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      一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法

      文檔序號:9485343閱讀:326來源:國知局
      一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及一種防彈裝備板,具體涉及一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方 法。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 我國輕型裝甲車一直采用鋼制防彈裝甲,武裝直升飛機(jī)采用鈦合金防彈裝甲。但 是未來戰(zhàn)爭對陸軍的遠(yuǎn)程投送能力、武裝直升飛機(jī)的有效載荷能力都提出越來越高的要 求,這就對裝備重量提出了嚴(yán)苛要求,使得以前使用的鋼制裝甲和鈦合金裝甲已不能滿足 未來武器裝備發(fā)展的需要。因此需要提供一種密度低、防彈效果好、抗打擊,成本低、容易批 量生產(chǎn),適用于輕型裝甲車和武裝直升機(jī)抗擊輕武器和反器材武器攻擊的裝甲板的技術(shù)方 案。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003] 本發(fā)明的目的是:提出一種輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法,使此種裝甲板適用 于輕型裝甲車和武裝直升機(jī)抗擊輕武器和反器材武器攻擊,以滿足日益發(fā)展的軍事裝備的 要求。
      [0004] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案如下:
      [0005] -種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法,所述裝甲板為疊層復(fù)合結(jié)構(gòu),所述復(fù) 合結(jié)構(gòu)中間的防彈夾心層外用熱擴(kuò)散連接有不同材質(zhì)和厚度的單邊夾層金屬板,其改進(jìn)之 處在于,所述防彈夾心層包括:氧化石墨烯、SiC顆粒和鋁合金;所述鋁合金含按質(zhì)量百分 比計的下述組份:Cu,2. 0 ~2. 6% ;Mg,1. 8 ~2. 3% ;Si,0. 10% ;Μη,0· 05% ;Ti,0. 06%; Fe,0. 15% ;Ζη,7· 6 ~8· 4% ;Cr,0. 04% ;Zr,0. 08 ~0· 25%;其余為Al。
      [0006] 本發(fā)明的第一優(yōu)選技術(shù)方案中,按質(zhì)量百分比計的氧化石墨稀0.5%~3%和SiC 顆粒35%~55%。
      [0007] 本發(fā)明的第二優(yōu)選技術(shù)方案中,1. 5 %~2. 0 %的氧化石墨烯和35 %~55 %SiC顆 粒。
      [0008] 本發(fā)明的第三優(yōu)選技術(shù)方案中,45 %~55 %的SiC顆粒。
      [0009] 本發(fā)明的第四優(yōu)選技術(shù)方案中,2. 0%的氧化石墨烯和40%的SiC顆粒。
      [0010] 本發(fā)明的第五優(yōu)選技術(shù)方案中,防彈夾心層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為 3:1~6:1〇
      [0011] 本發(fā)明的第六優(yōu)選技術(shù)方案中,防彈夾心層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為 3:1 ~4:1〇
      [0012] 本發(fā)明的第七優(yōu)選技術(shù)方案中,所述單邊夾層金屬板為單一或兩種復(fù)合金屬板。
      [0013] 本發(fā)明的第八優(yōu)選技術(shù)方案中,SiC顆粒為D50= 3~20μπι的SiC顆粒。
      [0014] 本發(fā)明提供的輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法包括如下步驟:1)混合原料;2)制 備裝粉用包套;3)將樣品混合粉末裝入制備好的包套中;4)粉末物理燒結(jié)和金屬板材擴(kuò)熱 散連接;5)固溶熱處理;6)時效熱處理。
      [0015] 本發(fā)明提供的制備方法的第一優(yōu)選方法中,于盛有氧化石墨烯、SiC和所述鋁合金 粉末的V型混料設(shè)備中,按所述混合粉末的體積比為10:1的比例加入乙醇;于10~30轉(zhuǎn) /分鐘轉(zhuǎn)速下濕法混合4~14小時得混合粉末料;
      [0016] 烘干所述粉末后,在V型混料設(shè)備中以10~30轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速干法混合4~14 小時得混合粉末。
      [0017] 本發(fā)明提供的制備方法的第一優(yōu)選方法中,所述濕法混合在20轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下混 合10小時得混合粉末料;
      [0018] 所述干法混合在20轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速混合8小時得混合粉末。
