CZ2010783A3

CZ2010783A3 - Method for coupling cores and jackets of projectiles intended for special purposesMethod for coupling cores and jackets of projectiles intended for special purposes

Info

Publication number: CZ2010783A3
Application number: CZ20100783A
Authority: CZ
Inventors: Nesveda@Jirí; Benácan@Ladislav; Vadkerti@Jaroslav; Sysel@Stanislav; Janouš@Jirí
Original assignee: Sellier & Bellot A. S.
Priority date: 2010-10-27
Filing date: 2010-10-27
Publication date: 2012-05-09
Also published as: WO2012055381A2; CZ306513B6; WO2012055381A3; EP2633263A2

Abstract

Pri metode spojování jader a pláštu strel technologií mekkého pájení jsou pájkou a soucasne základním materiálem tvorícím jádro strely slitiny olova nebo cistý kov Pb. Vhodným nekorozivním tavidlem je tavidlo typu kalafuny nebo nekteré z tuhých organických kyselin, a to jak ve smesi s kalafunou, tak i samotných. Pro nanášení v práškovém stavu na jádra strel je speciálne vyvinutá technologie.In the method of joining cores and sheaths of soldering technology, the solder and simultaneously the core material forming the bullet core are lead alloys or Pb pure metal. A suitable non-corrosive flux is a rosin type flux or some solid organic acid, both in rosin and on its own. A special technology has been developed for powder coating on bullet cores.

Description

Metoda spojování jader a plášťů střel určených pro speciální účelyMethod of joining cores and shells for special purposes

Oblast technikyTechnical field

Vynález se vztahuje na metodu spojování jader a plášťů střel nejrůznějších typů a ráží kulové lovecké munice a munice pro speciální civilní použití.The invention relates to a method of joining cores and mantle shells of various types and calibers of spherical hunting and special civilian ammunition.

Stav technikyState of the art

Stanovením základních principů účinků střel na živé organizmy - člověka a zvěř, se zhruba od 18.tého století zabývají generace výzkumníků v oboru balisiiky i praktických střel cli. Během tohoto období vznikla řada teorií o účincích slřelv na živý organizmus. Jedním z příkladů je mylná představa zastavujícího účinku střely jako důsledku její „porážecí síly“, která je výsledkem předání hybnosti střely lidskému nebo zvířecímu tělu. Tato teorie byla zdokonalena ve 3O.tých letech a byla stanovena tzv. poměrná zastavující síla RSP - Relative Stoping Power, vyjádřená matematicky jako součin hmotnosti, rychlosti, průřezu a tvarového součinitele střely. Další kriterium účinnosti definované v přibližně stejné době vychází z energie střely a zastavující síla StP - Stoping Power byla vyjádřena součinem do pádové energie, příčného průřezu a tvarového součinitele střely. Ale ani hybnost, ani energie střely však nemohou sloužit jako měřítko účinku střely na organizmus. Je nutno definovat tzv. účinnost“ střely, což je účinný potenciál, který je nutno chápat jako způsobilost k ..účinku“, který může, ale nemusí nastat. Při posuzování účinků je nezbytné zohlednit interakci střely a cíle. Německý balistik Weigel poprvé použil jako měřítko účinnosti objem střelného kanálu, vzniklého střelbou do simulačního materiálu a v USA bylo v 7O.tých letech definováno nové kriterium účinnosti, Rll - Relative Incapacitation Index, které se stalo příčinou mnoha sporů. Francouzští specialisté Caranta a Legrain se soustředili na praktické střelby do vlhké hlíny, která se však jako simulační materiál, vzhledem ke své heterogenní povaze, velmi odlišuje od živé tkáně. Americký specialista Matunas zveřejnil vlastní kriterium. PIR - Power Index Rating, vyjádřené součinem energie, součinitele přenosu energie a tzv. číslem ráže, rozdělující známé ráže od 5,06 -12,69 mm na 6 skupin.Establishing the basic principles of the effects of missiles on living organisms - human and beasts, since around the 18th century generations of researchers in the field of balisics and practical missiles cli. During this period, a number of theories about the effects of shells on the living organism were developed. One example is the misconception of the stopping effect of a projectile as a result of its "defeat force", which is the result of imparting momentum to a human or animal body. This theory was improved in the 1930s and the so-called Relative Stoping Power (RSP), expressed mathematically as the product of mass, velocity, cross-section and shape coefficient of the projectile, was determined. Another efficiency criterion defined at approximately the same time is based on the energy of the projectile and the stopping power StP - Stoping Power was expressed by the product of the drop energy, the cross section and the shape factor of the projectile. But neither the momentum nor the energy of the projectile can serve as a measure of the effect of the projectile on the body. It is necessary to define the so-called "missile efficiency", which is an effective potential that must be understood as a capability to "effect", which may or may not occur. When assessing effects, it is necessary to take into account the interaction of missiles and targets. Weigel, a German ballist, used for the first time the measure of effectiveness of the firing channel produced by firing simulation material, and in the US a new efficiency criterion, the Rll - Relative Incapacitation Index, was defined in the US in the 1970s. French specialists Caranta and Legrain focused on practical shooting in damp clay, which, however, as a simulation material, due to its heterogeneous nature, very different from living tissue. American specialist Matunas published his own criterion. PIR - Power Index Rating, expressed as the product of energy, energy transfer coefficients and so-called caliber number, dividing known calibers from 5.06 -12.69 mm into 6 groups.

