PL200635B1 - Spiekany przeciwpancerny pocisk amunicji strzeleckiej - Google Patents

Abstract

1. Spiekany przeciwpancerny pocisk amunicji strzeleckiej, znamienny tym, że składa się z płaszcza lub półpłaszcza wytworzonego z materiałów spiekanych otrzymywanych znanymi metodami metalurgii proszków, a także rdzenia wykonanego z materiałów spiekanych lub ze stali litych, konstrukcyjnych stopowych oraz narzędziowych obrobionych cieplnie.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie materiałów spiekanych do wytwarzania spiekanych przeciwpancernych pocisków amunicji strzeleckiej. Spiekanie jest elementem procesu technologicznego przy produkcji spiekanych części maszyn, spiekanych materiałów metalicznych w tym np. spieków ciężkich oraz spiekanych materiałów ceramicznych i cermetali.

Spiekami ciężkimi nazywamy między innymi materiały z osnową wolframową, które są wytwarzane metodami metalurgii proszków. Materiały te charakteryzują się dużą gęstością, dużą twardością, wysoką odpornością na obciążenia dynamiczne, doskonałą przewodnością cieplną i elektryczną oraz zdolnością do obróbki plastycznej i skrawaniem. Większości tych cech nie posiada czysty wolfram, ani węgliki spiekane. Materiały te zawierają żelazo, kobalt, miedź i inne.

W literaturze przedmiotu np. RANDALL, R. M. GERMAN, Liquid phase sintering, Wyd. Plenum Press, NY & London 1985 r., A. BOSE, R.M. GERMAN, Sintering atmosphere effects on tensile properties of heavy alloys, Metallurgical Transaction, 19A October, 1998 r., s. 2467 - 2477; spieki ciężkie z osnową wolframową wytwarzane są poprzez spiekanie wyprasek w atmosferze wodoru o zmiennym stopniu wilgotności, lub w atmosferze wodoru, a następnie w próżni. Wytworzone spieki ciężkie dzięki swym właściwościom posiadają wiele zastosowań, między innymi jako rdzenie przeciwpancernych pocisków artyleryjskich

Według informacji literaturowych RANDALL, R.M. GERMAN, Powder Metallurgy Science, Wyd. Met. Paw. Ind. Fed. Princeton, New Jersey 1994 r., s. 419 - 422; Ryszard KOSTRZEWA, Marek MAKUSZEWSKI, M. Studnicki, Rakiety i Artyleria Wojsk Lądowych, Wyd. Dom Wydawniczy Bellona, Warszawa 2001 r., s. 284 - 314, w znanych i stosowanych pociskach przeciwpancernych amunicji strzeleckiej nie występuje płaszcz lub półpłaszcz z materiałów spiekanych. Nie znane są również konstrukcje takich pocisków, w których występuje połączenie spiekanych rdzeni np. z węglika wolframu lub z wolframu z płaszczami wykonanymi ze spieków. Brak jest również jakichkolwiek wiadomości o połączeniu litych rdzeni np. ze stali narzędziowych z płaszczami wytworzonymi ze spiekanych materiałów.

W związku z tym, istotą wynalazku jest zastosowanie materiałów spiekanych do wytwarzania pocisków amunicji strzeleckiej, tzn. zarówno płaszcza jak i półpłaszcza, a także rdzenia oraz połączenia tych elementów w kompletne pociski, charakteryzujące się specyficznymi cechami.

Materiały według wynalazku zastosowane na płaszcz lub półpłaszcz pocisku są spiekami takimi jak: spieki miedzi; spieki żelaza; spieki na osnowie miedzianej zawierające nikiel, cynę, ołów, grafit, azotek boru; spieki na osnowie żelaznej zawierające miedź, nikiel, molibden, fosfor, grafit, azotek boru i wytwarzane są znanymi metodami metalurgii proszków. Mogą zatem charakteryzować się porowatością otwartą. W takim przypadku w miarę potrzeb można je nasycać smarami lub zawiesinami smarów stałych w smarach płynnych np. dwusiarczku molibdenu, azotku boru (BN)_a, grafitu w oleju. Jako medium do nasycania w podwyższonej temperaturze stosuje się także parafinę.

Natomiast materiałami spiekanymi na rdzenie pocisków są: węgliki wolframu, wolfram oraz spiekane stale narzędziowe, a także spieki ciężkie z osnową wolframową.

