專利名稱：一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬成型方法，具體屬于一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法。
背景技術(shù)：
頭盔是保護(hù)頭部的裝具，是軍人訓(xùn)練、作戰(zhàn)時(shí)戴的帽子，是人們交通中不可或缺的工具。它主要由外殼、襯里和懸掛裝置三部分組成。外殼分別用特種鋼、玻璃鋼、增強(qiáng)塑料、皮革、尼龍等材料制作，以抵御彈頭、彈片和其他打擊物對(duì)頭部的傷害。頭盔的殼體都由強(qiáng)度較高的材料制成，如金屬、工程塑料、凱芙拉纖維等等；頭盔外殼的強(qiáng)度直接決定了頭盔的實(shí)用效果。查新檢索，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00720169519.8的專利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種鋁質(zhì)安全帽，包括一鋁質(zhì)帽殼本體，為鋁板直接拉伸成型的沖壓加強(qiáng)鋁殼，其存在的不足由于采用了鋁制外殼，其強(qiáng)度級(jí)別較高強(qiáng)鋼將大大降低，影響了產(chǎn)品的安全性和實(shí)用性；專利([專利申請(qǐng)?zhí)朷:200610057536. 2)公開(kāi)了一種特別適用于防彈頭盔用深沖鋼板的球化退火處理工藝，其存在的不足是整個(gè)工藝過(guò)程累計(jì)需要14-50小時(shí)的球化處理時(shí)間，以獲得理想的組織；中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00620083429. 2的專利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種安全帽，帽殼由金屬板材沖壓成形，同時(shí)內(nèi)底面設(shè)有金屬加強(qiáng)襯片，其存在的不足由于為了提高安全性需增設(shè)金屬加強(qiáng)襯片從而使得重量有所增加；歐洲專利申請(qǐng)?zhí)枮镋P85112844A的專利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種低合金硼鋼制造的鋼盔，鋼盔首先經(jīng)過(guò)冷沖壓成形后，再進(jìn)行熱處理及噴砂處理，其存在的不足是成形過(guò)程為先冷成形在熱處理及表面處理工藝過(guò)程，成形精度及表面質(zhì)量無(wú)法有效保證；專利申請(qǐng)?zhí)枮镚B8523687A的專利文獻(xiàn)，其公開(kāi)了一種安全頭盔，其金屬外殼由一塊低碳鋼板沖壓而成，其存在的不足是采用低碳鋼板無(wú)法有效保證其高強(qiáng)度要求，從而影響安全性及實(shí)用性。以上文獻(xiàn)，均在頭盔盔殼的成形方法上多采用合金鋼板或鋁質(zhì)平板等金屬板經(jīng)冷沖壓成形獲得，頭盔的強(qiáng)度主要依靠成型鋼板自身強(qiáng)度或者通過(guò)在盔殼內(nèi)增加金屬加強(qiáng)襯片來(lái)提高其安全性，但是冷沖壓成形的難度大大限制了鋼板強(qiáng)度的提高；雖然現(xiàn)有技術(shù)中亦有采用冷沖壓成形然后進(jìn)行熱處理的方式來(lái)提高成品強(qiáng)度，但高強(qiáng)鋼板冷沖壓成形方法無(wú)法有效保證成形后的外形精度，為了提升頭盔強(qiáng)度以達(dá)到IOOOMPa級(jí)甚至1500MPa級(jí)及更高強(qiáng)度要求，成形后需進(jìn)一步采用熱處理工藝，但是，后續(xù)熱處理工藝時(shí)間長(zhǎng)(多達(dá)10多個(gè)小時(shí)),生產(chǎn)效率低，同時(shí)表面質(zhì)量較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出了一種新型的鋼質(zhì)頭盔外殼新型制作方法，通過(guò)該制備工藝，可保證成品強(qiáng)度達(dá)到1500MPa，甚至2000MPa，并且頭盔的整個(gè)制備周 期縮短至不超過(guò)20分鐘，并能使頭盔的制備尺寸精確度高。實(shí)現(xiàn)上述目的的措施
一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法，其步驟1)將鋼板加熱到800 900°C；
2)進(jìn)行保溫，在溫度為800 900°C條件下保溫3 5分鐘；
3)在保溫結(jié)束后在不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)將鋼板置入頭盔模具上；
4)模具快速閉合沖壓成形并在成型壓力下保壓6(T120秒，零件在閉合模具內(nèi)以不低于40 °C/秒的冷卻速度快速冷卻并強(qiáng)化； 5)出模；
6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。本發(fā)明通過(guò)將鋼板加熱到一定溫度后再?zèng)_制成型，大大提高了鋼板的成形性，解決了高強(qiáng)鋼板冷沖壓成型過(guò)程時(shí)的成形難、回彈高等技術(shù)問(wèn)題；鋼板經(jīng)加熱并沖壓成型后，通過(guò)在模具內(nèi)保壓冷卻，由于冷卻速度高，鋼板在模具內(nèi)淬火強(qiáng)化，使得成型后的鋼板的抗拉強(qiáng)度可達(dá)1500MPa級(jí)，比未成型前鋼板的抗拉強(qiáng)度500MPa 600MPa級(jí)提高200%及以上，從而獲得高強(qiáng)度及高精度的鋼質(zhì)頭盔制品；其適用于不同強(qiáng)度類型鋼板及厚度在0. 6
2.0毫米鋼板的沖壓成形；頭盔的制備周期由原來(lái)的至少I個(gè)小時(shí)縮短為不超過(guò)20分鐘，使生產(chǎn)效率大大提高，相對(duì)生產(chǎn)成本大幅降低。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述
實(shí)施例I
鋼頭盔的鋼板為厚度I. 5毫米，鋼板的抗拉強(qiáng)度為500MPa，屈服強(qiáng)度為300MPa :其制備步驟
