PL238237B1 - Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy - Google Patents
Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy Download PDFInfo
- Publication number
- PL238237B1 PL238237B1 PL414542A PL41454215A PL238237B1 PL 238237 B1 PL238237 B1 PL 238237B1 PL 414542 A PL414542 A PL 414542A PL 41454215 A PL41454215 A PL 41454215A PL 238237 B1 PL238237 B1 PL 238237B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- armor
- steel
- layers
- layer
- steel armor
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 33
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 33
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 6
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 3
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy.
Znane i stosowane dotychczas technologie wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni pancerzy stalowych polegają na nakładaniu na podłoże stalowe warstw za pomocą natryskiwania cieplnego. W jednym z zastosowań mieszanina proszku metalicznego, osnowy oraz proszku ceramicznego, fazy umacniającej, nagrzewana jest i stapiana w łuku elektrycznym, bądź płomieniu gazowym, a następnie z dużą prędkością uderzana jest w chropowatą powierzchnię pancerza, co prowadzi do utworzenia warstw wierzchnich kompozytowych połączonych ze stalowym pancerzem adhezyjnie. Stosowanie procesów natryskiwania cieplnego jest korzystne ze względu na znacznie ograniczone oddziaływanie cieplne na stalowy pancerz w tych procesach, w porównaniu do technologii napawania warstw kompozytowych. Konieczność ograniczenia oddziaływania cieplnego na stalowy pancerz, przy wytwarzaniu na jego powierzchni warstw kompozytowych, wynika z faktu, iż stale pancerne należą do grupy stali ulepszanych cieplnie. Nagrzewanie tych stali do temperatur nawet ok. 250°C prowadzi do ich odpuszczania, a w konsekwencji obniżenia ich odporności balistycznej.
Niedogodnością natryskiwanych cieplnie warstw wierzchnich kompozytowych jest brak połączenia metalurgicznego miedzy warstwą wierzchnią i stalowym pancerzem, co w przypadku uderzenia pocisku w pancerz prowadzi do dekohezji, czyli oderwania warstwy na dużej powierzchni, zmniejszając znacznie odporność balistyczną opancerzonego w ten sposób pojazdu.
W przypadku warstw wierzchnich połączonych metalurgiczne z podłożem, w przypadku warstw napawanych, uszkodzenie warstwy zachodzi w bezpośrednim sąsiedztwie miejsca uderzenia pocisku, co w znacznie mniejszym stopniu obniża poziom odporności balistycznej pojazdu. Jednakże wadą metod napawania warstw kompozytowych na stalowych pancerzach jest duża grubość warstwy odpuszczonej w podłożu ze stali pancernej. W przypadku technologii napawania laserowego, charakteryzującej się najmniejszym oddziaływaniem cieplnym na materiał podłoża, w porównaniu do pozostałych technologii napawania, minimalna grubość warstwy odpuszczonej w stalowym pancerzu wynosi ok. 3 mm.
Istnieje zatem konieczność stosowania metod wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych o metalurgicznym połączeniu z podłożem, które będą zapewniać równocześnie minimalne oddziaływanie cieplne na stalowy pancerz.
Celem wynalazku jest metoda wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na stalowych pancerzach, zapewniająca połączenie metalurgiczne warstwy z podłożem i minimalne oddziaływanie cieplne na stalowy pancerz.
Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy polega na tym, że nadtapia się powierzchnie stalowego pancerza na głębokość do 500 μm tworząc jeziorko ciekłego metalu za pomocą lasera o równomiernym rozkładzie energii na powierzchni ogniska wiązki laserowej, po czym podaje się do jeziorka strumień cząstek ceramicznych typu WC, eutektyka WC/W2C czy C3C2 o granulacji w przedziale 100-300 μm.
Sposób według wynalazku zapewnia wytwarzanie warstw wierzchnich kompozytowych o metalurgicznym połączeniu ze stalowym pancerzem, minimalne oddziaływanie cieplne na stalowy pancerz ograniczające grubość warstwy odpuszczonej w podłożu ze stali pancernej do ok. 1 mm oraz równomierny rozkład fazy ceramicznej, której udział objętościowy może sięgać 80%, grubość warstwy odpuszczonej w stalowym pancerzu ograniczyć można do ok. 1 mm.