V 7O.tých letech se v USA uskutečnil pokus o konečné vyřešení léto problematiky a to jak cestou praktických střeleb do nově zvoleného simulačního materiálu - želatiny, jež se nejvíce podobá živé tkáni, tak vytvořením složitého počítačového modelu člověka s orgány, rozdělenými na zóny podle zranitelnosti, VI - Vulnerability Index. Ani tato metoda, podobně jako metoda, založená na zkoumání skutečných případů užití palné zbraně - ..street results“ neposkytla, vlivem příliš velkého rozptylu hodnot, očekávané výsledky.In the 1970s, an attempt was made in the USA to finally solve the summer of the problem, both through practical shooting into a newly selected simulation material - gelatin most similar to living tissue, and by creating a complex computer model of humans with organs divided into vulnerability zones. VI - Vulnerability Index. This method, similar to the one based on real cases of firearms - ..street results “, did not provide the expected results due to the excessive dispersion of values.

Zvýše uvedeného vyplývá, že ani sebedokonalejší počítačové modely nemohou zohlednit další faktory, jako např.fyzický a duševní stav zasaženého, reálnou situaci na bojišti nebo místě činu aj.. Přesto je možno známé lypy střel rozdělit zhruba do několika základních skupin z hlediska ranivého účinku: za střely s nejmenším ranivým účinkem lze považovat takové, které při průchodu živou tkání nemění směr, nefragmentují se ani nezvětšují svůj průřez (ccloplášťové střely s poměrem délky a ráže do 2.5). Vyšší ranivost vykazují různé typy poloplášťových (loveckých) střel a prosekávací střely (Wadculcr). Nejvyšší ranivost způsobují jednak celoplášťové vysokorychlostní kulové střely malých ráží s poměrem délky a ráže 3 - 3,5, které při průchodu tkání podléhají klopnému momentu - otáčejí se a Iragmcntují jako např. obávané střely .223 Remington, používané vc střelivu pušek M 16 ve Vietnamské válce a všechny typy střel s expanzní dutinou, které při průchodu tkání podstatně zvyšují svůj průřez. Použití těchto střel, známých jako dum-dům, je zakázáno llaagskou konferencíIt follows that even the most sophisticated computer models cannot take into account other factors, such as the physical and mental condition of the victim, the real situation on the battlefield or crime scene, etc. However, known bullet missiles can be divided into roughly several basic groups in terms of wounding effect: missiles with the least wounding effect can be considered those that do not change direction, pass through the living tissue, do not fragment or increase their cross-section (ccloplášťové missiles with a ratio of length and caliber up to 2.5). Different types of semi-shells (hunting) missiles and cutting missiles (Wadculcr) show higher wounds. Highest velocity is caused by full-surface high-speed small-caliber bullets with a ratio of 3 to 3.5 caliber, which when passing tissues subject to tipping moment - rotate and Iragmntnt such as feared missiles .223 Remington, used in c ammunition M 16 rifles in Vietnam cylinders and all types of expansion cavity bullets that substantially increase their cross-sectional area as tissue passes. The use of these missiles, known as dum-house, is prohibited by the Llaag Conference

*· ·· •· •« ··· ·· • ·· • · · • ·· ·· z r. 1899, která ovšem platí pouze pro mezinárodní válečné konflikty. Pro lovecké a speciální civilní použití neplatí žádná omezení.* 1899, which only applies to international war conflicts. There are no restrictions on hunting and special civilian use.

V současné době existují v zásadě 3 druhy střel - vojenské, lovecké a civilní, zahrnující policejní a sportovní, a to v desítkách ráží a stovkách variant. Na každou skupinu střel jsou kladeny odlišné požadavky - zatím co lovecké střely musí být schopny co nej rychleji usmrtit lovené zvíře, vojenské střely musí s maximální efektivitou vyřadil protivníka z boje a to nejlépe až do konce válečného konfliktu. Celoplášťové střely, vyhovující požadavkům Haagské konference, zanechávající v měkkých tkáních čisté průstřely. Z hlediska dnešních požadavků na ranivost však nevyhovují a proto výrobci hromadně přecházejí na výrobu střeliva osazeného již zmíněnými vysokorychlostními střelami malých ráží, které rovněž nejsou v rozporu s Haagskou konferencí a navíc, redukcí zpětného rázu, zvyšují přesnost palby v plně automatickém režimu. V případě civilních střel, určených pro policii, speciální jednotky aj„ je nutno vzít v úvahu závažnost trestných činů a narůstající počet teroristických útoků. Zde je nutná co nej efektivnější eliminace pachatele, kterému musí být znemožněno pokračovat v trestné činnosti. Přitom však nesmí dojít k nepředvídatelnému ohrožení okolí nebo zranění nezúčastněných osob, přítomných na místě zásahu. Jedním z řešení je použití střel s expanzní dutinou, u kterých po zasažení tkáně proběhne řízený rozklad způsobující extrémní nervový šok a následné okamžité vyřazení pachatele z další činnosti.Currently there are basically three types of missiles - military, hunting and civilian, including police and sport, in dozens of calibers and hundreds of variants. Each group of missiles is subject to different requirements - while hunting missiles must be able to kill the hunted animal as quickly as possible, military missiles must with maximum efficiency excluded the opponent from combat, and preferably until the end of the conflict. Full-shell missiles meeting the requirements of the Hague Conference, leaving clean bullets in soft tissues. In terms of today's wounding requirements, however, manufacturers are mass-switching to the production of ammunition fitted with the aforementioned high-speed small-caliber missiles, which also do not contradict the Hague Conference and, moreover, by reducing recoil, increase fire accuracy in fully automatic mode. In the case of civilian missiles intended for police, special forces, etc. 'the seriousness of the offenses and the increasing number of terrorist attacks must be taken into account. This requires the most effective elimination of the offender, who must be prevented from continuing the crime. However, there must be no unforeseeable danger to the environment or injury to non-interested persons present at the scene of the intervention. One solution is to use missiles with an expansion cavity in which, after the tissue has been affected, it undergoes controlled disintegration causing extreme nerve shock and subsequent immediate disqualification of the offender.

