[发明专利]一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法

说明书

本发明公开了一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法，该方法包括：一、将TB5或TB8钛合金板材的表面涂覆防氧化涂料，然后在相变点以上固溶处理，出炉后放置在石棉垫上空冷；二、将经空冷后的TB5或TB8钛合金板材裁剪为圆板后涂覆润滑剂，然后进行两道次冷拉成型，得到防弹头盔壳坯；三、将防弹头盔壳坯裁边后进行时效处理，经空冷得到防弹头盔。本发明以高强度的TB5钛合金板材或TB8钛合金板材为原料，依次采用相变点以上的固溶处理、两道次冷拉成型和时效处理，得到冷成型钛合金防弹头盔，提高了头盔的成品率，增强了头盔的强度和硬度，在保证防弹头盔防护效果的基础上，缩短并简化了加工流程，降低了加工成本。

技术领域

本发明属于防弹头盔制备技术领域，具体涉及一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法。

背景技术

在二十世纪后半叶，防弹头盔出现了两种发展方向：一种是凯夫拉头盔，其代表作有美国的PASGT；另一种则是钛合金头盔，比如由瑞士TIG公司生产的PSH-77。前者受到美国、英国、法国澳大利亚等国家的青睐，装备于大多数军队；后者在当时被大量特战部队和特警单位所青睐，包括德国的GSG-9和俄罗斯的阿尔法小组都采用了钛合金头盔。相对于凯夫拉等纤维材料头盔来说，钛合金头盔的优势有两点：(1)凯夫拉等纤维材料头盔随着时间延长，防护效果逐渐减弱，保质期约为10年左右，而钛合金头盔是没有保质期的，防护效果不会减弱；(2)凯夫拉头盔在抵挡子弹时产生的变形远大于钛合金头盔，容易造成佩戴者的颅脑损伤。因此，目前俄罗斯和部分欧洲国家仍然采用钛合金头盔来装备部队。

目前国际上的钛合金头盔主要有瑞典蒂格·比科德公司设计和生产的PSH-77式头盔、俄罗斯生产的K6系列和阿尔金(Altyn)头盔。这些头盔主要采用TC4钛合金热成型的方法制备得到，头盔厚度在4mm以上，该方法制作成本高、对设备和模具的要求高，而且热成型还会造成头盔表面氧化和烧损，降低成品率。因此，这些头盔的售价十分昂贵，单品的价格都在万元以上。

目前市场上尚无冷成型的钛合金头盔，这是因为绝大多数的钛合金板材无法进行冷拉成型头盔形状的深腔件。只有工业纯钛(TA1-TA4)由于其良好的塑性和延展性可以完成头盔的冷成型，但是由于工业纯钛的强度太低，防护效果差，所以并不能起到防弹效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法。该方法以高强度的TB5钛合金板材或TB8钛合金板材为原料，依次采用相变点以上的固溶处理、两道次冷拉成型和时效处理，得到冷成型钛合金防弹头盔，提高了头盔的成品率，增强了头盔的强度和硬度，在保证防弹头盔防护效果的基础上，缩短并简化了加工流程，降低了加工成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将高强度β钛合金板材的表面上涂覆防氧化涂料，然后在β钛合金相变点以上的温度条件下进行固溶处理，出炉后放置在石棉垫上空冷；所述高强度β钛合金板材为TB5钛合金板材或TB8钛合金板材；

步骤二、将步骤一中经空冷后的高强度β钛合金板材裁剪为圆板，然后将空冷时与石棉垫接触的高强度β钛合金板材表面涂覆植物油作为盔内面，将空冷时与空气接触的高强度β钛合金板材表面涂覆石墨乳作为盔外面，进行两道次冷拉成型，得到防弹头盔壳坯；

步骤三、将步骤二中得到的防弹头盔壳坯裁边，然后进行时效处理，经空冷后得到防弹头盔。

上述的一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法，其特征在于，步骤一中所述高强度β钛合金板材在制备过程的热轧变形工序中未进行碱酸洗处理，所述高强度β钛合金板材的平均晶粒尺寸不超过25μm。

上述的一种冷成型钛合金防弹头盔的制备方法，其特征在于，步骤一中所述固溶处理的温度为相变点以上10℃～40℃，保温时间为5min～10min。