CN88100863A - 带硬弹心和韧性制导体的穿透弹及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一弹径小于或等于40mm的穿透弹包括带尖顶部(2)的弹心(1)，并在尖顶部的后面有一后部(4)，后部被一韧性金属制成的、具有圆柱形壁的制导体(3)包裹。弹心后部上有凸出部(5)和凹陷部(6)，通过电磁成型，制导体在弹心的上述部位上成波纹状，使制导体的内表面轴向固定、但可旋转地附在弹心(1)的后部(4)上。通过凸出和凹陷的方式，制导体的外表面被加工成弹心上的凸出部和凹陷部的外形。这种穿透弹生产成本低，并有良好的弹道性能。

Description

本发明涉及一种弹径等于或小于40mm的穿透弹。

本发明的目的是提供一种含有这种穿透弹的子弹，以及这种穿透弹的加工方法。

已知的穿透弹一般包括一由韧性金属或合金、如铜或黄铜制成的外壳，其包复着一嵌在铅中的由淬火钢或碳化钨等硬质金属制成的弹心。

这类穿透弹的缺点在于韧性外壳和内部的硬质弹心之间的连接不理想。

这样，当穿透弹在发射穿透弹的火器枪管内受螺旋膛线的影响而旋转时，在外壳和硬质弹心之间会产生滑动，这会影响穿透弹的穿透力。

在编号为2，536，527的法国专利所描叙的实施例里，穿透弹弹心的后部具有莫尔斯尖顶，该尖顶插入由韧性金属制成的制导体或外包软壳内的、互相配合的锥形头部里，这样，该制导体或外包软壳就局部地覆盖在硬质弹心上面。

这种组装方式能使弹心的旋转获得良好的条件，并且这种穿透弹表现出令人满意的穿透力。尽管如此，使用带莫尔斯尖顶的弹心或截锥形弹心的组成方式很难适用于大规模工业生产。这是因为如使用莫尔斯尖顶，锥形头部必须非常精确，这样才能在制导体和弹心的后部之间得到理想的连接而又没有间隙。

在这个实施例里，在制导体的外表面上形成波纹，以便限制该外表面与形成于火器枪管里的膛线之间的磨擦。但是通过机械加工制成波纹很昂贵，并会浪费优质材料。

在编号为2，191，718的法国专利里介绍了一种穿透弹，它包括一硬质弹心，该弹心的后部由韧性金属制成的制导体或外包软壳所覆盖。制导体和弹心之间的连接是通过软钎焊，硬钎焊，粘结，浇铸，或金属喷镀获得的。但是这种连接技术对于工业规模的生产来说是非常困难和难以实施的。

在编号为764，833的法国专利里，一种穿透弹包括一由软金属外壳包裹的硬质弹心，该外壳是通过模压或热套工序连接到弹心上的，因为该工序能使软金属进入位于弹心表面上的空穴。然后，通过外壳在穿过枪管时呈现高的磨擦阻力来保持软外壳外表面的光滑。

本发明的目的是通过制造一种穿透弹来克服已知产品的缺点，在这种穿透弹里，弹心和制导体以一种方法连接在一起。它是在最佳条件下使组装件产生旋转。并且在这种穿透弹里，制导体的外表面上有波纹，以便降低穿透弹与枪管之间的磨擦，这种穿透弹制造容易且费用较低。

作为本发明目的的直径等于或小于40mm的穿透弹包括一具有尖顶前部的弹心，这种弹心由硬质和/或高密度金属或金属合金制成，尖顶部的后面由一韧性金属制成的呈普通圆柱形的制导体所包裹，由制导体所包裹的弹心的后部具有凸出部和凹陷部，制导体通过径向加压被波纹状地压在该弹心的后部上，这样，制导体的内表面通过弹心后部的凸出部和凹陷部被轴向固定地和可旋转地安装在该弹心的后部上。

