CZ306513B6 - A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes - Google Patents
A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes Download PDFInfo
- Publication number
- CZ306513B6 CZ306513B6 CZ2010-783A CZ2010783A CZ306513B6 CZ 306513 B6 CZ306513 B6 CZ 306513B6 CZ 2010783 A CZ2010783 A CZ 2010783A CZ 306513 B6 CZ306513 B6 CZ 306513B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- projectile
- core
- joining
- cores
- solder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
- F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
- F42B12/76—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing
- F42B12/78—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing of jackets for smallarm bullets ; Jacketed bullets or projectiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
- F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
- F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Způsob spojování jádra a pláště střel určených pro speciální účelyMethod of connecting the core and shell of missiles intended for special purposes
Oblast technikyField of technology
Vynález se vztahuje na způsob 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 the cores and shells of missiles of various types and calibers of bullet hunting ammunition and ammunition for special civilian use.
Dosavadní stav technikyPrior art
Stanovením základních principů účinků střel na živé organizmy - člověka a zvěř, se zhruba od 18. století zabývají generace výzkumníků v oboru balistiky i praktických střelců. Během tohoto období vznikla řada teorií o účincích střely 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 30. 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 dopadové 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 účinkuje 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 70. letech definováno nové kritérium účinnosti, RII - 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 až 12,69 mm na 6 skupin.Generations of researchers in the field of ballistics and practical shooters have been dealing with the determination of the basic principles of the effects of missiles on living organisms - humans and wildlife. During this period, a number of theories emerged about the effects of a projectile on a living organism. One example is the misconception of the stopping effect of a projectile as a result of its "defeating power" which results from the transmission of the projectile's momentum to the human or animal body. This theory was perfected in the 1930s and was determined by the so-called relative stopping force RSP - Relative Stoping Power, expressed mathematically as the product of mass, velocity, cross section and shape factor of the projectile. Another criterion of efficiency defined at approximately the same time is based on the energy of the projectile and the stopping force StP - Stoping Power was expressed by the product of the impact 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 organism. It is necessary to define the so-called "effectiveness" of the projectile, which is the effective potential, which must be understood as the ability to "effect", which may or may not occur. In assessing the effects necessary to take into account the interaction of the projectile and the target. The German ballistics Weigel first used the volume of the firing channel created by firing into simulation material as a measure of effectiveness, and a new effectiveness criterion, RII - Relative Incapacitation Index (RII) was defined in the USA in the 1970s, which caused many disputes. French specialists Caranta and Legrain focused on practical shooting into wet clay, which, however, as a simulation material, due to its heterogeneous nature, is very different from living tissue. American specialist Matunas published his own criterion. PIR - Power Index Rating, expressed by the product of energy, energy transfer coefficient and the so-called caliber number, dividing known calibers from 5.06 to 12.69 mm into 6 groups.
V 70. letech se v USA uskutečnil pokus o konečné vyřešení této 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 this problem, both through practical shooting into a newly selected simulation material - gelatin, which most closely resembles living tissue, and by creating a complex computer model of humans with organs divided into zones according to vulnerability. VI - Vulnerability Index. This method, like the method based on the examination of real cases of the use of firearms - "street results" did not provide the expected results due to too large a variance of values.
Z výše uvedeného vyplývá, že ani sebedokonalejší počítačové modely nemohou zohlednit další faktory, jako např. íyzický a duševní stav zasaženého, reálnou situaci na bojišti nebo místě činu aj. Přesto je možno známé typy 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 (celoplášťové střely s poměrem délky a ráže do 2,5). Vyšší ranivost vykazují různé typy poloplášťových (loveckých) střel a prosekávací střely (Wadcuter). Nejvyšší ranivost způsobují jednak celoplášťové vysokorychlostní kulové střely malých ráží s poměrem délky a ráže 3 až 3,5, které při průchodu tkání podléhají klopnému momentu - otáčejí se a fragmentují jako např. obávané střely 223 Remington, používané ve 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-dum, je zakázáno Haagskou konťerencí z r. 1899, která ovšem platí pouze pro mezinárodní válečné konflikty. Pro lovecké a speciální civilní použití neplatí žádná omezení.It follows from the above that even the most advanced computer models cannot take into account other factors, such as the physical and mental state of the victim, the real situation on the battlefield or crime scene, etc. Nevertheless, known types of missiles can be divided into several basic groups in terms of wounding effect: Missiles with the least wounding effect can be considered to be those which do not change direction, do not