EP3499173B1 - Panzerplatte und verfahren zur herstellung - Google Patents
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Classifications
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- 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
- F41H5/02—Plate construction
Definitions
- the invention relates to an armor plate for protection against projectiles and a method for producing an armor plate, the armor plate being formed from at least one metal layer, the metal layer being formed from cast steel, the cast steel being an alloy component of 8 to 25, preferably 10 to 20 percent by weight Contains manganese (Mn).
- Plates for protection against projectiles can be designed as composite armor or armor plate, which is formed exclusively from a metal layer.
- a composite armor is formed from different layers of materials, for example layers of ceramic material in combination with layers of steel, the ceramic material reacting with the formation of cracks when a projectile hits, whereby a considerable part of the impact energy is absorbed or consumed.
- it is also known to glue ceramic tiles onto a hardened armor plate.
- It is also known to form blind holes in a steel plate and to insert ceramic elements into these and, if necessary, to weld the blind holes.
- a fiber composite material can also be placed on a steel plate to support a composite layer formed therefrom. The steel plate can then support the composite layer when a projectile hits it, so that the composite layer is not stressed by high bending moments.
- Such composite armor is only comparatively expensive to manufacture.
- Armor plates made exclusively of steel can be manufactured more easily and, like composite armor, are intended to offer protection against attacks with armor-piercing ammunition.
- Armor plates are used not only in military vehicles, such as tanks, to protect against projectiles, but also in civil vehicles, such as, for example, automobiles, which require certain protection.
- Armor plates can in principle also be used for personal protection vests or property protection in general.
- An armor plate can in principle also be a component of a composite armor if the armor plate is assembled with a composite material to form the composite armor after its manufacture.
- Armor plates should be very hard, which can be made possible by a high proportion of manganese as an alloy component.
- a high hardness can also lead to a more rapid breakage of the armor plate when a projectile hits, which is why it is also advantageous if an armor plate has a high toughness, which is in contradiction to a high hardness.
- it is known to heat-treat it in several stages.
- the DE 102 20 476 A1 discloses an armor plate for protection against projectiles, the armor plate being formed from a steel which contains 0.8 to 2.5 percent by mass of manganese.
- a structure of the steel exists Made of more than 95% martensite, the steel can also be subjected to cold forming.
- the DE 10 2016 117 071 A1 relates to composite armor, in particular an armor plate for protection against projectiles.
- the metal layer can be formed from a cast steel, wherein the cast steel can contain 4 to 30 percent by mass of manganese as an alloy component.
- the cast steel of the metal layer is subjected to cold deformation, as a result of which work hardening and a partial conversion of a structure of the cast steel into a martensitic structure can take place.
- the DE 28 18 733 A1 shows a bullet-resistant body which is formed from a chilled cast material which can contain a manganese content of 0 to 20 percent by weight.
- Another armor plate for protection against projectiles is from the DE 10 2012 109 692 A1 known, the armor plate being formed here from a steel alloy which can contain up to 2.5 percent by mass of manganese. It can also be provided that the armor plate is hardened and, after hardening, is subjected to a cold forming step.
- the present invention is based on the object of proposing an armor plate and a method for its production which enables an improved protective effect.
- This object is achieved by an armor plate with the features of claim 1 and a method with the features of claim 9.
- the armor plate according to the invention for protection against projectiles is formed from at least one metal layer, the metal layer being formed from cast steel, the cast steel containing 8 to 25, preferably 10 to 20 percent by mass of manganese as an alloy component,
- the armor plate is designed with a base layer and a cover layer, the cover layer being formed and work-hardened by cold forming of the cast steel, the cover layer having a predominantly martensitic structure, with grooves running parallel and equidistantly formed prior to the cold forming by machining the plate with a disc milling cutter are.
- the material of the metal layer is consequently cast steel or cast steel and the armor plate is already formed by a metal layer, which in turn comprises the support layer and the cover layer.
- the armor plate can in principle have any geometric shape that can be produced by casting.
