一种穿甲弹头及其制造方法与流程

1.本发明涉及枪弹技术领域，尤其涉及一种穿甲弹头及其制造方法。


背景技术：

2.由于穿甲弹达到攻击效果的一个重要特点是要达到足够的重量，才能使弹头保持足够的飞行距离和动能。为了达到高重量，较多的弹头采用铅制材料外面包裹铜制外壳，铅材料通常会导致环境污染，其不环保，铜制外壳由于材质较软，在弹头与被攻击物接触时瞬间变形，没有起到攻击作用。国外为保持大的攻击性，多采用贫铀合金穿甲弹芯，贫铀弹会引发放射性效果，对环境生态有巨大影响。
3.目前也有采用非晶合金用于穿甲弹头，利用非晶合金的自锐性去提高穿甲弹的攻击效果。但是不能完全采用非晶合金，为提高穿甲弹头的密度，需要采用金属材料与非晶合金配合得到良好的穿甲能力。但是多数的非晶合金都不能兼顾塑性和力学性能，通常在提高强度时，非晶合金的塑性变形能力变得极差，加工性能较差，因而通常非晶合金难以和其他的金属材料进行复合而实现一体化。若非晶合金与金属出现结合不稳定，时间较长会导致金属于非晶合金内出现松动，从而削弱穿甲弹的穿甲性能。
4.因此，有必要提供一种穿甲弹头及其制造方法以解决上述缺陷。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种新的穿甲弹头，其既具有较高的穿甲效果，又生态环保，尤其是金属材料与非晶合金结合力很强，长时间内不会出现松动。
6.本发明的另一目的是提供一种穿甲弹头的制备方法。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种穿甲弹头，包括弹芯及包裹所述弹芯的外壳，所述外壳包括第一外壳及包裹所述第一外壳的第二外壳，所述第二外壳具有呈圆锥结构或棱锥结构的顶锥部和连接于所述顶锥部的平台构成，所述弹芯由钨或钨合金制成，所述第一外壳由钨基非晶合金制成，所述第二外壳由锆基非晶合金制成。
8.较佳的，所述钨基非晶合金中钨的含量为30％-60％。
9.较佳的，所述钨基非晶合金中锆的含量为5％-20％。
10.较佳的，所述钨基非晶合金组分和含量为w 30％-60％、cr 10％-20％、al 5％-10％、fe 10％-25％、ni 10％-20％、zr 5％-20％。
11.较佳的，所述钨合金为钨钼合金、钨铌合金或钨镍合金。
12.相应地，本技术还提供一种穿甲弹头的制造方法，包括依次的如下步骤：
13.(1)将钨基非晶合金加热成液体状制得第一液体；
14.(2)将所述弹芯置于模具中，将第一液体采用浇铸、压铸或吸铸方式于过冷液相区内包裹弹芯；
15.(3)待冷却成型后形成第一外壳，将锆基非晶合金通过磁控溅射或激光溅射的方式沉积于所述第一外壳表面形成第二外壳，制得穿甲弹头。
16.较佳的，所述钨基非晶合金中钨的含量为30％-60％。
17.较佳的，所述钨基非晶合金中锆的含量为5％-20％。
18.较佳的，所述钨基非晶合金组分和含量为w 30％-60％、cr 10％-20％、al5％-10％、fe 10％-25％、ni 10％-20％、zr 5％-20％。其中w可为但不限于30％、40％、50％、60％；cr可为但不限于10％、13％、16％、20％；al可为但不限于5％、7％、9％、10％；fe可为但不限于10％、15％、20％、25％；ni可为但不限于10％、13％、16％、20％；zr可为但不限于10％、15％、20％、25％。
19.较佳的，所述钨合金为钨钼合金、钨铌合金或钨镍合金。
20.本发明的穿甲弹头，弹芯由钨或钨合金制成，钨或钨合金的高密度材料的使用可维持穿甲弹头飞行的平稳性。第二外壳采用锆基非晶合金制成，第一外壳由钨基非晶合金制成，由于锆基非晶合金的自锐性能优于钨基非晶合金，因此，将第二外壳包裹第一外壳作为最外层，第二外壳在侵彻时会断裂和破碎以产生自锐行为，侵彻深度更深，穿甲性能进一步提高。尤其是，在第二外壳和弹芯之间采用钨基非晶合金制成，由于钨基非晶合金的主要成分为钨，其与由钨或钨合金制成的弹芯相结合较锆基非晶合金稳定，且第一外壳和第二外壳均由非晶合金制得，两者之间的结合力较强，故而可有效地提高弹芯、第一外壳及第二外壳之间的结合力，避免长时间不使用，弹芯出现松动的情形，有效地保证了穿甲弹头的穿甲效果。同时采用钨或钨合金而非铅、贫铀合金等材料，可避免残留放射性等可怕的后遗症以及对生态环境的影响。
附图说明
21.图1为本发明穿甲弹头的结构示意图。
具体实施方式
