[发明专利]钢铝复合防护板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属复合材料制造领域，具体涉及一种钢铝复合板及其制造方法。

背景技术

单独使用均质钢板或铝合金，在达到一定厚度的基础上，都能满足不同条件下的防护要求。但随着厚度的增加，在生产过程中造成一定的困难，若需求庞大，一般生产厂家又无法满足生产要求的设备。

复合防护板有多层，侵入体每穿透一层都要消耗一定的能量。由于各层材料硬度和韧性不同，可以使侵入体改变方向。因此，复合板的防穿透能力比均质板要高得多。对于一些高危场所，想快速改造以增强防护能力；一些平时无需花费大量资金建设护甲，而需要在特殊情况下着重防护的目标，在需要大量装备使用的防护部位，可拆卸式的低廉但又有一定效果复合防护板成为首选。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铝复合防护板及其制造方法，在成本和产能上取得平衡点。

本发明采用以下技术方案：

一种钢铝复合防护板，钢板和铝板交叉叠加复合，上面板和下面板均为钢板，上面板和下面板与复合面平行的未复合的表面即上下表层设有硬化层，其中，钢板和铝板之间采用爆炸或/和轧制方法复合。

进一步地，钢板复合面上设有凹槽或凸块，铝板复合面上设有与钢板复合面匹配的凸块或凹槽。

进一步地，钢板复合面上设有凹槽或凸块及铝板复合面上设有与钢板复合面匹配的凸块或凹槽均是通过模压压制的方法制备，槽宽为2-10cm。

上述钢铝复合防护板的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、将待复合的钢板和铝板界面打磨平滑；

步骤2、按爆炸或/和轧制工艺进行复合，制造钢-铝-钢复合层；

步骤3、复合完成之后，进行低温消应力退火，在退火前或后，进行超声波探伤，保证结合面的结合率≧95%；

步骤4、重复步骤1-3的工艺0-5次，制造钢铝交叉叠加复合，上面板和下面板均为钢板的复合防护板。

步骤5、上面板和下面板与复合面平行的未复合的表面进行硬化处理，形成硬化层，增强表面硬度。

本发明的有益效果：

1、本发明钢铝按照一定的层次比例复合而成，依靠各个层次之间物理性能的差异来干扰来袭弹丸（射流）的穿透，消耗其能量，并最终达到阻止弹丸（射流）穿透。因钢硬度较高，抗拉和延伸性能也高，铝硬度偏低，但密度很轻，制成品在同等厚度情况下质量会下降，但亦能产生等同甚至更高的效果。利用介质间不同硬度，使金属射流改变方向，吸收部分能量，可以达到1+1>2的防护效果，既降低了钢材的使用量，又加强了防护效果。

2、本发明采用爆炸或轧制或两者结合的方法进行钢铝复合，提高复合强度。钢板和铝板表面设置匹配的凹凸块，复合强度得到进一步的提高。

3、上面板和下面板的钢板表面进行硬化处理，增强抗打击能力。

附图说明

图1是本发明钢铝复合防护板的剖面示意图。

图2是采用爆炸方法复合的动态参数示意图。

炸药1、铝板2、钢板3、爆炸产物4、爆速V_D、碰撞点C、爆炸产物飞散速度V_d、复板下落速度V_p、碰撞点移动的速度V_cp

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

一种钢铝复合防护板，钢板和铝板交叉叠加复合，上面板和下面板均为钢板，上面板和下面板与复合面平行的未复合的表面具有硬化层，其中，钢板和铝板之间采用爆炸或/和轧制方法复合。利用介质间不同硬度，使金属射流改变方向，吸收部分能量，可以达到1+1>2的防护效果，既降低了钢材的使用量，又加强了防护效果。上表面硬化层促使弹体爆破成碎片并消耗一定的动能。下表面硬化层可以进一步大幅度的消弱弹体的动能。

优选地，钢板复合面上设有凹槽或凸块，铝板复合面上设有与钢板复合面匹配的凸块或凹槽，复合强度得到进一步的提高。钢板复合面上设有凹槽或凸块及铝板复合面上设有与钢板复合面匹配的凸块或凹槽均是通过模压压制的方法制备，槽宽为2-10cm。厚板的槽宽要宽一些。

钢、铝材质和厚度的选择不做限制，可以根据实验确认材质和理想厚度比，选择不同材质和厚度的原材料进行生产；

上述钢铝复合防护板的制造方法，包括如下步骤：

步骤1、将待复合的钢板和铝板界面打磨平滑；

步骤2、按爆炸或/和轧制工艺进行复合，制造钢-铝-钢复合层；

步骤3、复合完成之后，进行低温消应力退火，在退火前或后，进行超声波探伤，保证结合面的结合率≧95%；