一種高氮不銹鋼盾牌及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種高氮不銹鋼盾牌及其制備工藝，屬于防護(hù)抗彈領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]防彈材料是現(xiàn)代社會(huì)治安與戰(zhàn)爭(zhēng)不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一。防彈材料從傳統(tǒng)的金屬材料(鋼、鋁)，到現(xiàn)在先進(jìn)的陶瓷材料、玻璃、復(fù)合材料(聚合物基、金屬基、陶瓷基)等，防彈材料一直向著輕量、高效的方向發(fā)展。
[0003]防彈玻璃，其功能單一，只能防止手槍子彈，或微型沖鋒槍子彈不穿透防彈玻璃，但不能防止鐵器沖撞，打砸，因?yàn)榉缽棽Ａa(chǎn)所用的原材料玻璃，普通浮法玻璃易碎，防彈玻璃中產(chǎn)生抗子彈能力不是玻璃，而是一種中間膠膜，玻璃只能是起到穩(wěn)固作用和透視功能，但是中間膜只能保證防彈玻璃在檢測(cè)級(jí)別范圍之內(nèi)的槍彈穿不透，在安裝防彈玻璃時(shí)，工程施工存在很大的安全隱患，笨重容易導(dǎo)致傷亡事故，原防彈玻璃易碎，易破裂，安裝困難，維護(hù)難成本高。
[0004]鋁合金抗彈材料具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些缺陷，其中最突出的是適合裝甲車輛使用的硬度較大的合金材料容易受到應(yīng)力腐蝕發(fā)生斷裂。這種狀況潛伏著失效，因?yàn)樵斐墒У膽?yīng)力強(qiáng)度往往低于合金材料的最大應(yīng)力。在機(jī)加、裝配和焊接過程中產(chǎn)生的剩余應(yīng)力都會(huì)導(dǎo)致失效。鋁材的碎裂強(qiáng)度也要低于鋼裝甲，因此也更容易“結(jié)癥”。所以鋁合金車輛大都采用防碎屏蔽或襯層。另外，鋁的熔點(diǎn)要低于鋼，在高溫下容易軟化。最后還有一點(diǎn)，鋁的顆粒容易燃燒。
[0005]CN 103389008 A公開了一種防彈、防刺、防暴輕質(zhì)盾牌，該發(fā)明了采用高強(qiáng)度聚乙稀膜防彈材料，經(jīng)高溫高壓一次模壓成型構(gòu)成，厚度為7.8mm，其抗穿刺，抗彈的能力不足，受到損壞時(shí)容易開裂，為使用者帶來安全問題。
[0006]CN 103979971 A公開了一種液相燒結(jié)碳化硼防彈材料及其制備方法，所述防彈材料包括如下質(zhì)量百分比的組成成分:碳化硼:60-98%，a-Si3N4:1-20%，a-SiC: 1-10%，炭黑:0-3%，Α1-Υ系添加劑:0-25%。其制備方法為:稱取原料，將稱取好的碳化硼、€1-313財(cái)、a-SiC、炭黑放入球磨機(jī)中，以去離子水為介質(zhì)進(jìn)行濕磨、篩網(wǎng);再進(jìn)行噴霧造粒、篩選;將漿料干壓成型制成生坯;將加工后的素坯在Al-Y系添加劑和氬氣保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)制得液相燒結(jié)碳化硼防彈材料。該防彈材料的制備工藝較為復(fù)雜，不利于推廣，且陶瓷材料抗沖擊性能差，易破碎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服現(xiàn)有防彈材料中存在的不足，如防彈玻璃功能單一，易破裂;塑料抗彈能力不強(qiáng)，易開裂；陶瓷材料抗沖擊性能差;鋁合金材料易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂，不耐高溫的問題。本發(fā)明目的提供一種高氮不銹鋼盾牌及其制備工藝。
[0008]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]一種高氮不銹鋼盾牌，主要應(yīng)用于防護(hù)防彈領(lǐng)域。所述高氮鋼盾牌是由Mn: 16-19% ；Cr:20-30% ；N:0.65-0.95% ；Mo:0.5-1.5% ；N1: <0.2% ；S: <0.03% ；P: <0.03% ；C: <0.03%;S1: <0.4%，(重量百分比計(jì))余量為鐵及不可避免雜質(zhì)的高氮不銹鋼制成。
[0010]如上所述的一種高氮不銹鋼盾牌，其中，制備工藝包括以下步驟:
[0011](1)對(duì)上述的高氮不銹鋼鋼錠進(jìn)行熱鍛，始鍛溫度為850-9001、終鍛溫度1100-1180°C、保溫時(shí)間120-130min和加熱時(shí)間60-80min。
[0012](2)將鍛造后高氮不銹鋼的鋼錠再進(jìn)行熱乳，乳制溫度為1000-1100°C，預(yù)熱溫度為500-550°C，保溫時(shí)間為120min-140min，最終得到l-3mm厚的高氮鋼板材。
