CN112030056A - 复合球形含能合金毁伤元及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及复合球形含能合金毁伤元及其制造方法，在球形含能合金毁伤元的外表面包覆一金属保护层，所述金属保护层为钨、镍、铁、钴合金，或者铜、镍、铁、钴合金，各组分重量百分比为钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。本发明在球形含能合金毁伤元外表面喷涂粘结剂，采用滚涂方法将钨、镍、铁、钴或铜、镍、铁、钴混合粉末包覆于球形含能合金毁伤元外表面，生成金属保护层生坯；包覆有金属保护层生坯的球形含能合金毁伤元依次经排胶、预烧、二次烧结后，得到复合球形含能合金毁伤元。本发明涉及复合球形含能合金毁伤元及其制造方法，解决毁伤元高速飞行过程中被燃烧的问题。
Description
技术领域
本发明涉及含能合金毁伤元制造工艺，具体涉及一种复合球形含能合金毁伤元及其制造方法。
背景技术
现有技术的球形含能合金毁伤元如图1所示，该球形含能合金毁伤元发射后高速飞行，在高速飞行过程中，该球形含能合金毁伤元的表面与空气摩擦产热引起燃烧，可能导致球形含能合金毁伤元还未到达靶标就已经燃烧掉或部分燃烧掉，使球形含能合金毁伤元丧失应有功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合球形含能合金毁伤元及其制造方法，解决毁伤元高速飞行过程中被燃烧的问题。
为了达到上述的目的，本发明提供一种复合球形含能合金毁伤元，在球形含能合金毁伤元的外表面包覆一金属保护层，所述金属保护层为钨、镍、铁、钴合金，或者铜、镍、铁、钴合金，各组分重量百分比为钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
本发明提供的另一技术方案是一种复合球形含能合金毁伤元制造方法，在球形含能合金毁伤元外表面喷涂粘结剂，采用滚涂方法将钨、镍、铁、钴或铜、镍、铁、钴混合粉末包覆于球形含能合金毁伤元外表面，生成金属保护层生坯；包覆有金属保护层生坯的球形含能合金毁伤元依次经排胶、预烧、二次烧结后，得到复合球形含能合金毁伤元；按重量百分比，钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
上述复合球形含能合金毁伤元制造方法，其中，按不同的力学性能与着靶性能要求计算金属保护层包覆厚度，金属保护层生坯的厚度按烧结收缩比1.25～1.27确定。
上述复合球形含能合金毁伤元制造方法，其中，球形含能毁伤元放入摇丸机中，在旋转摇动条件下，先采用喷雾方式向球形含能毁伤元喷洒粘结剂，再向球形含能毁伤元喷洒钨、镍、铁、钴混合粉末，或者铜、镍、铁、钴混合粉末；喷洒粘结剂、喷洒混合粉末循环多次，直至球形含能毁伤元外表面包覆的混合粉末达到设计厚度，在球形含能毁伤元外表面生成金属保护层生坯。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
本发明的复合球形含能合金毁伤元及其制造方法，在裸的球形含能合金毁伤元外表面包覆一金属保护层，该金属保护层有效地阻断了火工品发挥威力时对球形含能合金毁伤元(裸毁伤元)的冲击力，使球形含能合金毁伤元在飞行过程中不被燃烧，能使复合球形含能毁伤元有效地通过火工品发挥威力时冲击力高速飞射到靶标上，穿透靶标后爆燃，达到二次毁伤的效果；
本发明的复合球形含能合金毁伤元及其制造方法，利用摇丸机解决了在球形含能合金毁伤元外表面包覆金属保护层难的问题，在摇丸机滚动时裸毁伤元连续不断粘附增厚复合层粉末，并通过滚动中的撞击密实复合层，实现了包覆金属保护层。
附图说明
本发明的复合球形含能合金毁伤元及其制造方法由以下的实施例及附图给出。
图1为现有技术的球形含能合金毁伤元的示意图。
图2为本发明的复合球形含能合金毁伤元示意图。
