核反应堆的裂变产物洗涤装置
一种核反应堆安全外壳用的核裂变产物洗涤装置,它包括一置于安全壳(1)内并配置了分隔墙(10)的水槽(8),该墙伸到水槽(8)中将此槽分成第一(12)和第二(13)两隔间.水槽(8)充以水使其封闭从外壳内部通过水槽通到外界的通道,立管(17)从外壳内空间伸到第二隔间(13)中,它在外壳内空间有一开口,在第二隔间(13)的水位(15)以下和分隔墙下边缘上面一定高度的地方,其上开有一些通气孔(18).这样从安全壳进入立管的气体便可以从通气孔(18)穿过第二隔间(13)中的水排放出来.
专利类型：
申请（专利）号：
申请日期：
公开(公告)日：
公开(公告)号：
主分类号：
G21C13/10,G21C13/00,G,G21,G21C,G21C13
G21C13/10,G21C13/00,G,G21,G21C,G21C13
申请（专利权）人：
西层电气公司
发明（设计）人：
迪克·斯科特·利克
主申请人地址：
美国宾夕法尼亚州15222匹兹堡
专利代理机构：
中国国际贸易促进委员会专利代理部
王申,王宪模
国别省市代码：
一种核反应堆安全壳（１）内的裂变产物洗涤装置，外壳（１）形成一封闭的边界，其中安装了反应堆部件（２－７），装置的特征其一在于一水槽（８），该水槽配置在上述外壳（１）内，并配有一与上述封闭边界相连的分隔墙（１０），分隔墙（１０）伸到上述水槽（８）中将上述水槽分成适合于同外界沟通的第一（１２）和第二（１３）隔间，上述水槽（８）充以水，水位位于上述分隔墙（１０）的最下端边的下面，使其在正常情况下封闭从外壳里面通过上述水槽（８）通到外部环境的通道；其二在于立管（１７）从上述的防事故外壳内空间伸到上述第二隔间（１３），上述立管（１７）在上述安全壳内有一开口，而在上述第二隔间（１３）的水位（１５）以下、在上述分隔墙（１０）的下端边以上一定高度的地方，立管上排列了一些气流分配孔（１８），这样，从上述安全壳内空间进入到立管（１７）的气体使可从上述的气流分配孔（１８）穿过上述第二隔间（１３）中的水被排放。
法律状态：
公开 ，实质审查请求 ，审定 ，专利权的视为放弃
加载中，请稍候
．客服电话
&&8:00-11:30,13:00-17:00(工作日)Patent CNU - 一种高温等离子焰发生装置 - Google PatentsCN UGrantCN Dec 3, 2014Aug 1, 2014Aug 1, 2014.6, CN , CN
U, CN U, CN-U-, CN, CN.6, CN U, CNU, , , ,
(1) , 一种高温等离子焰发生装置
本实用新型公开了一种高温等离子焰发生装置，包括石英管，石英管的两个端口均塞有与端口匹配的隔热件，隔热件和石英管端口密封配合，隔热件上开有固定通孔和通风通孔，固定通孔和通气通孔均与石英管内腔连通，固定通孔内嵌有与固定通孔匹配的金属棒，金属棒与固定通孔密封配合，金属棒的一端位于石英管外部，另一端位于石英管内腔中并与相对的隔热件留有距离，金属棒位于石英管外部的一端外接高压电源，所有金属棒位于石英管内腔中的部分相互不接触。本实用新型在高压电源通电后，金属棒之间产生等离子焰，废气从石英管一端的隔热件的通风通孔中进入石英管内腔，经过等离子焰处理后从另一端的隔热件的通风通孔中排出，达到处理废气的目的。
1.一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:包括石英管(1)，所述石英管(I)的两个端口均塞有与端口匹配的隔热件(2)，所述隔热件(2)和石英管(I)端口密封配合，所述隔热件(2)上开有固定通孔和通风通孔，所述固定通孔和通气通孔均与石英管(I)内腔连通，所述固定通孔内嵌有与固定通孔匹配的金属棒(3)，所述金属棒(3)与固定通孔密封配合，所述金属棒(3)的一端位于石英管(I)外部，另一端位于石英管(I)内腔中并与相对的隔热件(2)留有距离，所述金属棒(3)位于石英管(I)外部的一端外接高压电源，所有金属棒(I)位于石英管(I)内腔中的部分相互不接触。
2.根据权利要求1所述的一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:所述石英管(I)每端隔热件上均嵌有根金属棒(3)，两根金属棒(3)位于石英管(I)内腔中的部分平行。