- a casting mold is poured with liquid steel, so that a three-dimensional structure of the armor plate results, so that the armor plate consists entirely of cast steel and is formed in one piece by the casting. Due to the high proportion of manganese as an alloy component, it is possible to design the plate with great hardness.
- a predominantly bainitic, austenitic and / or martensitic structure of the armor plate can then be formed.
- the cover layer is designed to be cold-hardened by means of the partial cold forming of the cast steel of the armor plate, based on a total thickness of the armor plate. This means that the cover layer is only formed by the partial cold forming of the cast steel of the armor plate. The areas of the armor plate that are not exposed to cold forming then form the base layer, which is directly adjacent to the top layer. The cover layer can merge into the base layer, for example with the formation of a gradient of a structure.
- Cold forming for example by applying pressure to the armor plate, by means of punches, rollers, hammers or the like, causes dislocations and internal stresses in the cast steel of the armor plate, which lead to an increase in hardness and the yield point, which increases the strength of the outer layer of the armor plate significantly increased. Compressive or tensile stresses caused by projectile impact can be generated on the top layer, are shifted into the base layer, whereby a breakage of the armor plate can be effectively prevented.
- Cold forming is understood here to mean plastic forming of the cast steel below its recrystallization temperature.
- the base layer can have a predominantly bainitic and / or austenitic structure. This can result from the fact that the cast steel has this structure and the base layer is not subjected to cold forming. Furthermore, because the cast steel has a manganese content of 8 to 25, preferably 10 to 20 percent by weight, a bainitic or austenitic structure of the cast steel can be obtained more easily.
- the respective structure is in a cooled or ready-to-use state of the armor plate.
- the martensitic structure in the top layer outweighs possible other structures of the cast steel with a share of> 50 percent by mass.
- Austenitic or bainitic cast steel in particular, hardens when cold worked, so that the cast steel is difficult to process, but at the same time offers great resistance to penetrating bullets.
- special processing of the armor plate after the work hardening is no longer necessary.
- the cast steel can also contain 0.01 to 2, preferably 0.3 to 1.5, percent by mass of carbon as an alloy component.
- a higher carbon content favors the formation of an austenitic structure with a manganese content of over 4%.
- carbon plays an important role in converting the austenitic structure into a martensitic structure, which is why the cast steel can advantageously contain at least 0.2% carbon. In this way, cold working can then also be used to work harden the cover layer in a simple manner.
- the armor plate can then still have a comparatively high level of toughness with a high degree of hardness.
- a transformation of retained austenite into martensite is favored in the event of deformation by a high carbon concentration.
- a particularly high elongation at break can also be achieved with an amount of retained austenite of 33 to 57 percent by volume.
- the cast steel can contain 0.4 to 3.5, preferably 1 to 2.5 percent by weight of chromium as an alloy component. First of all, this makes it possible to achieve a higher hardness and corrosion resistance of the cast steel.
- the austenitic structure can also be formed by cold forming at comparatively low temperatures by means of chrome.
- the cast steel can be tempered, preferably by quenching in a salt bath and / or by tempering in an oven in an air atmosphere. It is essential that the remuneration of the cast steel always takes place before the cold forming, since otherwise the work hardening of the top layer can be at least partially or completely eliminated.
- a bainitic or martensitic structure can, for example, be formed by the remuneration. It can further be provided that these structures are only formed in an edge zone of the armor plate. By tempering in the furnace, a bainitic or austenitic structure can also be obtained, which has a mechanically unstable austenite phase that can be converted comparatively quickly to a martensitic structure during cold forming or when a projectile penetrates.
- the cover layer can be arranged in the direction of a bombardment direction.
- the base layer can then form a rear side of the armor plate facing away from the direction of fire.
- the support layer forms two thirds and the cover layer one third of the thickness of the armor plate.
- the armor plate can have variations in the thicknesses of the respective layers.
- the respective layers can then be of the same thickness or also of different thicknesses, the cover layer arranged in a firing direction being able to lower a genetic energy of a projectile before it penetrates the base layer.