Pro vyhodnocení ranivého účinku se provádí střelba do vhodných simulačních materiálů a měřítkem ranivosti je co nejdokonalejší a vysoce reprodukovatclný rozklad střely, která se přetvarovává do „houbovitého“ tvaru, tzv. mushrooming, spolu s tvarem a hloubkou střelného kanálu. Jako simulačních materiálů se používá výhradně želatiny a glycerinového mýdla. Výhodou želatiny je její průhlednost, nevýhodou její elasticita, která znemožňuje přesnější určení průběhu přenosu energie střely během penetrace protože se střelný kanál uzavírá. V případě glycerinového mýdla je tomu naopak.For evaluation of the wounding effect, shooting into suitable simulation materials is carried out and the measure of wounding is the most perfect and highly reproducible projectile decomposition, which is reshaped into a mushroom shape together with the shape and depth of the firing channel. Gelatin and glycerine soap are used exclusively as simulation materials. The advantage of the gelatin is its transparency, the disadvantage of its elasticity, which makes it impossible to more accurately determine the course of energy transmission of the projectile during penetration because the firing channel closes. The opposite is true for glycerine soap.

Konstrukce plášťovaných střel, které se používají již přes 100 let. je obecně známa a je založena na oplášťování jádra, vyrobeného z olova nebo jeho slitin pláštěm, vyrobeným nej častěji z mosazi, tombaku nebo tzv. tombak-plátu. Plášťování se provádí mechanicky zalisováním jádra do pláště a jeho následným zajištěním proti vypadnutí např.zalcmováním. U některých speciálních střel, kde se klade důraz na maximální snížení emisí škodlivin, par olova, se plátuje i zadek střely. Pokud vytvoříme v těchto střelách expanzní dutiny, označovaných jako střely typu HP - hollow point, dochází při průchodu tkání nebo simulačním materiálem k nežádoucímu jevu. Jádro se vlivem podstatně vyšší setrvačné hmotnosti oddělí od pláště, což může bý provázeno i fragmentací obou součástí a tím dochází k nežádoucímu rozptýlení energie střely. Výrobci střeliva řeší tento problém zhruba posledních 15 let. Nabízí se několik základních technických řešení - lepení, měkké pájení nebo galvanické pokovení. Pro všechny tyto spojovací metody se ve zbrojním průmyslu vžilo obecné označení „bondování“.Cased missile designs that have been in use for over 100 years. It is generally known and is based on the sheathing of a core made of lead or its alloys by a sheath, most often made of brass, tombac or tombac-sheet. The sheathing is performed mechanically by pressing the core into the sheath and then securing it against falling out, for example by shrinking. In some special missiles, where the emphasis is on the maximum reduction of emissions of pollutants, lead vapor, is also clad missiles. If we create expansion cavities in these missiles, known as HP-hollow point, there is an undesirable phenomenon when passing through tissues or simulation material. Due to the considerably higher inertial mass, the core is separated from the shell, which may be accompanied by fragmentation of both components, thereby causing undesirable dissipation of the projectile energy. Ammunition manufacturers have been addressing this problem for the last 15 years. There are several basic technical solutions - gluing, soft soldering or electroplating. For all these joining methods, the armament industry has been commonly referred to as "bonding".

Rozsáhlé zkoušky lepení, provedené např. brazilskou firmou CBC za použití špičkových tvrditelných lepidel typu Loctite nepřinesly pozitivní výsledky. Příčinou je pravděpodobně nedostatečná pevnost spojů v rázu. Galvanické pokovení, které bylo použito například u střely typu Gold Dot vyžaduje speciální zařízení a metoda je technicky i finančně náročná, protože nanášení kovových vrstev o síle řádově několika desetin mm v\zaduje mimořádné výkonné zařízení. Jako nej perspektivnější metoda spojování jader a plášťů střel se proto jeví měkké pájení..Extensive gluing tests, for example by the Brazilian CBC using top-class curable Loctite adhesives, did not produce positive results. This is probably due to insufficient impact strength of the joints. The galvanic plating used, for example, in the Gold Dot bullet requires special equipment and the method is technically and financially demanding, since the deposition of metallic layers of the order of several tenths of a millimeter enters an extraordinary powerful device. Soft soldering therefore seems to be the most promising method of joining cores and bullet shells.