3.根据权利要求2所述的一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:所述隔热件(2)为与石英管(I)的端口匹配的圆柱体。
4.根据权利要求3所述的一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:所述隔热件(2)的材料为耐高温材料。
5.根据权利要求4所述的一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:所述耐高温材料为硅酸铝或莫来石。
6.根据权利要求2所述的一种高温等离子焰发生装置，其特征在于:所述金属棒(3)为钨棒。
一种高温等离子焰发生装置
[0001] 本实用新型涉及一种高温等离子焰发生装置，确切的说是涉及一种更高效更环保的高温等离子焰废气处理装置。
[0002] 废气的处理方法有很多种，常见的有生物分解法、活性炭吸附法、植物喷洒液除臭法、UV光解净化法和等离子法。
[0003] 生物分解法是利用循环水流将恶臭气体中污染物质容于水中，再由水中培养床培养出微生物，将水中的污染物质降解为低害物质，除臭效率可达70%。
[0004] 活性碳吸附法是利用活性炭内部空隙结构发达，有巨大比表面积原理来吸附通过活性炭池的恶臭气体分子，初期处理效率可达65%。
[0005] 植物喷洒液除臭法是通过向产生恶臭气体的空间喷洒植物提取液将恶臭气体进行中和、吸收，达到脱臭的目的，除臭效果低浓度可达到50%。
[0006] UV光解净化法采用高能UV紫外线，在光解净化设备内，裂解氧化恶臭物质分子链，改变物质结构，将高分子污染物质裂解、氧化为低分子无害物质。
[0007] 等离子法是利用高压电极发射离子及电子，破坏恶臭分子结构的原理，轰击废气中恶臭分子，从而裂解恶臭分子，对低浓度的恶臭气体净化效果明显，在正常运行情况下可达到80%以上，设备寿命在十年以上，净化技术可靠且非常稳定，净化设备无须日常维护，只需接通电源即可正常使用，且运行成本低，无二次污染。适用范围:食品加工厂、肉类加工厂、屠宰场、家禽饲料场、造纸厂、污水处理厂、垃圾转运站、粪便处理等有机和无机物恶臭气体的脱臭净化处理。炼油厂、橡胶厂、皮革厂、印刷厂、化工厂、中西药厂、金属铸造厂、塑料再生厂、喷涂溶剂等有机和无机物恶臭气体的脱臭净化处理。
[0008] 等离子应用于废气处理方面较多的是低温等离子体废气处理，等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为C02和H20等物质，从而达到净化废气的目的。等离子体就是处于电离状态的气体。等离子体是被称作除固态、液态和气态之外的第四种物质存在形态。它是由大量带电粒子(离子、电子)和中性粒子(原子、激发态分子及光子)和自由基组成的导电性流体，因其总的正、负电荷数相等，故称为等离子体。按热力学平衡状态进行分类，等离子体可分为热力学平衡状态等离子体(高温等离子体)和非热力学平衡状态等离子体(低温等离子体)。非平衡等离子体较平衡等离子体易在常温常压下产生，因此在环保领域有着广泛的应用前景。以下等离子体处理技术即低温等离子体技术。低温等离子体去除污染物的机理是粒子间的非弹性碰撞。其降解机理可概括为:1、高能电子直接作用于有机废气分子，污染物分子受碰撞激发或离解形成相应的基团和自由基。2、高能电子与气态污染物中所含的空气、水蒸气和其它分子作用产生新的自由基和激发态物质活性粒子及氧化性极强的O3，将有机物彻底氧化。3、活性基团从高能激发态向下跃迁产生紫外光，紫外光直接与有害气体反应而使气体分子键断裂从而得以降解。
[0009]目前等离子焰发生装置多用于焊接、切割、高能火焰加热方面，用于废气处理较少。
实用新型内容
[0010] 本实用新型提供了一种高温等离子焰发生装置，实现了一种用于废气处理的等离子焰发生装置。
[0011] 为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0012] 一种高温等离子焰发生装置，包括石英管，所述石英管的两个端口均塞有与端口匹配的隔热件，所述隔热件和石英管端口密封配合，所述隔热件上开有固定通孔和通风通孔，所述固定通孔和通气通孔均与石英管内腔连通，所述固定通孔内嵌有与固定通孔匹配的金属棒，所述金属棒与固定通孔密封配合，所述金属棒的一端位于石英管外部，另一端位于石英管内腔中并与相对的隔热件留有距离，所述金属棒位于石英管外部的一端外接高压电源，所有金属棒位于石英管内腔中的部分相互不接触。
