[发明专利]一种低成本高强高韧钛合金装甲板及其制备方法

说明书

本发明提供一种低成本高强高韧钛合金装甲板及其制备方法，该方法包括以下步骤：1)将包括TC4块料、TiO₂和硼砂的炉料进行电子束熔炼，得到第一钛合金扁锭；2)将第一钛合金扁锭进行切宽和表面处理，进行加热，得到第二钛合金扁锭；3)将第二钛合金扁锭进行一火轧制，得到第一板坯；4)对第一板坯进行切宽和修磨处理，进行加热，然后进行二火换向轧制，得到第二板坯；5)将第二板坯进行压力淬火、压形时效处理，得到第三板坯；6)对第三板坯进行后处理，即得。本发明方法压缩了原材料成本，简化了装甲板的制造工艺，所制备的装甲板力学性能优异，兼具较高的强度与优异的韧性，并且可防护53式7.62mm普通钢芯弹。

技术领域

本发明涉及钛合金板材装甲防护领域，尤其涉及一种低成本高强高韧钛合金装甲板及其制备方法。

背景技术

随着战场环境复杂程度的日益加剧，对装甲战车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车体装甲防护性能的前提下减轻车体的重量，从而提升战车的整体机动性和功能多样性。此外，传统的钢铁装甲板容易受到电化学腐蚀作用，导致战车在保养过程中耗费了大量的人力、物力、财力。

钛合金是一种具有低密度、高强度、耐腐蚀等一系列优异性能的金属材料，广泛应用于生产、生活、军事、医疗等领域，其中钛合金板材占据了钛合金材料的80％。但钛合金成本高昂，加工困难，使得钛合金材料在装甲板中的大范围应用与发展受到极大阻碍。

因此急需开发出一种低成本、抗弹性能优异的钛合金装甲板代替传统钢铁装甲板使得军用战车在沙地、海洋等恶劣战场环境下仍可正常服役。

发明内容

本发明实施例提供一种低成本高强高韧钛合金装甲板的制备方法，解决了钢铁装甲板重量大、易腐蚀的缺陷以及钛合金成本过高的制约。

本发明实施例提供一种低成本高强高韧钛合金装甲板的制备方法，包括以下步骤：

1)将包括TC4块料、TiO₂和硼砂的炉料进行电子束熔炼，得到第一钛合金扁锭；

2)将步骤1)中的第一钛合金扁锭进行切宽和表面处理，进行加热，得到第二钛合金扁锭；

3)将步骤2)中的第二钛合金扁锭进行一火轧制，得到第一板坯；

4)对步骤3)中的第一板坯进行切宽和修磨处理，进行加热，然后进行二火换向轧制，得到第二板坯；

5)将步骤4)中的第二板坯进行压力淬火、压形时效处理，得到第三板坯；

6)对步骤5)所述第三板坯进行后处理，即得。本发明提供的低成本高强高韧钛合金装甲板的制备方法压缩了原材料成本，通过直接对熔炼得到的扁锭进行轧制，省略了合金铸锭的开坯及多次墩拔过程，简化了加工流程，简化了装甲板的制造工艺，经过本发明上述工艺所制备的装甲板力学性能优异，兼具较高的强度与优异的韧性，并且可防护53式7.62mm普通钢芯弹。

根据本发明实施例提供的一种低成本高强高韧钛合金装甲板的制备方法，步骤1)中，所述炉料中TiO₂质量分数为0.25～0.3wt.％，硼砂质量分数＜0.2wt.％，其余为TC4块料。本发明中，选用上述用量的回收TC4块料、TiO₂、硼砂为原料，一方面压缩了生产钛合金装甲板的原料成本，同时上述原料中加入的B元素和O元素，细化了合金晶粒，提高装甲板的耐腐蚀性能，提升合金的强度；尤其在上述质量份数下，能够在保证钛合金装甲板较高的塑性与韧性，其综合性能更优异。

根据本发明实施例提供的一种低成本高强高韧钛合金装甲板的制备方法，步骤1)中，所述第一钛合金扁锭尺寸为120～180mm厚×800～1500mm宽×4000～7000mm长，优选为150mm厚×1300mm宽×5700mm长。