[0013](3)對(duì)熱乳高氮鋼板材進(jìn)行剪裁，尺寸為500mm*900-1000mm，并切除最小尺寸為200mm*80mm的矩形作為觀察窗，裝上把手，制成盾牌。
[0014]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明制備的髙氮不銹鋼盾牌使用的高氮不銹鋼合金中以氮作為強(qiáng)化元素，在保證合金耐腐蝕性能的前提下，極大的提高了材料的強(qiáng)度，且原料來源廣泛，價(jià)格低廉可極大降低材料的生產(chǎn)成本。(2)制備的髙氮不銹鋼盾牌具有非常好的力學(xué)性能，強(qiáng)度高，并且具備一定的韌性，抗彈性能好，能廣泛應(yīng)用防護(hù)防彈領(lǐng)域。(3)所制備高氮不銹鋼能夠耐高溫，阻擋腐蝕液體。且高氮不銹鋼盾牌使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的主視圖
[0016]圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖
[0017]其中，1-觀察窗;2-盾體;3-把手
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例一
[0020]如圖1、圖2所示，為本發(fā)明的一使用情形，一種高氮鋼抗彈防護(hù)盾牌，盾牌材料為高氮鋼，所述高氮不銹鋼以重量百分比計(jì)由下列元素組成:Mn: 16% ;Cr: 20% ;N:0.65%;Mo:0.5%；N1:<0.2%；S:<0.03%；P:<0.03%；C:<0.03%；S1: <0.4%,余量為鐵及不可避免雜質(zhì)。
[0021]該盾牌制備工藝包括以下步驟:
[0022](I)對(duì)上述高氮不銹鋼的鋼錠進(jìn)行熱鍛，始鍛溫度為850°C、終鍛溫度1100°C、保溫時(shí)間120min和加熱時(shí)間60min。
[0023](2)將鍛造后高氮不銹鋼的鋼錠再進(jìn)行熱乳，乳制溫度為1000°C，預(yù)熱溫度為5000C，保溫時(shí)間為120min，最終得到Imm厚的高氮鋼板材。
[0024](3)對(duì)熱乳高氮鋼板材進(jìn)行剪裁，尺寸為500mm*900mm，制成盾體2，并切除200mm*80mm的矩形作為觀察窗I，裝上把手3，制成盾牌。
[0025]該材料以氮作為強(qiáng)化元素，極大的提高了材料的強(qiáng)度，抗彈性能好，更利于防護(hù)。并且氮的來源廣泛，價(jià)格低廉可極大降低材料的生產(chǎn)成本，從而帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。能夠滿足防彈盾牌4級(jí)防護(hù)等級(jí)(GA423-2003)，具有高抗彈性，而且能抗多發(fā)彈。使用壽命20年以上，有效防止砍、棒擊、阻擋腐蝕液體等。
[0026]實(shí)施例二
[0027]—種高氮不銹鋼盾牌，盾牌材料為高氮鋼，所述不銹鋼以重量百分比計(jì)由下列元素組成:Mn:19%;Cr:30%;N:0.8%;Mo:1.0%;N1: <0.2%；S: <0.03% ；P: <0.03% ；C: <
0.03%；S1: <0.4%，余量為鐵及不可避免雜質(zhì)。
[0028]該盾牌制備工藝包括以下步驟:
[0029](I)對(duì)上述高氮不銹鋼的鋼錠進(jìn)行熱鍛，始鍛溫度為880°C、終鍛溫度1140°C、保溫時(shí)間125min和加熱時(shí)間70min。
[0030](2)將鍛造后高氮不銹鋼的鋼錠再進(jìn)行熱乳，乳制溫度為1050°C，預(yù)熱溫度為5250C，保溫時(shí)間為130min，最終得到Imm厚的高氮鋼板材。
[0031](3)對(duì)熱乳高氮鋼板材進(jìn)行剪裁，尺寸為500mm*900mm，制成盾體2，并切除200mm*80mm的矩形作為觀察窗I，裝上把手3，制成盾牌。
[0032]用該材料制成防彈防護(hù)盾牌，抗彈性能好，有利于防護(hù)。具有高抗彈性，而且能抗多發(fā)彈。使用壽命20年以上，有效防止砍、棒擊、阻擋腐蝕液體等。
[0033]實(shí)施例三
[0034]一種高氮不銹鋼盾牌，盾牌材料為高氮鋼，所述高氮鋼是由Mn: 19% ; Cr: 30% ;N:
0.95%；Mo:1.5%；N1: <0.2%；S: <0.03% ；P: <0.03% ；C: <0.03%；S1: <0.4%,余量為鐵及不可避免雜質(zhì)的高氮不銹鋼制成。
[0035]該盾牌制備工藝包括以下步驟:
[0036](I)對(duì)上述高氮不銹鋼的鋼錠進(jìn)行熱鍛，始鍛溫度為900°C、終鍛溫度1180°C、保溫時(shí)間130min和加熱時(shí)間80min。
[0037](2)將鍛造后高氮不銹鋼的鋼錠再進(jìn)行熱乳，乳制溫度為1100°C，預(yù)熱溫度為5500C，保溫時(shí)間為140m in，最終得到Imm厚的高氮鋼板材。
[0038](3)對(duì)熱乳高氮鋼板材進(jìn)行剪裁，尺寸為500mm*900mm，并切除200mm*80mm的矩形作為觀察窗，裝上把手，制成盾牌。