[0013] 所述石英管每端隔热件上均嵌有根金属棒，两根金属棒位于石英管内腔中的部分平行。
[0014] 所述隔热件为与石英管的端口匹配的圆柱体。
[0015] 所述隔热件的材料为耐高温材料。
[0016] 所述耐高温材料为硅酸铝或莫来石。
[0017] 所述金属棒为鹤棒。
[0018] 本实用新型所达到的有益效果:本实用新型在高压电源通电后，金属棒之间产生等离子焰，废气从石英管一端的隔热件的通风通孔中进入石英管内腔，经过等离子焰处理后从另一端的隔热件的通风通孔中排出，达到处理废气中有毒有害气体的目的，处理后的气体能够达到国家标准的排放质量。
[0019] 图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0021] 如图1所示，一种高温等离子焰发生装置，包括金属棒3、石英管I以及塞于石英管I两个端口的隔热件2，隔热件2和石英管I端口密封配合，这里的隔热件2是与石英管I的端口匹配的圆柱体，采用硅酸铝或莫来石耐高温材料制作而成，隔热件2上开有固定通孔和通风通孔，固定通孔和通气通孔均与石英管I内腔连通，这里的通风通孔可以是一个也可以是多个，金属棒3与固定通孔匹配，金属棒3嵌在固定通孔内并且与固定通孔密封配合，金属棒3的一端位于石英管I外部，另一端位于石英管I内腔中并与相对的隔热件2留有距离，金属棒3位于石英管I外部的一端外接高压电源，所有金属棒I位于石英管I内腔中的部分相互不接触。
[0022] 在上述的高温等离子焰发生装置中，金属棒3只需要两根就能胜任处理废气的目的，两根金属棒3分别嵌在石英管I两端的隔热件上，两根金属棒3位于石英管I内腔中的部分平行；在使用过程中由于金属棒3之间产生的等离子焰温度高达3000°C，所以金属棒3为钨棒。
[0023] 上述高温等离子焰发生装置中使用过程，将金属棒3通高压电，金属棒3作为放电电极，金属棒3之间产生等离子焰，废气从石英管I 一端的隔热件2的通风通孔中进入石英管I内腔，经过等离子焰处理后从另一端的隔热件2的通风通孔中排出。经过等离子焰处理后，气体中各项有毒有害气体浓度可降低至标准《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)、《大气污染物综合排放标准》(GB)中规定的标准值。
[0024] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
International ClassificationC14GrantedRotatePatent CNA - 一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法 - Google PatentsCN AApplicationCN Jul 15, 2015Apr 8, 2015Apr 8, 2015.7, CN
A, CN A, CN , CN-A-, CN A, CNA, CN, CN.7, , , , , , , , , ,
(3) , 一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法
本发明公开了一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法，其在现有技术的温热电磁成形方法的基础上，通过增设铝驱动片、在凹模前后左右四个壁面上均分别设置若干数量的通气孔，以及凹模的顶部开设有与凹模内部贯通的冷却水通道等简单的技术手段，有效地解决了钛合金材料成形过程中的起皱和回弹问题，以进行钛合金的塑性加工。采用本发明的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛合金板材成形方法，其零件的成形质量好、精度等级高，成形速率高，工件成形周期短。本发明在现有技术的基础上，通过简单的技术改造即可完成，其投入产出效益十分显著，具有良好的市场推广应用前景。
1. 一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置，包括电磁成形线圈总成、凹模、钢 套、电容充电回路和电容放电回路，其中，钢套内设置有加热棒；其特征在于，还包括有铝驱 动片；
所述电磁成形线圈总成包括电磁成形线圈、电磁成形线圈外壳和填料；所述电磁成形 线圈插入电磁成形线圈外壳中，两者之间的间隙通过浇注填料进行密实填充，形成一体；