Pájení je jednou z nejstarších a současně nejefektivnějších metod spojování 2 stejných nebo rozdílných kovových materiálů - tzv. základních materiálu, jiným kovem - pájkou, jejíž složení může být na rozdíl od sváření velmi odlišné od základního materiálu. Vhodnou volbou složení základního materiálu a pájky a optimalizací pájecích podmínek lze dosáhnout pevnosti spoje, blížící se pevnosti základního materiálu. Při pájení se mohou uplatňovat fyzikálně 2 ·· ···· · ·· » ·· • · ·· · · *· * B • · * · · ·«· • · · · · · « « ···· · ··· ·· *·« _a« chemické i metalurgické procesy, jako je difúze materiálu pájky do základního materiálu a naopak, vzájemné rozpouštění obou materiálů za vzniku tuhých roztoků, nebo i reakce obou materiálů, kde vznikají intermetalické sloučeniny. Základním předpokladem pro pájitelnost obou materiálů je dostatečná adheze pájky k pájenému materiálu a dále její roztékavost a vzlínavost. Jako pájky mohou sloužit jak čisté kovy, jejichž výběr je však v případě měkkého pájení do 450°C, značně omezen na kovy s velmi nízkým hodem tání jako jsou Bi, Sn, tak desítky známých slitin Pb/Sn/Bi/Sb/Ag aj.Soldering is one of the oldest and most efficient methods of joining two identical or different metallic materials - the so-called base material, another metal - solder, whose composition can be very different from the base material, unlike welding. By suitably selecting the composition of the base material and the solder and optimizing the soldering conditions, a bond strength close to that of the base material can be achieved. Physically, soldering can be applied 2 * B * B * B * B * B * B * B ··· ·· · * _«and« chemical and metallurgical processes, such as diffusion of the braze material into the base material and vice versa, the mutual dissolution of the two materials to form solid solutions or the reaction of both materials in which intermetallic compounds are formed. The basic prerequisite for the solderability of both materials is sufficient adhesion of the solder to the soldered material as well as its flowability and capability. Solders can be used as pure metals, but their choice is limited in the case of soft soldering up to 450 ° C, to very low melting metals such as Bi, Sn and tens of known Pb / Sn / Bi / Sb / Ag alloys. .

Každá látka v roztaveném stavu má tendenci se chránit proti působení vnějších sil za pomoci svých kohezních sil - povrchového napětí, a proto zaujme tvar tělesa s nej menším povrchem, což je koule. Pokud interakcí s jinou látkou dojde k překonání těchto sil silami adhezními, můžeme oba materiály považovat za pájitelné, přičemž stupeň pájitclnosti lze určit měřením úhlu mezi povrchem pájky a základním materiálem ve styčném bodč. Pájitelnost dvou čistých kovů lze jednoduše odhadnout z binárních rovnovážných diagramů, kde mohou nastat tři základní případy - buď jsou kovy zcela nesmáčivé nebo tvoří intermetalické sloučeniny nebo tvoří eutektikum, což je optimální předpoklad pájitclnosti. Z tohoto hlediska je nutno považovat Pb vůči Cu a Zn nebo slitinám Cu/Zn za nepájitelné.Each substance in the molten state tends to protect itself from external forces by its cohesive forces - the surface tension, and therefore assumes the shape of the body with the smallest surface, which is a sphere. If the forces of adhesion are overcome by interaction with another substance, both materials can be considered solderable, and the degree of solderability can be determined by measuring the angle between the solder surface and the base material at the interface. The brazeability of two pure metals can be easily estimated from binary equilibrium diagrams where three basic cases can occur - either the metals are completely non-wettable or form intermetallic compounds or form a eutectic, which is an optimal prerequisite for solderability. From this point of view, Pb should not be soldered to Cu and Zn or Cu / Zn alloys.

Pájitelnost lze pochopitelně podstatně vylepšit legováním jinými kovy, dnes jsou známy desítky druhů „olovnatých“ pájek, a hlavně pak použitím tzv. tavidla, íluxu, který je nezbytný ve všech případech, provádíme-li pájení bez ochranné atmosféry. Hlavními funkcemi tavidla je odstranění kovových oxidů, podstatné snížení povrchového napětí pájky a tím zvýšení její smáčivosti a roztékavosti a ochrana pájeného spoje před další oxidací. Tavidlem může být teoreticky jakákoli anorganická nebo organická sloučenina, schopná dostatečně rychle rozpustit mikroskopickou vrstvu oxidů. Jsou to anorganické neoxidující kyseliny, nej častěji HC1, anorganické halové sole ZnCl₂. SnCl?. organické halové sloučeniny hydrochloridy anilinu, hydrazinu, diethylaminu a jiné a dále početná skupina organických kyselin z nichž nejznámější a také nej účinnější je přírodní směs kyseliny abictové a dextropimarové, získávané jako destilační zbytek po destilaci borové smoly a známe pod názvem kalafuna - rosine gum.Solderability can of course be substantially improved by alloying with other metals, today there are dozens of types of "lead" solders, and mainly by using the so-called flux, flux, which is necessary in all cases when soldering without a protective atmosphere. The main functions of the flux are the removal of metal oxides, a substantial reduction in the surface tension of the solder, thereby increasing its wettability and flowability, and protecting the solder joint from further oxidation. The flux may theoretically be any inorganic or organic compound capable of dissolving the microscopic oxide layer rapidly enough. They are non-oxidizing inorganic acids, most frequently HC1 indoor inorganic salts ZnCl _second SnCl ?. organic halide compounds hydrochlorides of aniline, hydrazine, diethylamine and others, and a large group of organic acids, the most well known and most effective being the natural mixture of abictic acid and dextropimaric acid, obtained as a distillation residue after distillation of pine pitch and known as rosin gum.

Všechna tavidla lze pak rozdělit do 2 základních skupin na korozi vní což jsou veškeré sloučeniny halogenů - chloridy, a nekorozívní - organické kyseliny.All fluxes can then be divided into 2 basic groups on corrosive which are all halogen compounds - chlorides, and non-corrosive - organic acids.

