CN111363950B - 一种枪用合金除铜剂和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于合金除铜剂技术领域，具体涉及一种新型枪用合金除铜剂和制备方法。本发明通过将准备好的铅、铟、铋金属加热，充分搅拌混合后保温；待自然冷却后，重复加热三次，保证金属充分混合；将冷却后的金属合金块经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。本发明通过加入铟铅铋三种合金，当弹丸发射时，在发射药气体高温高压作用下，合金熔化，与炮膛残留铜发生反应，生成金属间化合物，进而在发射药气体作用下对残留铜进行去除。

Description

一种枪用合金除铜剂和制备方法
技术领域
本发明属于合金除铜剂技术领域，具体涉及一种枪用合金除铜剂和制备方法。
背景技术
枪管是武器的基本零件之一，主要功能是赋予弹头一定的初速和射向。从 19世纪60年代以来，枪管内膛线的出现是枪炮技术发展史上的一次重大革命。膛线可以使弹丸旋转起来，使枪炮射击精度大大提高。在发射时，发射药产生的高温、高压火药燃气高速流过枪管，以对流放热方式和辐射放热方式向膛壁散热；弹头在挤进膛线的过程中，要发生变形，产生热量。因此弹头上铜会沉积在内膛表面，从而影响弹丸弹道，使外弹道飞行不稳定，降低了射击精度，甚至严重时会出现炸膛，危及装备和人员安全。为了尽量消除铜的影响，需要在发射药装药中加入除铜剂，其用量占装药总量的0.5％～2.0％。铅作为高效除铜剂在发射药装药中已经有上百年的历史了。
传统的金属铅在枪管上的除铜作用的机理：铅熔化并以液态金属形式存在身管中，液态铅溶解沉积的铜；然后将溶解铜的铅液滴随燃气一起从身管中带出。WayneM.Robertson根据铅的性质，以及考虑铅-铜相图和铅-铁相图，证明所提出的机理是合理的。除此之外，还考虑到铅中通常存在的杂质：表明铁，银和铜不影响铅的除铜效果；锑，砷，锡和锌会降低铅的除铜效果；铋会增强铅的除铜效果。而且还指出，在其他低熔点金属中，铋和铋合金在除铜方面应比铅更有效。无机化合物来除铜不太可能有效。
虽然纯铅除铜剂的采用对延长身管武器的使用寿命与提高武器的射击精度, 起着很大的积极作用，但是纯铅除铜剂的锈蚀问题还未能解决。而且尽管铅用于火炮除铜是一种高效除铜剂，但是大量的实践证明，在枪管中铅并不能有效地除铜。
除了添加除铜剂外，弹丸射击后身管的擦拭保养，也是除铜的一种重要方法。擦拭剂除铜的原理是，先使用强氧化剂使铜氧化成铜离子，铜离子再与络合剂(如碳酸铵、碳酸氢铵)提供的NH3反应生成[Cu(NH3)4]2+络离子，络离子溶于水，从而达到除铜目的。通常还会选择一种缓蚀剂(如NaNO2)防止清洗溶液对身管武器的腐蚀。
虽然不断研制除铜擦拭剂可以提高当前的除铜效果，但是炮膛擦拭方法多采用人工擦拭模式，存在劳动强度大、擦拭效率低等问题。也有许多人研制了火炮自动擦拭设备，来替代人工擦拭模式，但设备的体积、重量、功能设置及操作均无法实现单兵可以搬运和操作的程度，由于体积的原因也不能应用轻武器中。
所以，迫切需要一种枪用除铜剂，使其既可以除去身管中的铜来提高枪的使用寿命、射击精度，同时减少对环境和人员产生危害。
发明内容
针对上述问题本发明提供了一种枪用合金除铜剂和制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种枪用合金除铜剂，所述枪用合金除铜剂主要由低熔点金属铋、铅、铟的合金中的任意两种或两种以上以任意比例组成。
进一步，所述枪用合金除铜剂主要由低熔点金属铋、铅、铟的合金以25～30: 50～60:15～25的重量比例组成。三种金属合理搭配，发挥协同作用，加入金属铋、铅，使铜在合金中有良好的溶解度，添加铋，有利于合金更好的在铜表面铺展，添加的铟，可以与铜生成多种金属间化合物，消耗掉一部分铜的同时，使铜与合金牢牢粘结在一起，并且加入铟合金元素可以降低熔点，满足枪管发射时除铜的热力学要求，使除铜更容易实现。
一种枪用合金除铜剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将准备好的铅、铟、铋金属加热，充分搅拌混合后保温；
步骤2，待自然冷却后，重复加热三次，保证金属充分混合，得到金属合金块；
步骤3，将冷却后的金属合金块经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。