- the support layer forming a rear side can then form a supporting back plate for the cover layer.
- the composite armor according to the invention is formed with at least two armor plates according to the invention, which are separated from one another by a composite layer. In principle, there can also be more than two armor plates or a composite layer.
- the composite layer is then arranged between the armor plates and can be formed from a material which has a comparatively greater hardness and a higher density than the armor plates.
- the composite layer can for example consist of uranium or tungsten or contain these substances. It is optionally also possible to form the composite layer from ceramic or rubber, in which case the hardness and / or density of the composite layer is comparatively low. Protection against impact projectiles can be further improved with a composite layer. If the composite layer is formed from a ceramic material, this can be formed by sintering. The ceramic material can then be formed from aluminum oxide, silicon carbide or boron carbide.
- the armor plate is formed from at least one metal layer, the metal layer being formed from cast steel, the cast steel containing 8 to 25, preferably 10 to 20 percent by mass of manganese as an alloy component , wherein the armor plate is formed with a base layer and a cover layer, wherein the cover layer is formed and work hardened by means of cold forming of the cast steel of the armor plate, the cover layer being formed by means of cold forming with a predominantly martensitic structure, with prior to cold forming by machining the plate with grooves running parallel and equidistantly can be formed using a side milling cutter.
- parallel and equidistant grooves are formed prior to cold forming by machining the armor plate with a disk milling cutter. This machining of the armor plate is carried out before the cold forming, since machining of the cold-hardened top layer is hardly possible.
- a bainitic or austenitic structure can advantageously be used in the area of the cover layer Wise formed and possibly converted into a martensitic structure.
- the cold deformation takes place in such a way that the metal layer, based on a layer thickness of the metal layer, is at least partially cold-hardened in the area of the cover layer.
- the cover layer of the metal layer can then be made comparatively hard and the base layer of the metal layer can be made comparatively tough.
- the use of manganese as an alloy component in the specified proportions results in a completely new use of the cast steel in question, in particular for armor plates to protect against projectiles.
- a temperature of the cast steel can be constant in a range of ⁇ 1 to 5 ° C. In order to maintain the structure in question, it is particularly advantageous to maintain this temperature range.
- the top layer can be work hardened by means of pressure exerted on the plate with a stamp, rollers or hammers. A final heat treatment of the armor plate after cold forming is excluded or not provided, since the work hardening can then be broken down again. Furthermore, the ductility of the cover layer can also be reduced by the cold forming, as a result of which the cover layer can be made comparatively brittle with respect to the base layer.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Panzerplatte, wobei die Panzerplatte aus wenigstens einer Metallschicht ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus Stahlguss ausgebildet ist, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent Mangan (Mn) enthält.
- Platten zum Schutz gegen Geschosse können als eine Verbundpanzerung oder eine Panzerplatte ausgebildet sein, die ausschließlich aus einer Metallschicht ausgebildet ist. Eine Verbundpanzerung ist aus verschiedenen Schichten von Materialien ausgebildet, beispielsweise Schichten aus keramischem Material in Kombination mit Schichten aus Stahl, wobei das keramische Material bei einem Auftreffen eines Geschosses mit einer Rissbildung reagiert, wodurch ein erheblicher Teil einer Aufprallenergie absorbiert oder verbraucht wird. Beispielsweise ist es auch bekannt auf eine gehärtete Panzerplatte Keramikkacheln aufzukleben. Weiter ist es bekannt, in einer Stahlplatte Sacklöcher auszubilden und in diese Keramikelemente einzusetzen und gegebenenfalls die Sacklöcher zu verschweißen. Auch kann ein Faserverbundwerkstoff auf eine Stahlplatte zur Stützung einer daraus ausgebildeten Verbundschicht aufgelegt sein. Die Stahlplatte kann dann die Verbundschicht bei einem Einschlag eines Geschosses stützen, so dass die Verbundschicht nicht durch hohe Biegemomente belastet wird. Derartige Verbundpanzerungen sind nur vergleichsweise kostenaufwendig herzustellen.