Označíme - li obecně dvojmocný kov - Me (metal) a jeho oxid - MeO, pak mechanizmus rozpouštění oxidů lze vyjádřit jednoduchými rovnicemi:If we denote generally divalent metal - Me (metal) and its oxide - MeO, then the mechanism of dissolution of oxides can be expressed by simple equations:

HC1 + MeO = MeCÍ₂ + H₂OHCl + MeO = MeCl ₂ + H ₂ O

ZnC12 + MeO = MeCl₂ + ZnOZnC12 + MeO = MeCl ₂ + ZnO

Vyjádříme - li obecně jednosytnou organickou kyselinu vzorcem - RCOOI1. kde R je organický zbytek, rozpouštění oxidů organickými kyselinami lze popsat rovnicí: 2 RCOOH + MeO - (RCOO)₂ Me + H₂O.If we express a generally monobasic organic acid with the formula - RCOOI1. where R is an organic residue, the dissolution of oxides with organic acids can be described by the formula: 2 RCOOH + MeO - (RCOO) ₂ Me + H ₂ O.

Pro dvojsytné org.kyseliny lze použít obdobné rovnice:Similar dibasic equations can be used for dibasic organic acids:

R(COOH)₂+ MeO - (RCOO)₂Me + H₂OR (COOH) ₂ + MeO - (RCOO) ₂ Me + H ₂ O

Zvýše uvedených rovnic vyplývá, že použijeme-li jako tavidlo vysoce korozivní sloučeniny halogenů, včetně organických sloučenin, které termickým rozkladem odštěpují HC1, produktem bude vždy kovový chlorid, v případě pájení Cu - CuCl₂. což je hygroskopická sloučenina, reagující silně kysele vlivem hydrolýzv: CuCl₂ + 2 H₂O = 2 HC1 + Cu(OH)₂.The above equations show that using highly corrosive halogen compounds as fluxes, including organic compounds that cleave HCl by thermal decomposition, will always be metal chloride, in the case of Cu - CuCl ₂ brazing. which is a highly acidic hygroscopic compound due to hydrolysis: CuCl ₂ + 2 H ₂ O = 2 HCl + Cu (OH) ₂ .

Podobně reaguje i výchozí ZnCl₂. Pokud tyto sloučeniny není možno ze spoje kvantitativně odstranit, mohou způsobovat korozi spoje a tím zhoršení jeho mechanických vlastností. Použití korozivních lavidel se proto nedoporučuje pro pájení hlubokých nebo kapilárních spojů. Naopak např. Cu nebo Zn sole organických kyselin, jako například kalafuny, jsou nehygroskopické, nerozpustné a nekorozívní sloučeniny.The starting ZnCl ₂ reacts similarly. If these compounds cannot be removed quantitatively from the joint, they can cause corrosion of the joint and thus deteriorate its mechanical properties. The use of corrosive avalanches is therefore not recommended for brazing deep or capillary joints. Conversely, for example, the Cu or Zn salts of organic acids, such as rosin, are non-hygroscopic, insoluble, and non-corrosive compounds.

• • ·« · « • ·· • ·· • · • · ·· ·· • · • · ·· · · ·· · · • · • · • • • · • · • · · • · · • · • · • • • · · • · · • · * • · * • • • • • · • · • · · • · · 9 · 9 · ··· ··· ·· ·· ··· ·« ··· · «

Při použití vysoce korozivních a toxických tavidel na bázi ZnCI₂ + HCL ZnCL ^h NH₄C1 1 HCL kde přídavek salmiaku snižuje bod tání ZnCl₂ tvorbou eutektika při T 186°C, nebo podobných směsí, doplněných organickými chlorovanými sloučeninami vc formě roztoků, past nebo gelů, se v průběhu procesu pájení uvolňuje plynný HCL páry kyseliny chlorovodíkové, volný Cl₂, páry NH4CI, sublimujícího při 350 °C, i páry ZnCl₂- V hromadné výrobě to představuje nejen zátěž pro životní prostředí, ale klade to též mimořádné nároky na hygienu a bezpečnost práce. Pracovníci musí používat speciální ochranné pomůcky, výrobny musí být vybaveny účinným odsáváním s absorbérem a veškeré zařízení, nářadí a nástroje musí být vyrobeny z kyselinovzdomých materiálů. Vzhledem k mimořádné toxicitě těchto sloučenin pro veškeré vodní organizmy, musí být veškeré ůkapy svedeny do speciálních jímek nebo kyselé kanalizace a musí být vyřešena likvidace odpadních vod.When using highly corrosive and toxic fluxes based on ZnCl ₂ + HCl, ZnCl ^H NH ₄ C1 1 HCL where addition salmiac lowers the melting point of ZnCl ₂ formation eutectic at T 186 ° C or similar mixtures, supplemented by organic chlorinated compounds vc form of solutions, pastes or gels, HCl gas vapor, free Cl ₂ , NH 4 Cl vapor sublimating at 350 ° C, and ZnCl ₂ vapor is released during the brazing process - In mass production this not only imposes environmental burdens, but also places extraordinary demands on occupational hygiene and safety. Workers must use special protective equipment, factories must be equipped with efficient exhaust with an absorber and all equipment, tools and instruments must be made of acid-resistant materials. Due to the extraordinary toxicity of these compounds to all aquatic organisms, all gutters must be drained into special pits or acid sewers and waste water disposal must be resolved.

