球狀時爆炸后剖面示意圖；

圖5為本發明活性復合材料爆炸成型模具軟模結構示意圖；

圖6為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊的第一種結構主視圖；

圖7為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊的第一種結構俯視圖；

圖8為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊的第二種結構主視圖；

圖9為本發明活性復合材料爆炸成型模具第一壓塊的第二種結構俯視圖；

圖10為本發明活性復合材料爆炸成型模具壓環結構主視圖；

圖11為本發明活性復合材料爆炸成型模具壓環結構俯視圖；

圖中：1-硬模，11-硬模主體，12-底座，13-上蓋，2-軟模，21-脫模墊，22-密封套，23-絲網固定件，3-活性復合材料，31-金屬絲網，4-第一壓塊，5-第二壓塊，6-炸藥，7-引爆件，8-壓環。

具體實施方式

下面將結合本發明中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通的技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明的保護范圍。

本發明的一種活性復合材料的爆炸成型模具，如圖1所示，包括：硬模1，硬模1具有中空腔體；位于硬模1內部的軟模2，軟模2具有用于包覆活性復合材料3的腔體；以及位于硬模1內部的壓制成型部及爆炸部；在爆炸部的作用力下，壓制成型部向軟模2施加壓力，實現活性復合材料3的壓制成型。硬模采用鋼、鐵等材質，優選的，硬模材質為鋼。軟模可以采用橡膠、環氧樹脂等材質，優選的，軟模材質為橡膠。同時，為了保證軟模具有一定的硬度，在橡膠中添加碳纖維或玻璃纖維預浸料等增強材料，有機結合在一起形成軟模，通過增強材料加入量的調節來改變軟模的硬度。

對活性復合材料的壓制成型，采用軟模與硬模相結合的工藝，活性復合材料用軟模包覆，防止在成型過程中粉體材料的噴出，造成資源浪費；軟模置于硬模內部，在爆炸部的作用力下，壓制成型部向軟模施加壓力，有助于控制活性復合材料的形狀，同時爆炸部不直接作用在軟模上，通過壓制成型部的作用，可使爆炸力均勻的作用于軟模，實現材料形狀的有效控制。

具體的，如圖1所示，壓制成型部包括位于軟模2相對兩端的第一壓塊4和第二壓塊5，第一壓塊4在爆炸部的作用下向接近軟模2的方向移動來對軟模2施加壓力。壓塊用于分散爆炸部產生的爆炸力，使通過壓塊傳遞給軟模的爆炸力更加均勻，從而使壓制成型后的活性復合材料各處密度均勻。作為另一種實施方式，在第一壓塊4和第二壓塊5兩側均設置爆炸部，第一壓塊4和第二壓塊5同時受到爆炸部的作用向彼此接近的方向移動。

具體的，如圖1所示，硬模1包括：硬模主體11，硬模主體11為上下開口的桶狀結構，軟模2的周壁與硬模主體11的內壁配合；底座12，底座12用于封堵硬模主體11下表面并相對硬模主體11可滑動連接；上蓋13，上蓋13與硬模主體11可拆卸連接。更加具體的，上蓋13與硬模主體11之間螺紋連接；底座12為階梯型餅狀結構，與硬模主體11下部抵持，使得底座12在受到向下的作用力時固定，受到向上的作用力時可向上移動，并將第一壓塊4和軟模2頂出硬模1，方便成型后軟模2與硬模1之間的脫除。

具體的，上蓋13與軟模2之間設有爆炸部及第一壓塊4；軟模2與底座12之間設有第二壓塊5；第一壓塊4在爆炸部的作用下向下移動作用于軟模2上。在爆炸成型過程中，第一壓塊4向下移動擠壓軟模2，軟模2向下移動擠壓固定的第二壓塊5，軟模2在第一壓塊4與第二壓塊5的擠壓作用下形變。因軟模2周壁與硬模主體11配合，軟模2僅受到上下部的作用力，其中，軟模2受力后的形狀與第一壓塊4和第二壓塊5的形狀有關，因此可通過改變第一壓塊4和第二壓塊5的形狀來制備出不同形狀的活性復合材料3。其中，如圖1和圖2所示，第一壓塊4的下部及第二壓塊5的上部均為平板狀，再結合圓桶形的硬模1形狀，則通過爆炸成型后可獲得圓柱狀的活性復合材料坯料；如圖3和圖4所示，第一壓塊4的下部以及第二壓塊的上部為對應的半球形，通過爆炸成型后可獲得球狀的活性復合材料坯料。通過改變壓塊的形狀，有利于對活性復合材料形狀做初步加工，為后續的進一步加工提供基礎，減少材料的浪費。

