一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法

本发明涉及粉末冶金制品加工领域，尤其涉及一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法。背景技术：1、钛及钛合金是重要的金属结构材料之一，具有高韧性、高比强度、低密度、耐热耐蚀性好、抗疲劳性能好、生物相容性好等优点，广泛用于航空航天、军事武器等领域。目前，大部分传统防弹衣采用多层设计，通常为凯夫拉纤维，金属板或陶瓷板，其中，凯夫拉纤维仅能防止子弹的贯穿，不能减轻弹丸动能，必须通过凯夫拉纤维后面的金属板或陶瓷板阻碍子弹的侵彻。常见的金属板为钢制防弹板，钛制防弹板和铝制防弹板，其中钛合金具有较高的比强度和较低的密度，综合性能优异，对减轻防弹衣重量，提高有效负重，提高作战人员的灵活机动性，特别是增强作战能力具有重要意义，因此是最理想的防弹板材料。2、在目前的钛合金制品工艺生产中，尽管在脱氧领域，氢气相变烧结领域和烧结坯直接锻造工艺中取得了长足的进展，但是目前的脱氧技术主要针对的是粉末脱氧，因为粉末具有更大的比表面积，脱氧剂能够更充分得与粉末混合，实现更有效率的脱氧。但是在脱氧过程中，由于粉末在一定温度下会板结，还需要重新破碎板结后的粉末，再重新过筛，效率低下，还会损失部分粉末。但是一般情况下，在β相变点(～1000℃)之上的锻造工艺是很少的，因为，传统的锻造工艺是基于熔铸钛合金进行开发的，熔铸钛合金在相变之上锻造往往会导致魏氏组织的出现，宽大的板条组织会极大地恶化力学性能，而粉末钛合金由于晶粒本身均匀细小，在β相变点之上，甚至1150℃的温度下锻造会形成板条细小的网篮组织，力学强度变化不大，塑性有明显降低，一般会从烧结坯的15％降低至8～10％。3、通过粉末冶金近净成形技术仅需少量的二次加工，即可获得性能优异的钛合金防弹板，具有良好的经济潜力。但是，粉末钛合金防弹板的各个工艺环节较为独立，往往需要更换炉具，二次加热等，这些重复的环节浪费了能源，提高了时间和成本。因此亟需一种连续化生产工艺。技术实现思路1、有鉴于此，本发明提供了一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，降低了粉末冶金各个工艺环节的独立性，实现了粉末钛合金防弹板的连续化生产。2、本发明所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，包括以下步骤：3、(1)混料成型：将钛合金粉末与脱氧剂混合，然后压制成板状；4、(2)脱氧：将步骤(1)得到的板状材料置于管式炉中，升温至500～800℃，保温24h，采用氩气保护进行脱氧；5、(3)烧结：脱氧完成之后，通入氢气，将炉内温度升至1150～1250℃进行烧结，保温30～120min后，停止通入氢气，继续通入氩气，得到烧结坯；6、(4)锻造：将模具加热至200～350℃，将烧结坯放入其中，进行锻造，然后空冷至室温，得到防弹插板；7、(5)验伤：检查防弹插板表面及内部损伤情况，确定完好后，表面缠绕pe防水布，入库。8、优选的，步骤(1)所述的脱氧剂为二氯化钛(ticl2)，氯化亚锡(sncl2)，碳化钙(cac2)，二氯化钙(cacl2)中的任意一种。9、优选的，步骤(1)所述的脱氧剂与钛合金粉末的比例为1～1.5wt％。10、优选的，步骤(1)所述的混合方式为滚动球磨或者混料机混合；所述滚动球磨的球料比为5：1。11、优选的，步骤(1)所述的压制压力为150～180mpa，压坯的相对密度为40～60％。12、优选的，步骤(3)所述通入氢气的过程中，调节氢气和氩气流量比例至1:1，且氢气的体积比例为50％后，开始升温。13、优选的，步骤(4)所述模具中涂抹脱模剂，所述脱模剂为mos2。14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：15、本发明提供了一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，将脱氧-烧结-锻造工艺进行联合，降低了粉末冶金各个工艺环节的独立性，实现了粉末钛合金防弹板的连续化生产适用于小型，薄壁，粉末钛合金制品的连续化生产。该工艺由于同时使用脱氧和氢气相变烧结，保证了烧结坯的低氧含量和高烧结致密度，提高防弹性能。技术特征：1.一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(1)所述的脱氧剂为二氯化钛(ticl2)，氯化亚锡(sncl2)，碳化钙(cac2)，二氯化钙(cacl2)中的任意一种。3.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(1)所述的脱氧剂与钛合金粉末的比例为1～1.5wt％。4.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(1)所述的混合方式为滚动球磨或者混料机混合；所述滚动球磨的球料比为5：1。5.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(1)所述的压制压力为150～180mpa，压坯的相对密度为40～60％。6.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(3)所述通入氢气的过程中，调节氢气和氩气流量比例至1:1，且氢气的体积比例为50％后，开始升温。7.根据权利要求1所述的连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，其特征在于，步骤(4)所述模具中涂抹脱模剂，所述脱模剂为mos2。技术总结本申请公开了一种连续化生产粉末钛合金民用防弹插板的方法，属于粉末冶金制品加工领域。本发明将钛合金粉末与脱氧剂混合压制成板状，然后采用氩气保护进行脱氧；脱氧完成之后，通入部分氢气进行烧结，得到烧结坯；锻造后得到防弹插板。本发明将脱氧‑烧结‑锻造工艺进行联合，降低了粉末冶金各个工艺环节的独立性，实现了粉末钛合金防弹板的连续化生产适用于小型，薄壁，粉末钛合金制品的连续化生产。技术研发人员：魏家树,高桐,马喜龙,尚志丰,朱浩,胡晗晔,路茹博,方瀚林受保护的技术使用者：石家庄铁道大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16