      [0019] 本發(fā)明提供的制備方法的第二優(yōu)選方法中,所述步驟2)中,所述裝粉用包套的長 度和寬度較最終產(chǎn)品大5%,包套金屬的厚度與中間空腔厚度的比例為3:1~6:1。
      [0020] 本發(fā)明提供的制備方法的第三優(yōu)選方法中,所述步驟3)中,所得粉末振實(shí)密度至 2. 0 ~2. 4g/cm3〇
      [0021] 本發(fā)明提供的制備方法的第四優(yōu)選方法中,所述步驟4)中,所述熱擴(kuò)散條件:壓 力90MPa~300MPa,溫度400°C~500°C,時間30分鐘~2小時。
      [0022] 本發(fā)明提供的制備方法的第五優(yōu)選方法中,所述熱擴(kuò)散條件:壓力200MPa。
      [0023] 本發(fā)明提供的制備方法的第六優(yōu)選方法中,所述熱擴(kuò)散條件:溫度450°C。
      [0024] 本發(fā)明提供的制備方法的第七優(yōu)選方法中,所述熱擴(kuò)散條件:時間為1. 2小時。
      [0025] 本發(fā)明提供的制備方法的第八優(yōu)選方法中,所述熱擴(kuò)散條件:壓力200MPa,溫度 450°C,時間為1. 2小時。
      [0026] 本發(fā)明提供的制備方法的第九優(yōu)選方法中,所述步驟5)中,于470~480°C下熱處 理1~2小時。
      [0027] 本發(fā)明提供的制備方法的第十優(yōu)選方法中,所述熱處理時間為1. 5小時。
      [0028] 本發(fā)明提供的制備方法的第^^一優(yōu)選方法中,所述步驟6)中,于120~130°C下熱 處理11~13小時。
      [0029] 本發(fā)明提供的制備方法的第十二優(yōu)選方法中,所述熱處理時間為12小時。
      [0030] 和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比,本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果:
      [0031] 1、密度低,防護(hù)效果好。本發(fā)明制備的防彈裝甲板密度低于3.lg/cm3,僅是防彈鋼 板的三分之一,防彈鈦合金板的三分之二。經(jīng)過實(shí)際打靶測試,本發(fā)明制備的防護(hù)裝甲板, 其防彈效果和抗多次打擊能力明顯好于同等厚度的防彈鈦合金板,也優(yōu)于同等厚度的防彈 鋼板。
      [0032] 2、每使用1公斤本發(fā)明所涉及的防彈裝甲板,相比于使用舊材料,可使輕型裝甲 車和武裝直升機(jī)減重〇. 5~1. 5公斤,減重效果非常明顯,為提升我國輕型裝甲車輛遠(yuǎn)程投 送能力、提升武裝直升飛機(jī)有效載荷做出有益貢獻(xiàn)。
      [0033] 3、生產(chǎn)成本低,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制備,同時操作工藝簡便,利于生產(chǎn)控制。
      【具體實(shí)施方式】
      [0034] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
      [0035] -種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板的制備方法,混合氧化石墨烯、SiC和鋁合金粉末, 再經(jīng)過熱物理燒結(jié)制備高阻尼超硬防彈夾心層,并采用兩層或四層不同厚度和材質(zhì)的金屬 與該防彈夾心層進(jìn)行熱擴(kuò)散連接,最終形成三層或五層的夾心餅干式復(fù)合結(jié)構(gòu),得密度低 于3.lg/cm3的輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板。
      [0036] 制備步驟如下:
      [0037] (1)于10~30轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速的,裝有質(zhì)量百分比為0.5%~3%的氧化石墨烯, 35%~55%的SiC,及剩余質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鋁合金粉末的V型混料設(shè)備中,按積比為10 :1的比 例加入乙醇溶液,進(jìn)行濕法混合,混合4~14小時,;再然后烘干濕法混合制備的混合粉末, 待完全干燥后在V型混料設(shè)備中進(jìn)行干法混合,混合4~14小時,轉(zhuǎn)速為10~30轉(zhuǎn)/分 鐘。
      [0038] (2)將混合好的粉末裝入鋁合金包套中,至粉末振實(shí)密度到2. 0~2. 4g/cm3。
      [0039] (3)于90MPa~300Mpa壓力和400°C~500°C下處理30分鐘~2小時,同步完成 粉末物理燒結(jié)和金屬板材擴(kuò)散連接。
      [0040] (4)將制備好的裝甲板材首先進(jìn)行固溶熱處理,熱處理溫度為470~480°C,時間 1~2小時,冷水淬火,然后進(jìn)行人工時效處理,熱處理溫度為120~130°C,時間11~13 小時。
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