专利名称：一种钢质头盔壳的制备方法
技术领域：
本发明涉及金属成型方法，具体属于一种钢质头盔壳的制备方法。
背景技术：
头盔是保护头部的装具，是军人训练、作战时戴的帽子，是人们交通中不可或缺的工具。它主要由外壳、衬里和悬挂装置三部分组成。外壳分别用特种钢、玻璃钢、增强塑料、皮革、尼龙等材料制作，以抵御弹头、弹片和其他打击物对头部的伤害。头盔的壳体都由强度较高的材料制成，如金属、工程塑料、凯芙拉纤维等等；头盔外壳的强度直接决定了头盔的实用效果。查新检索，中国专利申请号200720169519.8的专利文献，其公开了一种铝质安全帽，包括一铝质帽壳本体，为铝板直接拉伸成型的冲压加强铝壳，其存在的不足由于采用了铝制外壳，其强度级别较高强钢将大大降低，影响了产品的安全性和实用性；专利([专利申请号]:200610057536. 2)公开了一种特别适用于防弹头盔用深冲钢板的球化退火处理工艺，其存在的不足是整个工艺过程累计需要14-50小时的球化处理时间，以获得理想的组织；中国专利申请号为200620083429. 2的专利文献，其公开了一种安全帽，帽壳由金属板材冲压成形，同时内底面设有金属加强衬片，其存在的不足由于为了提高安全性需增设金属加强衬片从而使得重量有所增加；欧洲专利申请号为EP85112844A的专利文献，其公开了一种低合金硼钢制造的钢盔，钢盔首先经过冷冲压成形后，再进行热处理及喷砂处理，其存在的不足是成形过程为先冷成形在热处理及表面处理工艺过程，成形精度及表面质量无法有效保证；专利申请号为GB8523687A的专利文献，其公开了一种安全头盔，其金属外壳由一块低碳钢板冲压而成，其存在的不足是采用低碳钢板无法有效保证其高强度要求，从而影响安全性及实用性。以上文献，均在头盔盔壳的成形方法上多采用合金钢板或铝质平板等金属板经冷冲压成形获得，头盔的强度主要依靠成型钢板自身强度或者通过在盔壳内增加金属加强衬片来提高其安全性，但是冷冲压成形的难度大大限制了钢板强度的提高；虽然现有技术中亦有采用冷冲压成形然后进行热处理的方式来提高成品强度，但高强钢板冷冲压成形方法无法有效保证成形后的外形精度，为了提升头盔强度以达到IOOOMPa级甚至1500MPa级及更高强度要求，成形后需进一步采用热处理工艺，但是，后续热处理工艺时间长(多达10多个小时),生产效率低，同时表面质量较差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种新型的钢质头盔外壳新型制作方法，通过该制备工艺，可保证成品强度达到1500MPa，甚至2000MPa，并且头盔的整个制备周 期缩短至不超过20分钟，并能使头盔的制备尺寸精确度高。实现上述目的的措施
一种钢质头盔壳的制备方法，其步骤1)将钢板加热到800 900°C；
2)进行保温，在温度为800 900°C条件下保温3 5分钟；
3)在保温结束后在不超过5秒的时间内将钢板置入头盔模具上；
4)模具快速闭合冲压成形并在成型压力下保压6(T120秒，零件在闭合模具内以不低于40 °C/秒的冷却速度快速冷却并强化； 5)出模；
6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。本发明通过将钢板加热到一定温度后再冲制成型，大大提高了钢板的成形性，解决了高强钢板冷冲压成型过程时的成形难、回弹高等技术问题；钢板经加热并冲压成型后，通过在模具内保压冷却，由于冷却速度高，钢板在模具内淬火强化，使得成型后的钢板的抗拉强度可达1500MPa级，比未成型前钢板的抗拉强度500MPa 600MPa级提高200%及以上，从而获得高强度及高精度的钢质头盔制品；其适用于不同强度类型钢板及厚度在0. 6
2.0毫米钢板的冲压成形；头盔的制备周期由原来的至少I个小时缩短为不超过20分钟，使生产效率大大提高，相对生产成本大幅降低。
具体实施例方式下面对本发明予以详细描述
实施例I
钢头盔的钢板为厚度I. 5毫米，钢板的抗拉强度为500MPa，屈服强度为300MPa :其制备步骤
一种钢质头盔壳的制备方法，其步骤
1)将钢板加热到810 8200C；
2)进行保温，在温度为810 820°C条件下保温5分钟；
3)在保温结束后在不超过5秒的时间内将钢板置入头盔模具上；