[0039]該盾牌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，易于推廣使用，盾體的厚度小，整體重量減輕。高氮鋼中氮作為強(qiáng)化元素，極大的提高了材料的強(qiáng)度，抗彈性能好，更利于防護(hù)。并且氮的來源廣泛，價(jià)格低廉可極大降低材料的生產(chǎn)成本，從而帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該盾牌能夠滿足防彈盾牌4級(jí)防護(hù)等級(jí)(GA423-2003)，具有高抗彈性，而且能抗多發(fā)彈。使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年以上。
[0040]對(duì)比例
[0041 ] 一種685裝甲鋼盾牌，所述685裝甲鋼包含以下元素C: 0.21?0.31 % ; S1: 0.20?0.40% ;Μη:0.75?1.10% ;S:允許殘余含量 <0.010;Ρ:允許殘余含量 <0.015% ;Cr:0.75?I.10 % ;N1:1.05?I.30 % ;Mo: 0.25?0.45 %:對(duì)685裝甲鋼進(jìn)行冶煉、精煉、熱鍛、熱乳，得到Imm厚的板材，進(jìn)行剪切，加上把手，制成盾牌。
[0042]將實(shí)施例1?3以及對(duì)比例制造得到的盾牌進(jìn)行盾牌抗彈性能測(cè)試，根據(jù)GA423-2003，使用1977年式7.62mm手槍(I級(jí))和1954年式7.62mm手槍(4級(jí))，射距5米，彈著點(diǎn)呈三角形，彈距2 50mm。實(shí)施例1-3得到的高氮鋼盾牌均具有抗彈丸擊穿、彈丸沖擊時(shí)盾牌背面不崩裂的性能，能到到4級(jí)抗彈防護(hù)要求。而對(duì)比例的盾牌則不能抵抗1954年式7.62mm手槍的子彈，即不能達(dá)到4級(jí)防護(hù)要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高氮不銹鋼盾牌，其特征在于，該高氮鋼盾牌按照重量百分比計(jì)，由Mn:16-19% ；Cr:20-30% ；N:0.65-0.95% ；Mo:0.5-1.5% ；N1: <0.2% ；S: <0.03% ；P: <0.03% ；C: <0.03%；S1: <0.4%，余量為鐵及不可避免雜質(zhì)的高氮不銹鋼制成。2.—種基于權(quán)利要求1所述的一種高氮不銹鋼盾牌的制備工藝，其特征在于，包括以下具體步驟: 步驟I，將權(quán)利要求1中的高氮不銹鋼的鋼錠進(jìn)行熱鍛，所述的熱鍛始鍛溫度為850-900°C、終鍛溫度1100-1180°(3，保溫時(shí)間120-13011^11和加熱時(shí)間60-801^11。 步驟2，將鍛造后高氮不銹鋼的鋼錠再進(jìn)行熱乳，所述的乳制溫度為1000-1100°C，預(yù)熱溫度為500-550°C，保溫時(shí)間為120min-140min，制得的高氮鋼板材。 步驟3，對(duì)熱乳高氮鋼板材進(jìn)行剪裁，并切除的矩形作為觀察窗，裝上把手，制成盾牌。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高氮不銹鋼盾牌的制備工藝，其特征在于，步驟2中，所述的高氮鋼板材厚度為1-3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高氮不銹鋼盾牌的制備工藝，其特征在于，步驟3中，所述的高氮鋼板材進(jìn)行剪裁尺寸為500mm*900-1000mm，所述的觀察窗的尺寸最小為200mm*80mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高氮不銹鋼盾牌。該高氮鋼盾牌按重量百分比計(jì)是由Mn:16-19％；Cr:20-30％；N:0.65-0.95％；Mo:0.5-1.5％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％；C:≤0.03％；Si:≤0.4％，余量為鐵及不可避免雜質(zhì)的高氮不銹鋼制成。本發(fā)明制備的髙氮不銹鋼盾牌以氮作為主要的強(qiáng)化元素，能夠極大的提高不銹鋼盾牌的強(qiáng)度，從而提高了材料的抗彈性能，能廣泛應(yīng)用于防護(hù)防彈領(lǐng)域。
【IPC分類】B23P15/00, F41H5/08, C22C38/02, C22C38/58, C22C38/44
【公開號(hào)】CN105506498
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510990516
【發(fā)明人】周琦, 孔見, 王克鴻, 蔡雅君, 孫宏宇, 周春東
【申請(qǐng)人】江蘇爍石焊接科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日