本發(fā)明專利技術(shù)提供一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，裝甲板材料為疊層夾心餅干式復(fù)合結(jié)構(gòu)，此復(fù)合結(jié)構(gòu)中間的防彈夾心層外通過熱擴(kuò)散連接有不同材質(zhì)和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(jié)和金屬板材擴(kuò)熱散連接；5)固溶熱處理；6)時效熱處理。本發(fā)明專利技術(shù)適用于輕型裝甲車和武裝直升機(jī)等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(chǎn)制備。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)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。
技術(shù)介紹
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。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是：提出一種輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，使其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。 實現(xiàn)本專利技術(shù)目的技術(shù)方案如下： -種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，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。 本專利技術(shù)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%。 本專利技術(shù)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。 本專利技術(shù)的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，45 %~55 %的SiC顆粒。 本專利技術(shù)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。 本專利技術(shù)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 本專利技術(shù)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 本專利技術(shù)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。 本專利技術(shù)的第八優(yōu)選技術(shù)方案中，SiC顆粒為D50 = 3~20 μπι的SiC顆粒。 本專利技術(shù)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。 進(jìn)一步的，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)速下混合4~14小時 得混合粉末料； 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)速混合4~14小時 得混合粉末。 本專利技術(shù)提供的制備方法的第二優(yōu)選方法中，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。 本專利技術(shù)提供的制備方法的第三優(yōu)選方法中，所得粉末振實密度至2. 0~2. 4g/cm3。 本專利技術(shù)提供的制備方法的第四優(yōu)選方法中，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。 本專利技術(shù)提供的制備方法的第五優(yōu)選方法中，于470~480°C下固溶熱處理1~2小 時，冷水淬火。 本專利技術(shù)提供的制備方法的第六優(yōu)選方法中，于120~130°C下時效熱處理11~13 小時。 和最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果： 1、密度低，防護(hù)效果好。本專利技術(shù)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)過實際打靶測試，本專利技術(shù)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。 2.每使用1公斤本專利技術(shù)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)。 3、生產(chǎn)成本低，容易實現(xiàn)工業(yè)化制備，同時操作工藝簡便，利于生產(chǎn)控制。【具體實施方式】 下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 -種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，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。 制備步驟如下： (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。 (2)將混合好的粉末裝入鋁合金包套中，至粉末振實密度到2. 0~2. 4g/cm3。 (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。 (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。 實施例1 :采用4mm厚LF21錯合金-12mm厚高阻尼超硬防彈夾心層，兩層結(jié)構(gòu)，高 阻尼超硬防彈夾心層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為3:1 ; 實施例2 :采用4mm厚LF21錯合金-16mm厚高阻尼超硬防彈夾心層，兩層結(jié)構(gòu)，高 阻尼超硬防彈夾心層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為4:1 ; 實施例3 :采用4mm厚LF21錯合金-24mm厚高阻尼超硬防彈夾心層，兩層結(jié)構(gòu)，高 阻尼超硬防彈夾心層厚度與單邊夾層金屬板的厚度比例為6:1 ; 不同成分下裝甲板的防彈化效果見表；表中百分含量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 表1不同成分防彈板防彈效果對比 (注：一層夾心層與一層單邊層；夾心層厚度：單邊層厚度=3:1) 表2不同成分防彈板防彈效果對比 (注：一層夾心層與一層單邊層；夾心層厚度：單邊層厚度=4:1) 表3不同成分防彈板防彈效果對比(注：一層夾心層與一層單邊層；夾心層厚度：單邊層厚度=6:1) 通過表1、表2和表3的數(shù)據(jù)，當(dāng)防彈板只有一層夾心層和單邊層時，當(dāng)夾心層厚 度：單邊層厚度=3:1時，不同子彈口徑不同探頭類型，大部分情況下，本專利技術(shù)所述的防彈 裝甲的板的效果顯著，隨著夾心層的厚度增加，防彈效果更加優(yōu)異，說明本專利技術(shù)提供的技術(shù) 方案的防彈裝甲板具備低密度和優(yōu)異的效防彈的效果。 以上實施例僅用以說明本專利技術(shù)的技術(shù)方案而非對其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，參照上述實施例可以對本專利技術(shù)的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，這些 未脫離本專利技術(shù)精神和范圍的任何修改或者等同替換均在申請待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之 內(nèi)。【主權(quán)項】1. 一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，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)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種新型輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲板，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(zhì)量百分比計的下述組份：Cu，2.0～2.6％；Mg，1.8～2.3％；Si，0.10％；Mn，0.05％；Ti，0.06％；Fe，0.15％；Zn，7.6～8.4％；Cr，0.04％；Zr，0.08～0.25％；其余為Al。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李炯利，王旭東，戴圣龍，王勝強(qiáng)，張顯峰，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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