一种高氮不锈钢盾牌及其制备工艺 |
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| 申请号 | CN201510990516.X | 申请日 | 2015-12-25 | 公开(公告)号 | CN105506498A | 公开(公告)日 | 2016-04-20 |
| 申请人 | 江苏烁石焊接科技有限公司; | 发明人 | 周琦; 孔见; 王克鸿; 蔡雅君; 孙宏宇; 周春东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种高氮不锈 钢 盾牌。该高氮钢盾牌按重量百分比计是由Mn:16-19％；Cr:20-30％；N:0.65-0.95％；Mo:0.5-1.5％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％；C:≤0.03％；Si:≤0.4％，余量为 铁 及不可避免杂质的高氮 不锈钢 制成。本发明制备的髙氮不锈钢盾牌以氮作为主要的强化元素，能够极大的提高不锈钢盾牌的强度，从而提高了材料的抗弹性能，能广泛应用于防护防弹领域。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高氮不锈钢盾牌，其特征在于，该高氮钢盾牌按照重量百分比计，由Mn:16- |
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| 说明书全文 | 一种高氮不锈钢盾牌及其制备工艺技术领域背景技术[0002] 防弹材料是现代社会治安与战争不可缺少的关键技术之一。防弹材料从传统的金属材料(钢、铝)，到现在先进的陶瓷材料、玻璃、复合材料(聚合物基、金属基、陶瓷基)等，防弹材料一直向着轻量、高效的方向发展。 [0003] 防弹玻璃，其功能单一，只能防止手枪子弹，或微型冲锋枪子弹不穿透防弹玻璃，但不能防止铁器冲撞，打砸，因为防弹玻璃生产所用的原材料玻璃，普通浮法玻璃易碎，防弹玻璃中产生抗子弹能力不是玻璃，而是一种中间胶膜，玻璃只能是起到稳固作用和透视功能，但是中间膜只能保证防弹玻璃在检测级别范围之内的枪弹穿不透，在安装防弹玻璃时，工程施工存在很大的安全隐患，笨重容易导致伤亡事故，原防弹玻璃易碎，易破裂，安装困难，维护难成本高。 [0004] 铝合金抗弹材料具有诸多优点，但也存在一些缺陷，其中最突出的是适合装甲车辆使用的硬度较大的合金材料容易受到应力腐蚀发生断裂。这种状况潜伏着失效，因为造成失效的应力强度往往低于合金材料的最大应力。在机加、装配和焊接过程中产生的剩余应力都会导致失效。铝材的碎裂强度也要低于钢装甲，因此也更容易“结疤”。所以铝合金车辆大都采用防碎屏蔽或衬层。另外，铝的熔点要低于钢，在高温下容易软化。最后还有一点，铝的颗粒容易燃烧。 [0005] CN 103389008 A公开了一种防弹、防刺、防暴轻质盾牌，该发明了采用高强度聚乙烯膜防弹材料，经高温高压一次模压成型构成，厚度为7.8mm，其抗穿刺，抗弹的能力不足，受到损坏时容易开裂，为使用者带来安全问题。 [0006] CN 103979971 A公开了一种液相烧结碳化硼防弹材料及其制备方法，所述防弹材料包括如下质量百分比的组成成分：碳化硼：60-98％，α-Si3N4：1-20％，α-SiC：1-10％，炭黑：0-3％，Al-Y系添加剂：0-25％。其制备方法为：称取原料，将称取好的碳化硼、α-Si3N4、α-SiC、炭黑放入球磨机中，以去离子水为介质进行湿磨、筛网；再进行喷雾造粒、筛选；将浆料干压成型制成生坯；将加工后的素坯在Al-Y系添加剂和氩气保护下进行烧结制得液相烧结碳化硼防弹材料。该防弹材料的制备工艺较为复杂，不利于推广，且陶瓷材料抗冲击性能差，易破碎。 发明内容[0007] 为了克服现有防弹材料中存在的不足，如防弹玻璃功能单一，易破裂；塑料抗弹能力不强，易开裂；陶瓷材料抗冲击性能差；铝合金材料易发生应力腐蚀断裂，不耐高温的问题。本发明目的提供一种高氮不锈钢盾牌及其制备工艺。 [0008] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： [0009] 一种高氮不锈钢盾牌，主要应用于防护防弹领域。所述高氮钢盾牌是由Mn:16-19％；Cr:20-30％；N:0.65-0.95％；Mo:0.5-1.5％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％； C:≤0.03％；Si:≤0.4％,(重量百分比计)余量为铁及不可避免杂质的高氮不锈钢制成。 [0010] 如上所述的一种高氮不锈钢盾牌，其中，制备工艺包括以下步骤： [0013] (3)对热轧高氮钢板材进行剪裁，尺寸为500mm*900-1000mm，并切除最小尺寸为200mm*80mm的矩形作为观察窗，装上把手，制成盾牌。 [0014] 本发明相对于现有技术相比具有以下显著优点：1、本发明制备的髙氮不锈钢盾牌使用的高氮不锈钢合金中以氮作为强化元素，在保证合金耐腐蚀性能的前提下，极大的提高了材料的强度，且原料来源广泛，价格低廉可极大降低材料的生产成本。(2)制备的髙氮不锈钢盾牌具有非常好的力学性能，强度高，并且具备一定的韧性，抗弹性能好，能广泛应用防护防弹领域。