- Ausschließlich aus Stahl ausgebildete Panzerplatten können hingegen einfacher hergestellt werden und sollen wie eine Verbundpanzerung einen Schutz gegen Angriffe mit panzerbrechender Munition bieten. Panzerplatten werden nicht nur bei militärischen Fahrzeugen, wie Panzer, zum Schutz gegen Geschosse eingesetzt, sondern auch bei zivilen Fahrzeugen, wie beispielsweise PKW, die einem bestimmten Schutz bedürfen. Panzerplatten können prinzipiell auch für Personenschutzwesten oder den Objektschutz im allgemeinen eingesetzt werden. Bei einem Beschuss der Panzerplatte soll diese in jedem Fall immer einen Durchschuss verhindern, wobei als ein Durchschuss bereits eine Öffnung in einer einer Beschussrichtung abgewandten Rückseite der Panzerplatte angesehen wird. Eine Panzerplatte kann prinzipiell auch ein Bestandteil einer Verbundpanzerung sein, wenn die Panzerplatte nach ihrer Herstellung mit einem Verbundmaterial zu der Verbundpanzerung zusammengesetzt wird. Panzerplatten sollen eine große Härte aufweisen, was durch einen hohen Anteil an Mangan als Legierungsbestandteil ermöglicht werden kann. Eine große Härte kann jedoch auch zu einem schnelleren Bruch der Panzerplatte bei dem Auftreffen eines Geschosses führen, weshalb es auch vorteilhaft ist, wenn eine Panzerplatte eine hohe Zähigkeit aufweist, was im Widerspruch zu einer hohen Härte steht. Zur Erzielung einer möglichst günstigen Materialeigenschaft einer Panzerplatte ist es bekannt diese mehrstufig wärmezubehandeln.
- Die
DE 102 20 476 A1 offenbart eine Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse, wobei die Panzerplatte aus einem Stahl, welcher 0,8 bis 2,5 Masseprozent Mangan enthält, ausgebildet ist. Ein Gefüge des Stahls besteht zu mehr als 95 % aus Martensit, zudem kann der Stahl einer Kaltumformung unterzogen werden.
DieDE 10 2016 117 071 A1 betrifft eine Verbundpanzerung, insbesondere eine Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse. Aus dem Dokument ist eine
Ausführungsform der Panzerplatte ersichtlich, welche eine Metallschicht und eine Verbundschicht umfasst. Die Metallschicht kann dabei aus einem Stahlguss ausgebildet sein, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 4 bis 30 Masseprozent Mangan enthalten kann. Weiter kann vorgesehen sein, den Stahlguss der Metallschicht einer Kaltverformung zu unterziehen, wodurch eine Kaltverfestigung sowie eine teilweise Umwandlung eines Gefüges des Stahlgusses in martensitisches Gefüge erfolgen können.
DieDE 28 18 733 A1 zeigt einen beschussbeständigen Körper, welcher aus einem Hartgussmaterial, welches einen Mangananteil von 0 bis 20 Masseprozent enthalten kann, ausgebildet ist.
