一種新型輕質高強防護裝甲板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種防彈裝備板，具體講設及一種新型輕質高強防護裝甲板。
【背景技術】
[0002] 我國輕型裝甲車一直采用鋼制防彈裝甲，武裝直升飛機采用鐵合金防彈裝甲。但 是未來戰爭對陸軍的遠程投送能力、武裝直升飛機的有效載荷能力都提出越來越高的要 求，運就對裝備重量提出了嚴苛要求，使得W前使用的鋼制裝甲和鐵合金裝甲已不能滿足 未來武器裝備發展的需要。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，適用于輕型裝甲車和武裝直升機抗擊輕武器和反器材武器攻擊的裝甲板的技術方 案。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是：提出一種新型輕質高強防護裝甲板，使其適用于輕型裝甲車和 武裝直升機抗擊輕武器和反器材武器攻擊，W滿足日益發展的軍事裝備的要求。
[0004] 實現本發明目的技術方案如下：
[0005] 一種新型輕質高強防護裝甲板，所述裝甲板為疊層復合結構，所述復合結構中間 的防彈夾屯、層外用熱擴散連接有不同材質和厚度的單邊夾層金屬板，其改進之處在于，所 述防彈夾屯、層包括：氧化石墨締、SiC顆粒和侶合金；所述侶合金含按質量百分比計的下述 組份：Cu，〇. 10% ;Mg，2. 3 ~3. 3% ;Si，0. 30% ;Ti，0. 10% ;Fe，0. 40% ;Zn，3. 5 ~4. 5%; Mn，0. 10~0. 40% ;Cr，0. 15~0. 25%;余量為常規雜質和Al。
[0006] 本發明的第一優選技術方案中，按質量百分比計的氧化石墨締0. 5%~3%和SiC 顆粒35%~55%。
[0007] 本發明的第二優選技術方案中，1. 5%~2. 0%的氧化石墨締。
[0008] 本發明的第Ξ優選技術方案中，45 %~55 %的SiC顆粒。
[0009] 本發明的第四優選技術方案中，2. 0 %的氧化石墨締和40 %的SiC顆粒。
[0010] 本發明的第五優選技術方案中，防彈夾屯、層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為 3:1~6:1。
[0011] 本發明的第六優選技術方案中，防彈夾屯、層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為 3:1~4:1。
[0012] 本發明的第屯優選技術方案中，所述單邊夾層金屬板為單一或兩種復合金屬板。
[0013] 本發明的第八優選技術方案中，SiC顆粒為D50 = 3~20um的SiC顆粒。本發明 提供的輕質高強防護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)粉末物理燒結和金屬板材擴熱散連接；5)固溶 熱處理；6)時效熱處理。
[0014] 進一步的，于盛有氧化石墨締、SiC和所述侶合金粉末的V型混料設備中，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/分鐘轉速下混合4~14小時 得混合粉末料；
[0015] 烘干所述粉末后，在V型混料設備中W 10~30轉/分鐘的轉速混合4~14小時 得混合粉末。
[0016] 本發明提供的制備方法的第二優選方法中，所述裝粉用包套的長度和寬度較最終 產品大5 %，包套金屬的厚度與中間空腔厚度的比例為3:1~6:1。
[0017] 本發明提供的制備方法的第Ξ優選方法中，所得粉末振實密度至2. 0~2. 4g/cm3。
[0018] 本發明提供的制備方法的第四優選方法中，所述熱擴散條件：壓力90MPa~ SOOMPa，溫度400°C~500°C，時間30分鐘~2小時。
[0019] 本發明提供的制備方法的第五優選方法中，于470~480°C下固溶熱處理1~2小 時，冷水澤火。
[0020] 本發明提供的制備方法的第六優選方法中，于120~130°C下時效熱處理11~13 小時。
[0021] 和最接近的現有技術比，本發明提供的技術方案具有W下優異效果：
[0022] 1、密度低，防護效果好。本發明制備的防彈裝甲板密度低于3.Ig/cm3,僅是防彈鋼 板的Ξ分之一，防彈鐵合金板的Ξ分之二。經過實際打祀測試，本發明制備的防護裝甲板， 其防彈效果和抗多次打擊能力明顯好于同等厚度的防彈鐵合金板，也優于同等厚度的防彈 鋼板。
[0023] 2、每使用1公斤本發明所設及的防彈裝甲板，相比于使用舊材料，可使輕型裝甲 車和武裝直升機減重0. 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程投 送能力、提升武裝直升飛機有效載荷做出有益貢獻。
[0024] 3、生產成本低，容易實現工業化制備，同時操作工藝簡便，利于生產控制。
【具體實施方式】
[00巧]下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
[00%] -種新型輕質高強防護裝甲板及其制備方法，混合氧化石墨締、SiC和侶合金粉 末，再經過熱物理燒結制備高阻尼超硬防彈夾屯、層，并采用兩層或四層不同厚度和材質的 金屬與該防彈夾屯、層進行熱擴散連接，最終形成Ξ層或五層的夾屯、餅干式復合結構，得密 度低于3.Ig/cm3的輕質高強防護裝甲板。
[0027] 制備步驟如下：
[00測 （1)于10~30轉/分鐘轉速的，裝有0. 5%~3%的氧化石墨締，質量百分比為 35%~55%的SiC，及剩余質量分數的侶合金粉末的V型混料設備中，按積比為10 :1的比 例加入乙醇溶液，進行濕法混合，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型混料設備中進行干法混合，混合4~14小時，轉速為10~30轉/分 鐘。