进一步，所述铅、铟、铋金属的纯度在99.9％以上。减少杂质对除铜效果的影响。
进一步，所述加热温度为450℃，所述保温的保温时间为30min。保证金属充分熔化混合。
进一步，所述重复加热三次的操作中加热温度为450℃，三次加热后均需要充分搅拌后保温30min，自然冷却。以形成稳定的低熔点三元合金。
进一步，所述步骤3中旋转电极雾化法的电极棒转速为12000r/min，电流强度为1500A，进给速率为1.0mm/s。所得合金粉末粒径小，球形度好、均匀性高、氧含量低，有利于除铜。
一种枪用合金除铜剂的除铜方法：将合金除铜剂添加在发射药装药中，当发射药被点燃时，铋铅铟合金熔化成液体，使铜溶解在液体合金中，随下一发发射药气体被排出枪管。三种金属合理搭配，发挥协同作用，有效提高了枪管内的残铜的去除效果。
进一步，所述枪用合金除铜剂用量占装药总量的0.5％～2.0％。既保证除铜效果，又不会影响武器的弹道性能。
与现有技术相比本发明具有以下优点：
一种与发射药混合来除去身管武器内残留铜垢的除铜剂，用来除去枪管内膛上残留的铜垢。本发明通过加入铟铅铋三种合金，当弹丸发射时，在发射药气体高温高压作用下，合金熔化，与炮膛残留铜发生反应，生成金属间化合物，进而在发射药气体作用下对残留铜进行去除。加入金属铋、铅，使铜在合金中有良好的溶解度，添加的铟，可以与铜生成多种金属间化合物，消耗掉一部分铜的同时，使铜与合金牢牢粘结在一起，随发射药气体带出枪管，达到去除效果；并且加入铟合金元素可以降低熔点，满足枪管发射时除铜的热力学要求，使除铜更容易实现。本发明有针对性的合理搭配金属元素，发挥协同作用，进而对枪管内表面残留铜垢高效的去除。
本发明原料简单，使装载变得更容易，不需要后续的人工擦洗，省时省力；合金除铜剂在枪管发射时，能够有效去除枪管发射后内膛表面残留铜垢，同时产品和原料安全，对环境和人体的危害小。
具体实施方式
实施例1
一种枪用合金除铜剂，其重量份数组成如下：铋25％；铅50％；铟25％。
一种枪用合金除铜剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将准备好纯度在99.99％以上的铅、铟、铋金属加热至450℃，充分搅拌混合后保温30min；
步骤2，待自然冷却后，重复加热三次，均加热至450℃然后充分搅拌后保温30min并自然冷却，保证金属充分混合，得到金属合金块；
步骤3，将冷却后的金属合金块，在电极棒转速为12000r/min，电流强度为1500A，进给速率为1.0mm/s的条件下经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。
25In-50Pb-Bi与铜板的接触角为24°，与铜有优秀的润湿结合能力； 25In-50Pb-Bi在密闭爆发器实验条件下，其可以除掉自身重量17％左右的铜； 25In-50Pb-Bi的除铜产物相主要有BiIn2相、In相、Pb7Bi3相、Cu0.64Zn0.36以及铜铟金属间化合物。
实施例2
一种枪用合金除铜剂，其重量份数组成如下：铋27％；铅56％；铟17％。
一种枪用合金除铜剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将准备好纯度在99.99％以上的铅、铟、铋金属加热至450℃，充分搅拌混合后保温30min；
步骤2，待自然冷却后，重复加热三次，均加热至450℃然后充分搅拌后保温30min并自然冷却，保证金属充分混合，得到金属合金块；
步骤3，将冷却后的金属合金块，在电极棒转速为12000r/min，电流强度为 1500A，进给速率为1.0mm/s的条件下经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。
本实施例中17In-56Pb-Bi与铜板的接触角为45°，与铜有良好的润湿结合能力；17In-56Pb-Bi在密闭爆发器实验条件下，其可以除掉自身重量29％左右的铜；17In-56Pb-Bi的除铜产物相主要有BiIn2相、In相、Pb7Bi3相、Cu0.64Zn0.36 以及铜铟金属间化合物。
实施例3
一种枪用合金除铜剂，其重量份数组成如下：铋25％；铅60％；铟15％。
一种枪用合金除铜剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将准备好纯度在99.99％以上的铅、铟、铋金属加热至450℃，充分搅拌混合后保温30min；