Eine weitere Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse ist aus derDE 10 2012 109 692 A1 bekannt, wobei hier aus einer Stahllegierung, welche bis zu 2,5 Masseprozent Mangan enthalten kann, die Panzerplatte ausgebildet wird. Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Panzerplatte gehärtet und nach dem Härten einem Kaltumformschritt unterzogen wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Panzerplatte und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, die bzw. das eine verbesserte Schutzwirkung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Panzerplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die erfindungsgemäße Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse ist aus wenigstens einer Metallschicht ausgebildet, wobei die Metallschicht aus Stahlguss ausgebildet ist, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent Mangan enthält, wobei die Panzerplatte mit einer Tragschicht und einer Deckschicht ausgebildet ist, wobei die Deckschicht mittels Kaltumformung des Stahlgusses ausgebildet und kaltverfestigt ist, wobei die Deckschicht ein überwiegend martensitisches Gefüge aufweist, wobei vor der Kaltumformung mittels Bearbeitung der Platte mit einem Scheibenfräser parallel und äquidistant verlaufende Nuten ausgebildet sind. - Das Material der Metallschicht ist folglich Stahlguss bzw. Gussstahl und die Panzerplatte wird bereits durch eine Metallschicht ausgebildet, die ihrerseits die Tragschicht und die Deckschicht umfasst. Die Panzerplatte kann prinzipiell jede beliebige geometrische Form aufweisen, die durch Gießen hergestellt werden kann. Dabei wird eine Gussform mit flüssigem Stahl ausgegossen, so dass sich eine räumliche Struktur der Panzerplatte ergibt, so dass die Panzerplatte vollständig aus Stahlguss besteht und durch das Gießen einstückig ausgebildet ist. Durch den hohen Anteil an Mangan als ein Legierungsbestandteil ist es möglich, die Platte mit großer Härte auszubilden. Je nach Behandlung der gegossenen Panzerplatte kann dann ein überwiegend bainitisches, austenitisches und/oder martensitisches Gefüge der Panzerplatte ausgebildet werden. Insbesondere ist die Deckschicht mittels der teilweisen Kaltumformung des Stahlgusses der Panzerplatte, bezogen auf eine Gesamtdicke der Panzerplatte, kaltverfestigt ausgebildet. Das heißt, dass die Deckschicht erst durch die teilweise Kaltumformung des Stahlgusses der Panzerplatte ausgebildet wird. Die nicht der Kaltumformung ausgesetzten Bereiche der Panzerplatte bilden dann die Tragschicht, die unmittelbar an die Deckschicht angrenzt. Die Deckschicht kann dabei in die Tragschicht, beispielsweise unter Ausbildung eines Gradienten eines Gefüges, übergehen. Durch die Kaltumformung, beispielsweise durch Aufbringen von Druck auf die Panzerplatte, mittels Stempel, Walzen, Hämmern oder dergleichen, werden Versetzungen und Eigenspannungen im Stahlguss der Panzerplatte hervorgerufen, die zu einer Erhöhung der Härte und der Streckgrenze führen, was eine Festigkeit der Deckschicht der Panzerplatte wesentlich erhöht. Druck- oder Zugspannungen, die durch einen Aufprall von Geschossen auf die Deckschicht erzeugt werden können, werden in die Tragschicht verlagert, wodurch ein Bruch der Panzerplatte wirkungsvoll verhindert werden kann. Unter Kaltumformung wird hier ein plastisches Umformen des Stahlgusses unterhalb seiner Rekristallationstemperatur verstanden.
- Die Tragschicht kann ein überwiegend bainitisches und/oder austenitisches Gefüge aufweisen. Dies kann sich dadurch ergeben, dass der Stahlguss dieses Gefüge aufweist und die Tragschicht nicht der Kaltumformung unterzogen wird. Weiter kann auch dadurch, dass der Stahlguss einen Mangangehalt von 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent aufweist, leichter ein bainitisches oder austenitisches Gefüge des Stahlgusses erhalten werden. Das jeweilige Gefüge liegt in einem abgekühlten bzw. gebrauchsfertigen Zustand der Panzerplatte vor. Dabei überwiegt das martensitische Gefüge in der Deckschicht mögliche andere Gefüge des Stahlgusses mit einem Anteil von > 50 Masseprozent. Insbesondere austenitischer bzw. bainitischer Stahlguss verfestigt bei Kaltverformung stark, so dass der Stahlguss schwer zu verarbeiten ist, jedoch gleichzeitig eindringenden Geschossen einen großen Widerstand entgegensetzt. Durch das Herstellen der räumlichen Struktur der Panzerplatte durch Vergießen ist jedoch eine besondere Bearbeitung der Panzerplatte nach der Kaltverfestigung nicht mehr erforderlich.