22.请参考图1，本发明的穿甲弹头100，包括弹芯10及包裹所述弹芯10的外壳30，所述外壳30包括第一外壳31及包裹所述第一外壳31的第二外壳33，所述第二外壳33具有呈圆锥结构或棱锥结构的顶锥部331和连接于所述顶锥部331的平台构成333，所述弹芯10由钨或钨合金制成，所述第一外壳31由钨基非晶合金制成，所述第二外壳33由锆基非晶合金制成。其中，所述钨基非晶合金中钨的含量为30％-60％，以保证足够的钨含量。所述钨基非晶合金中锆的含量为5％-20％，对钨基非晶合金中采用部分锆组分，一方面是提高第一外壳31与第二外壳33之间的结合力，另一面引入锆组分能够提高钨基非晶合金的自锐性能，从而提高穿甲弹头100的穿甲性能。优选为，所述钨基非晶合金组分和含量为w 30％-60％、cr 10％-20％、al 5％-10％、fe 10％-25％、ni 10％-20％、zr 5％-20％。所述钨合金为钨钼合金、钨铌合金或钨镍合金。钨合金可以由mim、pim、数控加工、熔模铸造、砂型铸造、锻造等方式获得。弹芯10可通过化学方式(如pvd、cvd)或物理方式(如喷砂、拉丝)进行表面处理。
23.其中，本技术的穿甲弹头100的制造方法，包括依次的如下步骤：
24.(1)将钨基非晶合金加热成液体状制得第一液体；
25.(2)将所述弹芯10置于模具中，将第一液体采用浇铸、压铸或吸铸方式于过冷液相区内包裹弹芯10；
26.(3)待冷却成型后形成第一外壳31，将锆基非晶合金通过磁控溅射或激光溅射的
方式沉积于所述第一外壳31表面形成第二外壳33，制得穿甲弹头100。
27.下面通过具体实施例进一步说明本技术的穿甲弹头的制造方法。其中，锆基非晶合金均采用vit1型号，但不以此为限。
28.实施例1
29.(1)将钨基非晶合金加热成液体状制得第一液体，其中钨基非晶合金组分和含量为w 40％、cr 20％、al 5％、fe 20％、ni 10％、zr 5％。
30.(2)将钨铌合金的弹芯置于模具中，将第一液体采用浇铸于过冷液相区内包裹弹芯；
31.(3)待冷却成型后形成第一外壳，将锆基非晶合金通过磁控溅射的方式沉积于第一外壳表面形成第二外壳，制得穿甲弹头。
32.实施例2
33.(1)将钨基非晶合金加热成液体状制得第一液体，其中钨基非晶合金组分和含量为w 50％、cr 10％、al 5％、fe 15％、ni 10％、zr 10％。
34.(2)将钨镍合金的弹芯置于模具中，将第一液体采用浇铸于过冷液相区内包裹弹芯；
35.(3)待冷却成型后形成第一外壳，将锆基非晶合金通过激光溅射的方式沉积于第一外壳表面形成第二外壳，制得穿甲弹头。
36.实施例3
37.(1)将钨基非晶合金加热成液体状制得第一液体，其中钨基非晶合金组分和含量为w 60％、cr 10％、al 5％、fe10％、ni 10％、zr 5％。
38.(2)将钨镍合金的弹芯置于模具中，将第一液体采用浇铸于过冷液相区内包裹弹芯；
39.(3)待冷却成型后形成第一外壳，将锆基非晶合金通过磁控溅射的方式沉积于第一外壳表面形成第二外壳，制得穿甲弹头。
40.对比例1
41.(1)将锆基非晶合金加热成液体状制得第一液体；
42.(2)将钨铌合金的弹芯置于模具中，将第一液体采用浇铸于过冷液相区内包裹弹芯；
43.(3)待冷却成型后形成第一外壳，将锆基非晶合金通过磁控溅射的方式沉积于第一外壳表面形成第二外壳，制得穿甲弹头。
44.为了便于进行剥离强度测试，采用与各实施例与对比例中弹芯相同的制备材料制成2
×
10
×
20mm的板材，其余按照实施例1-3及对比例1的步骤进行，得到样品1-4，然后对样品进行与金属层的剥离强度测试，如表1所示。
45.表1剥离强度测试结果
[0046] 剥离强度样品140.38n/m样品241.35n/m样品343.56n/m样品427.98n/m
[0047]
由表1的数据可知，样品1-3得到的剥离强度高于样品4，原因是样品4中采用的第一液体是锆基非晶合金于过冷液相区内加热成液体状制得，而样品1-3中的第一液体是钨基非晶合金于过冷液相区内加热成液体状制得。可见，当第一外壳采用由钨基非晶合金制成时，能够与由钨或钨合金制成的弹芯形成优良的结合力。
[0048]
综上，本发明的穿甲弹头，弹芯由钨或钨合金制成，钨或钨合金的高密度材料的使用可维持穿甲弹头飞行的平稳性。第二外壳采用锆基非晶合金制成，第一外壳由钨基非晶合金制成，由于锆基非晶合金的自锐性能优于钨基非晶合金，因此，将第二外壳包裹第一外壳作为最外层，第二外壳在侵彻时会断裂和破碎以产生自锐行为，侵彻深度更深，穿甲性能进一步提高。尤其是，在第二外壳和弹芯之间采用钨基非晶合金制成，由于钨基非晶合金的主要成分为钨，其与由钨或钨合金制成的弹芯相结合较锆基非晶合金稳定，且第一外壳和第二外壳均由非晶合金制得，两者之间的结合力较强，故而可有效地提高弹芯、第一外壳及第二外壳之间的结合力，避免长时间不使用，弹芯出现松动的情形，有效地保证了穿甲弹头的穿甲效果。同时采用钨或钨合金而非铅、贫铀合金等材料，可避免残留放射性等可怕的后遗症以及对生态环境的影响。
[0049]
应当指出，以上具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求限定的范围。