CN104697403B - 铝压铸陶瓷防弹板的制作方法及由此制得的防弹板 - Google Patents
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Abstract
本发明是铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，利用真空炉或压铸机压铸，包括下模和防弹陶瓷柱，其特征在于：包括如下步骤：a、摆放：将多个防弹陶瓷柱竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；b、压铸：将熔融的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱之间的空隙；c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板；d、复合：将铝压铸陶瓷板和PE板或芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的防弹性能达到了NIJ LEVEL Ⅳ级标准，不仅可以防手枪子弹，也可以防7.62mm及以下口径的步枪穿甲弹，同时由于铝合金的高强高韧特性，在提高防弹板的防弹性能同时还能承受多发弹的射击，极大的提升了使用者的生存率。
Description
技术领域：
本发明涉及陶瓷防弹插板领域，特别涉及一种铝压铸陶瓷防弹板的制作方法及由此制得的防弹板。
背景技术：
随着高科技的发展，防弹板种类越来越多，由起初防弹钢板到现在的复合材料防弹板，再到性价比较高的陶瓷防弹插板。
现有的陶瓷防弹插板内部基本都是有多片具有良好的防弹功能的防弹陶瓷片拼接构成，而各块防弹陶瓷片之间的排列组合方法会影响整块陶瓷防弹插板的防弹性能。例如，陶瓷防弹片拼接位置之间的形成的接缝容易被击穿，而且子弹产生的作用力也会随着接缝散开，若接缝太多或者接缝相互重合，那么防弹板在承受了一发子弹之后，就会有大量的陶瓷片开裂粉碎，难以抵挡第二乃至第三发的子弹。
在国际上虽然也有一些采用圆柱形防弹陶瓷柱作为基料的防弹陶瓷插片，但是针对该种防弹陶瓷插片的研究较少，现有的防弹陶瓷柱之间的空隙过大，弱点过于明显，整体防弹性能不能达到美国防弹标准(以下简称NIJ标准)的Ⅳ级标准，多数都只能达到NIJ标准的III级标准，而且防弹陶瓷柱之间的连接不紧密，防弹性能不佳。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种铝压铸陶瓷防弹板的制作方法及由此制得的防弹板，很好的解决了防弹陶瓷柱之间间隙过大，防弹性能不能达到NIJⅣ级标准，抗多发弹能力不强等问题。
本发明的技术方案如下：
铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，利用真空炉或压铸机压铸，包括下模和防弹陶瓷柱，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：将熔融的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱之间的空隙；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板；
d、复合：将铝压铸陶瓷板和PE板或芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
采用这种方式就可以使熔融的铝液充满防弹陶瓷柱之间以及防弹陶瓷柱和上下模之间的间隙，从而在压铸步骤完成后，铝液凝结成铝块，从而使防弹陶瓷柱的连接变得十分紧密，并且铝液凝结成铝块，尺寸上也会有一定的收缩，更进一步紧密了防弹陶瓷柱之间的连接，并且对防弹陶瓷柱提供一个压应力，从而极大的强化了由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的强度以及防弹性能，经过测试由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的防弹性能达到了NIJ LEVELⅣ级标准，不仅可以防手枪子弹，更可以防7.62mm及以下口径的步枪穿甲弹，极大的提升了使用者的生存率。
作为优选，防弹陶瓷柱的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱的总高度为10mm～150mm，防弹陶瓷柱的直径为5mm～100mm。因此子弹打击在这样的小圆柱体上容易向侧方卸力，从而保护了使用者，强化了防弹的性能。
作为优选，下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱的高度相当，大量防弹陶瓷柱竖直放置且填满下模的容腔。这样就可以使防弹陶瓷柱均匀的填满整个下模，并在保证防弹陶瓷柱连接强度的同时，减轻由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的质量，减小人员佩戴时的压力。
作为优选，下模的底板呈平板状或弧形板状。
作为优选，下模呈弧形板状，且下模的圆弧的半径为R300mm～R1000mm。下模呈弧形，从而由此下模制得的铝压铸陶瓷防弹板也呈弧形，以便此板应用于人体防弹时提高舒适度和贴合性。
作为优选，步骤b中将熔融的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱之间的空隙的具体方式有两种，方式1为将铝锭放置于下模内的防弹陶瓷柱的顶端，再将下模以及铝锭一起放入真空炉内加热，加热至600℃～800℃，溶化铝锭，使铝锭变为铝液，从而渗入防弹陶瓷柱之间的空隙中；方式2为直接采用压铸机将处于熔融状态的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱之间的空隙中。
铝压铸陶瓷板，铝压铸陶瓷板呈平板状或弧形板状，所述铝压铸陶瓷板由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱之间的间隙后凝固而成，所述铝压铸陶瓷板内有大量防弹陶瓷柱，防弹陶瓷柱轴心线互相平行设置并填满防弹板本体。
作为优选，防弹陶瓷柱由氧化铝或碳化硅或碳化硼等陶瓷制成。
作为优选，铝压铸陶瓷板呈平板状或弧形板状，铝压铸陶瓷板厚度与防弹陶瓷柱高度相同。
本发明的有益效果在于：
本发明可以使铝液充满防弹陶瓷柱之间的间隙，从而在压铸步骤完成后，铝液凝结成铝块，从而使防弹陶瓷柱之间的连接变得十分紧密，并且铝液凝结成铝块，尺寸上也会有一定的收缩，更进一步紧密了防弹陶瓷柱之间的连接，从而极大得强化了由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的强度以及防弹性能，经过测试由此方法制得的铝压铸陶瓷防弹板的防弹性能达到了NIJ标准的Ⅳ级标准，不仅可以防手枪子弹，更可以防7.62mm及以下口径的步枪穿甲弹，极大的提升了使用者的生存率。
附图说明：
图1为实施例1～3的铝压铸陶瓷防弹板的结构示意图；
图2为实施例4～6的铝压铸陶瓷防弹板的结构示意图；
图3为防弹陶瓷柱的结构示意图；
图中：铝压铸陶瓷板1；防弹陶瓷柱2。
具体实施方式：
实施例1：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：将铝锭放置于下模内的防弹陶瓷柱2的顶端，再将下模以及铝锭一起放入真空炉内加热，加热至700℃，铝锭溶化，使铝锭变为铝液，从而渗入防弹陶瓷柱2之间的空隙中；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为15mm，防弹陶瓷柱2的直径为7mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模的底板呈平板状。
一种如图1、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由氧化铝制成。
铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
实施例2：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：将铝锭放置于下模内的防弹陶瓷柱2的顶端，再将下模以及铝锭一起放入真空炉内加热，加热至800℃，铝锭溶化，使铝锭变为铝液，从而渗入防弹陶瓷柱2之间的空隙中；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和PE板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为130mm，防弹陶瓷柱2的直径为80mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模的底板呈平板状。
一种如图1、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由碳化硅制成。
铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
实施例3：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：直接采用压铸机将处于熔融状态的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱2之间的空隙中；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为10mm，防弹陶瓷柱2的直径为5mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模的底板呈平板状。
一种如图1、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由碳化硼制成。
铝压铸陶瓷板1呈平板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
实施例4：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：直接采用压铸机将处于熔融状态的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱2之间的空隙中；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和PE板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为14mm，防弹陶瓷柱2的直径为7mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模呈弧形板状，且下模的圆弧的半径为R800mm。
一种如图2、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由碳化硼制成。
铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
实施例5：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：直接采用压铸机将处于熔融状态的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱2之间的空隙中；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和PE板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为20mm，防弹陶瓷柱2的直径为10mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模呈弧形板状，且下模的圆弧的半径为R1000mm。
一种如图2、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由碳化硼制成。
铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
实施例6：铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，包括下模和防弹陶瓷柱2，包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱2竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：将铝锭放置于下模内的防弹陶瓷柱2的顶端，再将下模以及铝锭一起放入真空炉内加热，加热至600℃，铝锭溶化，使铝锭变为铝液，从而渗入防弹陶瓷柱2之间的空隙中；；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板1；
d、复合：将铝压铸陶瓷板1和芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
防弹陶瓷柱2的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱2整体呈“胶囊”形状，防弹陶瓷柱2的总高度为60mm，防弹陶瓷柱2的直径为15mm。
下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱2的高度相当，大量防弹陶瓷柱2竖直放置且填满下模的容腔。
下模呈弧形板状，且下模的圆弧的半径为R600mm。
一种如图2、图3所示的铝压铸陶瓷板1，铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1由熔融的铝液压铸到防弹陶瓷柱2之间的间隙后凝固而成，铝压铸陶瓷板1内有大量防弹陶瓷柱2。
防弹陶瓷柱2由碳化硼制成。
铝压铸陶瓷板1呈弧形板状，铝压铸陶瓷板1厚度与防弹陶瓷柱2高度相同。
本铝压铸陶瓷防弹板经过NIJ标准测试，可防御7.62mm口径穿甲弹(美国军用M2AP)，弹重10.8g，最低弹速不超过869m/s，达到Ⅳ级防弹标准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，利用真空炉或压铸机压铸，包括下模和防弹陶瓷柱，其特征在于：包括如下步骤：
a、摆放：将多个防弹陶瓷柱竖直放置于顶面开口的呈盒型的下模内；
b、压铸：将熔融的铝液注入放置在下模内的防弹陶瓷柱之间的空隙；
c、脱模：待铝液凝固后脱模得到铝压铸陶瓷板；
d、复合：将铝压铸陶瓷板和PE板或芳纶板复合在一起，再表面处理得到铝压铸陶瓷防弹板。
2.根据权利要求1 所述的铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，其特征在于：所述防弹陶瓷柱的两端端头的沿轴心线的截面呈圆弧形，防弹陶瓷柱整体呈“胶囊”形状，所述防弹陶瓷柱的总高度为10mm～150mm，所述防弹陶瓷柱的直径为5mm～100mm。
3.根据权利要求2所述的铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，其特征在于：所述下模的容腔的高度与防弹陶瓷柱的高度相当，大量防弹陶瓷柱竖直放置且填满下模的容腔。
4.根据权利要求3所述的铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，其特征在于：所述下模的底板呈平板状或弧形板状。
5.根据权利要求4所述的铝压铸陶瓷防弹板的制作方法，其特征在于：所述下模呈弧形板状，且下模的圆弧的半径为R300mm～R1000mm。
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