- Auch bei einem Auftreffen eines Geschosses auf die Metallschicht wird der Stahlguss plastisch verformt und zumindest teilweise kaltverfestigt, wobei eine Festigkeit bzw. Zugfestigkeit und Härte des Stahlgusses in unterschiedlichem Maße zunimmt. Im Gegensatz dazu nimmt eine Dehnung und Kerbschlagzähigkeit ab. Es hat sich gezeigt, dass eine Zunahme an Festigkeit abhängig ist von der aufgebrachten kinetischen Energie, mit der sich die Verformung vollzieht sowie von der Veranlagung des Stahlgusses zum Kaltverfestigen. Eine hohe Kaltverfestigungsgeschwindigkeit bedeutet eine schnelle Erhöhung der Festigkeit im Verhältnis zur abnehmenden Verformungsgeschwindigkeit. Diese Verfestigung im Oberflächenbereich der Panzerplatte oder auch innerhalb der Panzerplatte im Bereich der Tragschicht erfolgt durch eine Umwandlung des austenitischen Gefüges oder einer mechanisch instabilen Austenit-Phase des bainitischen Gefüges in martensitisches Gefüge. Insgesamt kommt es so zu einer Härtesteigerung des Stahlgusses, was seine Durchschlagfestigkeit wesentlich verbessert.
- Der Stahlguss kann weiter als ein Legierungsbestandteil 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Masseprozent Kohlenstoff enthalten. Insbesondere ein höherer Kohlenstoffgehalt begünstigt bei einem Mangangehalt von über 4 % die Ausbildung eines austenitischen Gefüges. Mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt wird es möglich, eher ein bainitisches Gefüge zu erhalten. Gleichzeitig bildet Kohlenstoff eine wichtige Rolle bei der Umwandlung des austenitischen Gefüges in martensitisches Gefüge, weshalb der Stahlguss vorteilhaft zumindest 0,2 % Kohlenstoff enthalten kann. So kann dann auch mittels der Kaltumformung eine Kaltverfestigung der Deckschicht einfach erfolgen. Die Panzerplatte kann dann bei einer großen Härte noch eine vergleichsweise hohe Zähigkeit aufweisen. Insbesondere bei dem bainitischen Gefüge wird eine Umwandlung von Restaustenit im Martensit bei einer Verformung durch eine hohe Kohlenstoffkonzentration begünstigt. Beispielsweise kann auch eine besonders hohe Bruchdehnung bei einer Menge von Restaustenit von 33 bis 57 Volumenprozent erzielt werden.
- Der Stahlguss kann als ein Legierungsbestandteil 0,4 bis 3,5, vorzugsweise 1 bis 2,5 Masseprozent Chrom enthalten. Zunächst wird es dadurch möglich, eine höhere Härte und Korrosionsbeständigkeit des Stahlgusses zu erzielen. Neben einer Steigerung der Zugfestigkeit kann mittels des Chroms das austenitische Gefüge auch bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen durch die Kaltumformung ausgebildet werden.
- Der Stahlguss kann vergütet sein, vorzugsweise durch Abschrecken in einem Salzbad und/oder durch Temperierung in einem Ofen in einer Luftatmosphäre. Wesentlich dabei ist, dass die Vergütung des Stahlgusses stets vor der Kaltumformung erfolgt, da sonst die Kaltverfestigung der Deckschicht zumindest teilweise oder vollständig aufgehoben werden kann. Durch die Vergütung kann beispielsweise ein bainitisches oder martensitisches Gefüge ausgebildet werden. Weiter kann vorgesehen sein, dass diese Gefüge lediglich in einer Randzone der Panzerplatte ausgebildet sind. Durch die Temperierung in dem Ofen kann auch ein bainitisches oder austenitisches Gefüge erhalten werden, welches eine mechanisch instabile Austenit-Phase aufweist, die bei dem Kaltumformen oder einem Eindringen eines Geschosses vergleichsweise schnell zu einem martensitischen Gefüge umwandelbar ist.