(3)所制备高氮不锈钢能够耐高温，阻挡腐蚀液体。且高氮不锈钢盾牌使用寿命长。附图说明 [0015] 图1是本发明的主视图 [0016] 图2是本发明的侧视图 [0017] 其中，1-观察窗；2-盾体；3-把手 具体实施方式[0018] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 [0019] 实施例一 [0020] 如图1、图2所示，为本发明的一使用情形，一种高氮钢抗弹防护盾牌，盾牌材料为高氮钢，所述高氮不锈钢以重量百分比计由下列元素组成：Mn:16％；Cr:20％；N:0.65％；Mo:0.5％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％；C:≤0.03％；Si:≤0.4％,余量为铁及不可避免杂质。 [0021] 该盾牌制备工艺包括以下步骤： [0022] (1)对上述高氮不锈钢的钢锭进行热锻，始锻温度为850℃、终锻温度1100℃、保温时间120min和加热时间60min。 [0023] (2)将锻造后高氮不锈钢的钢锭再进行热轧，轧制温度为1000℃，预热温度为500℃，保温时间为120min，最终得到1mm厚的高氮钢板材。 [0024] (3)对热轧高氮钢板材进行剪裁，尺寸为500mm*900mm，制成盾体2，并切除200mm*80mm的矩形作为观察窗1，装上把手3，制成盾牌。 [0025] 该材料以氮作为强化元素，极大的提高了材料的强度，抗弹性能好，更利于防护。并且氮的来源广泛，价格低廉可极大降低材料的生产成本，从而带来很好的经济效益和社会效益。能够满足防弹盾牌4级防护等级(GA423-2003)，具有高抗弹性，而且能抗多发弹。使用寿命20年以上，有效防止砍、棒击、阻挡腐蚀液体等。 [0026] 实施例二 [0027] 一种高氮不锈钢盾牌，盾牌材料为高氮钢，所述不锈钢以重量百分比计由下列元素组成：Mn:19％；Cr:30％；N:0.8％；Mo:1.0％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％；C:≤0.03％；Si:≤0.4％,余量为铁及不可避免杂质。 [0028] 该盾牌制备工艺包括以下步骤： [0029] (1)对上述高氮不锈钢的钢锭进行热锻，始锻温度为880℃、终锻温度1140℃、保温时间125min和加热时间70min。 [0030] (2)将锻造后高氮不锈钢的钢锭再进行热轧，轧制温度为1050℃，预热温度为525℃，保温时间为130min，最终得到1mm厚的高氮钢板材。 [0031] (3)对热轧高氮钢板材进行剪裁，尺寸为500mm*900mm，制成盾体2，并切除200mm*80mm的矩形作为观察窗1，装上把手3，制成盾牌。 [0032] 用该材料制成防弹防护盾牌，抗弹性能好，有利于防护。具有高抗弹性，而且能抗多发弹。使用寿命20年以上，有效防止砍、棒击、阻挡腐蚀液体等。 [0033] 实施例三 [0034] 一种高氮不锈钢盾牌，盾牌材料为高氮钢，所述高氮钢是由Mn:19％；Cr:30％；N:0.95％；Mo:1.5％；Ni:≤0.2％；S:≤0.03％；P:≤0.03％；C:≤0.03％；Si:≤0.4％,余量为铁及不可避免杂质的高氮不锈钢制成。 [0035] 该盾牌制备工艺包括以下步骤： [0036] (1)对上述高氮不锈钢的钢锭进行热锻，始锻温度为900℃、终锻温度1180℃、保温时间130min和加热时间80min。 [0037] (2)将锻造后高氮不锈钢的钢锭再进行热轧，轧制温度为1100℃，预热温度为550℃，保温时间为140min，最终得到1mm厚的高氮钢板材。 [0038] (3)对热轧高氮钢板材进行剪裁，尺寸为500mm*900mm，并切除200mm*80mm的矩形作为观察窗，装上把手，制成盾牌。 [0039] 该盾牌结构简单，制作方便，易于推广使用，盾体的厚度小，整体重量减轻。高氮钢中氮作为强化元素，极大的提高了材料的强度，抗弹性能好，更利于防护。并且氮的来源广泛，价格低廉可极大降低材料的生产成本，从而带来很好的经济效益和社会效益。该盾牌能够满足防弹盾牌4级防护等级(GA423-2003)，具有高抗弹性，而且能抗多发弹。使用寿命长达20年以上。 [0040] 对比例 [0041] 一种685装甲钢盾牌，所述685装甲钢包含以下元素C:0.21～0.31％；Si：0.20～0.40％；Mn:0.75～1.10％；S:允许残余含量≤0.010；P:允许残余含量≤0.015％；Cr:0.75～1.10％；Ni:1.05～1.30％；Mo:0.25～0.45％：对685装甲钢进行冶炼、精炼、热锻、热轧，得到1mm厚的板材，进行剪切，加上把手，制成盾牌。 [0042] 将实施例1～3以及对比例制造得到的盾牌进行盾牌抗弹性能测试，根据GA423-2003，使用1977年式7.62mm手枪(1级)和1954年式7.62mm手枪(4级)，射距5米，弹着点呈三角形，弹距≥50mm。实施例1-3得到的高氮钢盾牌均具有抗弹丸击穿、弹丸冲击时盾牌背面不崩裂的性能，能到到4级抗弹防护要求。而对比例的盾牌则不能抵抗1954年式7.62mm手枪的子弹，即不能达到4级防护要求。 |
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