CN107650241B - 一种防弹陶瓷插板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防弹陶瓷插板的制作方法，通过将透水纤维布的背面贴到成型模具的凸面，采用注浆成型法在成型模具中成型陶瓷生坯；使陶瓷生坯的凹面上分布若干个凸点；烘干后得到陶瓷干坯；最后烧结成陶瓷插板。该方法对防弹陶瓷表面预制形成均匀分布的凸点，从而在防弹陶瓷插板与聚乙烯板进行粘接复合时具有更大的胶粘面积，同时凸点能抑制陶瓷片与聚乙烯板之间的滑动，增加粘贴效果、减少陶瓷片的剥落，提高了防弹插板的安全性。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷成型技术领域，涉及一种防弹陶瓷插板的成型制备方法。
背景技术
目前防弹插板的防弹层通常采用聚乙烯板和陶瓷插板复合，将陶瓷插板通过胶水粘结到聚乙烯板板外侧，压紧使其能结合牢固，这种复合插板不但具有较好的防弹效果，而且穿戴的舒适性较好。通常进行复合的防弹陶瓷表面相对较光滑，采用胶水将防弹陶瓷与聚乙烯板板粘结过程中需要负压压紧来保证陶瓷板与聚乙烯板板的粘结强度，来防止脱落。
现阶段防弹插板中防弹陶瓷主要有小块陶瓷拼接和整块陶瓷式两种方法进行复合。对于小块拼接式防弹插板在使用过程中出现小块陶瓷片粘接剥落将会对防弹插板形成致命的缺陷，对士兵生命造成严重的威胁。而对于整块陶瓷式防弹插板在使用过程中出现陶瓷板与聚乙烯板板剥离后，在受到子弹打击时很容易造成整块板全部破裂，这样造成防弹板抗多发子弹能力大幅下降。
目前国家知识产权网公开了一种防弹插板及复合防弹插板的制作方法，该方法中首先将小块防弹陶瓷粘贴到聚乙烯板的背板外侧，然后通过压紧设备将粘贴防弹陶瓷压紧，保证结合处的粘接强度。这种方法通常为小块防弹陶瓷片拼接成一块整体防弹板，采用这种小块陶瓷拼接的方式进行复合的防弹插板在小块陶瓷片的接缝处成为了子弹穿透的薄弱点，而陶瓷片与聚乙烯板粘接出现剥落将会成为致命的缺点，对士兵生命造成严重的威胁。
目前也有尝试通过模具来成型来制作整块防弹插板，使其的表面粗糙一点，在一定程度上增加胶粘面积，从而在与聚乙烯板粘结更加牢固，但是该模具制作极其困难且成本高；其次成型后的整块防弹插板很容易粘模，从而造成坯体脱模时而直接损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种对防弹陶瓷表面预制形成均匀分布的凸点，从而在防弹陶瓷插板与聚乙烯板进行粘接复合时具有更大的胶粘面积，同时凸点能抑制陶瓷片与聚乙烯板之间的滑动，增加粘贴效果、减少陶瓷片的剥落，提高了防弹插板的安全性的防弹陶瓷插板的制作方法。
本发明的技术方案是，提供一种具有以下方法的一种防弹陶瓷插板的制作方法，它包括以下步骤：
(1)在透水纤维布的正面上压制若干个均匀分布的凹点，压制后的透水纤维布的正面上均匀分布有若干个凹点；
(2)将压制后的整块透水纤维布沾水后，将透水纤维布的背面贴到成型模具的凸面，该成型模具的凸面在成型后对应于陶瓷坯体与PE板相胶粘的凹面，该透水纤维布与成型模具的凸面采用面与面贴合；
(3)采用注浆成型法在成型模具中成型陶瓷生坯；
(4)脱模后，将陶瓷生坯放置于衬板上，将贴有透水纤维布的一面向上放置，撕开透水纤维布，此时陶瓷生坯的凹面上分布若干个凸点；
(5)将陶瓷生坯在室温下干燥5～48h后、在50～110℃烘箱中干燥5～24h得到陶瓷干坯；
(6)最后将陶瓷干坯至于烧结炉中烧成，烧成时温度为1450～2200℃，保温0.5～3h，随炉降温得到陶瓷插板。
所述步骤(1)的压制采用滚筒印花机印刷或者对辊压花机印刷，滚筒印花机的滚筒上或者对辊印花机的印刷辊的外侧上均设有若干个相同间隔的凸点。
所述透水纤维布采用尼龙布、无纺布、土工布、纤维素滤纸、木棉纸中的任一种。
所述凸点形状为半圆、圆锥、菱形、方形中的任一种形状。