fragment or increase their cross-section when passing through living tissue (full-shell projectiles with a length to caliber ratio of up to 2.5). Different types of half-shell (hunting) projectiles and piercing missiles (Wadcuter) show higher injuries. On the one hand, the highest wounding is caused by all-shell high-velocity bullets of small calibers with a length to caliber ratio of 3 to 3.5, which are subject to tilting moment as the tissues pass - they rotate and fragment like the dreaded 223 Remington missiles used in M 16 rifle ammunition in the Vietnam War. and all types of projectiles with an expansion cavity, which significantly increase their cross-section as they pass through the tissues. The use of these missiles, known as dum-dums, is prohibited by the Hague Convention of 1899, which, however, applies only 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 odlišnéAt present, there are basically 3 types of missiles - military, hunting and civilian, including police and sports, in dozens of calibers and hundreds of variants. They are placed differently on each group of bullets
-1 CZ 306513 B6 požadavky - zatím co lovecké střely musí být schopny, co nejrychleji usmrtil lovené zvíře, vojenské střely musí s maximální efektivitou vyřadit 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 nejefektivnější 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.-1 CZ 306513 B6 requirements - while hunting missiles must be able to kill the hunted animal as quickly as possible, military missiles must eliminate the enemy from combat with maximum efficiency, preferably until the end of the war. All-shell projectiles, meeting the requirements of the Hague Conference, leaving clean bullets in soft tissues. However, they do not meet today's wound requirements and therefore manufacturers are moving en masse to produce ammunition equipped with the aforementioned small-caliber high-velocity projectiles, which also do not conflict with the Hague Conference and increase recoil by increasing recoil in fully automatic mode. In the case of civilian missiles intended for the police, special forces, etc., it is necessary to take into account the seriousness of criminal offenses and the growing number of terrorist attacks. Here, it is necessary to eliminate the perpetrator as effectively as possible, who must be prevented from continuing the crime. However, there must be no unforeseeable danger to the surroundings or injury to bystanders present at the scene. One of the solutions is the use of projectiles with an expansion cavity, in which, after hitting the tissue, a controlled decomposition occurs, causing extreme nervous shock and subsequent immediate exclusion of the offender from further activities.
Pro vyhodnocení ranivého účinku se provádí střelba do vhodných simulačních materiálů a měřítkem ranivosti je co nejdokonalejší a vysoce reprodukovatelný 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.To evaluate the wounding effect, firing is performed into suitable simulation materials and the measure of wounding is the most perfect and highly reproducible decomposition of the projectile, which transforms into a "sponge" shape, so-called mushrooming, along with the shape and depth of the firing channel. Only gelatin and glycerin soap are used as simulation materials. The advantage of gelatin is its transparency, the disadvantage is its elasticity, which makes it impossible to determine more precisely the course of energy transfer of the projectile during penetration, because the firing channel closes. In the case of glycerin soap, the opposite is true.
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 nejčastěji z mosazi, tombaku nebo tzv. tombak-plátu. Plášťování se provádí mechanicky zalisováním jádra do pláště a jeho následným zajištěním proti vypadnutí např. zalemováním. 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 být 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“.The construction of shell projectiles, which have been used for over 100 years, is generally known and is based on the cladding of a core made of lead or its alloys by a shell, most often made of brass, tombac or so-called tombak-sheet. Sheathing is performed mechanically by pressing the core into the sheathing and its subsequent securing against falling out, eg by crimping. For some special missiles, where the emphasis is on the maximum reduction of emissions of pollutants, lead vapor, the butt of the projectile is also clad. If we create expansion cavities in these missiles, referred to as HP hollow point missiles, an undesirable phenomenon occurs when passing through tissues or simulation material. Due to the significantly higher inertial mass, the core separates from the shell, which can be accompanied by fragmentation of both components and thus there is an undesirable dissipation of projectile energy. Ammunition manufacturers have been solving this problem for the last 15 years or so. There are several basic technical solutions for gluing, soft soldering or galvanic plating. For all these joining methods, the general industry has used the general term "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 vyžaduje mimořádně výkonné zařízení. Jako nejperspektivnější metoda spojování jader a plášťů střel se proto jeví měkké pájení.Extensive bonding tests carried out, for example, by the Brazilian company CBC using top curable adhesives of the Loctite type have not yielded positive results. The cause is probably insufficient impact strength of the joints. Galvanic plating, which has been used, for example, with the Gold Dot projectile, requires special equipment and the method is technically and financially demanding, because the application of metal layers with a thickness of several tenths of a mm requires extremely powerful equipment. Soft soldering therefore appears to be the most promising method of joining projectile cores and shells.