根据本发明，这种穿透弹的特征在于，制导体是通过电磁成形被波纹状地固定在所述的弹心后部上的，而在所述的弹心后部上具有波纹，与所述的弹心后部接触的制导体的内表面呈现出上述的波纹外形，且制导体的外表面也复制出上述的波纹外形，波纹的形状是预定的，这样在制导体外表面上复制出来的形状将呈现出想要的弹道性能。

所述的韧性金属是指一种可塑性较枪管的钢材为好的金属或合金。

通过电磁成形被压成波纹状包括将被制导体包裹的弹心放进螺线管。由螺线管产生的磁场在几个微秒内会发出强力（拉普拉斯力），这个力不仅将制导体径向地压在弹心上，而且通过原子扩散，在制导体和弹心之间产生一个良好的焊缝。

采用铜之类的韧性金属或黄铜之类的合金作制导体，以及采用钢作弹心对于使用电磁成形是最合宜的。这样，采用电磁成形能在制导体和弹心之间获得良好的连接，并且特别适合于大批生产。实际上，制导体和弹心的尺寸不需要非常精确的配合公差，因为压波纹时产生的变形会调整尺寸误差。

此外，通过电磁成形，弹心上的波纹被复制在制导体的外表面上，这样，该外表面与枪管膛线之间的接触面积将减少。还已知波纹的形成是在通过电磁成形压波纹的同时一次完成的，这样，穿透弹的制造成本将大大地低于在编号为2，536，527的法国专利里所述的穿透弹的制造成本。

根据本发明的另一个目的，制造本发明推荐的穿透弹的加工方法包括以下步骤：

提供一种弹心，该弹心具有一尖顶状的前端部，一位于尖顶部后面的、直径较小的圆柱形后部，后部上有凹陷部和凸出部;

提供一种制导体，该制导体具有圆柱形，该圆柱形的内径等于或略大于弹心上的、具有凹陷部和凸出部的、直径较小的后部的最大直径;

将制导体套在弹心的圆柱形后部上;

通过电磁成形将制导体波纹状地压在弹心的圆柱形后部上，以使制导体的外表面复制出弹心的圆柱形后部上所具有的凹陷部和凸出部的形状。

这样，首先是圆柱形制导体，它通过一次操作就能获得，并且不需要附加的机加工，就能在制导体和弹心之间获得理想的机械连接，还可在制导体的表面上获得想要的波纹外形，这样可减少与枪管内部的磨擦，从而不会影响穿透弹的弹道性能。

本发明的其它特点和优点将在下面的叙述中进一步显示出来。

在下面的附图中，给出非限定本发明的实施例：

图1是根据本发明提供的穿透弹中的弹心的平面图和制导体的纵剖面图;

图2是制导体和弹心在组装前的分解图;

图3是组装在弹心上的制导体的纵剖面图，该组装件被插入一电磁成形装置的螺线管内;

图4是本发明提供的子弹的局部剖去的正视图。

在图1所示的实施例里，弹径小于或等于40mm的穿透弹包括弹心1，它有一象一般弹头形状的尖顶前部2。弹心1由硬质和/或高密度金属或金属合金材料、如淬火钢等制成，尖顶部后的一部分由韧性金属制成的制导体3所包裹，这种韧性金属可以是铜或黄铜，并具有一般的圆柱形壁。由制导体3所包裹的弹心1的后部4具有凸出部5和凹陷部6，通过径向加压，制导体在弹心的后部4上的部分成波纹形，这样，通过弹心后部4上的凸出部5和凹陷部6可使制导体3的内表面被轴向固定、但可绕着弹心后部4旋转。

