CN112047794B - 一种重金属颗粒防烧结处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重金属颗粒防烧结处理方法，是以重金属颗粒作为毁伤元，与熔融的防烧结剂混合均匀，热过筛造粒后，冷却得到防烧结重金属颗粒。其中的防烧结剂是硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡中的任意一种或几种的任意比例混合物。以本发明防烧结处理方法获得的防烧结重金属颗粒具有较好的成型性，可方便地压制成低附带毁伤弹药嵌层，保证作为毁伤元的重金属颗粒在炸药的爆炸加载下，呈单个颗粒状抛撒在距爆心一定距离的范围内，有效控制毁伤元的毁伤范围。

Description

一种重金属颗粒防烧结处理方法
技术领域
本发明涉及一种特殊的毁伤元的制备方法，特别是涉及一种作为低附带毁伤弹药中毁伤元的重金属颗粒的防烧结处理方法。
背景技术
在某些特殊的作战任务，如现代城市巷战中，在准确击中目标的同时，还需要将毁伤控制在一定的范围内，以保护附近的无辜人员、设施。为满足此战术要求，国内外正在研制一种低附带毁伤的新型弹药。
这种低附带毁伤弹药的壳体采用一些强度较低，且在高能炸药爆炸后不产生破片的纤维增强复合材料来代替常用的钢材料，并在高能炸药与弹药壳体之间装填一定质量的重金属颗粒作为毁伤元，以增强对近场目标的毁伤效果。
但是，当所用重金属颗粒的粒度较小时，将其作为毁伤元装填在高能炸药的外周，高能炸药爆炸后产生的高温和高压可能会使这些小粒度的重金属颗粒粘结在一起，变成尺寸较大、形状不规则、大小不一致的金属颗粒块，抛撒距离和抛撒方向都无法控制。
白春华等(爆炸抛撒金属颗粒群的装药方式[J]. 爆炸与冲击, 2010, 30(6):652-657.)通过静爆实验研究发现，如果将重金属颗粒松散地装填在高能炸药与低附带毁伤弹药的壳体之间，重金属颗粒在高能炸药爆炸加载下会出现颗粒烧结成团现象，导致重金属颗粒空间分布不均匀，影响毁伤效果。而如果在重金属颗粒中添加一定粘度的液体作为分散剂，则能够有效避免装药中重金属颗粒的烧结成团现象。
然而，该文献并未披露分散剂的具体组成，同时，基于液体的流动特性，不能保证装药中重金属颗粒与分散剂始终保持均匀混合。例如，在长时间放置的弹药中，分散剂可能会渗出，影响弹药中其它部件正常发挥作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种重金属颗粒防烧结处理方法，以避免小粒径的重金属颗粒作为毁伤元在炸药爆炸加载下发生烧结现象而改变其运行轨迹，保证预制毁伤元的毁伤效果，同时提高其成型性，以达到可与弹药其它部件的良好装配。
本发明所述的重金属颗粒防烧结处理方法是以重金属颗粒作为毁伤元，将其与熔融的防烧结剂混合均匀，热过筛造粒后，冷却得到防烧结重金属颗粒。其中，所述的防烧结剂是硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡中的任意一种或几种的任意比例混合物。
进一步地，采用本发明上述处理方法得到的防烧结重金属颗粒中，重金属颗粒的质量占防烧结重金属颗粒总质量的75～80%。
本发明上述防烧结处理方法中，所述作为毁伤元的重金属颗粒为近球形的钨颗粒或碳化钨颗粒。
更进一步地，为了达到更好的防烧结效果，本发明还可以在所述防烧结剂中添加硝酸钠或硝酸钾作为助燃剂。
具体地，所添加的助燃剂占防烧结重金属颗粒总质量的1～3%。
其中，所述重金属颗粒的粒径为150～300μm。
本发明上述防烧结处理方法中，优选地，是将所述防烧结剂加热至70～80℃熔融。
进而，在熔融的防烧结剂中加入重金属颗粒进行混合的过程中，应保持混合体系的温度不低于70℃。
优选地，本发明是将混合均匀后的物料趁热通过20目筛后，冷却得到防烧结重金属颗粒。
采用本发明的防烧结处理方法，通过在重金属颗粒中添加固态的防烧结剂，可以保证重金属颗粒与防烧结剂的均匀混合，使重金属颗粒在高能炸药的爆炸加载下不变形、不粘连，有效避免了重金属颗粒的烧结成团现象。
更重要的是，经过本发明防烧结处理的重金属颗粒具有较好的成型性，可以在一定的压力下压制成一定形状的装配件，作为低附带毁伤弹药的嵌层，方便与高能炸药和弹药壳体进行装配，组装形成低附带毁伤弹药。
以采用本发明上述防烧结处理方法获得的防烧结重金属颗粒制备的低附带毁伤弹药的嵌层，可以保证作为毁伤元的重金属颗粒在炸药的爆炸加载下，呈单个颗粒状抛撒在距爆心一定距离的范围内，有效控制毁伤元的毁伤范围。
附图说明
图1是实施例1采用防烧结碳化钨颗粒的低附带毁伤弹药的打靶实验照片。
图2是实施例2采用防烧结钨颗粒的低附带毁伤弹药的打靶实验照片。
图3是实施例3防烧结碳化钨颗粒的着靶照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不是限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下，针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1。