所述透水纤维布的厚度为0.1～2mm。
所述的注浆成型为常压注浆成型、高压注浆成型、凝胶注模成型中的任一种。
所述防弹陶瓷插板为氧化铝、碳化硅以及碳化硼陶瓷中任一种。
所述的防弹陶瓷插板为整体一块或由多块拼接而成。
所述步骤在上模和下模的合模相贴合部分的透水纤维布的厚度与贴在成型模具的凸面的透水纤维布的厚度一致。
采用以上步骤后，本发明技术与现有技术相比，具有以下优点：通过透水纤维布使防弹陶瓷表面形成均匀分布的凸点，从而使得陶瓷插板与PE板复合时的胶粘面积大幅增加的方法，这种方法能增强粘接效果、减少陶瓷片的脱落。通过将纤维布上印制一定规格的凹点，然后将其贴在成型模具内壁，使得成型出的陶瓷板表面均匀分布相似的凸点，这种方法能适用于高压注浆成型、常压注浆成型、凝胶注模成型等制备方法，其适用性广、操作简单、成本低；同时可以在原有的模具上来加工，不增加企业的生产成本。
作为改进，所述步骤(1)的压制采用的滚筒印花机印刷或者对辊压花机印刷，所述滚筒印花机的滚筒上或者对辊印花机的滚筒的外侧壁上均设有若干个相同间隔的凸点，采用这两种方法加工透水纤维布，效率高、凸点分布均匀。
作为改进，所述步骤(2)在上模和下模的合模相贴合部分的透水纤维布的厚度与贴在成型模具的凸面的透水纤维布的厚度一致，由于模具是上下两个模腔，在贴透水纤维布，不仅与模具成型面贴合，同时在合模面也会有一层透水纤维布，这样合模后模具总高度增加了相当于一层透水纤维布厚度，所以最终对成型坯体尺寸没有影响。
附图说明
图1是本发明的防弹陶瓷插板的立体结构示意图。
图2是图1的A部放大结构示意图。
图3是本发明的防弹陶瓷插板的截面结构示意图。
图4是本发明的防弹陶瓷插板的成型模具的截面结构示意图。
图5是图4的B部放大结构示意图。
如图所示：1、防弹陶瓷插板，1.1、凸点，2、透水纤维布，3、上模，4、下模。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，作如下三个实施例。
实施例1：
(1)选用了滚筒表面含有1mm大小半圆形凸点的对辊压花机，本实施例的透水纤维布2为厚度为0.1mm的纤维滤纸，通过对辊压花机对纤维滤纸的表面压制形成1mm大小的半圆凹点；
(2)将印制好的纤维滤纸沾水润湿后贴在整体防弹板成型模具的凸面，确保纤维滤纸与模具表面贴合平整，无气泡、褶皱等缺陷；
(3)待成型模具的上模3和下模3合模后，采用常压注浆成型法成型碳化硅陶瓷生坯，注浆2～3h后且具有一定强度后脱模，形成碳化硅陶瓷生坯，此时碳化硅陶瓷生坯的凹面上有分布若干个凸点1.1；
(4)脱模后纤维滤纸沾在碳化硅陶瓷生坯上，将碳化硅陶瓷生坯置于衬板上，同时使贴有无纺布的一面朝上，然后缓慢撕开纤维滤纸；
(5)将碳化硅陶瓷生坯置于室温下自然干燥24小时，然后置于60℃烘箱干燥18h，得到碳化硅陶瓷干坯；
(6)将碳化硅陶瓷干坯置于真空炉中烧成，其烧成时最高温为1600℃，保温2h，然后随炉冷却得到碳化硅防弹陶瓷插板1。
实施例2：
(1)选用了滚筒表面含有1.5mm大小半圆形凸点的对辊压花机，本实施例的透水纤维布2为厚度为0.1mm的纤维滤纸，通过对辊压花机对纤维滤纸的表面压制形成1.5mm大小的半圆凹点；
(2)将印制好的纤维滤纸润湿后贴在小块防弹板模具的凸面，确保纤维滤纸与模具表面贴合平整，无气泡、褶皱等缺陷；
(3)待模具合模后，采用凝胶注模成型法成型氧化铝陶瓷生坯，将浆料注入模具中后，置于50℃烘箱中固化3h后脱模，形成氧化铝陶瓷生坯；此时氧化铝陶瓷生坯的凹面上有分布若干个凸点1.1；
(4)脱模后纤维滤纸沾在氧化铝陶瓷生坯上，将氧化铝陶瓷生坯置于衬板上，同时使贴有无纺布的一面朝上，然后缓慢撕开纤维滤纸；
(5)将氧化铝陶瓷生坯置于室温下自然干燥48小时，然后置于50℃烘箱干燥24h，得到氧化铝陶瓷干坯；