具体实施方式
以下将结合图1～图2对本发明的复合球形含能合金毁伤元及其制造方法作进一步的详细描述。
本发明的复合球形含能合金毁伤元，在现有球形含能合金毁伤元的外表面包覆一达到冶金结合界面的金属保护层，能承载火工品发挥威力时对毁伤元表面的冲击力，并能有效地使复合后的球形含能合金毁伤元在高速飞行过程中不被燃烧，最终撞击穿透目标达到燃烧爆裂毁伤效果。
所述金属保护层为钨、镍、铁、钴合金，或者铜、镍、铁、钴合金，各组分重量百分比为钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
本发明的复合球形含能合金毁伤元制造方法，在毁伤元裸球外表面喷涂粘结剂，采用滚涂方法将钨、镍、铁、钴或铜、镍、铁、钴混合冶金粉末包覆于毁伤元外表面，生成保护层生坯；包覆有保护层生坯的毁伤元依次经排胶、预烧、二次烧结后，得到复合球形含能合金毁伤元。
现详细介绍本发明的复合球形含能合金毁伤元制造方法。所述制造方法分两步，第一步制得裸毁伤元(即未包覆金属保护层的毁伤元)，第二步在裸毁伤元外表面包覆金属保护层。
复合球形含能合金毁伤元制造工艺流程为：配料→混料→掺胶→制粒→筛分→烘干→成型→烧结→磨球→复合层涂覆→密实→排胶→预烧→二次烧结→检分→包装。
1)配料
裸的球形含能毁伤元体配方(重量百分比)：
钨30％～90％，释能元素10％～70％，铁、钴、镍共还原合金粉0.5％～25％；其中，释能元素为锆、铪、铝、镁、钛中一种或两种以上混合物；
金属保护层配方：
钨45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％；或者
铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
2)混料.
配置好的钨粉、释能元素以及铁、钴、镍共还原合金粉在双锥混料器内混料6～8小时。
3)掺胶、制粒、筛分、烘干
混好的原料送入渗料机内，掺入2％～3％(重量比)的PEG水溶性胶液，经水浴蒸干至可制粒的湿度，进行制粒、筛分到烘干。
4)成型
经制粒筛分烘干的粉料进行自动钢模压制成型，得到球形生坯。
5)烧结
成型后的球形生坯在惰性气氛、500℃～600℃下脱胶后转入真空烧结工序；根据不同的力学性能和不同的配方要求，真空炉烧结温度可在1200℃～1550℃内进行调整，按不同牌号性能要求选择烧结工艺参数；
烧结后得到裸的球形含能毁伤元；
6)磨球
烧结后的裸的球形含能毁伤元进行磨球加工。
到该步骤，第一步已完成。
7)复合层涂覆
按不同的力学性能与着靶性能要求计算金属保护层包覆厚度，金属保护层生坯的厚度按烧结收缩比1.25～1.27确定；
将磨好的裸球形含能毁伤元放入摇丸机中，在旋转摇动球形含能毁伤元的条件下，先采用喷雾方式向球形含能毁伤元喷洒粘结剂，利用摇丸机旋转摇滚作用使球形含能毁伤元外表面均匀涂上PEG水溶性粘结剂，再向球形含能毁伤元喷洒钨、镍、铁、钴混合粉末，或者铜、镍、铁、钴混合粉末，利用摇丸机旋转摇滚作用使球形含能毁伤元外表面均匀包覆混合粉末，在旋转摇滚作用下球形含能毁伤元之间相互撞击，该撞击力可密实球形含能毁伤元外表面包覆的混合粉末；
喷洒粘结剂、喷洒混合粉末可循环多次，直至球形含能毁伤元外表面包覆的混合粉末达到设计厚度，在球形含能毁伤元外表面生成金属保护层生坯；
本发明利用摇丸机解决了金属保护层包覆难的问题，通过合理设计摇丸机参数(例如摇丸机角度、速度，粘结剂喷涂时间间隔，密实干燥时间)，可在每个球形含能毁伤元外表面制得厚度均匀、密实的金属保护层生坯。
8)排胶
将包覆金属保护层生坯的球形含能毁伤元放入钼舟，氧化铝作填料，送入真空脱腊炉内，由室温升温到500℃～600℃，保温60分钟后随炉冷却至200℃以下出炉；
9)预烧