所述凹模的前后左右四个壁面上均分别设置有若干数量的通气孔，所述凹模的顶部开 设有与凹模内部贯通的冷却水通道；
所述钢套的壁面上均匀设置有若干数量的通透孔，所述加热棒数量为若干，分别插入 各自对应的通透孔内；
所述钢套和凹模上均分别均匀设置有若干数量的拉延筋；
所述电磁成形线圈总成装配在所述钢套内部，形成间隙配合；
所述电容充电回路由并联连接的电源U和电容C组成；
所述电容C与开关K、电感L、电阻R和电磁成形线圈串联连接，形成所述电容放电回 路；
在进行钛合金板材成形时，所述铝驱动片与待成形的钛合金板材的中心对齐，钛合金 板材在上、铝驱动片在下，层叠放置在所述钢套的顶部中心位置处；
所述凹模固定在压力机的上滑块上，并由压力机的上滑块上带动，自上向下紧压在所 述钛合金板材上，并将所述钛合金板材全部覆盖住；
所述放电回路用于对电磁成形线圈放电，以产生磁脉冲，进而使钛合金板材和铝驱动 片在电磁力的作用下塑性变形。
2. 根据权利要求1所述的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置，其特征在于， 所述拉延筋为方形拉伸筋。
3. 根据权利要求1所述的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置，其特征在于， 所述填料为环氧树脂、多乙烯多胺和氧化铝粉末的混合物，其中，按质量百分比，环氧树脂、 多乙烯多胺和氧化铝粉末分别为83%、4%和13%。
4. 一种利用权利要求1所述的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛合 金板材成形方法，其特征在于，包括以下步骤： 第一步，将电磁成形线圈插入电磁成形线圈外壳中，两者之间的间隙通过浇注填料进 行密实填充，填料浇注完成后，在室温下固化4小时，再放入80°C烘箱内保温2小时，得到电 磁成形线圈总成；
将上述电磁成形线圈总成装配至钢套内，并将钢套固定在压力机的工作台面上，其中， 电磁成形线圈总成与钢套成间隙配合；
再将凹模固定在压力机的上滑块上；
然后，将铝驱动片与钛合金板材的中心对齐，钛合金板材在上、铝驱动片在下，层叠放 置在钢套的顶部中心位置处；
第二步，开启电源，向电磁储能电容充电，当电磁储能电容充电电压达到25KV后，断开 充电回路；
第三步，将压力机上滑块下压，使凹模压制在钛合金板材上，保持铝驱动片和钛合金板 材之间紧密接触；
然后，接通加热电路，对钢套中的加热棒通电，以使铝驱动片和钛合金板材升温；
当铝驱动片和钛合金板材的温度上升至设定温度后，断开加热电路；
第四步，闭合放电回路开关，利用储能电容对电磁成形线圈放电，使钛合金板材和铝驱 动片在电磁力的作用下高速变形，制得钛合金零件；
第五步，通过向冷却水通道通入冷却水，将成品冷却至常温；然后，将压力机上滑块上 移，取出钛合金零件。
5. 根据权利要求4所述的利用钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛 合金板材成形方法，其特征在于，所述钛合金板材的厚度为l_2mm，所述铝驱动片的厚度为 2mm〇
6. 根据权利要求4所述的利用钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛合 金板材成形方法，其特征在于，所述设定温度为600~700°C。
一种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形 方法
[0001] 本发明涉及一种钛合金板材的成形装置及其成形方法，尤其涉及一种钛合金板材 的磁脉冲温热动态驱动成形装置及其成形方法。
[0002] 钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
[0003] 但是，由于其成形性不好（常温下，延伸率为10%-20%左右），钛合金材料的塑形 变形量小，特别是低温下，其塑性变形的区域小，易在晶界处产生应力集中，一旦出现较大 的变形量，将产生局部穿晶断裂现象。这使得钛合金板材的塑性成形中，易于出现零件的回 弹和破裂，进而直接影响成形零件的质量。
[0004] 对于钛合金的塑性较差的问题，常用的解决方法主要为热处理，如：退火、固溶和 时效处理。其中，退火是为了消除内应力、提高塑性和组织稳定性，以获得较好的综合性能。
