DE3209531A1

DE3209531A1 - Verfahren zur herstellung einer panzerplatte

Info

Publication number: DE3209531A1
Application number: DE19823209531
Authority: DE
Inventors: Donald F. 15044 Gibsonia Pa. MeLampy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1982-03-16
Publication date: 1982-09-23
Also published as: FR2501719A1; GB2096179A; US4431466A; FR2501719B1; JPS5831032A; GB2096179B

Description

-3-"Verfahren zur Herstellung einer Panzerpiatte"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Panzerplatte.

Panzerplatten müssen bekanntlich sehr hart sein, um dem Aufprall von Projektilen widerstehen zu können. Wenn eine Panzerplatte jedoch zu hart ist, bringt ein Projektil, etwa eine Granate oder dgl. Geschoß, beim Auftreffen auf die Panzerplatte deren harte Oberfläche sowie die gesamte Platte zum Platzen oder Zersplittern.

Eine Lösungsmöglichkeit bei der Verwendung eines homo-

bisher
genen Werkstoffs bestand darin, einen Kompromiß zwischen einem hohen und einem niedrigen Härtegrad zu schließen und einen ein Zersplittern oder Platzen verhindernden mittleren Härtegrad vorzusehen. Diese einfache Härte bedingt aber, daß eine dickere Platte verwendet werden muß, um die ballistische Schutzwirkung zu gewährleisten. Eine andere Maßnahme bestand bisher darin, einen nicht-homogenen Werkstoff zu verwenden, der aus zwei miteinander verbundenen, ein Laminat bildenden Walzblechen oder -platten aus ähnlichen, aber unterschiedliche Härtbarkeit besitzenden Werkstoffen besteht. Durch Wärmebehandlung wird dem Werkstück eine Seite mit großer Härte und eine andere Seite mit vergleichsweise geringerer Härte verliehen. Die weichere, vergleichsweise weniger harte Seite unterstützt dabei die harte Seite unter Verhinderung eines Zersplitterns oder Platzens der gesamten Platte. Eine solche Panzerplatte bietet bei vorgegebener Dicke eine größere ballistische Schutzwirkung als die vorher genannte, homogene Panzerplatte.

Eine solche laminierte Panzerplatte bietet also die gewünschten Eigenschaften. Das Problem bei einem solchen laminierten Werkstoff besteht darin, daß zwar die gewünschten Eigenschaften erzielt werden, andererseits aber wirtschaftliche Nachteile im Spiel sind, die durch den erhöhten Kostenaufwand für die zusätzlichen Behandlungen zur Herstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen den Einzelschichten bedingt sind. Außerdem können beim nicht-homogenen Verbundwerkstoff Verformungen bzw. Verziehungen während eines Abschreckschritts auftreten.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, nur eine Seite der Panzerplatte nach üblichen Verfahren zu härten, bei denen es jeweils nötig ist, nur einen Teil des Werkstoffs über die Austenit-Temperatur zu erwärmen und dann abzuschrecken, so daß ein Übergangsbereich zwischen dem gehärteten Werkstoffteil und dem restlichen Werkstoff verbleibt. *

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer Panzerplatte, mit dem die Notwendigkeit für einen laminierten Verbundwerkstoff vermieden, dabei aber gleichzeitig die gewünschten Eigenschaften der Panzerplatte, d.h. eine harte Seite und eine vergleichsweise duktile bzw. weiche Seite, gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten _go Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale und Maßnahmen gelöst.

Zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften wird erfindungsgemäß von einem homogenen, gehärteten oder qc gehärteten und angelassenen (tempered) Werkstoff ausgegangen. Die eine Seite oder Fläche der Panzerplatte wird schnell auf eine Anlaßtemperatur erwärmt, während der anderen Seite die Wärme möglichst schnell

entzogen wird. Diese letztere Seite wird auch gegenüber der Wärmequelle abgeschirmt. Hierbei wird die erwärmte Seite angelassen bzw. nachgeglüht (oder weiter angelassen, wenn die Platte vorher wärmebehandelt und angelassen worden ist), so daß eine weichere, aber zähere Plattenseite entsteht, während die gegenüberliegende Seite ihre Härte beibehält.

Bei diesem Verfahren wird die Platte unter einem Neigungswinkel fortlaufend in ein Bad aus Wasser, aus Lösungen auf Wasserbasis, aus Gas, kalter Luft oder Kombinationen dieser Stoffe überführt und dabei die Oberseite auf eine Anlaßtemperatur (tempering temperature) erwärmt, während gleichzeitig die gegen-

überliegende bzw. untere Seite in das Bad eingetaucht wird, um einen Temperaturanstieg an dieser Unterseite und damit eine Härteminderung derselben zu verhindern. Weiterhin wird die Oberseite bei der Bewegung in das Bad gekühlt. Auf diese" Weise wird

ein Härtegefälle zwischen Ober- und Unterseite; erzielt. Die Oberseite wird dabei angelassen oder bei höherer Temperatur angelassen bzw. nachgeglüht (tempered), so daß sie weicher und zäher ist als die Unterseite,

die ihre ursprüngliche Härte beibehält. 25

Im folgenden ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur schematisch ein Verfahren zum fortlaufenden überführen einer Panzerplatte in ein Bad bei gleichzeitiger Erwärmung der einen Seite der Panzerplatte veranschaulicht.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Metallplatte 10 mit einer Oberseite 14 und einer Unterseite 16 fortlaufend in ein Wasserbad 12 eingeführt, und zwar derart, daß zwischen der Unterseite 16 und der Oberfläche des Bads 12 ein Winkel Θ von weniger als 90 , vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 30 , festgelegt wird. Mittels eines Acetylen-Brenners wird die Obe>rseite 14 am oder nahe dem Ubergangspunkt zwischen der Platte 10 und dem Wasserbad 12 mit Wärme beaufschlagt.

