一种新型轻质高强防护装甲板的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种防弹装备板，具体涉及一种新型轻质高强防护装甲板的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 我国轻型装甲车一直采用钢制防弹装甲，武装直升飞机采用钛合金防弹装甲。但 是未来战争对陆军的远程投送能力、武装直升飞机的有效载荷能力都提出越来越高的要 求，这就对装备重量提出了严苛要求，使得以前使用的钢制装甲和钛合金装甲已不能满足 未来武器装备发展的需要。因此需要提供一种密度低、防弹效果好、抗打击，成本低、容易批 量生产，适用于轻型装甲车和武装直升机抗击轻武器和反器材武器攻击的装甲板的技术方 案。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是：提出一种轻质高强防护装甲板的制备方法，使此种装甲板适用 于轻型装甲车和武装直升机抗击轻武器和反器材武器攻击，以满足日益发展的军事装备的 要求。
[0004] 实现本发明目的技术方案如下：
[0005] -种新型轻质高强防护装甲板的制备方法，所述装甲板为叠层复合结构，所述复 合结构中间的防弹夹心层外用热扩散连接有不同材质和厚度的单边夹层金属板，其改进之 处在于，所述防弹夹心层包括：氧化石墨烯、SiC颗粒和铝合金；所述铝合金含按质量百分 比计的下述组份：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%;其余为Al。
[0006] 本发明的第一优选技术方案中，按质量百分比计的氧化石墨稀0.5%~3%和SiC 颗粒35%~55%。
[0007] 本发明的第二优选技术方案中，1. 5 %~2. 0 %的氧化石墨烯和35 %~55 %SiC颗 粒。
[0008] 本发明的第三优选技术方案中，45 %~55 %的SiC颗粒。
[0009] 本发明的第四优选技术方案中，2. 0%的氧化石墨烯和40%的SiC颗粒。
[0010] 本发明的第五优选技术方案中，防弹夹心层厚度与单边夹层金属板的厚度比例为 3:1~6:1〇
[0011] 本发明的第六优选技术方案中，防弹夹心层厚度与单边夹层金属板的厚度比例为 3:1 ~4:1〇
[0012] 本发明的第七优选技术方案中，所述单边夹层金属板为单一或两种复合金属板。
[0013] 本发明的第八优选技术方案中，SiC颗粒为D50= 3~20μπι的SiC颗粒。
[0014] 本发明提供的轻质高强防护装甲板的制备方法包括如下步骤：1)混合原料；2)制 备装粉用包套；3)将样品混合粉末装入制备好的包套中；4)粉末物理烧结和金属板材扩热 散连接；5)固溶热处理；6)时效热处理。
[0015] 本发明提供的制备方法的第一优选方法中，于盛有氧化石墨烯、SiC和所述铝合金 粉末的V型混料设备中，按所述混合粉末的体积比为10:1的比例加入乙醇；于10~30转 /分钟转速下湿法混合4~14小时得混合粉末料；
[0016] 烘干所述粉末后，在V型混料设备中以10~30转/分钟的转速干法混合4~14 小时得混合粉末。
[0017] 本发明提供的制备方法的第一优选方法中，所述湿法混合在20转/分钟转速下混 合10小时得混合粉末料；
[0018] 所述干法混合在20转/分钟转速混合8小时得混合粉末。
[0019] 本发明提供的制备方法的第二优选方法中，所述步骤2)中，所述装粉用包套的长 度和宽度较最终产品大5%，包套金属的厚度与中间空腔厚度的比例为3:1~6:1。
[0020] 本发明提供的制备方法的第三优选方法中，所述步骤3)中，所得粉末振实密度至 2. 0 ~2. 4g/cm3〇
[0021] 本发明提供的制备方法的第四优选方法中，所述步骤4)中，所述热扩散条件：压 力90MPa~300MPa，温度400°C~500°C，时间30分钟~2小时。
[0022] 本发明提供的制备方法的第五优选方法中，所述热扩散条件：压力200MPa。
[0023] 本发明提供的制备方法的第六优选方法中，所述热扩散条件：温度450°C。
[0024] 本发明提供的制备方法的第七优选方法中，所述热扩散条件：时间为1. 2小时。
[0025] 本发明提供的制备方法的第八优选方法中，所述热扩散条件：压力200MPa，温度 450°C，时间为1. 2小时。
[0026] 本发明提供的制备方法的第九优选方法中，所述步骤5)中，于470~480°C下热处 理1~2小时。
[0027] 本发明提供的制备方法的第十优选方法中，所述热处理时间为1. 5小时。
[0028] 本发明提供的制备方法的第^^一优选方法中，所述步骤6)中，于120~130°C下热 处理11~13小时。
[0029] 本发明提供的制备方法的第十二优选方法中，所述热处理时间为12小时。
[0030] 和最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
[0031] 1、密度低，防护效果好。本发明制备的防弹装甲板密度低于3.lg/cm3,仅是防弹钢 板的三分之一，防弹钛合金板的三分之二。经过实际打靶测试，本发明制备的防护装甲板， 其防弹效果和抗多次打击能力明显好于同等厚度的防弹钛合金板，也优于同等厚度的防弹 钢板。
[0032] 2、每使用1公斤本发明所涉及的防弹装甲板，相比于使用旧材料，可使轻型装甲 车和武装直升机减重〇. 5~1. 5公斤，减重效果非常明显，为提升我国轻型装甲车辆远程投 送能力、提升武装直升飞机有效载荷做出有益贡献。
[0033] 3、生产成本低，容易实现工业化制备，同时操作工艺简便，利于生产控制。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
[0035] -种新型轻质高强防护装甲板的制备方法，混合氧化石墨烯、SiC和铝合金粉末， 再经过热物理烧结制备高阻尼超硬防弹夹心层，并采用两层或四层不同厚度和材质的金属 与该防弹夹心层进行热扩散连接，最终形成三层或五层的夹心饼干式复合结构，得密度低 于3.lg/cm3的轻质高强防护装甲板。
[0036] 制备步骤如下：
[0037] (1)于10~30转/分钟转速的，装有质量百分比为0.5%~3%的氧化石墨烯， 35%~55%的SiC，及剩余质量分数的铝合金粉末的V型混料设备中，按积比为10 :1的比 例加入乙醇溶液，进行湿法混合，混合4~14小时，;再然后烘干湿法混合制备的混合粉末， 待完全干燥后在V型混料设备中进行干法混合，混合4~14小时，转速为10~30转/分 钟。
[0038] (2)将混合好的粉末装入铝合金包套中，至粉末振实密度到2. 0~2. 4g/cm3。
[0039] (3)于90MPa~300Mpa压力和400°C~500°C下处理30分钟~2小时，同步完成 粉末物理烧结和金属板材扩散连接。
[0040] (4)将制备好的装甲板材首先进行固溶热处理，热处理温度为470~480°C，时间 1~2小时，冷水淬火，然后进行人工时效处理，热处理温度为120~130°C，时间11~13 小时。