Przykład
W celu uzyskania warstw wierzchnich kompozytowych o metalurgicznym połączeniu ze stalowym pancerzem oraz uzyskaniu minimalnego odziaływania cieplnego na stalowy pancerz nadtapia się powierzchnię pancerza ze stali pancernej za pomocą lasera diodowego dużej mocy HPDDL, DL020 firmy Rofin Sinar z prostokątnym ogniskiem wiązki o wymiarach 6,8 χ 1,8 mm i równomiernym rozkładzie energii na powierzchni ogniska. Wykorzystuje się wygenerowany w ten sposób ciekły metal jako metaliczną osnowę warstwy kompozytowej, w której fazę umacniającą stanowią cząsteczki ceramiczne takie jak WC, eutektyka WC/W2C czy C3C2, o granulacji w przedziale 100-300 μm, charakteryzujące się dużą zwilżalnością w ciekłym metalu, co umożliwia stosowanie dużych szybkości formowania się warstwy i jednocześnie minimalne wprowadzanie ciepła do stalowego pancerza. Wiązkę promieniowania laserowego o mocy 1 kW ogniskuje się na górnej powierzchni pancerza ze stali pancernej typu ARMOX 500T o grubości 15 mm i przemieszcza po powierzchni pancerza z prędkością 0,15 m/min, co powoduje utworzenie jeziorka ciekłego metalu o głębokości ok. 500 μm, do którego podaje się strumień proszku
PL 238 237 B1
WC, o natężeniu 10 g/min i granulacji 100-300 μm, poprzez płaską dyszę nachyloną pod kątem 45° do powierzchni stalowego pancerza. Proces prowadzi się ściegami prostymi zakładkowo, przy zakładce 30%. Stopiony materiał stalowego pancerza stanowi metal osnowy warstwy kompozytowej, przy czym cząstki ceramiczne ulegają całkowitemu zwilżeniu przez ciekły metal jeziorka.
Utworzony pancerz posiada następujące parametry:
- grubość warstwy kompozytowej: 1,0 mm - w tym 0,5 mm w głąb powierzchni pancerza oraz 0,5 mm ponad powierzchnię pancerza,
- średnia twardość wytworzonej warstwy kompozytowej: 1600 HV,
- udział objętościowy cząstek WC w warstwie: 80%,
- grubość warstwy odpuszczonej w stalowym pancerzu: 1,0 mm,
- średnia twardość warstwy (strefy) odpuszczonej: 400 HV,
- twardość podłoża (stali pancernej ARMOX 500T): 500 HV.
Claims (1)
1. Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy, znamienny tym, że nadtapia się powierzchnie stalowego pancerza na głębokość do 500 μm tworząc jeziorko ciekłego metalu za pomocą lasera o równomiernym rozkładzie energii na powierzchni ogniska wiązki laserowej, po czym podaje się do jeziorka strumień cząstek ceramicznych typu WC, eutektyka WC/W2C czy Cr3C2 o granulacji w przedziale 100-300 μm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL414542A PL238237B1 (pl) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL414542A PL238237B1 (pl) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL414542A1 PL414542A1 (pl) | 2017-05-08 |
| PL238237B1 true PL238237B1 (pl) | 2021-07-26 |
Family
ID=58643857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL414542A PL238237B1 (pl) | 2015-10-26 | 2015-10-26 | Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238237B1 (pl) |
-
2015
- 2015-10-26 PL PL414542A patent/PL238237B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL414542A1 (pl) | 2017-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6197386B1 (en) | Method for applying a coating by means of plasma spraying while simultaneously applying a continuous laser beam | |
| RU2011148607A (ru) | Обработка поверхности аморфных покрытий | |
| Riveiro et al. | Laser cladding of aluminium on AISI 304 stainless steel with high-power diode lasers | |
| JP6157452B2 (ja) | ブレーキディスクおよびブレーキディスクの製造方法 | |
| CN104789921A (zh) | 一种金属表面喷涂复合涂层的工艺 | |
| Matějíček et al. | The role of laser texturing in improving the adhesion of plasma sprayed tungsten coatings | |
| CA2893921A1 (en) | Method of laser cladding a metallic coat on a metal element | |
| Riveiro et al. | Optimization of laser cladding for Al coating production | |
| CN110592523A (zh) | 一种提高热喷涂涂层与金属基材结合强度的方法 | |
| Škamat et al. | Pulsed laser processed NiCrFeCSiB/WC coating versus coatings obtained upon applying the conventional re-melting techniques: Evaluation of the microstructure, hardness and wear properties | |
| CN104911585B (zh) | 一种复合药型罩的制备方法 | |
| CN101724806A (zh) | 连续热喷涂金属防腐涂层热轧板制造方法 | |
| CN108044221A (zh) | 一种中、高碳钢钢板的火焰切割工艺 | |
| RU2016131959A (ru) | Композиционный материал на основе титанового сплава и способ его получения | |
| Kim et al. | Surface hardness as a function of laser metal deposition parameters | |
| CN102225485A (zh) | Tc18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺 | |
| CN102127729B (zh) | 一种金属材料表面热喷涂涂层的钎焊强化方法 | |
| Barroi et al. | Influence of the Laser and its Scan Width in the LDNA Surfacing Process | |
| PL238237B1 (pl) | Sposób wytwarzania warstw wierzchnich kompozytowych na powierzchni stalowych pancerzy | |
| MX2014006052A (es) | Elemento de enfriamiento y metodo para la fabricacion de un elemento de enfriamiento. | |
| Israfilov et al. | Pulse plasma surface thermostrengthening of machine parts | |
| CN109371350A (zh) | 一种激光微熔与超音速火焰喷涂复合制备WC-12Co涂层的方法 | |
| PL227720B1 (pl) | Sposób wytwarzania warstw wierzchnich z węglikiem wolframu na powierzchni stalowych pancerzy | |
| CN107900518A (zh) | 一种高强度双相钢厚板的高速激光填丝深熔焊接方法 | |
| CN101678510B (zh) | 用于在沿着分割-或额定断裂线应用非对称的能量输入的情况下制造工件的方法 |