Brevet FR2501719A1 — publié le 19820917

Une plaque de blindage doit être très dure pour résister efficacement aux chocs de projectiles. Cependant, si la plaque est trop dure, le projectile, par exemple une balle, frappe la plaque et fracasse la surface dure et la totalité de la plaque. Un procédé que l'on a considéré en utilisant une matière homogène a été d'établir un compromis entre le niveau haut et le niveau bas de dureté pour parvenir à une dureté moyenne empêchant la plaque de se fracasser. Cependant, cette dureté unique exige d'accroître l'épaisseur de la matière utilisée pour parvenir à la résistance au tir. Un autre procédé a consisté à utiliser une matière non homogène comprenant deux plaques laminées, liées entre elles pour former un stratifié constitué de matières analogues, mais auxquelles il est possible de conférer des duretés diffé- rentes. Par un traitement thermique du stratifié lié, on obtient un produit dont un premier côté est de dureté élevée et dont l'autre côté est d'une dureté relativement plus faible. Le côté plus tendre, de dureté relativement inférieure, supporte le côté dur et empêche la plaque de se fracasser complètement; ce produit présente une résis- tance au tir supérieur pour une épaisseur donnée, par rapport au blindage homogène mentionné précédemment. On obtient ainsi une caractéristique souhaitée. Le problème posé par l'utilisation d'un tel stratifié lié est que, bien que l'on obtienne les caractéristiques souhaitées; il apparaît des inconvénients d'ordre écono- mique dus aux coûts supplémentaires des opérations supplé- mentaires nécessitées pour la réalisation d'un joint de bonne qualité. En outre, la matière composite non homogène est sujette aux déformations lors d'une opération de trempe. Le troisième procédé consiste à durcir un côté seulement par des techniques courantes qui exigent toutes d'élever une partie seulement de la matière à une tempé- rature supérieure à la température d'austénitisation et d'effectuer une trempe laissant une zone de transition entre la matière durcie et la masse de la matière. L'invention concerne une technique évitant d'avoir à utiliser une matière stratifiée composite, tout en permettant l'obtention des caractéristiques souhaitables constituées par un côté dur et un autre côté relativement ductile ou tendre. A cet effet, on part d'une matière homo- gène durcie, ou bien durcie et trempée. Un premier côté est rapidement chauffé à une température de trempe, tandis que la chaleur est éliminée aussi rapidement que possible de l'autre côté. Le côté duquel la chaleur est retirée est également protégé de la source de chauffage. Ceci pro- voque une trempe du côté chauffé (ou une trempe supplémen- taire s'il a déjà été chauffé et trempé), ce qui permet d'obtenir un côté plus tendre, bien que plus tenace, tandis que le côté opposé conserve ses caractéristiques de dureté. Ce procédé utilise une technique consistant à faire avancer progressivement la plaque sous un certain angle vers un bain d'eau, de solutions à base d'eau, de gaz, d'air froid ou de mélanges de ces matières, et à chauffer un côté supérieur jusqu'à une température de trempe en même temps que le côté opposé de dessous est immergé dans le bain pour que sa température ne puisse monter et que sa dureté ne puisse être réduite. En outre, au fur et à mesure que le côté supérieur avance dans le bain, il est refroidi. On obtient ainsi un gradient de dureté entre le côté supérieur et le côté inférieur. Le côté supérieur est trempé, ou bien trempé à une température supérieure, et il devient ainsi plus tendre et plus tenace que le côté-inférieur qui conserve sa dureté initiale. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est une élévation schémati- que d'une forme de réalisation mettant en oeuvre le procédé de l'invention qui consiste à faire avancer pro- gressivement une plaque dans un bain pendant qu'un côté de la plaque est chauffé. La figure unique montre une plaque métallique qui est avancée progressivement dans un bain d'eau 12 dont le niveau est indiqué en B. La plaque 10 présente une surface supérieure 14 et une surface inférieure 16. Elle est avancée dans le bain 12, suivant un mouvement déterminé comme indiqué par la flèche, sous un angle e qui est inférieur à 90 et qui est de préférence compris entre 5 et 300, cet angle étant formé entre la surface inférieure 16 et la surface du bain 12. Un chalumeau acétylénique 18 applique de la chaleur à la surface supé- rieure 14, à l'intersection de la plaque 10 avec le niveau du bain 12, ou à proximité de cette intersection. On a procédé à des essais sur sept échantillons préalablement durcis et trempés. De l'oxygène sous une pression de 196 kPa et de l'acétylène sous une pression de 98 kPa ont été utilisés pour chaque plaque avançant à une vitesse de 47 à 60 cm par minute. La distance d, à savoir la distance comprise entre le point d'application de la chaleur et l'intersection de la plaque avec le bain, n'est pas nulle. La distance H crnorise entre le bec du chalumeau et la surface supérieure 14 est de 9,5 mm. On a effectué les essais à partir d'une plaque d'acier de 6,35 mm d'épaisseur, dans laquelle des thermo- couples sont encastrés à diverses profondeurs. Les valeurs mesurées montrent que, alors que la température maximale de la surface exposée à la source de chaleur atteint 463WC, la surface opposée n'atteint au maximum que 216WC. 250 1 7 1 9 Un projectile a été tiré contre l'échantillon N0 2 qui a repoussé des munitions du type balles militaires à leurs vitesses initiales, tirées à bout portant, tandis que des balles perforantes ont traversé la plaque. On pense qu'une dureté de surface supérieure permettrait à la plaque de résister aux munitions perforantes. L'échantillon n0 6 a été essayé en vue de déter- miner ses caractéristiques au tir militaire, conformément aux spécifications militaires, ces caractéristiques déter- minant la vitesse à laquelle la pénétration se produit et la vitesse du projectile que la plaque peut repousser. Cet essai permet d'évaluer l'échantillon par rapport aux normes établies qui spécifient diverses vitesses pour diverses épaisseurs. Cet échantillon est capable de suppor- ter des vitesses supérieures de 30 %O à celles spécifiées pour un blindage homogène normal. Cet essai a été réalisé à l'aide de projectiles perforants normalisés, tirés à diverses vitesses et les résultats ont été enregistrés au moyen de dispositifs électroniques de mesure du temps. On pense que les caractéristiques de plaques métalliques non homogènes peuvent également être améliorées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 1 0 Echan- |Dureté Brinell | Matière - Dureté Brinell tillon avant chauffage Epaisseur Compo- après chauffage Longueur No (mn) sition surface Surfacede supé- infé- flamme rieure rieure (cône) _______ (mm) 1 514 6.35 4340 415 514 6,35 2 477 6,35 4340 388 477 9,5 3 418 6,35 XAR-30 321 418 6,35 4 418 6,5 XAR-30 302 418 9,5 444 6,35 4340 388 444 6.35 6 512 7,6 4350 M 401 601 9,5 7 477 4340 402 477 9,5 i REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une plaque de blindage, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une plaque mé- tallique (10) qui a été durcie et qui présente une face supérieure (14) et une face inférieure (16), à chauffer la face supérieure jusqu'à une température de trempe, et à empêcher simultanément la face inférieure d'atteindre une température de trempe pendant que la face supérieure est portée à la température de trempe. 0 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on empêche la face inférieure d'atteindre la température de trempe en plongeant progressivement la plaque dans un bain (12) de liquide, sous un angle e, pen- dant que la face supérieure de ladite plaque est chauffée à proximité immédiate du point d'immersion de la plaque dans le bain. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque est avancée dans le bain sous un angle e qui est inférieur à 90 , cet angle étant formé entre la face inférieure et la surface du bain. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque est avancée dans le bain sous un angle e compris entre 5 et 30 , cet angle étant formé entre la face inférieure et la surface du bain. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque est homogène. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé ence que la plaque est durcie et trempée.