包覆金属保护层生坯的球形含能毁伤元经排胶后装入钼舟内并埋填氧化铝粉，将载有球形含能毁伤元的钼舟送入高真空炉内进行预烧结，高真空炉内温度先由室温以5℃/分钟的速度升温至600℃，再以3℃/分钟的速度升温至950℃，保温30分钟；
10)二次烧结
950℃保温30分钟后，继续升温至1200℃～1550℃选择性的烧结工艺进行二次真空烧结，保温30分钟后随炉冷却至200℃时出炉；
11)检分、包装
出炉后的复合球形含能合金毁伤元经表面抛光，性能检验合格即可入库。
现有技术中，一般在板状或棒状活性金属毁伤元外表面包覆一层界面可达到冶金结合的金属复合层，均可采用双金属组合烧结工艺解决，但在一个活性裸的球形含能毁伤元外表面包覆一层能与裸的球形含能毁伤元外表面达到界面冶金结合的包覆层是有难度的，传统的组合烧结工艺不能实现球形包覆层大批量生产。采用什么工艺，在裸的球形含能毁伤元外表面包覆一层厚度可控的包覆层，该包覆层与裸的球形含能毁伤元外表面要达到界面冶金合金结合，且能大批量稳定生产，是本发明的技术难点。本发明采用摇丸机的原理把裸的球形含能毁伤元视作药丸球核，再在该裸的球形含能毁伤元表面喷涂粘结剂后，通过摇丸机定量包覆复合粉末，粘结了复合粉末的球形含能毁伤元之间摇动撞击，提高包覆层的包覆密度，并可通过多个喷粘结剂、复合粉末、摇动撞击循环过程来控制包覆层厚度，使包覆层达到所需厚度，且均匀，即均匀地包覆了一层与球形含能毁伤元界面烧结相溶扩散的钨(铜)镍铁钴粉末材料，并且该工艺适合大批量生产。
Claims (4)
1.复合球形含能合金毁伤元，其特征在于，在球形含能合金毁伤元的外表面包覆一金属保护层，所述金属保护层为钨、镍、铁、钴合金，或者铜、镍、铁、钴合金，各组分重量百分比为钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
2.复合球形含能合金毁伤元制造方法，其特征在于，在球形含能合金毁伤元外表面喷涂粘结剂，采用滚涂方法将钨、镍、铁、钴或铜、镍、铁、钴混合粉末包覆于球形含能合金毁伤元外表面，生成金属保护层生坯；包覆有金属保护层生坯的球形含能合金毁伤元依次经排胶、预烧、二次烧结后，得到复合球形含能合金毁伤元；按重量百分比，钨或铜45％～70％、镍3％～7％、铁1.5％～3％、钴0.3％～0.5％。
3.如权利要求2的复合球形含能合金毁伤元制造方法，其特征在于，按不同的力学性能与着靶性能要求计算金属保护层包覆厚度，金属保护层生坯的厚度按烧结收缩比1.25～1.27确定。
4.如权利要求2的复合球形含能合金毁伤元制造方法，其特征在于，球形含能毁伤元放入摇丸机中，在旋转摇动条件下，先采用喷雾方式向球形含能毁伤元喷洒粘结剂，再向球形含能毁伤元喷洒钨、镍、铁、钴混合粉末，或者铜、镍、铁、钴混合粉末；喷洒粘结剂、喷洒混合粉末循环多次，直至球形含能毁伤元外表面包覆的混合粉末达到设计厚度，在球形含能毁伤元外表面生成金属保护层生坯。
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| CN106148745A (zh) * | 2015-04-14 | 2016-11-23 | 上海六晶科技股份有限公司 | 采用区域烧结法制备钨镍铁合金的方法 |
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| JP2018538431A (ja) * | 2015-11-17 | 2018-12-27 | ヴィーラント ウェルケ アクチーエン ゲゼルシャフトＷｉｅｌａｎｄ−Ｗｅｒｋｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 銅−ニッケル−亜鉛合金およびその使用法 |
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2020
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