DE4344879C2

DE4344879C2 - Verbundstahl für den Schutz von Fahrzeugen, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung als Fahrzeugverkleidungsteil

Info

Publication number: DE4344879C2
Application number: DE19934344879
Authority: DE
Original assignee: G & S Tech Schutz und Sic GmbH
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: DE4344879A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundstahlblech für den Schutz von Fahrzeugen, ein Verfahren zu dessen Herstel lung sowie dessen Verwendung als ein entsprechendes Fahrzeugverkleidungsteil.

Bei dem Bau von gepanzerten zivilen oder militärischen Fahrzeugen werden üblicherweise Stähle verwendet, die nach dem Aushärten eine sehr hohe Festigkeit und Härte besitzen, ohne daß die Kerbschlagzähigkeit übermäßig absinkt. Diese sogenannten Panzerstähle dienen der Sicherstellung des ballistischen Schutzes, d. h. dem Schutz vor Beschuß, sowie des Anspreng- und Splitter schutzes. Sie werden beispielsweise für die Fahrgast zellenpanzerung von Geldtransportfahrzeugen oder zivi len Sicherheits-Kraftfahrzeugen oder die Teilpanzerun gen von Luft-, Wasser- und Landfahrzeugen zum Schutz von Personen oder technischem Gerät verwendet. Da die Anforderungen, die an derartige Fahrzeuge gestellt werden, sich in den letzten Jahren ständig erhöht haben, ist es notwendig, die Stahlbauteile bzw. -bleche entsprechend dicker auszubilden, um den Anforderungen genügen zu können. Damit ist jedoch der Nachteil ver bunden, daß das Gewicht des entsprechenden Fahrzeugs wesentlich erhöht ist, wodurch sich die Fahreigenschaf ten des Fahrzeugs ändern und darüber hinaus einige Fahrzeugbestandteile, beispielsweise der Motor, stärker ausgelegt werden müssen.

Wenn man einen besonders harten Stahl für die Panzerung verwendet, ist damit gleichzeitig der Nachteil verbun den, daß ein derartiger Stahl üblicherweise sehr spröde ist und sich dementsprechend schlecht verarbeiten läßt.

Aus der DE 29 21 854 C1 ist es bekannt, für Panzerungen von Fahrzeugen einen Verbundstahl zu verwenden, der aus einer Trägerschicht aus einem relativ weichen Stahl und einer Auflageschicht aus hochfestem Stahl besteht. Die Schichten sind über molekulare Bindungen miteinander verbunden. Auf diese Weise ist ein Verbundstahl ge schaffen, dessen Auflageschicht relativ hart und dessen Trägerschicht relativ zäh und elastisch ist. Jedoch ist ein derartiger Verbundstahl nur bedingt einsetzbar, da die beiden fest miteinander verbundenen Materialien bzw. Stähle unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß es zu Verformungen kommen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbund stahlblech, das für den Schutz von Fahrzeugen in weitem Umfang einsetzbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstel lung eines derartigen Verbundstahlblechs zu schaffen. Darüber hinaus soll ein Fahrzeugverkleidungsteil aus einem entsprechenden Verbundstahlblech vorgesehen werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verbundstahlblech mit einer Trägerschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%:

und einer Auflageschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%:

Diese Werte geben die Gewichts anteile der Hauptlegierungselemente in % wieder.

Zusätzlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht folgende chemische Bestandteile in Gew.-% aufweist:

und Fe mit herstellungsbedingten Verunreinigungen als Rest.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung haben sich die folgenden Stähle im Hinblick auf die Belastbarkeit als besonders wirkungsvoll herausgestellt:

Trägerschicht:

Auflageschicht:

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Trägerschicht und die Auflageschicht nicht die gleiche Dicke besitzen, sondern daß das Dickenverhält nis der Auflageschicht zur Trägerschicht etwa 3 : 2 beträgt, so ein Verbundstahlblech mit einer hohen Beschuß-Sicherheit gegeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbundstahlblech handelt es sich um ein Bauteil aus zwei artgleichen Stählen mit annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizienten, so daß der Verbundstahl im Fahrzeugbau Verwendung finden kann. Die Trägerschicht ist dabei von einem relativ weichen, elastischen Stahl gebildet, während als Auflageschicht ein sehr harter und spröder Stahl verwendet wird, der bei Auftreffen eines Geschosses einen großen Anteil der Energie vernichten kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht vor dem Härten eine Rockwell-Härte von ca. 30 HRc aufweist und daß nach dem Härten der Stahl der Trägerschicht eine Rockwell-Härte von ca. 51 HRc und der Stahl der Auflageschicht eine Rockwell-Här te von ca. 60-61 HRc besitzt.

Zur Herstellung des Verbundstahlblechs werden zunächst der Stahl der Trägerschicht sowie der Stahl der Aufla geschicht unabhängig voneinander zu jeweils einem Block, d. h. einem sogenannten Brammenblock geformt. Nach Abkühlen der Brammenblöcke wird an jedem Block eine Kontaktfläche beispielsweise mittels Hobeln geeb net und gereinigt, so daß die Kontaktfläche insbesonde re frei von Fett, Öl etc. ist. Die Blöcke werden dann mit den Kontaktflächen aufeinandergelegt und gegenein andergepreßt, ohne daß sich zwischen ihnen Luftein schlüsse befinden. In dem aufeinandergepreßten Zustand werden die Blöcke in der Auflageebene mit einer umlau fenden Schweißnaht miteinander verbunden und in einem Ofen auf ca. 1300°C erhitzt. Anschließend werden sie bei einer hohen Walzkraft von etwa 8·10⁷ N zu einem Blech ausgewalzt. Es hat sich gezeigt, daß die beiden Stähle in der Kontaktfläche eine molekulare Bindung eingehen, wobei jedoch eine exakte Trennlinie vorhanden bleibt.

Claims

1. Verbundstahlblech für den Schutz von Fahrzeugen mit einer Trägerschicht aus einem Stahl mit fol genden chemischen Bestandteilen in Gew.-%: und einer Auflageschicht aus einem Stahl mit folgenden chemischen Bestandteilen in Gew.-%: wobei sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflageschicht zusätzlich folgende chemische Bestandteile in Gew.-% und Fe mit herstellungsbedingten Verunreinigungen aufweist.

2. Verbundstahlblech nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende chemische Bestandteile in Gew. -%:

Trägerschicht:

Auflageschicht:

3. Verbundstahlblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dickenverhältnis der Auflageschicht zur Trägerschicht etwa 3 : 2 beträgt.

4. Verbundstahlblech nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Stahl der Trägerschicht als auch der Stahl der Auflage schicht vor dem Härten eine Rockwell-Härte von ca. 30 HRc aufweist und daß nach dem Härten der Stahl der Trägerschicht eine Rockwell-Härte von ca. 51 HRc und der Stahl der Auflageschicht eine Rock well-Härte von ca. 60 bis 61 HRc besitzt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundstahlblechs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet,
daß aus dem Stahl der Trägerschicht und dem Stahl der Auflageschicht separate Blöcke hergestellt werden,
daß die Blöcke aufeinandergelegt werden, wobei die Kontaktflächen vorher geebnet und gereinigt sind,
daß die Blöcke unter Vermeidung von Luftein schlüssen gegeneinandergedrückt und miteinander randseitig verschweißt werden und
daß die Blöcke auf ca. 1300°C erhitzt sowie bei hohem Walzdruck zu einem Blech ausgewalzt werden.

6. Verwendung eines Verbundstahlblechs nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder hergestellt nach Anspruch 5 als Werkstoff zur Herstellung eines Fahrzeugver kleidungsteils.