步骤2，待自然冷却后，重复加热三次，均加热至450℃然后充分搅拌后保温30min并自然冷却，保证金属充分混合，得到金属合金块；
步骤3，将冷却后的金属合金块，在电极棒转速为12000r/min，电流强度为 1500A，进给速率为1.0mm/s的条件下经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。
本实施例中15In-60Pb-Bi与铜板的接触角为41°，与铜有良好的润湿结合能力；15In-60Pb-Bi在密闭爆发器实验条件下，其可以除掉自身重量26％左右的铜；15In-60Pb-Bi的除铜产物相主要有BiIn2相、In相、Pb7Bi3相、Cu0.64Zn0.36 以及铜铟金属间化合物。
本发明通过加入铟铅铋三种合金，当弹丸发射时，在发射药气体高温高压作用下，合金熔化，与炮膛残留铜发生反应，生成金属间化合物，进而在发射药气体作用下对残留铜进行去除。加入金属铋、铅，使铜在合金中有良好的溶解度，添加的铟，可以与铜生成多种金属间化合物，消耗掉一部分铜的同时，使铜与合金牢牢粘结在一起，随发射药气体带出枪管，达到去除效果；并且加入铟合金元素可以降低熔点，满足枪管发射时除铜的热力学要求，使除铜更容易实现。本发明有针对性的合理搭配金属元素，发挥协同作用，进而对枪管内表面残留铜垢高效的去除。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (6)

1.一种枪用合金除铜剂，其特征在于：所述枪用合金除铜剂由低熔点金属铋、铅、铟以25~30 : 50~60 : 15~25的重量比例组成。
2.一种枪用合金除铜剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将重量比例为25~30 : 50~60 : 15~25的金属铋、铅、铟加热，充分搅拌混合后保温；
步骤2，待自然冷却后，重复加热三次，保证金属充分混合，得到金属合金块；
步骤3，将冷却后的金属合金块经旋转电极雾化法制成粉末，即为合金除铜剂。
3.根据权利要求2所述的一种枪用合金除铜剂的制备方法，其特征在于：所述铅、铟、铋金属的纯度在99.9%以上。
4.根据权利要求2所述的一种枪用合金除铜剂的制备方法，其特征在于：所述加热温度为450℃，所述保温的保温时间为30 min。
5.根据权利要求2所述的一种枪用合金除铜剂的制备方法，其特征在于：所述重复加热三次的操作中加热温度为450℃，三次加热后均需要充分搅拌后保温30 min，自然冷却。
6.根据权利要求2所述的一种枪用合金除铜剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中旋转电极雾化法的电极棒转速为12000r/min，电流强度为1500A，进给速率为1.0mm/s。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463956A (en) * 1994-02-08 1995-11-07 Ici Americas Inc. Wear decoppering liner
CN1628085A (zh) * 2002-02-08 2005-06-15 尤伦科伯福斯股份公司 除铜试剂
CN105779080A (zh) * 2016-03-19 2016-07-20 中国人民解放军63908部队 一种具有除铜能力的枪械清洁防护剂
CN107675198A (zh) * 2017-09-30 2018-02-09 重庆兴勇科技股份有限公司 一种枪械除铜剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5463956A (en) * 1994-02-08 1995-11-07 Ici Americas Inc. Wear decoppering liner
CN1628085A (zh) * 2002-02-08 2005-06-15 尤伦科伯福斯股份公司 除铜试剂
CN105779080A (zh) * 2016-03-19 2016-07-20 中国人民解放军63908部队 一种具有除铜能力的枪械清洁防护剂
CN107675198A (zh) * 2017-09-30 2018-02-09 重庆兴勇科技股份有限公司 一种枪械除铜剂

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