4)模具快速闭合冲压成形并在成型压力下保压60秒，零件在闭合模具内以40V /秒的冷却速度快速冷却并强化；
5)出模；
6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。整个制备头盔所用时间为10分钟。实施例2
钢头盔的钢板为厚度I. 5毫米，钢板的抗拉强度为520MPa，屈服强度为320MPa :其制备步骤
1)将钢板加热到850 8600C；
2)进行保温，在温度为850 860°C条件下保温4分钟；
3)在保温结束后不超过5秒的时间内置入头盔模具内并冲压成型；
4)在头盔模具内以50°C/秒的冷却速度快速冷却，并头盔成型压力下保压70秒；
5)出模；6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。整个制备头盔所用时间为12分钟。
实施例3
钢头盔的钢板为厚度I. 5毫米，钢板的抗拉强度为515MPa，屈服强度为310MPa :其制备步骤
1)将钢板加热到890 9000C；
2)进行保温，在温度为890 900°C条件下保温3分钟；
3)在保温结束后不超过5秒的时间内置入头盔模具内并冲压成型；
4)在头盔模具内以60°C/秒的冷却速度快速冷却，并在头盔成型压力下保压90秒；
5)出模；
6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。整个制备头盔所用时间为15分钟。实施例4
钢头盔的钢板为厚度I. 0毫米，钢板的抗拉强度为530MPa，屈服强度为340MPa :其制备步骤
1)将钢板加热到800 810°C;
2)进行保温，在温度为800 810°C条件下保温5分钟；
3)在保温结束后不超过5秒的时间内置入头盔模具内并冲压成型；
4)在头盔模具内以45°C/秒的冷却速度快速冷却，并在头盔成型压力下保压65秒；
5)出模；
6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。整个制备头盔所用时间为13分钟。实施例5
钢头盔的钢板为厚度2. 0毫米，钢板的抗拉强度为550MPa，屈服强度为345MPa :其制备步骤
1)将钢板加热到870 8800C；
2)进行保温，在温度为870 880°C条件下保温5分钟；
3)在保温结束后不超过5秒的时间内置入头盔模具内并冲压成型；
4)在头盔模具内以55°C/秒的冷却速度快速冷却，并在头盔成型压力下保压75秒；
5)出模；
6)进行激光切边；
7)进行常规表面喷丸处理。整个制备头盔所用时间为16分钟。表I为本发明各实施例冲制成型后力学性能列表
序号I屈服强度MPa I抗拉强度MPa |硬度HR
1. 1050147046
2IllOOI1480丨49
权利要求
1.一种钢质头盔壳的制备方法，其步骤 1)将钢板加热到800 900°C； 2)进行保温，在温度为800 900°C条件下保温3 5分钟； 3)在保温结束后在不超过5秒的时间内将钢板置入头盔模具上； 4)模具快速闭合冲压成形并在成型压力下保压6(T120秒，零件在闭合模具内以不低于40 °C/秒的冷却速度快速冷却并强化； 5)出模； 6)进行激光切边； 7)进行常规表面喷丸处理。
全文摘要
本发明涉及一种钢质头盔壳的制备方法。其步骤将钢板加热到800～900℃；在温度为800～900℃条件下保温3～5分钟；保温结束后在不超过5秒的时间内将钢板置入头盔模具上；在成型压力下保压60~120秒，在闭合模具内以不低于40℃/秒的冷却速度快速冷却并强化；出模；激光切边；表面喷丸处理。本发明通过将钢板加热到一定温度后再冲制成型，大大提高了钢板的成形性、回弹高等问题；由于冷却速度高，钢板在模具内淬火强化，使得成型后的钢板的抗拉强度达1500至2000MPa，比未成型前钢板的抗拉强度提高200%及以上；头盔的制备周期由原来的至少1个小时缩短为不超过20分钟，使生产效率大大提高，相对生产成本大幅降低。
文档编号B21D22/06GK102744575SQ20121025485
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者付勇涛, 刘吉斌, 王玉涛, 王辉, 胡宽辉, 葛锐, 蒋扬虎 申请人:武汉钢铁(集团)公司