System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法技术_技高网

一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法技术

技术编号:40971751 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 21:21
本发明专利技术公布了一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,采用搅拌摩擦沉积增材工艺、将高强网状金属编织材料与增材金属原料进行叠加复合,从而制备出防弹板;增材金属原料通过AFSD装置在待增材区域按预定轨迹先沉积一层或多层沉积层;高强网状金属编织材料铺设于增材沉积层上;增材金属原料在网状编织材料上再按轨迹沉积一层或多层沉积层,以改变来弹的攻角姿态。根据实际的防护与抗弹目标要求可以进行不同类型的叠加制备,如若干沉积层中部内嵌一层高强网状金属编织材料、单层高强网状金属编织材料和沉积层的相间叠加。本发明专利技术可制造出具有较好拦截率和抗冲击性能的金属防弹板,并提高金属防弹板的制造效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属制备工艺,是一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法


技术介绍

1、搅拌摩擦沉积增材(additive friction stir deposition,afsd)技术是一种新兴固相增材制造技术。afsd工艺在沉积的过程中依靠增材金属原料端面与待增材区域(基板)高速剧烈摩擦产生摩擦热以及塑性变形形成黏塑性沉积层,再按照预设轨迹逐层堆积材料沉积层形成三维实体。其工艺在航空航天、国防、医疗、建筑设计、汽车制造等领域具有广泛的应用前景。目前在金属增材已有众多成功案例。

2、金属材料是防弹板中常用的材料之一。金属材料具有的高硬度和强度使其能够有效抵御来自弹药的冲击和穿透。良好的韧性和延展性让金属材料可以吸收和分散冲击能量,减轻对人体和装备的伤害。金属材料优点有高硬度、强度、韧性、延展性、密度和加工便利性等,是一种较为理想的防弹板材料选择。

3、目前金属防弹板的制造方法仍以传统的挤压、锻造等方法为主,其工序繁多,周期长,制造的工件拦截率和抗冲击性能也较低。因此,开发一种制造效率高、拦截率和抗冲击性能较好的金属防弹板制造方法变得尤为重要。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,可制造出具有较好拦截率和抗冲击性能的金属防弹板,并提高金属防弹板的制造效率。

2、实现本专利技术目的的技术解决方案为:

3、一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,具体的步骤如下:</p>

4、步骤1,安装基板4、afsd装置搅拌头和增材金属原料1;

5、步骤2,将afsd装置搅拌头移动到距离基板上表面一定距离处,增材金属原料1的下端面紧贴待增材区域;

6、步骤3,预增材,设置afsd装置搅拌头转速以及增材金属原料1的进给速度,增材金属原料1跟随afsd装置搅拌头一同旋转,在轴向力的作用下慢速进给与基板进行剧烈摩擦产生大量的摩擦热,增材金属原料端部开始产生热塑性软化;

7、步骤4,增材金属沉积层5,将增材金属原料的进给速度提高,使得软化后的增材金属原料开始产生热塑性流动,待将搅拌头与待增材区域间的空隙填充完全,设置afsd装置搅拌头或工作台的面内移动速度,之后搅拌头或工作台按照预先设定好的增材沉积轨迹移动进行增材沉积,从而形成增材沉积层5;(把步骤4.1-4.3中的总结概括一下)

8、步骤5,铺设高强网状编织材料6,在沉积层上铺设高强网状金属编织材料6;

9、步骤6:在铺设的高强网状编织材料上继续进行增材沉积;所述增材金属原料在网状防弹材料上再按轨迹沉积一层或多层金属沉积层5,用来改变弹的攻角姿态;以铺设高强网状编织材料的沉积层为基板,重复以上增材沉积步骤;

10、步骤7:依据实际防护和扛弹目标,自由重复叠加以上步骤4-6,形成三明治结构金属防弹板;

11、步骤8:使用线切割将金属防弹板从基板上切割下来,进一步处理,形成最终的金属防弹板。

12、本专利技术与现有技术相比,其显著优点是:

13、本专利技术将afsd技术的显著优势应用于金属防弹板的制造,afsd工艺的沉积速率高,增材沉积层致密无宏微观缺陷,层间冶金结合强度高,增材沉积层和高强网状金属编织材料可快速紧密结合,大幅度的缩短了零件的制造周期,简化了工序,提高了生产效率。制造的防弹板,其外部金属板可包裹并改变弹的攻角姿态,其内部的网状材料可大幅提高子弹的拦截作用,具有较好拦截率和抗冲击性能。

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【技术保护点】

1.一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,具体的步骤如下:

2.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤1中的具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,AFSD装置搅拌头为平底中空搅拌头或者为带突起的搅拌头。

4.根据权利要求2所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,AFSD装置搅拌头为平底中空搅拌头时,与基板之间的距离为2mm;AFSD装置搅拌头为带突起的搅拌头时,与基板之间的距离为1.3mm。

5.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤3中预增材时,设置AFSD装置搅拌头旋转速度为400r/min,增材金属原料1的进给速度为12mm/min。

6.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤4具体为:

7.根据权利要求6所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于

8.根据权利要求6所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤4还包括:

9.根据权利要求8所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,金属防弹板为“单层或多层金属板”叠加“单层或多层高强网状编织材料”叠加“单层或多层金属板”,此结构定义为“三明治结构”。

10.根据权利要求9所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,金属防弹板为单个或多个叠加的“三明治结构”。

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【技术特征摘要】

1.一种基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,具体的步骤如下:

2.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤1中的具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,afsd装置搅拌头为平底中空搅拌头或者为带突起的搅拌头。

4.根据权利要求2所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,afsd装置搅拌头为平底中空搅拌头时,与基板之间的距离为2mm;afsd装置搅拌头为带突起的搅拌头时,与基板之间的距离为1.3mm。

5.根据权利要求1所述的基于搅拌摩擦沉积增材技术的金属防弹板制造方法,其特征在于,步骤3中预增材时,设置afsd装置搅拌头旋转速度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵磊王玉柱刘呈祥王帅普武明建吴志林
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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