CN113001106A - 一种钛合金防护板及其制备方法 - Google Patents

一种钛合金防护板及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113001106A
CN113001106A CN202110172834.0A CN202110172834A CN113001106A CN 113001106 A CN113001106 A CN 113001106A CN 202110172834 A CN202110172834 A CN 202110172834A CN 113001106 A CN113001106 A CN 113001106A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium alloy
plate
triangular groove
depth
tip end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110172834.0A
Other languages
English (en)
Inventor
桂方起
郭新虎
秦剑
沈艺
陈妍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Titanium Equipment Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Shenyang Titanium Equipment Manufacturing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Titanium Equipment Manufacturing Co ltd filed Critical Shenyang Titanium Equipment Manufacturing Co ltd
Priority to CN202110172834.0A priority Critical patent/CN113001106A/zh
Publication of CN113001106A publication Critical patent/CN113001106A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0081—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for slabs; for billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
    • C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
    • C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

本发明涉及钛合金板材防护领域，尤其涉及一种钛合金防护板及其制备方法。所述制备方法，包括：在钛合金板材的迎弹面按60°～120°加工若干个整齐排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5～2.0mm；将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm。通过本发明的方法制得的钛合金防护板抗弹性能优异；7mm厚度的钛合金防护板在100m射距、0度射角下可有效防护53式7.62mm普通弹，与具备同等防弹效果的4.5mm防护钢对比，可减重20％～30％。