Přes nesporné výhody použití nekorozívních tavidel typu kalafuny, která je nctoxíckou. v tuhém stavu inertní sloučeninou a dle nejnovějšího zařazení je kvalifikována pouze jako iritant, kde k ochraně proto postačí běžný typ rukavic a respirátor, používají výrobci střeliva, zabývající se procesem „bondování“ výhradně korozivních tavidel na bázi ZnCl₂. Příčinou může být nezvládnutí nebo neznalost technologie nanášení práškových tavidel v hromadné výrobě v porovnání se zdánlivě jednoduchou technologií zakapávání roztoků nebo suspenzí uvedených vysoce korozivních a toxických sloučenin.Despite the indisputable advantages of using non-corrosive rosin-type fluxes which are non-toxic. solid state inert compound and according to the latest classification is only classed as an irritant, which is sufficient to protect against a common type of gloves and a dust mask, used by manufacturers of ammunition, engaged in a process of "bonding" exclusively corrosive fluxes based ZnCl _second This may be due to the lack of control or ignorance of powder flux deposition technology in mass production compared to the seemingly simple dropping technology of solutions or suspensions of the highly corrosive and toxic compounds.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Řešení podle vynálezu popisuje jednoduchou a velmi efektivní technologii pájení střel za použití specielně vyvinuté metody nanášení práškových netoxických tavidel typu kalafuny, která je nesrovnatelně šetrnější k životnímu prostředí a klade pouze minimální nároky 11a hygienu a bezpečnost práce. Modifikace procesu měkkého pájení spočívá v tom, že zde nedochází ke spojování dvou základních materiálů klasickou pájkou, ale pouze dvou materiálů, z nichž jeden plní úlohu pájky a základního materiálu současně. Tímto materiálem je vlastní jádro střely, který pro tento účel musí splňovat tři základní požadavky :The solution according to the invention describes a simple and very effective technology of soldering bullets using a specially developed method of deposition of powdered non-toxic rosin-type fluxes which is incomparably more environmentally friendly and places only minimal requirements 11a hygiene and safety of work. A modification of the soft soldering process is that there is no joining of two base materials by conventional solder, but only two materials, one of which serves as a solder and the base material at the same time. This material is the core of the projectile, which for this purpose must meet three basic requirements:

1. Jeho hustota se musí maximálně blížit hustotě čistého Pb,1. Its density shall be as close as possible to that of pure Pb,

2. V roztaveném stavu musí vykazovat co nej vyšší tekutost, zajišťující účinné odplynění.2. In the molten state, it shall be as fluid as possible to ensure efficient degassing.

3. Za pomoci vhodného tavidla musí nastat dostatečně pevné spojení s materiálem pláště.3. With a suitable flux, a sufficiently strong bond with the sheath material shall be provided.

i v případě, že by se jednalo pouze o spojení adhezní, tzn. bez uplatnění ostatních výše uvedených metalurgických dějů.even if it was only an adhesive connection, ie. without applying the other metallurgical processes mentioned above.

Mohou se tedy uplatnit tři základní druhy materiálů a to čistý kov Pb, eutektieke slitiny s co nej menším možným obsahem legury - Pb / Ag 2,5 %, nebo slitiny velmi blízkého složení - Pb / Ag 0,3 - 2,5 %, slitiny neeutektické, složením blízké čistým kovům - Pb / Sn 0,1 - 7 %. kde množství Sn okolo 7 % se ukázalo jako limitní z hlediska nežádoucího nárůstu tvrdosti i snižování tekutosti. Dle rovnovážného diagramu slitiny Pb/Sn se s vyššími obsahy Sn již dostáváme do rozšířené oblasti tzv. kašovitého stavu mezi liquidem a solidem. Slitiny Pb/Sb, často používané k výrobě Pb střel nebo jader nejsou pro účel pájení nejvhodnčjší. s výjimkou velmi malých množství Sb, z důvodu schopnosti Sb vytvářet se Zn v plášti střely křehké intermetalické sloučeniny.Thus, three basic types of materials can be applied, namely pure Pb metal, eutectic alloys with the lowest possible alloy content - Pb / Ag 2.5%, or alloys of very close composition - Pb / Ag 0.3 - 2.5%, non-eutectic alloys, composition close to pure metals - Pb / Sn 0.1 - 7%. where the amount of Sn around 7% proved to be limiting in terms of both an undesirable increase in hardness and a decrease in flowability. According to the equilibrium diagram of the Pb / Sn alloy, with higher Sn contents, we are already in the extended area of the so-called slurry between liquid and solid. Pb / Sb alloys, often used to produce Pb bullets or cores, are not best suited for brazing purposes. with the exception of very small amounts of Sb, due to the ability of Sb to form brittle intermetallic compounds in the shell of the missile.

Výše uvedené kovové materiály byly zpracovány standardním /působeni, vytažením drátu vhodného průměru, z něhož byla vyrobena jádra takové hmotnosti, aby spolu s pláštěm vznikla střela předepsané váhové kategorie. Rozsáhle zkoušky, provedeno vývojovým oddělením naší firmy, jednoznačně prokázaly, že výše uvedené materiály včetně čistého Pb je možno s použitím vhodného nekorozívního tavidla typu kalafuny , aplikovaného na jádra střel metodou dle vynálezu, spojit s pláštěm spojem takové pevnosti, aby střely, následně vyrobené z takto vzniklých polotovarů, vyhověly všem předepsaným zkouškám.The aforementioned metallic materials were processed by standard action, by pulling out a wire of suitable diameter, from which the cores of a mass were made to form, together with the sheath, a projectile of the prescribed weight category. Extensive tests carried out by our development department have clearly shown that the above materials, including pure Pb, can be bonded to the shell using a suitable non-corrosive rosin-type flux applied to the missile cores by the method of the invention such that the missiles subsequently made of the resulting semi-finished products, passed all prescribed tests.