[0005] 如何有效解决成形过程中钛合金的回弹问题，已经成为本领域技术人员一直渴望 解决的主要技术问题，相关的研宄已经成为一个热点课题。
[0006] 中国专利申请CN B公开了一种镁合金板材温热电磁成形方法，其将镁 合金板材置于凹模上，通过凹模内的加热棒加热使镁合金板材升温至100_300°C，电磁成形 线圈在压力机的作用下压紧镁合金板材，再通过电磁成形设备对电磁成形线圈放电，使镁 合金板材贴模成形。
[0007] 这种镁合金板材温热电磁成形方法，对于提高镁合金板材的成形性能，进而实现 镁合金板材的塑性加工，具有一定程度的作用和效果。但是，这种方法存在诸多的缺陷或不 足之处：
[0008] 1、成形过程易于出现金属板材破裂，且等效应力应变较低，无法获得较高的加工 精度。
[0009] 2、磁场的穿透明显，且在线圈1/2处，磁压力峰值较低，磁场效率利用率低。
[0010] 3、线圈和凹形导体在线圈放电过程中可能出现打火现象，减少能量损失，降低了 线圈的寿命。
[0011] 4、塑性加工过程中，凹模中的空气产生的阻力对成形不利，加工的精度降低；而且 加工完成后，成形工件只能通过空气冷却，成形工件的组织结构不是很细密，强度和耐磨性 降低。
[0012] 截至目前，对于如何有效解决钛合金材料成形过程中的回弹问题，以进行钛合金 的塑性加工，现有技术中一直未出现行之有效或相对较为理想的解决办法。
[0013] 本发明目的之一是，提供一种钛合金磁脉冲温热动态驱动成形装置，其利用电磁 成形和温成形复合优势，以降低或消除成型过程中钛合金的回弹，进而实现钛合金的塑性 加工成形。
[0014] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，
[0015] -种钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置，包括电磁成形线圈总成、凹模、 钢套、电容充电回路和电容放电回路，其中，钢套内设置有加热棒；其特征在于，还包括有铝 驱动片；
[0016] 所述电磁成形线圈总成包括电磁成形线圈、电磁成形线圈外壳和填料；所述电磁 成形线圈插入电磁成形线圈外壳中，两者之间的间隙通过浇注填料进行密实填充，形成一 体；
[0017] 所述凹模的前后左右四个壁面上均分别设置有若干数量的通气孔，所述凹模的顶 部开设有与凹模内部贯通的冷却水通道；
[0018] 所述钢套的壁面上均匀设置有若干数量的通透孔，所述加热棒数量为若干，分别 插入各自对应的通透孔内；
[0019] 所述钢套和凹模上均分别均匀设置有若干数量的拉延筋；
[0020] 所述电磁成形线圈总成装配在所述钢套内部，形成间隙配合；
[0021] 所述电容充电回路由并联连接的电源U和电容C组成；
[0022] 所述电容C与开关K、电感L、电阻R和电磁成形线圈串联连接，形成所述电容放电 回路；
[0023] 在进行钛合金板材成形时，所述铝驱动片与待成形的钛合金板材的中心对齐，钛 合金板材在上、铝驱动片在下，层叠放置在所述钢套的顶部中心位置处；
[0024] 所述凹模固定在压力机的上滑块上，并由压力机的上滑块上带动，自上向下紧压 在所述钛合金板材上，并将所述钛合金板材全部覆盖住；
[0025] 所述放电回路用于对电磁成形线圈放电，以产生磁脉冲，进而使钛合金板材和铝 驱动片在电磁力的作用下塑性变形。
[0026] 上述技术方案直接带来的技术效果是，采用钢套加热与增设铝驱动片等简单的技 术手段，将温成形和电磁成形方法有机结合于一体：
[0027] 成形初期，先对钢套中的加热棒通电，以使铝驱动片和钛合金板材升温；这主要是 为了利用钛合金板材在室温下较难承受塑性加工，而若温度处于室温以上，在结晶温度以 下，便可顺利进行加工。这样，钛合金板材在进行塑性变形时，除产生硬化外，还可以产生部 分回复，明显减少内部应力，降低变形抗力，提高塑性等特性。
[0028] 成形中后期，则利用铝驱动片动态驱动钛合金板材在温热状态下，利用脉冲电容 器突然释放储存的能量，通过线圈产生强而短促的脉冲磁场，同时在钛合金板材上产生感 应涡流，并通过该感应涡流产生感应磁场，利用磁场力使钛合金板材成形。这种高速率温热 变形方式，可以有效减小，甚至是消除钛合金的回弹。
[0029] 而且，上述电磁成形过程中，由于采用铝驱动片动态驱动钛合金板材的变形，使得 在相同放电能量下，磁压力峰值明显增强，磁场效率显著提高，在高能量下，较高的应变速 率产生了较高的惯性稳定性，在很大程度上提高了材料的延展性，并且成形后材料的残余 应力低，回弹较小，改善了材料的应变性能；