Description

一种钛合金防护板及其制备方法
技术领域
本发明涉及钛合金板材防护领域，尤其涉及一种钛合金防护板及其制备方法。
背景技术
钛及钛合金材料具有密度小、强度高、耐腐蚀等优异性能，是一种具备发展潜力的防护材料。然而，现有技术针对钛合金防护板的研究进展缓慢；具体地，在100m射距、0度射角的情况下，需要8mm厚度的钛合金防护板才能防住53式7.62mm普通弹，而同等防护效果的防护钢仅需要4.5mm。由此可见，开发一种更轻薄且具备上述同等防护效果的钛合金防护板，是本领域技术人员亟需解决的技术难题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛合金防护板的制备方法，该制备方法通过在钛合金防护板迎弹面形成若干个整齐排列的三角形坡口，可以改变子弹的侵彻靶板的角度，分散子弹的冲击力；本发明的另一目的是提供一种钛合金防护板。
具体地，本发明提供以下技术方案：
本发明提供一种钛合金防护板的制备方法，包括：在钛合金板材的迎弹面按60°～120°加工若干个整齐排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5～2.0mm；将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm。
现有技术中，在100m射距、0度射角的情况下，需要8mm厚度的钛合金防护板才能防住53式7.62mm普通弹；本发明为了进一步减轻钛合金防护板的重量，考虑使用7mm厚度的钛合金防护板。然而，7mm厚度的钛合金防护板虽然实现了减重的目的，但其在实际应用过程中，难以在100m射距、0度射角的情况下防住53式7.62mm普通弹。
本发明意外发现，通过在钛合金防护板的迎弹面上加工若干个三角形坡口，可以改变子弹的入射角度，进而分散子弹的冲击能量，提高钛合金防护板的防护能力；同时，钛合金防护板较防护钢减重20％～30％。
进一步地，本发明还发现，三角形坡口的内角大小和坡口深度对于子弹入射角的影响较大；基于此，本发明在大量的试验研究和测试实验的基础上、发现，当三角形坡口的内角在60°～120°、且机加铣掉尖端后的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm时，防弹效果最佳。
为了提升钛合金防护板的防弹效果，本发明对其制备方法进行了优化，具体如下：
作为优选，所述制备方法还包括预处理的步骤：
(1)将钛合金板材先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材进行抛光处理。
针对钛合金板材，分别在特定温度下依次进行固溶处理和时效处理，可改善钛合金板材的基体组织，优化板材的硬度和塑性匹配，提升板材的整体强度，增强钛合金板材的防护效果；同时，为后续的加工三角形坡口工艺奠定了基础(防止其在加工过程中出现断裂等情况)。
作为优选，所述钛合金板材为TC4钛合金板材。
进一步地，所述钛合金板材的厚度为7mm，长度为290～310mm，宽度为290～310mm。
针对本发明的工艺体系，以TC4钛合金板材为原料、且其厚度为7mm，长度为290～310mm，宽度为290～310mm，所得钛合金防护板的防弹效果更佳。
作为本发明的较佳技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将钛合金板材先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材进行抛光处理；
(3)将经抛光处理后的钛合金板材置于机加车床内，固定后按60°～120°在其迎弹面加工若干个整齐排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5～2.0mm；
(4)将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm，即得。
在上述步骤(3)中，采用机加开三角形坡口的方式生产钛合金防护板，其操作过程简便，生产效率和经济效益高，可以实现防弹设备的减重；用于防护车和舰艇等装备，增强其整体的灵活机动性和安全稳定性。
在上述步骤(2)中，可使用千叶轮进行抛光处理。
本发明还提供一种钛合金防护板，所述钛合金防护板利用上述方法制得。
作为优选，所述钛合金防护板的厚度为7mm。
本发明提供的钛合金防护板，在100m射距、0度射角的情况下，能够防住53式7.62mm普通弹。
本发明的有益效果在于：
本发明首次提出通过加工三角形坡口制备钛合金防护板的方法，该方法综合利用了钛合金材料密度低、强度高的特性，通过在防护板迎弹面加工三角形坡口，改变子弹的入射角度，分散其冲击能量，通过其结构的改变，实现钛合金防护板的减重。通过本发明的方法制得的钛合金防护板抗弹性能优异；7mm厚度的钛合金防护板在100m射距、0度射角下可有效防护53式7.62mm普通弹，与具备同等防弹效果的4.5mm防护钢对比，可减重20％～30％。
附图说明
图1为实施例1的钛合金防护板示意图；其中，a为坡口尖端机加铣掉前的示意图，b为坡口尖端机加铣掉后的示意图。
图2为实施例2的钛合金防护板示意图；其中，a为坡口尖端机加铣掉前的示意图，b为坡口尖端机加铣掉后的示意图。
图3为实施例3的钛合金防护板示意图；其中，a为坡口尖端机加铣掉前的示意图，b为坡口尖端机加铣掉后的示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种钛合金防护板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取厚度为7mm、长度为300mm、宽度为300mm的TC4钛合金板材，将其先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材外表面进行清洁去油污，打磨去氧化层后，使用120#千叶轮抛光；
(3)将经抛光处理后的钛合金板材置于机加车床内，固定后按60°在其迎弹面加工若干个三角形坡口，所述三角形坡口的深度为2.0mm；
(4)将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.5mm，即得。
本实施例同时提供利用上述方法制得的钛合金防护板，该钛合金防护板如图1所示。
对上述钛合金防护板进行靶板性能测试，在100m射距、0度射角下，测试53式7.62mm普通弹为四级损伤，依据国家标准的规定，靶试合格。
实施例2
本实施例提供一种钛合金防护板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取厚度为7mm、长度为300mm、宽度为300mm的TC4钛合金板材，将其先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材外表面进行清洁去油污，打磨去氧化层后，使用120#千叶轮抛光；
(3)将经抛光处理后的钛合金板材置于机加车床内，固定后按90°在其迎弹面加工若干个三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5mm；
(4)将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0mm，即得。
本实施例同时提供利用上述方法制得的钛合金防护板，该钛合金防护板如图2所示。
对上述钛合金防护板进行靶板性能测试，在100m射距、0度射角下，测试53式7.62mm普通弹为二级损伤，依据国家标准的规定，靶试合格。
实施例3
本实施例提供一种钛合金防护板的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取厚度为7mm、长度为300mm、宽度为300mm的TC4钛合金板材，将其先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材外表面进行清洁去油污，打磨去氧化层后，使用120#千叶轮抛光；
(3)将经抛光处理后的钛合金板材置于机加车床内，固定后按120°在其迎弹面加工若干个三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5mm；
(4)将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0mm，即得。
本实施例同时提供利用上述方法制得的钛合金防护板，该钛合金防护板如图3所示。
对上述钛合金防护板进行靶板性能测试，在100m射距、0度射角下，测试53式7.62mm普通弹为四级损伤，依据国家标准的规定，靶试合格。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种钛合金防护板的制备方法，其特征在于，包括：在钛合金板材的迎弹面按60°～120°加工若干个整齐排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5～2.0mm；将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括预处理的步骤：
(1)将钛合金板材先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材进行抛光处理。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钛合金板材为TC4钛合金板材。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钛合金板材的厚度为7mm，长度为290～310mm，宽度为290～310mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将钛合金板材先在890～930℃下进行固溶处理，再在540～560℃下进行时效处理；
(2)将经步骤(1)处理后的钛合金板材进行抛光处理；
(3)将经抛光处理后的钛合金板材置于机加车床内，固定后按60°～120°在其迎弹面加工若干个整齐排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度为1.5～2.0mm；
(4)将所述三角形坡口的尖端机加铣掉，所述尖端机加铣掉的三角形坡口的深度为1.0～1.5mm，即得。
6.一种钛合金防护板，其特征在于，利用权利要求1～5任一项所述方法制得。
7.根据权利要求6所述的钛合金防护板，其特征在于，所述钛合金防护板的厚度为7mm。
CN202110172834.0A 2021-02-08 2021-02-08 一种钛合金防护板及其制备方法 Pending CN113001106A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110172834.0A CN113001106A (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种钛合金防护板及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110172834.0A CN113001106A (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种钛合金防护板及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113001106A true CN113001106A (zh) 2021-06-22