[0029] (2)將混合好的粉末裝入侶合金包套中，至粉末振實密度到2.0~2. 4g/cm3。
[0030] (3)于90MPa~SOOMpa壓力和400°C~500°C下處理30分鐘~2小時，同步完成 粉末物理燒結和金屬板材擴散連接。
[0031] (4)將制備好的裝甲板材首先進行固溶熱處理，熱處理溫度為470~480°C，時間 1~2小時，冷水澤火，然后進行人工時效處理，熱處理溫度為120~130°C，時間11~13 小時。 陽03引實施例1:采用4mm厚LF21侶合金-12mm厚高阻尼超硬防彈夾屯、層，二層結構，高 阻尼超硬防彈夾屯、層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為3:1; 陽03引實施例2:采用4mm厚LF21侶合金-16mm厚高阻尼超硬防彈夾屯、層，二層結構，高 阻尼超硬防彈夾屯、層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為4:1;
[0034] 實施例3:采用4mm厚LF21侶合金-24mm厚高阻尼超硬防彈夾屯、層，二層結構，高 阻尼超硬防彈夾屯、層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為6:1;
[0035] 不同成分下裝甲板的防彈化效果見表。另有說明除外，表中百分含量均為質量分 數。
[0036] 表1不同成分防彈板防彈效果對比（夾屯、層厚度：單邊層厚度=3:1)
[0037]
[0038] 表2不同成分防彈板防彈效果對比（夾屯、層厚度：單邊層厚度=4:1)
[0039]
[0040] 表3不同成分防彈板防彈效果對比（夾屯、層厚度：單邊層厚度=6:1)
[0041 ]
[0042] 通過表1、表2和表3的數據展示，充分說明經本發明方法制備的防彈裝甲板具備 低密度和高效防彈的效果。
[0043] 本發明中提供的一種新型輕質高強防護裝甲板及其制備方法，僅采用單邊金屬層 與防彈夾屯、層復合，即可達到密度低、自身體重輕、防彈效果優異，且防彈效果和抗多次打 擊能力明顯好于同等厚度的防彈鐵合金板，也優于同等厚度的防彈鋼板，同時生產成本低， 容易實現工業化制備，同時操作工藝簡便，利于生產控制。
[0044] W上實施例僅用W說明本發明的技術方案而非對其限制，所屬領域的普通技術人 員應當理解，參照上述實施例可W對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，運些 未脫離本發明精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權利要求保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種新型輕質高強防護裝甲板，所述裝甲板為疊層復合結構，所述復合結構中間的 防彈夾心層外用熱擴散連接有不同材質和厚度的單邊夾層金屬板，其特征在于，所述防彈 夾心層包括：氧化石墨烯、SiC顆粒和鋁合金；所述鋁合金含按質量百分比計的下述組份： Cu，0. 10%;Mg，2. 3 ~3. 3%;Si，0. 30%;Ti，0. 10%;Fe，0. 40%;Ζη，3· 5 ~4· 5%;Μη，0· 10 ~ 0· 40% ;Cr，0. 15~0· 25% ;余量為常規雜質和Al。2. 根據權利要求1所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，按質量百分比 計的氧化石墨烯〇. 5%~3%和SiC顆粒35%~55%。3. 根據權利要求2所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，1. 5%~2. 0% 的氧化石墨烯。4. 根據權利要求2所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，45 %~55 %的 SiC顆粒。5. 根據權利要求2所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，2. 0%的氧化石 墨烯和40 %的SiC顆粒。6. 根據權利要求1所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，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。7. 根據權利要求1所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，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。8. 根據權利要求1所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，所述單邊夾層 金屬板為單一或兩種復合金屬板。9. 根據權利要求1-5任一所述的一種新型輕質高強防護裝甲板，其特征在于，SiC顆粒 為D50 = 3~20um的SiC顆粒。
【專利摘要】本發明提供一種新型輕質高強防護裝甲板，裝甲板為多層的夾心餅干式復合結構，此復合結構中間的通過熱擴散連接有不同材質厚度的單邊夾層金屬板。裝甲板的制備方法包括步驟：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)粉末物理燒結和金屬板材擴熱散連接；5)固溶熱處理；6)時效熱處理。本發明適用于輕型裝甲車和武裝直升機抗擊輕武器和反器材武器攻擊所采用的防彈裝甲層及其生產制備。
【IPC分類】C22C21/18
【公開號】CN105331861
【申請號】CN201510696784
【發明人】王旭東, 李炯利, 戴圣龍, 王勝強, 張曉艷
【申請人】中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月23日