称取90g硬脂酸，加热至80℃搅拌熔融后，加入10g硝酸钠搅拌均匀。
称取350g粒径150～300μm的碳化钨颗粒，加入上述熔融的混合物中，保持温度在70℃以上，搅拌混合均匀，置于20目标准筛中，以橡皮靶按压，使其快速通过筛网，冷却后得到防烧结碳化钨颗粒。
将上述防烧结碳化钨颗粒置于成型模具中，以液压机加压成型，得到一薄壁筒状的含碳化钨颗粒的弹药嵌层。
以上述弹药嵌层与高能炸药和碳纤维外壳组装成低附带毁伤弹药，用雷管和传爆药柱起爆，以邵氏硬度为30～40°的肥皂作为毁伤元接收靶，进行打靶实验，得到图1所示的毁伤元分布情况和形貌。
图1中(a)为毁伤元在肥皂靶上的着靶情况照片，毁伤元以单一颗粒态着靶，证明重金属颗粒经防烧结处理后，在高能炸药的爆炸加载下，未出现烧结现象。
将肥皂靶上的毁伤元取出，于显微镜下放大100倍进行观察，得到图1(b)所示的碳化钨颗粒显微照片，观察发现毁伤元为圆球状，未变形、未粘连，与防烧结处理前的碳化钨颗粒形态相近。
实施例2。
称取92.4g硬脂酸和13.2g硬脂酸钙混合搅拌均匀，加热至80℃，加入4.4g硝酸钾搅拌均匀。
称取330g粒径150～200μm的近球形钨颗粒，加入上述熔融的混合物中，保持温度在70℃以上，搅拌混合均匀，置于20目标准筛中，以橡皮靶按压，使其快速通过筛网，冷却后得到防烧结钨颗粒。
将上述防烧结钨颗粒置于成型模具中，以液压机加压成型，得到一薄壁筒状的含钨颗粒的弹药嵌层。
以上述弹药嵌层与高能炸药和碳纤维外壳组装成低附带毁伤弹药，用雷管和传爆药柱起爆，以邵氏硬度为50°的肥皂作为毁伤元接收靶，进行打靶实验，得到图2所示的毁伤元分布情况和形貌。
图2中(a)为毁伤元在肥皂靶上的着靶情况照片，重金属颗粒经防烧结处理后，在高能炸药的爆炸加载下，未出现烧结现象，从肥皂靶上看，毁伤元以单一颗粒态着靶。
将肥皂靶上的毁伤元取出，于显微镜下放大100倍进行观察，得到图2(b)所示的钨颗粒显微照片，观察发现毁伤元为近球状，未变形、未粘连，与防烧结处理前的钨颗粒形态相近。
实施例3。
称取65.1g石蜡和9.3g硬脂酸钙混合搅拌均匀，加热至80℃，加入13.1g硝酸钠搅拌均匀。
称取350g粒径150～300μm的碳化钨颗粒，加入上述熔融的混合物中，保持温度在70℃以上，搅拌混合均匀，置于20目标准筛中，以橡皮靶按压，使其快速通过筛网，冷却后得到防烧结碳化钨颗粒。
将上述防烧结碳化钨颗粒置于成型模具中，以液压机加压成型，得到一薄壁筒状的含碳化钨颗粒的弹药嵌层。
以上述弹药嵌层与高能炸药和碳纤维外壳组装成低附带毁伤弹药，用雷管和传爆药柱起爆，以邵氏硬度为30～40°的肥皂作为毁伤元接收靶，进行打靶实验，得到图3所示的毁伤元分布情况。重金属颗粒经防烧结处理后，在高能炸药的爆炸加载下，未出现烧结现象，从肥皂靶上看，毁伤元以单一颗粒态着靶。

Claims (9)

1.一种重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是以重金属颗粒作为毁伤元，与熔融的防烧结剂混合均匀，热过筛造粒后，冷却得到防烧结重金属颗粒；其中，所述的防烧结剂是硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡中的任意一种或几种的任意比例混合物。
2.根据权利要求1所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是所述防烧结重金属颗粒中，重金属颗粒的质量占防烧结重金属颗粒总质量的75～80%。
3.根据权利要求1或2所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是所述的重金属颗粒为近球形的钨颗粒或碳化钨颗粒。
4.根据权利要求1或2所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是在所述防烧结剂中添加硝酸钠或硝酸钾作为助燃剂。
5.根据权利要求4所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是所添加的助燃剂占防烧结重金属颗粒总质量的1～3%。
6.根据权利要求1或2所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是所述重金属颗粒的粒径为150～300μm。
7.根据权利要求1所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是将所述防烧结剂加热至70～80℃熔融。
8.根据权利要求7所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是在熔融的防烧结剂中加入重金属颗粒进行混合的过程中，保持混合体系温度不低于70℃。
9.根据权利要求1所述的重金属颗粒防烧结处理方法，其特征是将混合均匀后的物料趁热通过20目筛后，冷却得到防烧结重金属颗粒。
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