專利名稱：新型防彈衣材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于防彈材料，其特征是采用密度小、抗彈性能優(yōu)良的鈦合金，本發(fā)明應(yīng)用領(lǐng)域為部隊的裝備和防護(hù)。
以前作防彈衣材料使用的有高強(qiáng)鋼板、純鈦板、凱夫拉抗彈材料。高強(qiáng)鋼板制作防彈衣抗彈性好、價格便宜，但由于它的密度大，裝備人員的負(fù)擔(dān)重，影響其機(jī)動靈活性和戰(zhàn)斗力的發(fā)揮，強(qiáng)度高難以加工成型，易腐蝕，需要進(jìn)行表面處理等。凱夫拉抗彈材料柔韌性好，穿著舒適、密度小、耐腐蝕、但價格昂貴難以大量裝備部隊，而且一旦受潮會使防護(hù)性能大大降低、以致失效;對紫外線照射極為敏感，易老化，需要專門的保護(hù)性措施。凱夫拉服著彈后彈坑的凹陷深達(dá)40mm，也會使人二次致傷，而純鈦板雖然比高強(qiáng)鋼板輕，可是面密度仍較大(13.5kg/m2)，抗拉性能不太理想。
為了克服上述缺點，本發(fā)明的目的提供一種密度小，安全可靠的防彈衣材料。
本發(fā)明采用低合金化的Ti-Cr系近α型合金(Ti-120)作防彈衣材料。
本發(fā)明Ti-120合金的化學(xué)成分Ti-0.5～1.8wt%Cr，若鉻低于0.5wt%時，合金抗拉強(qiáng)度較低，在彈坑背面鼓包處出現(xiàn)裂紋，鉻高于1.8wt%時，合金的塑性降低，彈坑背面鼓包處也出現(xiàn)裂紋。
用本發(fā)明合金制作防彈板，厚度2.6mm能抗54式手槍，彈頭重5.6克，在3～15米距離和任意角度的攻擊，防彈板不穿不裂，抗彈性能好，彈坑凹陷僅在6mm以下。合金的密度小為4.53g/cm3，防彈板面密度小僅為11.8kg/m2，耐腐蝕，不需要任何表面處理;不存在受潮失效及老化問題。在同樣防護(hù)面積下，本發(fā)明防彈衣材料比純鈦減重13%，比高強(qiáng)鋼減重25%，并有良好的加工性能。
本發(fā)明合金Ti-120(Ti～0.5～1.8%Cr)合金的制造工藝如下1、按Ti-0.5～1.8wt%的成分配料，壓制電極。
2、熔煉采用真空自耗電弧爐熔煉。
3、鍛造開坯在電爐或重油爐內(nèi)加熱，開坯溫度為950℃～1080℃。保溫時間根據(jù)鑄錠的尺寸而定。
4、熱軋加熱在電爐或感應(yīng)爐中進(jìn)行，加熱溫度為850℃～950℃，熱軋變形量在50～70%之間。
5、退火在電爐內(nèi)進(jìn)行，中間退火溫度為700℃～800℃，保溫時間為0.5～1.5小時。
6、冷軋冷軋變形量為50%以上。
7、成品退火成品退火在電爐內(nèi)進(jìn)行，退火溫度為650℃～750℃，保溫時間為0.5～1.5小時。
實施例1、配料按合金成分Ti-0.8wt%Cr配料，每根電極重2kg，需鉻16克，海錦鈦1984克，每個鑄錠需12根電極，共24kg.
2、壓制電極將合金元素鉻布料于φ50mm×300mm電極模內(nèi)的海錦鈦中間，加壓制成電極。
3、焊接電極采用等離子焊接，將三根φ50mm×300mm的電極焊成一根長電極，共焊成4根長電極。
4、熔煉鑄錠采用真空自耗電弧爐熔煉，一次錠尺寸為φ100mm，每根長電極熔化一爐次，四個一次錠焊接在一起，構(gòu)成成品錠電極，然后二次熔化成φ150mm×L成品錠。
一次錠熔化電流1800A～2000A，29～33V二次錠熔化電流3200A，30～33V熔化真空度高于4×10-2Pa5、鑄錠機(jī)加工扒去鑄錠表面的氣孔和縮孔，然后取樣進(jìn)行理化檢驗。
6、鍛造工藝，φ145mm×L→35mm×160mm×L1，加熱溫度為1050℃，加熱時間為90分鐘。
7、板坯刨面刨掉深度為3mm以上。
8、熱軋加熱溫度為900℃，加熱時間40分鐘，28mm×150×L2→12mm×60mm×L3→5mm×260mm×L4變形量在50%～70%。
9、堿酸洗先堿洗、然后進(jìn)行酸洗，完全去除板表面氧化皮，酸液要沖洗干凈。
10、熱處理在電爐內(nèi)進(jìn)行，工藝為780℃/1小時，空冷。
11、堿酸洗同上。
12、冷軋5mm×260×L5→2.6mm×260mm×L613、成品熱處理工藝為730℃/1小時，空冷。
權(quán)利要求
1.一種防彈衣材料，本發(fā)明的防彈衣材料是重量輕、耐腐蝕、無磁、無毒的材料，具有良好的加工性能，其特征是添加合金元素鉻的Ti-Cr系鈦合金，合金成分為Ti-0.5%～1.8wt%合金。
2.一種防彈衣材料的制造工藝，具體加工工藝為開坯→熱軋→堿酸洗→中間退火→堿酸洗→冷軋→成品熱處理，其特征為開坯溫度為750℃～1080℃，總變形量達(dá)75%以上;熱軋溫度為850℃～950℃，變形量在50%～70%，中間退火溫度為700℃～800℃，冷軋要保證50%以上的變形量;成品退火溫度為650℃～750℃，保溫時間0.5～1.5小時。
全文摘要
本發(fā)明新型防彈衣材料(Ti-120)是以鈦為基，添加合金元素鉻的鈦合金。合金密度為4.53g/cm
文檔編號C22C14/00GK1099809SQ93116678
公開日1995年3月8日 申請日期1993年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月2日
發(fā)明者謝麗英, 胡文英, 鄧炬 申請人:西北有色金屬研究院