(6)将陶瓷干坯置于真空炉中烧成，其烧成时最高温为1550℃保温3h，然后随炉冷却得到氧化铝防弹陶瓷小块，氧化铝防弹陶瓷小块的面积大约为整块防弹陶瓷衬板的5％。
实施例3：
(1)选用了滚筒表面含有1mm大小菱形凸点的对辊压花机，本实施例的透水纤维布2为厚度为0.1mm的无纺布，通过对辊压花机在无纺布的表面压制形成1mm大小的菱形凹点；
(2)将印制好的无纺布润湿后贴在整体防弹板模具的凸面，确保无纺布与模具表面贴合平整，无气泡、褶皱等缺陷；
(3)待模具上下模合模后，采用高压注浆成型法成型碳化硅陶瓷生坯，其中高压注浆成型时的压力为4.0MPa、保压时间为300s；
(4)脱模后无纺布沾在碳化硅陶瓷生坯上，将碳化硅陶瓷生坯置于衬板上，使贴有无纺布的一面朝上，然后缓慢撕开无纺布；此时碳化硅陶瓷生坯的凹面上有分布若干个凸点1.1；
(5)将碳化硅陶瓷生坯置于室温下自然干燥15小时，然后置于60℃烘箱干燥10h，得到碳化硅陶瓷干坯；
(6)将碳化硅陶瓷干坯置于真空炉中烧成，其烧成时最高温为1600℃，保温2h，然后随炉冷却得到碳化硅防弹陶瓷插板1。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：它包括以下步骤：
(1)在透水纤维布的正面上压制若干个均匀分布的凹点，压制后的透水纤维布的正面上均匀分布有若干个凹点；
(2)将压制后的整块透水纤维布沾水后，将透水纤维布的背面贴到成型模具的凸面，该成型模具的凸面在成型后对应于陶瓷坯体与聚乙烯板相胶粘的凹面，该透水纤维布与成型模具的凸面采用面与面贴合；在上模和下模的合模相贴合部分贴有一层透水纤维布；
(3)采用注浆成型法在成型模具中成型陶瓷生坯；
(4)脱模后，将陶瓷生坯放置于衬板上，将贴有透水纤维布的一面向上放置，撕开透水纤维布，此时陶瓷生坯的凹面上分布若干个凸点；
(5)将陶瓷生坯在室温下干燥5～48h后、在50～110℃烘箱中干燥5～24h得到陶瓷干坯；
(6)最后将陶瓷干坯置于烧结炉中烧成，烧成时温度为1450～2200℃，保温0.5～3h，随炉降温得到陶瓷插板。
2.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述步骤(1)的压制采用滚筒印花机印刷或者对辊压花机印刷，所述滚筒印花机的滚筒上或者对辊印花机的滚筒的外侧壁上均设有若干个相同间隔的凸点。
3.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述透水纤维布采用尼龙布、无纺布、土工布、纤维素滤纸、木棉纸中的任一种。
4.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述凸点形状为半圆、圆锥、菱形、方形中的任一种形状。
5.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述透水纤维布的厚度为0.1～2mm。
6.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述的注浆成型为常压注浆成型、高压注浆成型、凝胶注模成型中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述防弹陶瓷插板为氧化铝、碳化硅以及碳化硼陶瓷中任一种。
8.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述的防弹陶瓷插板为整体一块或由多块拼接而成。
9.根据权利要求1所述的一种防弹陶瓷插板的制作方法：其特征在于：所述步骤(2)在上模和下模的合模相贴合部分的透水纤维布的厚度与贴在成型模具的凸面的透水纤维布的厚度一致。
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