[0030] 上述技术方案的磁脉冲成形，其利用高速率温热变形方法，可以在极短时间内 (微秒级）释放高能量而使钛合金板材变形，通过储能电容对电磁成形线圈瞬间放电产生 强脉冲磁场，并通过介质（空气）传递，以高压冲击波形式作用于铝驱动片和钛合金板材 上，使其在很高的速度下变形和贴模，由于磁脉冲温热成形中电磁脉冲能产生准静水压力， 非常有利于防止工件起皱及回弹问题的改善，并且金属材料在温热条件下塑性变形时，除 产生硬化外，还可以产生部分回复，明显减少内部应力，降低变形抗力，提高塑性。不仅克服 了单一温成形中的润滑及材料与环境污染、成形速度受限、模具强度、成形工艺条件苛刻、 参数可调整范围小等局限性；而且较好地解决了常规电磁成形过程中，磁压力不足的问题。
[0031] 而且，由于电磁成形过程中，电磁脉冲可以产生准静水压力，因而可有效防止工件 的起皱和回弹；
[0032] 进一步地，在凹模的前后左右四个壁面上均分别均匀设置有若干数量的通气孔， 这有利于在成形中后期，将凹模中的空气由通气孔排出，从而有效降低空气阻力，对钛合金 板材的变形的阻碍作用，进一步保证成形精度；
[0033] 进一步地，由于材料变形时间短（一般可以在10~IOOms之间完成），工件成形周 期大大缩短，从而进一步保证了钛合金板材的成形精度，减小了钛合金板材的回弹。
[0034] 优选为，上述拉延筋为方形拉伸筋。
[0035] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用方形拉伸筋，即可充分满足增大进 料阻力、防止起皱的要求。
[0036] 进一步优选，上述填料为环氧树脂、多乙烯多胺和氧化铝粉末的混合物，其中，按 质量百分比，环氧树脂、多乙烯多胺和氧化铝粉末分别为83%、4%和13%。
[0037] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，采用上述配方的填料，一方面，其流动性 能较好，易于浇铸成型，添加的多乙烯多胺和氧化铝粉末可以提高环氧树脂的耐热性，另一 方面，固化后的环氧树脂具有良好的绝缘性和韧性，可以减少线圈和凹形导体在线圈放电 过程中的打火现象，减少能量损失，有效的延长线圈的寿命。本发明的目的之二是，提供一 种利用上述的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛合金板材成形方法。
[0038] 本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种利用权利要求1所述的钛合金 板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置进行钛合金板材成形方法，其特征在于，包括以下步 骤：
[0039] 第一步，将电磁成形线圈插入电磁成形线圈外壳中，两者之间的间隙通过浇注填 料进行密实填充，填料浇注完成后，在室温下固化4小时，再放入80°C烘箱内保温2小时，得 到电磁成形线圈总成；
[0040] 将上述电磁成形线圈总成装配至钢套内，并将钢套固定在压力机的工作台面上， 其中，电磁成形线圈总成与钢套成间隙配合；
[0041] 再将凹模固定在压力机的上滑块上；
[0042] 然后，将铝驱动片与钛合金板材的中心对齐，钛合金板材在上、铝驱动片在下，层 叠放置在钢套的顶部中心位置处；
[0043] 第二步，开启电源，向电磁储能电容充电，当电磁储能电容充电电压达到25KV后， 断开充电回路；
[0044] 第三步，将压力机上滑块下压，使凹模压制在钛合金板材上，保持铝驱动片和钛合 金板材之间紧密接触；
[0045] 然后，接通加热电路，对钢套中的加热棒通电，以使铝驱动片和钛合金板材升温；
[0046] 当铝驱动片和钛合金板材的温度上升至设定温度后，断开加热电路；
[0047] 第四步，闭合放电回路开关，利用储能电容对电磁成形线圈放电，使钛合金板材和 铝驱动片在电磁力的作用下高速变形，制得钛合金零件；
[0048] 第五步，向冷却水通道通入冷却水，将成品冷却至常温；然后，将压力机上滑块上 移，取出钛合金零件。
[0049] 上述技术方案直接带来的技术效果是，有效解决了钛合金板材在成形过程中的回 弹问题，使得钛合金材质的零件的成形质量好、精度等级高。