Technika metalurgii proszków, wykorzystywana w konstrukcji i wytwarzaniu pocisków według wynalazku, stwarza następujące korzyści: umożliwia zastosowanie szerokiej gamy materiałów konstrukcyjnych dotychczas nie stosowanych w tego rodzaju pociskach; umożliwia skojarzenie materiałów dotychczas stosowanych zarówno litych jak i spiekanych z proponowanymi spiekami na płaszcz lub półpłaszcz. Ponadto metody wytwarzania materiałów spiekanych na płaszcz lub półpłaszcz pocisku oraz sposoby scalania tak wytworzonych elementów w kompletne pociski są materiało i energo oszczędne, zatem nadają się do produkcji wielkoseryjnej lub masowej.

Zastosowanie materiałów spiekanych na płaszcz lub półpłaszcz pocisku zmniejsza zużycie przewodu lufy wskutek zmniejszenia sił tarcia pomiędzy płaszczem (półpłaszczem) i przewodem lufy oraz rozrzut pocisków. Uzyskuje się także zwiększenie prędkości początkowej pocisku co wpływa korzystnie na zdolność rażenia celu - podwyższa jego przebijalność. Nie obserwuje się zjawiska zamiedzenia przewodu lufy, dlatego nie istnieje potrzeba stosowania odmiedzaczy. Ponadto nie występują na płaszczu wypływki podczas wcinania się pocisku w gwint lufy, co polepsza balistykę zewnętrzną pocisku.

Istotę wynalazku przedstawiono w przykładach.

P r z y k ł a d 1

Rdzeń pocisku wytworzono z mieszanki proszkowej o składzie 90W-7Ni-3Fe poprzez prasowanie izostatyczne przy ciśnieniu 300 MPa i spiekanie z fazą ciekłą w próżni w temperaturze 1480°C

PL 200 635 B1 w czasie 30 minut. Spiekany półfabrykat o porowatości 0,08% poddano obróbce skrawaniem przez toczenie i szlifowanie na końcowe wymiary średnicy φ4 +0039 mm i długości 25+0, . Półfabrykat płaszcza pocisku wykonano z mieszanki proszku miedzi z dodatkiem 5% proszku niklu, metodą prasowania matrycowego w formie metalowej na specjalistycznej prasie do metalurgii proszków PHCM-63A. Wypraskę spieczono w atmosferze zdysocjowanego NH3, w temperaturze 950°C i w czasie 2 godzin. W spieku o porowatości całkowitej 10,1% wykonano otwór o średnicy φ4+^0,018 mm i długości 25+00 mm.

Oba elementy połączono trwale (nierozłącznie) zgodnie z zasadą połączenia spoczynkowego wtłaczanego, poprzez wciśnięcie wałka w otwór w spieku miedzi 95Cu - 5Ni. Po scaleniu przeprowadzono końcową obróbkę skrawaniem w celu otrzymania pocisku strzeleckiego o kalibrze 7,62 mm. Wytworzony pocisk nasycono parafiną w próżni w temperaturze 90°C.

P r z y k ł a d 2

Rdzeń pocisku wytworzono z litej stali narzędziowej gatunku N11 obróbką skrawaniem poprzez toczenie wałka o średnicy 4,2 mm i długości 25 ± 0,1 mm. Wałek obrobiono cieplnie na twardość 62HRC. Po obróbce cieplnej przeprowadzono szlifowanie w celu uzyskania średnicy równej φ4+0’039 mm, otrzymując gotowy rdzeń pocisku.

Półfabrykat płaszcza pocisku i jego połączenie z rdzeniem wykonano identycznie jak w przykładzie 1. Końcową obróbkę skrawaniem pocisku do kalibru 7,62 mm zrealizowano jak w poprzednim przykładzie.

P r z y k ł a d 3

Wykonany na gotowo według przykładu 1 rdzeń pocisku ze spieku 90W-7Ni-3Fe umieszczono w gnieździe matrycy do prasowania wypraski płaszcza z mieszaniny proszku miedzi z dodatkiem 5% niklu. Na prasie specjalistycznej PHCM-63A wyprasowano wypraskę z zaprasowanym osiowo rdzeniem stosując ciśnienie prasowania równe 400 MPa. Wypraskę poddano procesowi spiekania w atmosferze zdysocjowanego NH3, w temperaturze 1000°C, w czasie 4 godzin. W ten sposób otrzymano półfabrykat pocisku, w którym wystąpiło dyfuzyjne połączenie płaszcza z rdzeniem.

