[發明專利]一種鈦合金防護板及其制備方法

在審

• 申請號: 202110172834.0
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113001106A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 桂方起;郭新虎;秦劍;沈藝;陳妍
• 申請（專利權）人: 沈陽中鈦裝備制造有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;C22F1/18;C21D9/00;F41H5/00
• 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

本發明涉及鈦合金板材防護領域，尤其涉及一種鈦合金防護板及其制備方法。所述制備方法，包括：在鈦合金板材的迎彈面按60°～120°加工若干個整齊排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度為1.5～2.0mm；將所述三角形坡口的尖端機加銑掉，所述尖端機加銑掉的三角形坡口的深度為1.0～1.5mm。通過本發明的方法制得的鈦合金防護板抗彈性能優異；7mm厚度的鈦合金防護板在100m射距、0度射角下可有效防護53式7.62mm普通彈，與具備同等防彈效果的4.5mm防護鋼對比，可減重20％～30％。

技術領域

本發明涉及鈦合金板材防護領域，尤其涉及一種鈦合金防護板及其制備方法。

背景技術

鈦及鈦合金材料具有密度小、強度高、耐腐蝕等優異性能，是一種具備發展潛力的防護材料。然而，現有技術針對鈦合金防護板的研究進展緩慢；具體地，在100m射距、0度射角的情況下，需要8mm厚度的鈦合金防護板才能防住53式7.62mm普通彈，而同等防護效果的防護鋼僅需要4.5mm。由此可見，開發一種更輕薄且具備上述同等防護效果的鈦合金防護板，是本領域技術人員亟需解決的技術難題。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供一種鈦合金防護板的制備方法，該制備方法通過在鈦合金防護板迎彈面形成若干個整齊排列的三角形坡口，可以改變子彈的侵徹靶板的角度，分散子彈的沖擊力；本發明的另一目的是提供一種鈦合金防護板。

具體地，本發明提供以下技術方案：

本發明提供一種鈦合金防護板的制備方法，包括：在鈦合金板材的迎彈面按60°～120°加工若干個整齊排列的三角形坡口，所述三角形坡口的深度為1.5～2.0mm；將所述三角形坡口的尖端機加銑掉，所述尖端機加銑掉的三角形坡口的深度為1.0～1.5mm。

現有技術中，在100m射距、0度射角的情況下，需要8mm厚度的鈦合金防護板才能防住53式7.62mm普通彈；本發明為了進一步減輕鈦合金防護板的重量，考慮使用7mm厚度的鈦合金防護板。然而，7mm厚度的鈦合金防護板雖然實現了減重的目的，但其在實際應用過程中，難以在100m射距、0度射角的情況下防住53式7.62mm普通彈。

本發明意外發現，通過在鈦合金防護板的迎彈面上加工若干個三角形坡口，可以改變子彈的入射角度，進而分散子彈的沖擊能量，提高鈦合金防護板的防護能力；同時，鈦合金防護板較防護鋼減重20％～30％。

進一步地，本發明還發現，三角形坡口的內角大小和坡口深度對于子彈入射角的影響較大；基于此，本發明在大量的試驗研究和測試實驗的基礎上、發現，當三角形坡口的內角在60°～120°、且機加銑掉尖端后的三角形坡口的深度為1.0～1.5mm時，防彈效果最佳。

為了提升鈦合金防護板的防彈效果，本發明對其制備方法進行了優化，具體如下：

作為優選，所述制備方法還包括預處理的步驟：

(1)將鈦合金板材先在890～930℃下進行固溶處理，再在540～560℃下進行時效處理；

(2)將經步驟(1)處理后的鈦合金板材進行拋光處理。

針對鈦合金板材，分別在特定溫度下依次進行固溶處理和時效處理，可改善鈦合金板材的基體組織，優化板材的硬度和塑性匹配，提升板材的整體強度，增強鈦合金板材的防護效果；同時，為后續的加工三角形坡口工藝奠定了基礎(防止其在加工過程中出現斷裂等情況)。

作為優選，所述鈦合金板材為TC4鈦合金板材。

進一步地，所述鈦合金板材的厚度為7mm，長度為290～310mm，寬度為290～310mm。

針對本發明的工藝體系，以TC4鈦合金板材為原料、且其厚度為7mm，長度為290～310mm，寬度為290～310mm，所得鈦合金防護板的防彈效果更佳。