一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法，其步驟
1)將鋼板加熱到810 8200C；
2)進(jìn)行保溫，在溫度為810 820°C條件下保溫5分鐘；
3)在保溫結(jié)束后在不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)將鋼板置入頭盔模具上；
4)模具快速閉合沖壓成形并在成型壓力下保壓60秒，零件在閉合模具內(nèi)以40V /秒的冷卻速度快速冷卻并強(qiáng)化；
5)出模；
6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。整個(gè)制備頭盔所用時(shí)間為10分鐘。實(shí)施例2
鋼頭盔的鋼板為厚度I. 5毫米，鋼板的抗拉強(qiáng)度為520MPa，屈服強(qiáng)度為320MPa :其制備步驟
1)將鋼板加熱到850 8600C；
2)進(jìn)行保溫，在溫度為850 860°C條件下保溫4分鐘；
3)在保溫結(jié)束后不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)置入頭盔模具內(nèi)并沖壓成型；
4)在頭盔模具內(nèi)以50°C/秒的冷卻速度快速冷卻，并頭盔成型壓力下保壓70秒；
5)出模；6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。整個(gè)制備頭盔所用時(shí)間為12分鐘。
實(shí)施例3
鋼頭盔的鋼板為厚度I. 5毫米，鋼板的抗拉強(qiáng)度為515MPa，屈服強(qiáng)度為310MPa :其制備步驟
1)將鋼板加熱到890 9000C；
2)進(jìn)行保溫，在溫度為890 900°C條件下保溫3分鐘；
3)在保溫結(jié)束后不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)置入頭盔模具內(nèi)并沖壓成型；
4)在頭盔模具內(nèi)以60°C/秒的冷卻速度快速冷卻，并在頭盔成型壓力下保壓90秒；
5)出模；
6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。整個(gè)制備頭盔所用時(shí)間為15分鐘。實(shí)施例4
鋼頭盔的鋼板為厚度I. 0毫米，鋼板的抗拉強(qiáng)度為530MPa，屈服強(qiáng)度為340MPa :其制備步驟
1)將鋼板加熱到800 810°C;
2)進(jìn)行保溫，在溫度為800 810°C條件下保溫5分鐘；
3)在保溫結(jié)束后不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)置入頭盔模具內(nèi)并沖壓成型；
4)在頭盔模具內(nèi)以45°C/秒的冷卻速度快速冷卻，并在頭盔成型壓力下保壓65秒；
5)出模；
6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。整個(gè)制備頭盔所用時(shí)間為13分鐘。實(shí)施例5
鋼頭盔的鋼板為厚度2. 0毫米，鋼板的抗拉強(qiáng)度為550MPa，屈服強(qiáng)度為345MPa :其制備步驟
1)將鋼板加熱到870 8800C；
2)進(jìn)行保溫，在溫度為870 880°C條件下保溫5分鐘；
3)在保溫結(jié)束后不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)置入頭盔模具內(nèi)并沖壓成型；
4)在頭盔模具內(nèi)以55°C/秒的冷卻速度快速冷卻，并在頭盔成型壓力下保壓75秒；
5)出模；
6)進(jìn)行激光切邊；
7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。整個(gè)制備頭盔所用時(shí)間為16分鐘。表I為本發(fā)明各實(shí)施例沖制成型后力學(xué)性能列表
序號(hào)I屈服強(qiáng)度MPa I抗拉強(qiáng)度MPa |硬度HR
1. 1050147046
2IllOOI1480丨49
權(quán)利要求
1.一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法，其步驟 1)將鋼板加熱到800 900°C； 2)進(jìn)行保溫，在溫度為800 900°C條件下保溫3 5分鐘； 3)在保溫結(jié)束后在不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)將鋼板置入頭盔模具上； 4)模具快速閉合沖壓成形并在成型壓力下保壓6(T120秒，零件在閉合模具內(nèi)以不低于40 °C/秒的冷卻速度快速冷卻并強(qiáng)化； 5)出模； 6)進(jìn)行激光切邊； 7)進(jìn)行常規(guī)表面噴丸處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋼質(zhì)頭盔殼的制備方法。其步驟將鋼板加熱到800～900℃；在溫度為800～900℃條件下保溫3～5分鐘；保溫結(jié)束后在不超過(guò)5秒的時(shí)間內(nèi)將鋼板置入頭盔模具上；在成型壓力下保壓60~120秒，在閉合模具內(nèi)以不低于40℃/秒的冷卻速度快速冷卻并強(qiáng)化；出模；激光切邊；表面噴丸處理。本發(fā)明通過(guò)將鋼板加熱到一定溫度后再?zèng)_制成型，大大提高了鋼板的成形性、回彈高等問(wèn)題；由于冷卻速度高，鋼板在模具內(nèi)淬火強(qiáng)化，使得成型后的鋼板的抗拉強(qiáng)度達(dá)1500至2000MPa，比未成型前鋼板的抗拉強(qiáng)度提高200%及以上；頭盔的制備周期由原來(lái)的至少1個(gè)小時(shí)縮短為不超過(guò)20分鐘，使生產(chǎn)效率大大提高，相對(duì)生產(chǎn)成本大幅降低。
文檔編號(hào)B21D22/06GK102744575SQ20121025485
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者付勇濤, 劉吉斌, 王玉濤, 王輝, 胡寬輝, 葛銳, 蔣揚(yáng)虎 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司