根据本发明，制导体3是通过电磁成形在弹心1的后部4上成波纹状的。

在图示的实施例里，弹心的尖顶部2通过环形台肩7与由制导体3包裹的后部4相接，该环形台肩7的径向厚度对应于制导体3的壁厚e，制导体的边与台肩7邻接。

此外，如图1所示，在弹心后部4上的凸出部5和凹陷部6形成 环状波纹，而与弹心后部4接触的制导体3的内表面也呈现这种波纹的形状。同样，制导体3的外表面也呈现波纹8，该波纹对应于弹心后部4上的波纹5的形状。这样，决定波纹5的形状时可随想要的制导体外部波纹8的形状而变。

尖顶部2的最大直径d₁略小于发射穿透弹的枪管的横向直径。

弹心1的后部4的最大直径d₄小于直径d₁，这样，制导体3的壁厚e在它进入枪管的膛线时将足以被变形。该厚度是1毫米。波纹8的幅度在0.5到1毫米之间。

在弹心1的后部4上的波纹5的最大直径d₄应该等于d₂-2e（d₂等于穿透弹的弹径），制导体的最小直径d₅应该等于d₃-2e（d₃等于制导体的最小直径，在图1中它等于d₁）。

在图1所示的实施例中，波纹8的外形是依次相连的中凹的圆弧和中凸的圆弧，波纹8至少有两个凸起的圆弧，它能在限制枪管里的穿透弹磨擦的同时，保证它的精确制导。此外，波纹8的幅度是很小的，而它们的半径是足够地大，这样不会影响穿透弹的空气动力特性。

在图中还显示出，弹心1的后部4的与尖顶部2相反的一端具有截锥形表面，它的较小的根部10即是后部4的后端。制导体3的内表面具有与弹心后部4的截锥形表面9配合的截锥形表面，制导体3还有扁平的对着弹心1的后端10的后壁11。

现在让我们参考图2和图3继续描叙图1所示的穿透弹的制造方法。

这个方法包括下列步骤：

提供弹心1，该弹心有一呈尖顶部2的前端和一位于尖顶部2后面的圆柱体后部4，后部4的直径较小，其上有交替出现的凹陷部6和凸出部5。

提供制导体3，该制导体具有一般的圆柱形壁，该壁的内径等于或略大于弹心的直径较小的后部4的最大直径d₄，而该后部4上有凹陷部和凸出部，制导体3的内腔的长度l₁略小于弹心的后部4的长度l₂;

然后将制导体3套在弹心1的圆柱形后部4上，通过图3简单表示的电磁成形装置将制导体3成波纹状地压在所述的弹心的圆柱形后部4上。

这种电磁成形装置在1983年6月出版的第80-81期的“CETIM报导”杂志里的“电磁成形”一文里有详细的说明。

这种装置包括一环绕着与弹心1的后部4接合的制导体3的螺线管13。这个螺线管13与电流发生器14连接。电容器15与螺线管13的终端并联。该电路还包括一充电开关16和一放电开关17。当充电开关16合上，然后合上放电开关17，衰减的正弦波状的电流通过螺线管13，并在螺线管内产生一个变化的磁场。这个磁场产生一个力，使制导体3被径向地压在弹心的后部4上。作用在制导体3上的径向压力可从下列算式中得到：

P＝K·B/8π

其中：P为压力（单位：帕斯卡）

B为磁通密度（单位：泰斯拉）

这样，产生30泰斯拉磁通密度的螺线管可以产生近似7×10⁸帕斯卡或7000巴。

这个压力对于材料变形看来象是不够的，但如果让它持续几微秒，它将通过强脉冲（瞬时的可塑现象）使材料运动，而产生大的变形。材料抗变形的一般规律不再适用，它需要求助于塑性理论和诸如“动态弹性模数”或“可变弹性视极限”之类的概念来解释。

