1.爆炸成形定義
爆炸成形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形方法。爆炸是能量在極短時同內的快速釋放。爆炸包括物理爆炸、化學爆炸和核爆炸。利用可控爆炸從事的某些加工作業叫爆炸成型。這裡所謂“爆炸成型”是指利用化學爆炸所進行的加工。
2.爆炸成形概述
1).簡述
金屬粉末爆炸成形屬於非鋼模成形法，它利用炸藥爆炸時產生的瞬間衝擊波的高溫、高壓，作用於金屬粉末中，使顆粒間距離縮短。爆炸成形由於在瞬間完成，所以組成相之間幾乎沒有擴散，而且晶粒來不及長大。爆炸成形能夠壓出相對密度極高的壓坯。
金屬粉末爆炸成形工藝具有高溫、高壓、瞬間作用的特點，炸藥爆炸後在極短的時間內（幾微秒）產生的衝擊壓力可達106MPa，這樣大的壓力可直接用於壓制超硬粉末材料和生產一般壓力機無法壓制的大型預成型件。
2).爆炸成形發展歷史
(1).爆炸成型的歷史可以追朔到l9世紀末期。1876年英國工程師Adamson利用火藥棉爆炸研究鐵板和鋼板承受衝擊力時的行為，1888年美國化學家Charles Munroe利用火藥棉接觸爆炸，藉助鏤花模板和鋼絲網模組在金屬表面雕刻圖案，都是人類早期從事爆炸成型的實例。(2).20世紀初以後，人們對此也做過許多有益嘗試，但是爆炸成型作為一門獨立的技術手段套用於生 產實踐之中還是從本世紀50年代開始。
一方面，在兩次世界大戰中由於軍事套用的需要，人們在爆炸理論、爆炸技術、爆炸效應、材料對爆炸載荷的回響等方面的研究以及對毫秒級甚至微秒級瞬變過程探測和觀察手段的建立中，為爆炸成型奠定了堅實的理論和實驗基礎。
另一方面，經歷兩次世界大戰後的世界進入了兩極對峙 的冷戰時期，瘋狂的軍備競賽導致諸如原子能、航天等許多尖端軍工產業的出現，這些新興的軍工企業往往要求加工許多形狀奇特而複雜的零部件，生產批量小 ，要求精度高，傳統的機加手段和設備無力進行加工。一些軍工企業為了自身的需要開始把注意力轉移到利用受 控爆炸進行某些特殊加工作業上來。開始是試驗性 的，後經推廣套用，逐漸形成一批專業企業的部門專門從事爆炸成型作業或技術研究工作。
(3).六、七十年代，爆炸成型技術的研究和推廣套用成為世界科技界關注的一個熱點，從1967年到1981年世界範圍的國際高能率加工(Energy Rate Fabizieation)會議就召開了七次，其它小型的專業研討會、交流會不勝枚舉，使爆炸成型技術越來越完善，套用越來越廣泛。
3.爆炸成形的分類
金屬的爆炸成型是利用炸藥作為能源來加工金屬。目前，金屬爆炸成型的範圍主要包括成形、校形、脹形、翻邊、雕刻、壓絞、粉末壓製成形、焊接、表面硬化和切割等。在金屬爆炸成型領域中套用的爆炸是一種在一定條件下的受控爆炸，它具有獨特的理論和工程條件。根據爆炸裝藥與加工對象的相對位置不同，通常把金屬爆炸加工分為兩種基本類型：
1、接觸爆炸加工：加工時裝藥與被加工的對象直接接觸；
2、隔離爆炸加工：加工時裝藥與被加工的對象相隔一定的距離，此間隔距離內的介質可能是空氣、水、油和砂等，裝藥爆炸產生的能量通過這些中間介質傳遞到被加工的對象上。
這兩種爆炸加工方法作用在加工工件上的作用力差別很大，因此，造成工件材料的性狀變化也很不同。接觸爆炸時工件上所受的壓力很大，通常達幾千萬千帕；隔離爆炸時工件上所受的壓力要小得多，通常為幾萬千帕。
接觸爆炸加工目前已採用的主要有爆炸焊接、爆炸切割、表面硬化和粉末爆炸壓製成形等；隔離爆炸加工目前已採用的主要有爆炸成形和爆炸校形。
4.爆炸成形的原理
爆炸成形是利用炸藥的爆炸能量使金屬加工成一定的形狀。它是金屬爆炸成型的一種重要類別。爆炸成形時，爆炸物質的化學能在極短時間內轉化為周圍介質(空氣或水)中的高壓衝擊波，並以脈衝波的形式作用於坯料，使其產生塑性變形並以一定速度貼模，完成成形過程。衝擊波對坯料的作用時間為微秒級，僅占坯料變形時間的一小部分。這種高速變形條件，使爆炸成形的變形機理及過程與常規衝壓加工有著根本性的差別。
金屬粉末或非金屬粉末在極短的時間內經受巨大作用，將改變粉末通常固有的特性，如粉末體一般壓制時所呈現的彈塑性。爆炸壓制的特點是爆炸時產生的壓力極高，施於粉末體上的壓力速度極快，而且不可用一般壓形理論來解釋。
倫諾(C.R.A .Lennon)等人為了摸索爆炸壓製機理，利用直接式爆炸成形裝置壓制鐵、鎳、銅、鋁金屬粉末，研究了不同的衝擊能量(壓力)與壓坯密度的變化關係，比較了鐵粉的爆炸壓制與等靜壓制時的行為，確定了爆炸壓製機理即能量與壓坯密度的關係式（公式1-1）:
式中β,γ— 粉末特性常數;
E — 單位體積粉末的壓制能;
DT — 粉末材料的理論密度;
Dc— 壓坯的密度;
△D = DT一DI ;
DI— 原始粉末的松裝密度
由公式1-1得雙對數方程（1-2）:
由此可以得到能量與緻密化(密度)線性關係對數圖，如圖1-1中鋁粉、銅粉、鐵粉、鎳粉的爆炸能量與緻密化關係曲線。進一步還可以求出金屬粉末的特性常數β和γ值。
5.爆炸成形的特點
1).工藝優點
(1).可在室溫下進行壓實，壓實密度接近理論密度；(2).可在低於一般燒結溫度下進行熱壓實，使壓實件具有超細晶粒結構或非平衡結構等；
(3).能壓制各種粉末組合，而沒有組成相之間的相互作用。
2).套用特點
(1).適合於小批量、大型且形狀複雜的產品的生產（如飛彈及飛機的某些部件）；特別是零件尺寸及所需壓力超過現有壓力機的能力時。(2).由難以加工材料（如高強度耐熱金屬）所製造的零件。
(3).在大型零件上可以保證嚴格的製造公差，和沖床成形相比，可獲得較高的表面光潔度。
(4).可充分利用金屬的延伸性，省略了機械成形時所要求的中間退火工序。
(5).可調整工件整個表面上的爆炸壓力分布，避免機械成形時可能產生的局部應力集中現象。
(6).實現某些機械方法難以達到的加工手段（如複雜大型零件、粉末壓製成型、硬化加工、可控切割等）。
(7).需建立爆炸場地、訓練有關爆破技術人員。
(8).存在爆炸噪聲等安全問題。
總之，決定是否採用爆炸成型方法主要考慮爆炸成型方法的唯一性和經濟性。