Family

ID=76384377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110172834.0A Pending CN113001106A (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种钛合金防护板及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113001106A (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101656C1 (ru) * 1996-04-22 1998-01-10 Российский Университет Дружбы Народов Бронежилет
US7685922B1 (en) * 2007-10-05 2010-03-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Composite ballistic armor having geometric ceramic elements for shock wave attenuation
CN101815920A (zh) * 2007-09-28 2010-08-25 通用动力陆地系统公司 用于改进的轻质装甲防护的装置、方法及系统
JP2010243020A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Toray Ind Inc 防弾部材
CN103868413A (zh) * 2014-02-24 2014-06-18 北京同益中特种纤维技术开发有限公司 一种陶瓷复合防弹板
CN205940284U (zh) * 2016-07-14 2017-02-08 浙江勒比加信息科技有限公司 一种边防背心
US20170082405A1 (en) * 2014-05-22 2017-03-23 Amil Srl Multilayered bulletproof device
WO2017122158A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Amil S.R.L. Bullet-proof device
CN108131993A (zh) * 2017-11-10 2018-06-08 天津振兴特种装具有限公司 一种带有护颈的防弹背心
CN109297358A (zh) * 2018-10-22 2019-02-01 北京理工大学 一种防刺芯片及防刺装备
CN109737816A (zh) * 2019-02-11 2019-05-10 东华大学 一种嵌合式柔性防刺材料及其制备方法
EP3650802A1 (en) * 2018-11-09 2020-05-13 Cuhadaroglu Metal Sanayi Ve Pazarlama Anonim Sirketi A protective front screen against shape charged warheads
CN111872118A (zh) * 2020-06-29 2020-11-03 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 一种tc4钛合金板的短流程制备方法及应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2101656C1 (ru) * 1996-04-22 1998-01-10 Российский Университет Дружбы Народов Бронежилет
CN101815920A (zh) * 2007-09-28 2010-08-25 通用动力陆地系统公司 用于改进的轻质装甲防护的装置、方法及系统
US7685922B1 (en) * 2007-10-05 2010-03-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Composite ballistic armor having geometric ceramic elements for shock wave attenuation
JP2010243020A (ja) * 2009-04-03 2010-10-28 Toray Ind Inc 防弾部材
CN103868413A (zh) * 2014-02-24 2014-06-18 北京同益中特种纤维技术开发有限公司 一种陶瓷复合防弹板
US20170082405A1 (en) * 2014-05-22 2017-03-23 Amil Srl Multilayered bulletproof device
WO2017122158A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Amil S.R.L. Bullet-proof device
CN205940284U (zh) * 2016-07-14 2017-02-08 浙江勒比加信息科技有限公司 一种边防背心
CN108131993A (zh) * 2017-11-10 2018-06-08 天津振兴特种装具有限公司 一种带有护颈的防弹背心
CN109297358A (zh) * 2018-10-22 2019-02-01 北京理工大学 一种防刺芯片及防刺装备
EP3650802A1 (en) * 2018-11-09 2020-05-13 Cuhadaroglu Metal Sanayi Ve Pazarlama Anonim Sirketi A protective front screen against shape charged warheads
CN109737816A (zh) * 2019-02-11 2019-05-10 东华大学 一种嵌合式柔性防刺材料及其制备方法
CN111872118A (zh) * 2020-06-29 2020-11-03 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 一种tc4钛合金板的短流程制备方法及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101873582B1 (ko) 고 경도, 고 인성 철-계 합금 및 이의 제조 방법
CN104480476A (zh) 一种金属损伤件激光热力组合再制造方法
CN102877070A (zh) 钢制模具的表面复合处理方法
CN108441768A (zh) 一种防护门高强抗侵彻钢及其热处理方法
CN109141123B (zh) 一种约束陶瓷-金属复合防弹装甲板及其制备方法
CN101956198A (zh) 一种沉淀硬化不锈钢的表面复合强化工艺及沉淀硬化不锈钢材料
Zhigang et al. Self-nanocrystallization of Ti-6Al-4V alloy surface induced by laser shock processing
CN102584199B (zh) 一种雷达吸波材料及制备方法以及应用
CN113001106A (zh) 一种钛合金防护板及其制备方法
CN111041406A (zh) 一种提高发动机齿轮抗磨损/疲劳性能的复合工艺方法
CN116428913A (zh) 一种蜂窝点阵增强型陶瓷复合装甲及其制备方法
CN110608636A (zh) 一种钛合金复合装甲
Yao et al. Laser hardening techniques on steam turbine blade and application
CN205066576U (zh) 一种装甲车用超轻多孔三明治防弹板
CN109055683B (zh) 一种d6ac超高强度钢薄壁壳体真空分级气淬方法
CN220931873U (zh) 一种一体式抗多发弹结构装甲板
CN215639068U (zh) 一种防多发弹的嵌套整板式陶瓷复合板
CN113108646A (zh) 一种新型轻量化护甲组件模块
CN106756763A (zh) 一种不同材料的零件同炉进行离子渗氮的方法
KR102468113B1 (ko) 장갑차용 고경도 방탄 강판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 장갑차용 고경도 방탄 강판
CN115322016B (zh) 一种提高Al2O3陶瓷防弹能力的涂层制备方法
CN211373353U (zh) 一种耐火焰切割的复合涂层防弹钢板
Li et al. Penetration Damaging Behavior of TB17 Titanium Alloy
CN117165815A (zh) 一种抗7.62mm穿甲弹多角度侵彻的梯度铝基复合材料及其制备方法
Han et al. Study on mechanical property of 1Cr17/9Cr18MoV multilayer composite armor plate

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210622