Gotowy pocisk kalibru 7,62 mm uzyskano w wyniku końcowej obróbki skrawaniem spiekanego półfabrykatu. Ostatnią operacją procesu wytwarzania było nasycenie płaszcza parafiną w warunkach identycznych jak w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 4

Wykonany na gotowo według przykładu 1 rdzeń pocisku ze spieku 90W-7Ni-3Fe umieszczono w gnieździe matrycy do prasowania wypraski płaszcza z elektrolitycznego proszku miedzi. Wypraskę otrzymano poprzez prasowanie proszku na specjalistycznej prasie PHCM-63A z jednoczesnym zaprasowaniem umieszczonego uprzednio osiowo w matrycy rdzenia, stosując ciśnienie 300 MPa. Spiekanie tak wytworzonej wypraski przeprowadzono w piecu z atmosferą zdysocjowanego NH3, w temperaturze 920°C i w czasie 1 godziny.

Uzyskano w ten sposób trwałe (nierozłączne) połączenie zaprasowanego rdzenia z płaszczem, wywołane zjawiskiem skurczu, właściwym dla procesu spiekania proszku miedzi. Tak otrzymany półfabrykat obrobiono skrawaniem do końcowych kształtów i wymiarów pocisku o kalibrze 7,62 mm. Ostatnią operacją procesu wytwarzania było nasycenie pocisku parafiną jak w przykładzie 1.

Claims (6)

1. Spiekany przeciwpancerny pocisk amunicji strzeleckiej, znamienny tym, że składa się z płaszcza lub półpłaszcza wytworzonego z materiałów spiekanych otrzymywanych znanymi metodami metalurgii proszków, a także rdzenia wykonanego z materiałów spiekanych lub ze stali litych, konstrukcyjnych stopowych oraz narzędziowych obrobionych cieplnie.

2. Spiekany przeciwpancerny pocisk według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcz lub półpłaszcz wytwarzany jest: ze spieków miedzi; ze spieków żelaza; ze spieków na osnowie miedzianej zawierających nikiel, cynę, ołów, grafit, azotek boru; otrzymywanych znanymi metodami metalurgii proszków.

3. Spiekany przeciwpancerny pocisk według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcz lub półpłaszcz pocisku, który wykazuje porowatość otwartą może być nasycony smarami lub zawiesinami

PL 200 635 B1 smarów stałych w smarach płynnych np. dwusiarczku molibdenu, azotku boru (BN)_a, grafitu w oleju, a w podwyższonej temperaturze także parafiną.

4. Spiekany przeciwpancerny pocisk według zastrz. 1, znamienny tym, że rdzeń wytwarzany jest: z węglików wolframu; z wolframu; ze stali narzędziowych; ze spieków ciężkich z osnową wolframową, otrzymywanych znanymi metodami metalurgii proszków.

5. Spiekany przeciwpancerny pocisk według zastrz. 1, znamienny tym, że trwałe i nierozłączne połączenie płaszcza lub półpłaszcza z rdzeniem uzyskuje się znanymi i stosowanymi w technice metodami, a mianowicie: wtłaczanie; lutowanie lutami miękkimi i twardymi; klejenie klejami epoksydowymi, fenolowymi modyfikowanymi składnikami termoplastycznymi, poliuretanowymi, cjanoakrylowymi, anaerobowymi, poliestrowymi; łączenie metodami obróbki plastycznej: wciskanie, przeciąganie, walcowanie, obkuwanie, rolowanie; łączenie na zasadzie skurczu wywołanego zmianami temperatury; łączenie poprzez zastosowanie wysokiego ciśnienia izostatycznego; obciskanie za pomocą energii fali uderzeniowej, lub łączenie na zasadzie spiekania wywołanego przepływem prądu elektrycznego.

6. Spiekany przeciwpancerny pocisk według zastrz. 1, znamienny tym, że jest wytwarzany poprzez trwałe i nierozłączne połączenie uprzednio wykonanego spiekanego rdzenia z płaszczem lub półpłaszczem w procesie jego spiekania także wywołanego przepływem prądu elektrycznego.