- Die Deckschicht kann in Richtung einer Beschussrichtung angeordnet sein. Die Tragschicht kann dann eine von der Beschussrichtung abgewandte Rückseite der Panzerplatte ausbilden. Optional ist es auch möglich, die Tragschicht in Richtung einer Beschussrichtung anzuordnen, wenn dies zum Schutz gegen bestimmte Geschosse sinnvoll ist.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Tragschicht zwei Drittel und die Deckschicht ein Drittel einer Dicke der Panzerplatte ausbilden. Weiter ist es auch möglich, dass die Panzerplatte Variationen von Dicken der jeweiligen Schichten aufweist. Die jeweiligen Schichten können dann gleich dick oder auch unterschiedlich dick ausgebildet sein, wobei die in einer Beschussrichtung angeordnete Deckschicht vor einem Eindringen in die Tragschicht eine genetische Energie eines Geschosses absenken kann. Die eine Rückseite ausbildende Tragschicht kann dann eine stützende Rückenplatte für die Deckschicht ausbilden.
- Die erfindungsgemäße Verbundpanzerung ist mit zumindest zwei erfindungsgemäßen Panzerplatten ausgebildet, die durch eine Verbundschicht voneinander getrennt sind. Prinzipiell können auch mehr als zwei Panzerplatten oder eine Verbundschicht vorhanden sein. Die Verbundschicht ist dann zwischen den Panzerplatten angeordnet und kann aus einem Material ausgebildet sein, welches eine vergleichsweise größere Härte und eine höhere Dichte als die Panzerplatten aufweist. Die Verbundschicht kann beispielsweise aus Uran oder Wolfram bestehen bzw. diese Stoffe enthalten. Optional ist es auch möglich, die Verbundschicht aus Keramik oder Gummi auszubilden, wobei dann eine Härte und/oder Dichte der Verbundschicht vergleichsweise gering ist. Mit einer Verbundschicht kann ein Schutz gegen Wuchtgeschosse weiter verbessert werden. Wenn die Verbundschicht aus einem keramischen Material ausgebildet ist, kann dieses durch Sintern ausgebildet sein. Das keramische Material kann dann aus Aluminiumoxid, Siliziumkarbid oder Borkarbid ausgebildet sein.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Panzerplatte, insbesondere Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse, wird die Panzerplatte aus wenigstens einer Metallschicht ausgebildet, wobei die Metallschicht aus Stahlguss ausgebildet wird, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent Mangan enthält, wobei die Panzerplatte mit einer Tragschicht und einer Deckschicht ausgebildet wird, wobei die Deckschicht mittels Kaltumformung des Stahlgusses der Panzerplatte ausgebildet und kaltverfestigt wird, wobei die Deckschicht mittels der Kaltumformung mit einem überwiegend martensitischen Gefüge ausgebildet wird, wobei vor der Kaltumformung mittels Bearbeitung der Platte mit einem Scheibenfräser parallel und äquidistant verlaufende Nuten ausgebildet werden.
- Erfindungsgemäß werden vor der Kaltumformung mittels Bearbeitung der Panzerplatte mit einem Scheibenfräser parallele und äquidistant verlaufende Nuten ausgebildet. Diese spanende Bearbeitung der Panzerplatte wird vor der Kaltumformung durchgeführt, da eine spanende Bearbeitung der kaltverfestigten Deckschicht kaum möglich ist.
- Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung der erfindungsgemäßen Panzerplatte verwiesen.
- Durch die Kaltverformung des Stahlgusses der Panzerplatte kann im Bereich der Deckschicht ein bainitisches oder austenitisches Gefüge in vorteilhafter Weise ausgebildet und gegebenenfalls in ein martensitisches Gefüge umgewandelt werden. Dabei erfolgt die Kaltverformung so, dass die Metallschicht, bezogen auf eine Schichtdicke der Metallschicht, zumindest teilweise im Bereich der Deckschicht kaltverfestigt wird. Die Deckschicht der Metallschicht kann dann vergleichsweise hart, und die Tragschicht der Metallschicht vergleichsweise zäh ausgebildet werden. Durch die Verwendung von Mangan als ein Legierungsbestandteil in den angegebenen Anteilen ergibt sich eine vollkommen neue Verwendungsmöglichkeit des betreffenden Stahlgusses, insbesondere für Panzerplatten zum Schutz gegen Geschosse.