·· ·«···· · «··

Nanášení tavidla je metodou podle vynálezu prováděno v rotačních bubnech, vyrobených z jakéhokoliv, nejlépe však z kovového materiálu, odolného teplotám do cca 300°C. Bubny mají válcový tvar s vnitřním hladkým povrchem a nejsou opatřeny žádnými vnitřními přepážkami ani výstupky. Jádra, předehřátá na teplotu cca 200 - 250°C se nasypou do rotujícího bubnu a ihned se nadávkuje vypočtené množství práškového tavidla. Částice tavidla ulpívají a natavují se na jejich povrchu a vlivem otáčení bubnu vytvářejí na jádrech tenkou rovnoměrnou souvislou vrstvu. Při nastavení optimálního sklonu a rychlosti rotace se jádra během několika minut, v závislosti na tepelné kapacitě vsázky a tepelné vodivosti bubnu, ochladí pod bod tání tavidla a mohou být vysypána na kovové síto, kde se rozprostřou a ponechají zchladnout na teplotu místnosti.The flux is applied by the method according to the invention in rotary drums made of any, but preferably metal, resistant to temperatures up to about 300 ° C. The drums have a cylindrical shape with an internal smooth surface and are not provided with any internal baffles or projections. The cores, preheated to a temperature of about 200 - 250 ° C, are poured into a rotating drum and the calculated amount of powder flux is immediately metered in. The flux particles adhere to and melt on their surface and form a thin, uniform continuous layer on the cores due to the rotation of the drum. With the optimum inclination and rotation speed set, the cores are cooled below the melting point of the flux within a few minutes, depending on the charge capacity of the drum and the thermal conductivity of the drum, and can be poured onto a metal screen to spread and allow to cool to room temperature.

Jako tavidla je možno použít různé druhy kalafuny včetně její hydrogenované nebo polymerované formy a dále některé druhy tuhých organických kyselin a to jak ve směsi s kalafunou, tak samotných. Tyto sloučeniny musí splňovat několik základních podmínek: bod tání by se měl pohybovat v rozmezí 100 -250 °C a tání nesmí být provázeno rozkladem na toxické produkty ani dekarboxylací. Použijeme-li směs dvou nebo více látek, jejich body tání by měly mít co nejbližší hodnoty a složky spolu nesmí v roztaveném stavu nežádoucím způsobem reagovat. Z organických kyselin lze doporučit např. některé z alifatických nasycených dikarboxylových kyselin jako jsou kyselina glutarová. adipová. pimelová. azelaová, sebaková a další.Various types of rosin can be used as fluxes, including its hydrogenated or polymerized form, as well as some kinds of solid organic acids, both in admixture with the rosin and alone. These compounds must meet several basic conditions: the melting point should be in the range of 100-250 ° C and the melting must not be accompanied by decomposition into toxic products or decarboxylation. If a mixture of two or more substances is used, their melting points should be as close as possible and the components must not react undesirably in the molten state. Among the organic acids, some of the aliphatic saturated dicarboxylic acids such as glutaric acid are recommended. adipová. pimelová. azela, sebak, and more.

Jádra, takto potažená vhodným tavidlem, se pak mechanicky za laborují do plášťů střel, čímž je polotovar připraven k pájení. Vzhledem k tornu, že vrstva pryskyřice na jádře působí jako těsnící materiál, jsou jádra po zalaborování do plášťů dostatečně fixována proti vypadnutí aniž by bylo nutno používat zalisovávání vyššími tlaky. Mezi pláštěm a jádrem přitom však vzniká dostatečná spára pro únik plynných produktů vznikajících při procesu pájení, čímž se zamezí nežádoucímu vyvrhování taven i ny nebo ..vystřelování částečně natavených jader. Tyto polotovary je také možno skladovat před pájením v libovolné poloze, což je při technologii zakapávání kapalnými tavidly nemožné.The cores thus coated with a suitable flux are then mechanically labored into the shell of the projectiles, whereby the blank is ready for soldering. Due to the fact that the resin layer on the core acts as a sealing material, the cores are sufficiently fixed to prevent them from falling out after sheathing, without the need to use high-pressure compression. However, there is a sufficient gap between the sheath and the core to escape the gaseous products resulting from the brazing process, thereby preventing unwanted ejection of molten cores or ejection of partially melted cores. These blanks can also be stored in any position prior to brazing, which is impossible with liquid flux dropping technology.

Vlastní pájení lze provést běžnými způsoby, například v kovových vyhřátých blocích, v elektrických pecích, elektromagnetickou indukcí a podobně. Po zapájení jader z čistého Pb dochází vlivem velké smrštivosti Pb ke vzniku pravidelného konického vytvarování jádra, které slouží jako vizuální důkaz dokonalosti připájení.Vzhledem k mimořádně nízké tvrdosti nelegovaného Pb je rozklad střel tzv. „mushroomingNs těmito jádry maximální. Přídavkem některé z výše uvedených legur, které zvyšují tvrdost a pevnost slitiny pak můžeme v širokém rozmezí regulovat proces řízeného rozkladu střely.The brazing itself can be carried out by conventional methods, for example in metal heated blocks, electric furnaces, electromagnetic induction and the like. Due to the high shrinkage of Pb, regular corical shaping of the core is created after soldering of pure Pb cores, which serves as a visual proof of the soldering perfection. Due to the extremely low hardness of unalloyed Pb, By adding some of the above-mentioned alloys, which increase the hardness and strength of the alloy, we can regulate the process of controlled decomposition of the projectile in a wide range.

Po zapájení následuje proces konečné montáže střely do náboje za použití známých mechanických metod.After soldering is followed by the process of final assembly of the projectile into the cartridge using known mechanical methods.

