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(zhēng)對(duì)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(duì)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(jì)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(jì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(zhǎng) 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(shí)間30分鐘~2小時(shí)。
[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(shí)間為1. 2小時(shí)。
[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(shí)間為1. 2小時(shí)。
[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(shí)。
[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(shí)間為1. 5小時(shí)。
[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(shí)。
[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(shí)間為12小時(shí)。
[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(cè)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(shí)操作工藝簡(jiǎn)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(duì)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(shí)，;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(shí)，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(shí)，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(shí)間 1~2小時(shí)，冷水淬火，然后進(jìn)行人工時(shí)效處理，熱處理溫度為120~130°C，時(shí)間11~13 小時(shí)。