Sieben vorgehärtete und angelassene Prüflinge wurden untersucht. Jede Platte wurde mit Sauerstoff eines Drucks von 1,97 bar und Acetylen eines Drucks von 0,98 bar wärmebehandelt und mit einer Geschwindigkeit von 470 - 597 mm/min vorgeschoben. Der Versatz d zwischen dem Wärmebeaufschlagungspunkt und dem Eintrittspunkt der Platte in das Bad betrug Null. Der Abstand H von der Brennerspitze zur PCLatten-Oberseite 14 betrug 9,53 mm.

Ausgehend von einer 6,35 mm dicken Stahlplatte, in welche Thermoelemente in verschiedenen Tiefen eingelassen waren, wurden Versuche durchgeführt. Hierbei ergaben Messungen, daß die Höchsttemperatur an der der Wärmequelle zugewandten Seite 463 C erreichte, während an der gegenüberliegenden Seite nur eine Höchsttemperatur von 216,5 q erreicht wurde.

	Brinellhärte vor Erwärm.	— 7 —	4340	·* 320953	514	Flammen- länge (Kegel) (mm)
Prüf ling Nr.	514	Werkstoff Dicke Zusarmensetz. (nrn)	4340	Brinell härte nach Erwärmung Ober- Unter seite seite	477	6,35
1	477	6,35	XAR-30	415	418	9,53
2	418	6,35	XAR-30	388	418	6,35
3	418	6,35	4340	321	444	9,53
4	444	6,35	J 4350 M	302	601	6,35
5	512	6,35	4340	388	477	9,53
6	477			401	9,53
7		402

Gegen den Prüfling 2 wurden Geschosse abgefeuert; militärische Vollmantel-Munition (ball type ammunition) bei Kernschuß-Mündungsgeschwindigkeit prallte ab, während panzerbrechende Geschosse die Platte durchschlugen. Es wird angenommen, daß mit einer höheren Oberflächenhärte auch panzerbrechende Geschosse abgehalten werden können.

Prüfling 6 wurde nach militärischen Spezifikationen auf seine militärischen ballistischen Eigenschaften untersucht, wobei die Geschloß-Geschwindigkeit, bei der ein Durchschuß auftritt, und die Geschoß-Geschwindigkeit, bis zu welcher das Geschoß abprallt, bestimmt wurden. Dieser Versuch erlaubt eine Einstufung des Prüflings nach festgelegten Standards bzw. Normen, die verschiedene (Geschoß-)Geschwindigkeiten für verschiedene Dicken (der Panzerplatte) angeben. Der Prüfling 6 konnte 30% höhere Geschoß-Geschwindigkeiten als eine gewöhnliche homogene Panzerplatte nach Spezifikation aushalten. Der Versuch erfolgte unter Verwendung standardisierter panzerbrechender Geschosse, die mit verschiedenen, mittels elektronischer Zeit-

schranken registrierter Geschwindigkeiten abgefeuert wurden. Es wird angenommen, daß nicht-homogene Metallplatten ebenfalls in ihren Eigenschaften (bezüglich Geschoßabweisung) verbessert werden können.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung einer Panzerplatte, dadurch gekennzeichnet, daß von einer gehärteten Metallplatte mit Ober- und Unterseite ausgegangen wird, daß die Oberseite der Metallplatte auf Anlaß- bzw. Nachglühtemperatur erwärmt wird und daß während dieser Wärmebehandlung der Oberseite gleichzeitig die Unterseite der Metallplatte an einem Anstieg auf die Anlaß- oder Nachglühtemperatur gehindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung einer Erwärmung der Unterseite auf die Anlaß- oder Nachglühtemperatur die Metallplatte fortlaufend unter einem Neigungswinkel in ein Flüssigkeitsbad überführt wird, während die Oberseite der Metallplatte etwa am Übergangspunkt zwischen Metallplatte und Flüssigkeitsbad mit Wärme beaufschlagt wird.

ο β α

-2-

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte unter einem zwischen ihrer Unterseite und dem Badspiegel festgelegten Winkel von w< wird.

von weniger als 90° in das Flüssigkeitsbad überführt

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte unter einem zwischen ihrer Unterseite und dem Badspiegel festgelegten Winkel im Bereich von führt wird.

Bereich von 5 - 30° in das Flüssigkeitsbad über-

'5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einer homogenen Metallplatte ausgegangen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte (vorher) gehärtet und angelassen (tempered) worden ist. 20