用来制造制导体3的铜或黄铜，和用来制造弹心1的钢铁形成一材料组合，该组合适于电磁成形的运用。制弹心的钢铁最好是Z85WDCV6542钢。

这种加工方法特别适用于大规律的工业生产，因为它不需要加工具有非常精确的配合公差的零件，而能获得制导体和弹心之间的非常牢固的和有效的接合。

这种加工方法的优点还在于，它通过一道工序就能在制导体3的表面上复制出波纹来，该波纹能降低与枪管内部的磨擦。

这样，制导体3就能由一般的冷拔管制成。此外，弹心上的波纹不需要进行精密加工，因为即使弹心上的波纹不进行高精度加工，电磁成形也会使制导体上的波纹具有光滑的表面。反之，不经过精密加工的、略有凹凸不平的弹心的表面还有利于制导体和弹心之间的连接。

结束了加工方法的描叙后，剩下的就是把穿透弹装入一般的弹壳18（见图4）里，弹壳18里填满了炸药，这样就获得了一颗可以使用的子弹。

应该明白，本发明并不局限于上述的实施例，在不脱离本发明的范围情况下，人们仍能作出许多变化。

例如，在弹心1的后部4上的波纹的形状可以不同于图1所示的形状。

此外，制导体3的后端可以去掉，从而可用一般的冷拔管制成制导体，这样可以进一步降低生产成本。

Claims (6)

1、一种弹径不大于40mm的穿透弹，包括一弹心(1)，该弹心有一尖顶部(2)、由硬质和/或高密度金属或金属合金制成、并有一位于尖顶部后面的后部(4)，后部(4)由韧性金属制成的、具有一般的圆柱形壁的制导体(3)所包裹，由制导体所包裹的弹心的后部上有凸出部(5)和凹陷部(6)，制导体通过径向加压成波纹状地压在所述的弹心后部上，通过凸出和凹陷的办法使制导体的内表面轴向固定、但可转动地安装在所述的弹心后部上，其特征在于：

制导体(3)是通过电磁成形而波纹状地安装在所述的弹心后部(4)上；

(所述的弹心后部(4)上)的凸出部和凹陷部形成波纹(5，6)，与所述的弹心后部接触的制导体3的内表面也呈现出波纹(5，6)的形状，制导体(3)的外表面也复制出波纹(5，6)的形状；

在弹心后部上的波纹(5，6)的形状是预定的，以便使复制在制导体(3)的外表面上的波纹具有想要的弹道性能。

2、根据权利要求1所述的穿透弹，其特征在于，弹心（1）的尖顶部（2）呈尖顶状，弹心（1）还包括一将尖顶部（2）和由制导体（3）包裹的后部（4）相连的环形台肩（7），台肩的径向厚度等于或略小于制导体（3）的壁的厚度（e），制导体（3）的边与所述的台肩（7）邻接。

3、根据上述的权利要求之一的一种穿透弹，其特征在于，位于尖顶部（2）后面的弹心（1）的后部（4）有一与尖顶部（2）相对的端部，该端部有一截锥形表面（9）和一位于弹心后端的较小的根部（10），制导体（3）具有与弹心截锥形表面相配合的截锥形内表面。

4、根据上述的权利要求之一的一种穿透弹，其特征在于，制导体具有一邻近弹心（1）根部（10）的后壁（11）。

5、一种子弹，包括一弹壳（18），其中装入一与权利要求1至4中的一项相同的穿透弹。

6、一种制造与权利要求1至4中的一项相同的穿透弹的加工方法，该加工方法包括以下步骤：

提供一种弹心（1），该弹心具有一尖顶状的前端部（2），一位于尖顶部后面的、直径较小的圆柱形后部（4），后部（4）上有凹陷部（6）和凸出部（5）;

提供一种制导体（3），该制导体具有圆柱形的壁，该壁的内径等于或略大于弹心上的、具有凹陷部和凸出部的、直径较小的后部（4）的最大直径;

将制导体（3）套在弹心（1）的圆柱形后部（4）上;

通过电磁成形将制导体（3）波纹状地压在弹心的圆柱形后部上，以使制导体（3）的外表面复制成弹心的圆柱形后部（4）上所具有的凹陷部和凸出部的形状。

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