一种整体式碳化硅陶瓷防弹板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体（1），所述防弹板本体（1）由若干个曲面组成，其特征在于：所述防弹板本体（1）的外凸弧面设有若干条将防弹板本体（1）划分为多个单元块（1.1）的止裂槽（1.2）。该整体式碳化硅陶瓷防弹板兼具整体防弹板与小块防弹板的防弹效果，并在同等厚度的情况下成本相对较低。还公开该整体式碳化硅陶瓷防弹板的制造方法，该方法可连续生产、重复性好、生产效率高、模具成型后，板材干燥处理和烧结过程变形小，防弹性能好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于由陶瓷制品制成的的防护装备领域，具体讲是。
技术介绍
防弹衣是士兵、警察、保安等特殊工作人员和其他处于特殊环境人员常用的防护装备，其主要目的是有效阻止枪击，保障人员生命安全。防弹衣一般由防弹板、粘合背板与防弹纤维材料等组成。作为防弹主体的防弹板已经由过去的硬质金属面板、高分子材料面板发展到陶瓷材料面板。陶瓷材料面板采用材料主要由氧化铝、碳化硅、碳化硼以及其他复合陶瓷材料目前常用的陶瓷防弹板常用结构有小块拼接面板和整体面板两种。为了获得与人体匹配的曲面，早期的防弹板采用小块拼接面板。小块拼接面板有四边形或六边形，其特点是尺寸精度要求高、棱边棱角需保持锐角。因此操作复杂、技术难度相对高、加工成增加、生产效率低。由于是多块拼接，与支撑背板结合不一致，影响防弹效果；接缝处存在防弹安全隐患；拼接需要留存的尖角导致应力集中，致使崩角裂边后报废较多。由于击中碎裂局限于子弹击中块，因此防多发子弹效果好于整体防弹板。随着陶瓷注浆成型、等静压与水基料浆注凝技术的突破，陶瓷防弹板向整体多曲面防弹板发展。整体多曲面放单面板具有无需拼接，生产效率提高；整体多曲面，模拟人体生理曲线，并与背板贴合，穿着相比小块舒适；由于整体无接缝，因此防首发子弹效果较好，但是由于裂纹延伸较长，甚至整体碎裂，因此抗多发子弹性能差。目前市场上常用碳化硅陶瓷整体防弹板的生产技术主要有注浆成型、等静压成型以及注凝成型。注浆成型由于密度梯度影响陶瓷性能，并且尺寸精度难于保证；等静压成型需要超大规格等静压设备，并且后加工技术要求高，操作复杂，效率低下；注凝成型需要先期脱水后再定型干燥，成型周期较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种兼具整体防弹板与小块防弹板的防弹效果，并在同等厚度的情况下成本相对较低的整体式碳化硅陶瓷防弹板。本专利技术的技术方案是，提供一种具有以下结构的整体式碳化硅陶瓷防弹板，包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体，所述防弹板本体由若干个曲面组成，所述防弹板本体的外凸弧面设有若干条将防弹板本体划分为多个单元块的止裂槽。每条止裂槽与防弹板本体的侧边之间设有的距离。所述单元块可以为圆形、椭圆、矩形、多边形中的一种或者多种组合。所述止裂槽的深度小于或者等于防弹板本体的一半厚度，宽度为I?5mm。所述止裂槽的底部为弧面。采用以上结构后，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点:凹弧面与背板完全贴合，防弹效果好；所有棱边棱角均有圆角过渡，避免应力集中所造成崩角裂边造成的碎裂起因；通过模具整体制造，不需要拼接加工，提高生产效率、成本低。在整板上设计、加工各种形状、各种深度的止裂槽，可以是方的，圆的，棱型等等，槽深小于等于防弹板本体厚度的50%,作用是遭到弹击后，裂纹能够限制在击中部位的止裂块内，从而增加整板抗击多发弹的能力。本专利技术要解决的另一技术问题是，提供一种可连续生产、重复性好、生产效率高、模具成型后，板材干燥处理和烧结过程变形小，防弹性能好的整体式碳化硅陶瓷防弹板制造方法。本专利技术的另一技术方案是，提供一种具有以下结构的整体式碳化硅陶瓷防弹板制造方法，(I)将碳化硅粉体、烧结助剂、黏合剂、增塑剂、分散剂、润滑剂按配比加入去离子水球磨混合配制成塑性泥料；(2)将塑性泥料放入真空练泥机内练泥得到无气泡碳化硅泥料；(3)将无气泡碳化娃泥料放入棍压机挤出成一定宽度与厚度的碳化娃板材；(4)将上述碳化硅板材压制成设计弧度的曲面形状，同时在外侧凸面嵌入一种有机材料网格，用冲切成型模具制成防弹片湿坯，再剪切成设计尺寸；(5)将成型后防弹片湿坯放在定型模具在30?100°C的温度下进行干燥，成为防弹片干坯；(6)所述定型模具采用碳化硅粗粉为构架，高铝水泥作为粘结剂制成，模具凸面弧度与防弹板凹面一致，定型模具凹面弧度与防弹板凸面一致，定型模具与防弹片干坯可以交互叠加；(7)将定型模具与防弹板干坯置于脱蜡炉中在850?1050°C下脱蜡处理，成为防弹板脱蜡坯；(8)将防弹板脱蜡坯在终烧炉中充氩气进行无压烧结，烧结温度至1950?2150°C，并在该温度下保温0.5?5小时，同时，步骤(4)中嵌入的有机材料网格高温裂解，形成止裂槽，得到高致密带止裂槽整体式防弹板；(9)步骤(I)中所述原料的碳化硅粉体为91?98质量份，所述的中烧结助剂为碳化硼粉体和碳，其中碳化硼占为0.2?3质量份，碳为1.8?7质量份；所述的黏合剂为I?10质量份,所述的增塑剂为0.5?15质量份,所述的分散剂为0.1?2质量份,所述的润滑剂为I?15质量份；所述的碳为石墨粉、纳米碳黑、焦炭、石油焦、游离碳中的一种以上任意混合；所述黏合剂为聚乙烯醇、糊精、葡萄糖中的一种以上任意混合；所述增塑剂为聚乙二醇、甘油中的一种以上任意混合；所述分散剂为四甲基氢氧化铵或氨水的一种以上任意混合；所述润滑剂为水溶性液体石蜡或乳化液体石蜡的一种以上任意混合；所述步骤(I)的塑性泥料中固相的含量占塑性泥料的总质量的百分比为70?95wt%0采用以上方法后，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点:1、加入去离子水后，增塑剂、粘结剂以溶液形式混入塑性泥料中，保证了增塑剂、粘接剂在泥料体系中的均一分布及后续挤出成型的管材坯体密度和烧结后的管材坯体密度的提高，可连续生产，重复性好，效率高，适于工业化生产。