具體的，如圖1、圖6至圖9所示，第一壓塊4為階梯狀結構，硬模主體11內部具有與第一壓塊4結構對應的階梯狀結構，第一壓塊4受力向下移動一定距離后被硬模1階梯抵持。對于活性復合材料的壓制力度可通過改變炸藥量進行改變，但為了進一步確保每次壓制程度一致并防止過壓，第一壓塊4采用階梯形狀，硬模1內部具有對應的階梯狀結構，使第一壓塊4下滑到一定距離后被硬模階梯抵持，阻止其進一步下滑。具體的，第一壓塊4可滑動距離為5cm，此時活性復合材料可壓實厚度為1cm。

具體的，如圖1、圖2、圖10、圖11所示，該活性復合材料的爆炸成型模具還包括套設在第一壓塊上的壓環8，在爆炸部作用下，壓環8的上表面與第一壓塊4的臺階下表面接觸，壓環8的下表面與硬模1的階梯上表面接觸。對于不同的活性復合材料，其壓實厚度要求不一，為滿足不同復合材料的使用需求，設置有多個與第一壓塊4配套的壓環8。其中，壓環8的厚度有0.2cm、0.5cm、1cm等多種型號，壓環數量也有多個，可在成型前根據需要在第一壓塊4上套設對應厚度及對應數量的壓環8，從而制得多種不同厚度的活性復合材料。

具體的，如圖1和圖3所示，爆炸部包括炸藥6及引爆件7，上蓋13設有穿設引爆件7的安裝孔。引爆件7上部置于外部空間，下部埋覆于炸藥中，通過點燃引爆件7上部使整個爆炸成型模具工作。其中，引爆件可采用雷管，炸藥可為TNT、硝銨炸藥、導爆索和塑料炸藥等，優選的，炸藥為TNT。引爆炸藥后，第一壓塊受到瞬時強大的向下沖擊力，進而擠壓軟模向下運動，軟模下部又受到第二壓塊的抵持，使軟模本身及其內部材料受到擠壓，活性復合材料達到緊密壓實的效果。

具體的，活性復合材料3包括金屬絲網31和粉末復合材料，金屬絲網31編織成型并固定連接在軟模2內部，軟模2與活性復合材料3之間設置有脫模墊21。相應的活性復合材料3的金屬絲網31之間具有一定的絲網密度，而由于絲網絲徑較細、質量較輕，在放入軟模內部并撒入復合粉末材料過程中絲網很容易坍塌，通過將編織成型的金屬絲網31固定連接在軟模2內部，有利于實現絲網的固定。

在爆炸成型過程中，隨著壓制壓力的提高，軟模液化流動，在軟模與粉體的界面處，軟膜材料在高壓下必然會擠入復合材料的孔隙內。壓力繼續增大，軟模的擠入驅動力也隨之增大，在粉體與軟模之間形成交錯粘連的界面，伴隨著壓制壓力的增加軟模與粉體之間的界面結合力也增加。壓制結束后，在卸壓的一瞬間，擠入到復合材料孔隙內的軟模材料首先要從孔隙內脫出，然后隨軟模進行恢復變形，軟模迅速恢復到原來形狀，如果擠入復合材料表面孔隙內的軟模材料不能迅速的脫出，則在壓制壓力卸除的一瞬間，壓坯受到三向拉應力，易造成成型后的復合材料斷裂。因此，為防止這一現象發生，在軟模與活性復合材料之間加入脫模墊21，脫模墊21為具有一定強度的界面材料，可選用塑料、鋁箔或橡皮等，優選的，脫模墊21為塑料。使復合材料在成型過程中的任何壓力下均與軟模之間有一隔離界面，以防止軟膜材料侵入復合材料的孔隙。

具體的，軟模2中設置有絲網固定件23，絲網固定件23一端嵌入在軟模2壁中，另一端與金屬絲網31固定連接；脫模墊21上對應設有可供金屬絲網31穿過的孔。金屬絲網31通過絲網固定件23與軟模2固定連接，絲網固定件23為金屬材質，一端在軟模制作過程中直接一體制作嵌入在軟模2壁上，另一端具有環狀結構便于與金屬絲網31連接，其中不同軟模2中絲網固定件23的個數根據預成型的不同的活性復合材料3中金屬絲網31的個數及絲網密度和編織方式確定。脫模墊21與軟模2內部固定連接，可為粘結方式，其中脫模墊21上對應設置有可供絲網固定件23穿過的孔。

具體的，軟模外部包覆有一層密封套22。密封套22的設置有利于對軟模2內材料進行進一步密封，防止在爆炸成型過程中粉末材料因擠壓而噴出；同時對密封套22抽真空，對軟模2及內部材料進行預擠壓，進一步防止粉料的噴出。

以上借助具體實施例對本發明做了進一步描述，但是應該理解的是，這里具體的描述，不應理解為對本發明的實質和范圍的限定，本領域內的普通技術人員在閱讀本說明書后對上述實施例做出的各種修改，都屬于本發明所保護的范圍。