Příklady provedeniExamples

U nanášecího bubnu, tvořeného ocelovou válcovou nádobou o objemu 5 I. poháněnou elektromotorem přes převodový mechanizmus s možností regulace otáček, nastavení úhlu sklonu a opatřeného vyklápěcím mechanizmem, nastavíme úhel sklonu asi 30° a rychlost otáčení cca 60 ot/ min. Za rotace vsypeme 200 - 300 jader pro výrobu střel 9 mm Luger .11 IP. nahřátých na cca 200°C a okamžitě nadávkujeme vypočtené množství práškového tavidla kalafuny tak, aby na lem čtvereční povrchu byla spotřeba cca 2.5 - 3 mg. tzn. na 200 jader přibližně 2 - 2,5 g. Okamžitě dojde k rovnoměrnému ovlhěení všech jader roztaveným • · » « · <* a · ·*»· « a*a ·· *aa «« tavidlem. V průběhu několika sekund se teplota vsázky sníží natolik, že dojde k zvýšení adhcze tavidla k jádrům a ta se začnou rovnoměrně přesýpat ve směru rotace bubnu. Tato fáze trvá několik minut a je závislá na tepelné vodivosti a tepelné kapacitě bubnu i vsázky. Slitiny Pb mají odlišnou tepelnou vodivost i měrné teplo. Jakmile se adheze chladnoucího tavidla zvýší natolik, že začíná docházet ke slepování jader, operace se přeruší a jádra se vysypou na připravené kovové síto, kde se rovnoměrně rozprostřou a nechají zchladnout na okolní teplotu. Po zchladnutí jsou připravena k dalším, výše zmíněným operacím.In the application drum consisting of a 5L steel cylindrical vessel driven by an electric motor through a gear mechanism with speed control, tilt angle adjustment and a tilting mechanism, the tilt angle is set to about 30 ° and the rotation speed is about 60 rpm. Add 200 - 300 cores for the production of 9 mm Luger .11 IP missiles during rotation. heated to about 200 ° C and immediately dispense the calculated amount of rosin powder flux so that the consumption of about 2.5 - 3 mg per square surface area. ie. to 200 cores of approximately 2 - 2.5 g. Immediately all molten cores are wetted by the melted flux. Within a few seconds, the charge temperature is reduced to such an extent that the flux adheres to the cores, and the cores begin to uniformly shift in the direction of rotation of the drum. This phase lasts for several minutes and is dependent on the thermal conductivity and the thermal capacity of the drum and the charge. Pb alloys have different thermal conductivity and specific heat. As soon as the adhesion of the cooling flux increases to such an extent that the cores begin to stick together, the operation is interrupted and the cores are poured onto the prepared metal screen, where they are spread evenly and allowed to cool to ambient temperature. After cooling, they are ready for the other operations mentioned above.

Průmyslové využitiIndustrial use

Řešení podle tohoto vynálezu lze využít pro hromadnou výrobu nej různějších typů a ráží plášťovaných střel, které jsou vhodné k laboraci do všech druhů loveckého střeliva a civilního střeliva určeného pro speciální účely.The solution according to the invention can be used for mass production of various types and caliber of jacketed missiles, which are suitable for laboratory into all kinds of hunting ammunition and civil ammunition intended for special purposes.

·· toto*· ·· This * · • • «« «« to <to to <it ♦ to ♦ it • * • * » · »· ·· · ·· · • • to · to · * * • · • · * to * it to it to · to · to it to to it it • · • · to it tototo to · tototo to · toto this ··· toto ··· this

Patentové nárokyPatent claims

Claims

1. A method of bonding cores and shells for special purpose missiles, characterized in that it is carried out by soft soldering technology, wherein the solder and at the same time the basic material constituting the missile core are lead alloys or pure Pb and a suitable non-corrosive flux is of rosin and / or some of the types of solid organic acids, both mixed with rosin and alone, applied in powder form to the missile cores by a specially developed technology.

Method of joining cores and bullet shells according to claim 1, characterized in that the solder and at the same time the basic material of bullet cores are eutectic alloys with the lowest possible alloy content, Pb / Ag 2.5%, or alloys of very close composition Pb / Ag 0.3 - 2.5%.

3. The method of joining cores and bullet shells according to claim 1, characterized in that the solder and at the same time the base material of the bullet cores are non-eutectic alloys having a composition close to pure metals Pb / Sn of 0.1 - 7.0%.

4. The method of joining cores and bullet shells according to claim 1, characterized in that the solder and at the same time the base material of the bullet cores is preferably pure Pb.

Method according to claim 1, characterized in that the suitable non-corrosive rosin-type lavender is selected from the group of solid organic acids, both alone and in mixtures.

6. The method of claim 5 wherein the flux of the saturated dicarboxylic acid group is glutaric acid, adipic acid. pimel, azela, and sebac.

Method according to claim 5, characterized in that the natural mixture of abietic acid and dextropimaric acid known under the name rosin, including its hydrogenated or polymerized form, is preferably used as the agent.

Method according to claim 1, characterized in that the coating of the preheated bullet cores with powder flux is carried out by a specially developed technology in cylindrical-shaped rotary drums with an internal smooth surface.

Method according to claim 8, characterized in that the projectile cores, preheated to a temperature of about 200-250 ° C, are poured into a rotating drum and the precisely calculated amount of powder flux is metered in immediately, the flux particles adhere and melt sc on their surface. the adjustment of the optimum inclination and rotation speed of the drum forms a thin, uniform and continuous layer on the cores.

Method according to claim 5, characterized in that suitable fluxes. selected from the group of solid organic acids, guarantee the corrosion of the joints and protect the joints against further corrosion.

11. The method of claim 1, which is useful for mass production of various types and caliber of jacketed missiles which are suitable for laboratory use in all types of hunting ammunition and civil ammunition intended for special purposes.

Method according to claim 1, characterized in that there is no significant work or environmental burden in the serial production of missiles.