[0050] 优选为，上述钛合金板材的厚度为l_2mm，所述错驱动片的厚度为2mm。
[0051] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，铝驱动片适合高能量下的动态驱动，并 且2mm的驱动片厚度能有效利用磁场能量，驱动效果最佳，且能够更好地防止钛合金板材 成形过程中出现过早破裂。
[0052] 进一步优选，上述设定温度为600~700°C。
[0053] 该优选技术方案直接带来的技术效果是，温度选择为600~700°C，考虑的是，若 温度过高（接近或超过钛合金的结晶温度），钛合金板材的硬化指数η和板厚方向性系数r 将相应减小，不利于拉深变形；若温度过低，钛合金板材的塑性加工性能则相对较差。
[0054] 综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0055] 1、有效解决了钛合金板材在成形过程中的回弹问题，使得钛合金材质的零件的成 形质量好、精度等级高；
[0056] 2、成形速率高（一般可以在10~IOOms之间完成），工件成形周期大大缩短。
[0057] 3、在现有技术的基础上，通过简单的技术改造即可完成，其投入产出效益十分显 著，因而具有良好的市场推广应用前景。
[0058] 图1为本发明的磁脉冲温热动态驱动成形的工装结构示意图；
[0059] 图2为未放入钛合金板材时的均勾电磁线圈磁场分布情况不意图；
[0060] 图3为放入钛合金板材后的均勾电磁线圈磁场分布情况不意图。
[0061] 附图标记说明：
[0062] 1-凹模，2-钛合金板材，4-铝驱动片，5-冷却水通道，6-通气孔，7-工作线圈产生 的均匀脉冲磁场，8-热电偶，9-钢套，10-加热棒，11-电磁成形线圈，12-填料，13-电磁成 形线圈外壳，16-感应祸流产生感应脉冲磁场。
具体实施方式
[0063] 下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。
[0064] 如图1至3所示，本发明的钛合金板材的磁脉冲温热动态驱动成形装置，包括电磁 成形线圈总成、凹模1、钢套9、电容充电回路和电容放电回路，其中，钢套9内设置有加热棒 10 ；
[0065] 其还包括有铝驱动片4 ;
[0066] 上述凹模的前后左右四个壁面上均分别设置有通气孔6,上述凹模的顶部开设有 与凹模内部贯通的冷却水通道5 ;
[0067] 上述电磁成形线圈总成包括电磁成形线圈11、电磁成形线圈外壳13和填料12 ;
[0068] 上述电磁成形线圈11插入电磁成形线圈外壳13中，两者之间的间隙通过浇注填 料12进行密实填充，形成一体；
[0069] 上述钢套9的壁面上均匀设置有若干数量的通透孔，上述加热棒10数量为若干， 分别插入对应的通透孔内；
[0070] 上述钢套9和凹模1上均分别均匀设置有若干数量的拉延筋；
[0071] 上述电磁成形线圈总成装配在上述钢套9内部，形成间隙配合；
[0072] 上述电容充电回路由并联连接的电源U和电容C组成；
[0073] 上述电容C与开关K、电感L、电阻R和电磁成形线圈11串联连接，形成上述电容 放电回路；
[0074] 在进行钛合金板材成形时，上述铝驱动片4与待成形的钛合金板材2的中心对齐， 钛合金板材2在上、铝驱动片4在下，层叠放置在上述钢套9的顶部中心位置处；
[0075] 上述凹模1固定在压力机的上滑块上，并由压力机的上滑块上带动，自上向下紧 压在上述钛合金板材2上，并将上述钛合金板材2全部覆盖住；
[0076] 上述电磁成形线圈11串联在上述电容放电回路中；上述放电回路用于对电磁成 形线圈11放电，以产生磁脉冲，进而使钛合金板材2和铝驱动片4在电磁力的作用下塑性 变形。
[0077] 上述拉延筋优选为方形拉伸筋。
[0078] 上述填料12为环氧树脂、多乙烯多胺和氧化铝粉末的混合物，其中，按质量百分 比，环氧树脂、多乙烯多胺和氧化铝粉末分别为83%、4%和13%。
[0079] 为更好地理解本发明，下面结合实施例，对本发明的钛合金板材的磁脉冲温热动 态驱动成形装置进行钛合金板材成形方法进行详细说明。
[0080] 实施例1 :
[0081] 所用TA20钛合金板材厚度为1-2臟，尺寸IOOmmX IOO其化学成分如表1所示。
[0083] 材料准备：对TA20钛合金板材进行磁脉冲温热动态驱动成形前，先进行均匀的退 火处理，退火温度为550~600 °C。