2、挤出成型的板材坯体经模具成型后，保型性好，干燥处理和烧结过程变形小。3、利用无压烧结得到的高致密碳化硅陶瓷防弹板的密度在3.1Og -cm-3以上，且维氏硬度大于2300HVa5，具有比较好的防弹性能。【附图说明】附图1为本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板的一种示意图。附图2为本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板的另一种示意图。附图3为本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板的再一种示意图。附图4为本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板的剖面示意图。如图所示:1、防弹板本体，1.1、单元块，1.2、止裂槽。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。如图1、图2、图3、图4所示，本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体1，所述防弹板本体I由若干个曲面组成，所述防弹板本体I的外凸弧面设有若干条将防弹板本体I划分为多个单元块1.1的止裂槽1.2。每条止裂槽1.2与防弹板本体I的侧边之间设有距离，也就是止裂槽1.2与未到达防弹板本体I的侧边，从而影响整块防弹板本体I。所述单元块1.1可以为圆形、椭圆、矩形、多边形中的一种或者多种组合。所述止裂槽1.2的深度小于或者等于防弹板本体I的一半厚度，宽度为I?5_。所述止裂槽1.2的底部为弧面。本专利技术的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板的制造方法，包括以下步骤:(I)将碳化硅粉体、烧结助剂、黏合剂、增塑剂、分散剂、润滑剂按配比加入去离子水球磨混合配制成塑性泥料；(2)将塑性泥料放入真空练泥机内练泥得到无气泡碳化硅泥料；(3)将无气泡碳化娃泥料放入棍压机挤出成一定宽度与厚度的碳化娃板材；(4)将上述碳化硅板材压制成设计弧度的曲面形状，同时在外侧凸面嵌入一种有机材料网格，用冲切成型模具制成防弹片湿坯，再剪切成设计尺寸；机材料网格嵌入的形状最终形成止裂槽；(5)将成型后防弹片湿坯放在定型模具在30?100°C的温度下进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体（1），所述防弹板本体（1）由若干个曲面组成，其特征在于：所述防弹板本体（1）的外凸弧面设有若干条将防弹板本体（1）划分为多个单元块（1.1）的止裂槽（1.2）。

【技术特征摘要】
1.一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体(1)，所述防弹板本体(I)由若干个曲面组成，其特征在于:所述防弹板本体(I)的外凸弧面设有若干条将防弹板本体(I)划分为多个单元块(1.0的止裂槽(1.2)。2.根据权利要求1所述的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，其特征在于:每条止裂槽(1.2)与防弹板本体(I)的侧边之间设有距离。3.根据权利要求1所述的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，其特征在于:所述单元块(1.0为圆形、椭圆、矩形、多边形中的一种或者多种组合。4.根据权利要求1所述的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，其特征在于:所述止裂槽(1.2)的深度小于或者等于防弹板本体(I)的一半厚度，宽度为I?5_。5.根据权利要求1所述的一种整体式碳化硅陶瓷防弹板，其特征在于:所述止裂槽(1.2)的底部为弧面。6.一种用于权利要求1所述的整体式碳化硅陶瓷防弹板的制造方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将碳化硅粉体、烧结助剂、黏合剂、增塑剂、分散剂、润滑剂按配比加入去离子水球磨混合配制成塑性泥料； (2)将塑性泥料放入真空练泥机内练泥得到无气泡碳化硅泥料； (3)将无气泡碳化娃泥料放入棍压机挤出成一定宽度与厚度的碳化娃板材； (4)将上述碳化硅板材压制成设计弧度的曲面形状，同时在外侧凸面嵌入一种有机材料网格，用冲切成型模具制成防弹片湿坯，再剪切成设计尺寸； (5)将成型后...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚明杰，谢方民，杨勇辉，焦永峰，王圈库，
申请(专利权)人：宁波伏尔肯机械密封件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：