- Beim Gießen des Stahlgusses kann eine Temperatur des Stahlgusses in einem Bereich von ± 1 bis 5°C konstant sein. Um das betreffende Gefüge zu erhalten, ist die Einhaltung dieses Temperaturbereiches besonders vorteilhaft.
- Die Deckschicht kann mittels von mit einem Stempel, Walzen oder Hämmern auf die Platte ausgeübten Drucks kaltverfestigt werden. Eine abschließende Wärmebehandlung der Panzerplatte nach der Kaltumformung ist ausgeschlossen bzw. nicht vorgesehen, da dann die Kaltverfestigung wieder abgebaut werden kann. Weiter kann durch die Kaltumformung auch eine Duktilität der Deckschicht verringert werden, wodurch die Deckschicht vergleichsweise spröde gegenüber der Tragschicht ausgebildet werden kann.
- Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalsbeschreibungen der auf den Erzeugnisanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
Claims (11)
- Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse, wobei die Panzerplatte aus wenigstens einer Metallschicht ausgebildet ist, wobei die Metallschicht aus Stahlguss ausgebildet ist, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent Mangan (Mn) enthält,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Panzerplatte mit einer Tragschicht und einer Deckschicht ausgebildet ist, wobei die Deckschicht mittels Kaltumformung des Stahlgusses ausgebildet und kaltverfestigt ist, wobei die Deckschicht ein überwiegend martensitisches Gefüge aufweist, wobei vor der Kaltumformung mittels Bearbeitung der Platte mit einem Scheibenfräser parallel und äquidistant verlaufende Nuten ausgebildet sind. - Panzerplatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragschicht ein überwiegend bainitisches und/oder austenitisches Gefüge aufweist. - Panzerplatte nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Masseprozent Kohlenstoff (C) enthält. - Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 0,4 bis 3,5, vorzugsweise 1 bis 2,5 Masseprozent Chrom (Cr) enthält. - Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der der Stahlguss vergütet ist, vorzugsweise durch Abschrecken in einem Salzbad und/oder durch Temperierung in einem Ofen in einer Luftatmosphäre. - Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Deckschicht in Richtung einer Beschussrichtung angeordnet ist. - Panzerplatte nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Tragschicht zwei Drittel und die Deckschicht ein Drittel einer Dicke der Panzerplatte ausbilden. - Verbundpanzerung mit zwei Panzerplatten nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbundpanzerung zwei Panzerplatten aufweist, die durch eine Verbundschicht voneinander getrennt sind. - Verfahren zur Herstellung einer Panzerplatte, insbesondere Panzerplatte zum Schutz gegen Geschosse, wobei die Panzerplatte aus wenigstens einer Metallschicht ausgebildet wird, wobei die Metallschicht aus Stahlguss ausgebildet wird, wobei der Stahlguss als ein Legierungsbestandteil 8 bis 25, vorzugsweise 10 bis 20 Masseprozent Mangan (Mn) enthält,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Panzerplatte mit einer Tragschicht und einer Deckschicht ausgebildet wird, wobei die Deckschicht mittels Kaltumformung des Stahlgusses ausgebildet und kaltverfestigt wird, wobei die Deckschicht mittels der Kaltumformung mit einem überwiegend martensitischen Gefüge ausgebildet wird, wobei vor der Kaltumformung mittels Bearbeitung der Platte mit einem Scheibenfräser parallel und äquidistant verlaufende Nuten ausgebildet werden. - Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Gießen eine Temperatur des Stahlgusses in einem Bereich von +/- 1 bis 5 Grad Celsius konstant ist. - Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Deckschicht mittels von mit einem Stempel, Walzen oder Hämmern auf die Platte ausgeübten Drucks kaltverfestigt wird.
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