[0084] 凹模材料和钢套材料均采用45号钢，以减少电磁的损失；
[0085] 错驱动片的厚度为2mm。
[0086] 成形方法按如下步骤进行：
[0087] 第一步，将电磁成形线圈11插入电磁成形线圈外壳13中，两者之间的间隙通过浇 注填料12进行密实填充，填料浇注完成后，在室温下固化4小时，再放入80°C烘箱内保温2 小时，得到电磁成形线圈总成；
[0088] 将上述电磁成形线圈总成装配至钢套9内，并将钢套9固定在压力机的工作台面 上，其中，电磁成形线圈总成与钢套9成间隙配合；
[0089] 再将凹模1固定在压力机的上滑块上；
[0090] 然后，将铝驱动片4与TA20钛合金板材2的中心对齐，TA20钛合金板材2在上、 铝驱动片4在下，层叠放置在钢套9的顶部中心位置处；
[0091] 第二步，开启电源，向电磁储能电容充电，当电磁储能电容充电电压达到25KV后， 断开充电回路；
[0092] 第三步，将压力机上滑块下压，使凹模1压制在TA20钛合金板材2上，保持铝驱动 片4和TA20钛合金板材2之间紧密接触；
[0093] 然后，接通加热电路，对钢套9中的加热棒10通电，以使铝驱动片4和TA20钛合 金板材2升温；
[0094] 当铝驱动片4和TA20钛合金板材2的温度上升至设定温度后，断开加热电路；
[0095] 第四步，闭合放电回路开关，利用储能电容对电磁成形线圈放电，使TA20钛合金 板材2和铝驱动片4在电磁力的作用下高速变形，制得钛合金零件；
[0096] 第五步，向冷却水通道5通入冷却水，将成品冷却至常温；然后，将压力机上滑块 上移，取出钛合金零件。
[0097] 可以观察到，上述过程中，TA20钛合金板材的变形过程为：
[0098] 在成形的初期，受线圈结构的影响，变形过程为，TA20钛合金板材在相应于线圈半 径1/2处先发生塑性变形，TA20钛合金板材的中心部位的变形滞后于线圈半径1/2处而出 现凹陷形状，铝驱动片也出现与TA20钛合金板材相同的形状；
[0099] 随着变形的增大，TA20钛合金板材与铝驱动片在中心及靠近中心的周围区域出现 变形的不同步现象，即驱动片的变形滞后于板材。
[0100] 随后，铝驱动片和TA20钛合金板材在惯性的作用下逐渐隆起，在某一时刻，铝驱 动片与TA20钛合金板材相遇，发生碰撞冲击（冲击发生在TA20钛合金板材的中心部位，而 且不是冲击的最初时刻），冲击后成型逐渐趋于结束。
[0101] 上述钛合金板材的厚度选择为1_2_，铝驱动片的厚度选择为2_。考虑的是，铝 驱动片适合尚能量下的动态驱动，并且2mm的驱动片厚度能有效利用磁场能量，驱动效果 最佳，且能够更好地防止钛合金板材成形过程中出现过早破裂。
[0102] 上述设定温度优选为600~700°C。这考虑的是，若温度过高（接近或超过钛合 金的结晶温度），钛合金板材的硬化指数η和板厚方向性系数r将相应减小，不利于拉深变 形；若温度过低，钛合金板材的塑性加工性能则相对较差。
[0103] 为更好地理解本发明，现结合附图对本发明的工作原理进行简要说明。
[0104] 如图2、3所示，当高压开关K闭合后，储能电容C对电磁成形线圈11放电产生一 个强脉冲电流I 1，工作线圈周围形成均匀脉冲磁场7,工作线圈内不放导电体时，磁力线分 布如图2 ;当电磁成形线圈内放入合金板材2时，电磁成形线圈产生的脉冲磁场使合金板内 产生涡流I2，感应涡流产生感应脉冲磁场16。放电瞬间，钛合金板在电磁成形线圈和合金 板之间的叠加磁场的作用下受到电磁力，当磁场力F足够大，超过屈服极限时，钛合金板材 发生塑性变形。
[0105] 需要说明的是：根据本发明的技术思想，实际上，对于驱动片，不仅可以是铝驱动 片，还可以是铜驱动片、银驱动片或其他硬度不是太高，但导电性能良好的金属材质的驱动 片。
*普尔萨焊接有限公司利用脉冲式磁力将平板制成碟的设备和方法 *武汉理工大学镁合金板材温热电磁成形方法 *西北有色金属研究院一种钛合金薄壁壳体的成形方法 *湖南大学一种热塑性玻璃纤维增强铝合金层板的成形装置与方法 * Title not availableInternational Classification, C06PublicationEXSBDecision made by sipo to initiate substantive examinationC14Grant of patent or utility modelRotate