[發(fā)明專利]一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110090682.X
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112921202B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉博;郭新虎;秦劍;桂方起;沈藝
• 申請（專利權）人: 沈陽中鈦裝備制造有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/02;C22C14/00;C22F1/18;B21C37/02;F41H5/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

本發(fā)明提供一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板及其制備方法，該方法包括以下步驟：1)將包括TC4塊料、TiO₂和硼砂的爐料進行電子束熔煉，得到第一鈦合金扁錠；2)將第一鈦合金扁錠進行切寬和表面處理，進行加熱，得到第二鈦合金扁錠；3)將第二鈦合金扁錠進行一火軋制，得到第一板坯；4)對第一板坯進行切寬和修磨處理，進行加熱，然后進行二火換向軋制，得到第二板坯；5)將第二板坯進行壓力淬火、壓形時效處理，得到第三板坯；6)對第三板坯進行后處理，即得。本發(fā)明方法壓縮了原材料成本，簡化了裝甲板的制造工藝，所制備的裝甲板力學性能優(yōu)異，兼具較高的強度與優(yōu)異的韌性，并且可防護53式7.62mm普通鋼芯彈。

技術領域

本發(fā)明涉及鈦合金板材裝甲防護領域，尤其涉及一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板及其制備方法。

背景技術

隨著戰(zhàn)場環(huán)境復雜程度的日益加劇，對裝甲戰(zhàn)車的性能提出了新的更高的要求。其中最核心的要求之一便是在不削弱車體裝甲防護性能的前提下減輕車體的重量，從而提升戰(zhàn)車的整體機動性和功能多樣性。此外，傳統(tǒng)的鋼鐵裝甲板容易受到電化學腐蝕作用，導致戰(zhàn)車在保養(yǎng)過程中耗費了大量的人力、物力、財力。

鈦合金是一種具有低密度、高強度、耐腐蝕等一系列優(yōu)異性能的金屬材料，廣泛應用于生產、生活、軍事、醫(yī)療等領域，其中鈦合金板材占據了鈦合金材料的80％。但鈦合金成本高昂，加工困難，使得鈦合金材料在裝甲板中的大范圍應用與發(fā)展受到極大阻礙。

因此急需開發(fā)出一種低成本、抗彈性能優(yōu)異的鈦合金裝甲板代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼鐵裝甲板使得軍用戰(zhàn)車在沙地、海洋等惡劣戰(zhàn)場環(huán)境下仍可正常服役。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板的制備方法，解決了鋼鐵裝甲板重量大、易腐蝕的缺陷以及鈦合金成本過高的制約。

本發(fā)明實施例提供一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板的制備方法，包括以下步驟：

1)將包括TC4塊料、TiO₂和硼砂的爐料進行電子束熔煉，得到第一鈦合金扁錠；

2)將步驟1)中的第一鈦合金扁錠進行切寬和表面處理，進行加熱，得到第二鈦合金扁錠；

3)將步驟2)中的第二鈦合金扁錠進行一火軋制，得到第一板坯；

4)對步驟3)中的第一板坯進行切寬和修磨處理，進行加熱，然后進行二火換向軋制，得到第二板坯；

5)將步驟4)中的第二板坯進行壓力淬火、壓形時效處理，得到第三板坯；

6)對步驟5)所述第三板坯進行后處理，即得。本發(fā)明提供的低成本高強高韌鈦合金裝甲板的制備方法壓縮了原材料成本，通過直接對熔煉得到的扁錠進行軋制，省略了合金鑄錠的開坯及多次墩拔過程，簡化了加工流程，簡化了裝甲板的制造工藝，經過本發(fā)明上述工藝所制備的裝甲板力學性能優(yōu)異，兼具較高的強度與優(yōu)異的韌性，并且可防護53式7.62mm普通鋼芯彈。

根據本發(fā)明實施例提供的一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板的制備方法，步驟1)中，所述爐料中TiO₂質量分數為0.25～0.3wt.％，硼砂質量分數＜0.2wt.％，其余為TC4塊料。本發(fā)明中，選用上述用量的回收TC4塊料、TiO₂、硼砂為原料，一方面壓縮了生產鈦合金裝甲板的原料成本，同時上述原料中加入的B元素和O元素，細化了合金晶粒，提高裝甲板的耐腐蝕性能，提升合金的強度；尤其在上述質量份數下，能夠在保證鈦合金裝甲板較高的塑性與韌性，其綜合性能更優(yōu)異。

根據本發(fā)明實施例提供的一種低成本高強高韌鈦合金裝甲板的制備方法，步驟1)中，所述第一鈦合金扁錠尺寸為120～180mm厚×800～1500mm寬×4000～7000mm長，優(yōu)選為150mm厚×1300mm寬×5700mm長。