Pájení je jednou z nejstarších a současně nejefektivnějších metod spojování 2 stejných nebo rozdílných kovových materiálů - tzv. základních materiálů, 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 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 bodem tání jako jsou Bi, Sn, tak desítky známých slitin Pb/Sn/Bi/Sb/Ag aj.Soldering is one of the oldest and at the same time the most effective methods of joining 2 identical or different metallic materials - so-called basic materials, by another metal - solder, the composition of which can be very different from the basic material, unlike welding. By a suitable choice of the composition of the base material and solder and by optimizing the soldering conditions, it is possible to achieve a joint strength close to the strength of the base material. Physicochemical and metallurgical processes can be used in soldering, such as diffusion of solder material into the base material and vice versa, mutual dissolution of both materials to form solid solutions, or even reactions of both materials, where intermetallic compounds are formed. The basic precondition for the solderability of both materials is sufficient adhesion of the solder to the soldered material and also its flowability and capillarity. Both pure metals can be used as solders, the selection of which, however, in the case of soft soldering up to 450 ° C, is considerably limited to metals with a very low melting point such as Bi, Sn, as well as dozens of known Pb / Sn / Bi / Sb / Ag alloys. .
-2CZ 306513 B6-2EN 306513 B6
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 nejmenším povrchem, což je koule. Pokud interakcí s jinou látkou dojde k překonání těchto sil silami adhezními, můžeme oba materiály považovat za pájitelné, přičemž stupeň pájitelnosti lze určit měřením úhlu mezi povrchem pájky a základním materiálem ve styčném bodě. 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 pájitelnosti. 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 against the action of external forces by its cohesive forces - surface tension, and therefore takes the shape of a body with the smallest surface, which is a sphere. If these forces are overcome by interaction with another substance by adhesive forces, 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 contact point. The solderability of two pure metals can be easily estimated from binary equilibrium diagrams, where three basic cases can occur - either the metals are completely non-wetting, or form intermetallic compounds or form a eutectic, which is the optimal assumption of solderability. In this respect, Pb must be considered as solderless 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 fluxu, 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, nejčastěji HC1, anorganické halové sole ZnCl2, SnCl2, organické halové sloučeniny - hydrochloridy anilinu, hydrazinu, diethylaminu a jiné a dále početná skupina organických kyselin, z nichž nejznámější a také nejúčinnější je přírodní směs kyseliny abietové a dextropimarové, získávané jako destilační zbytek po destilaci borové smoly a známé pod názvem kalafuna - rosine gum.Of course, solderability can be significantly improved by alloying with other metals, today dozens of types of "lead" solders are known, and especially by using the so-called flux flux, which is necessary in all cases if we perform 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 and thus an increase in its wettability and flowability and the protection of the soldered joint from further oxidation. The flux can theoretically be any inorganic or organic compound capable of dissolving the microscopic oxide layer quickly enough. These are inorganic non-oxidizing acids, most often HCl, inorganic hall salts ZnCl 2 , SnCl 2 , organic hall compounds - hydrochlorides of aniline, hydrazine, diethylamine and others, as well as a large group of organic acids, the best known and also the most effective is a natural mixture of abietic acid and dextropimaric acid. , obtained as a distillation residue after distillation of pine resin and known as rosin - rosine gum.
Všechna tavidla lze pak rozdělit do 2 základních skupin na korozivní což jsou veškeré sloučeniny halogenů - chloridy, a nekorozívní - organické kyseliny.All fluxes can then be divided into 2 basic groups of 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 generally denote a divalent metal - Me (metal) and its oxide - MeO, then the mechanism of dissolution of oxides can be expressed by simple equations:
HC1 + MeO = MeCl2 + H2OHCl + MeO = MeCl 2 + H 2 O
ZnCl2 + MeO = MeCl2 + ZnOZnCl 2 + MeO = MeCl 2 + ZnO
Vyjádříme-li obecně jednosytnou organickou kyselinu vzorcem - RCOOH, kde Rje organický zbytek, rozpouštění oxidů organickými kyselinami lze popsat rovnicí:If we generally express a monobasic organic acid with the formula - RCOOH, where R is an organic residue, the dissolution of oxides with organic acids can be described by the equation:
RCOOH + MeO = (RCOO)2 Me + H2O.RCOOH + MeO = (RCOO) 2 Me + H 2 O.
Pro dvojsytné org. kyseliny lze použít obdobné rovnice:For dibasic org. Similar equations can be used for acids:
R(COOH)2 + MeO = (RCOO)2Me + H2OR (COOH) 2 + MeO = (RCOO) 2 Me + H 2 O.
Z výše 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 hydrolýzy:It follows from the above equations that if we use highly corrosive halogen compounds as a flux, including organic compounds that cleave HCl by thermal decomposition, the product will always be metal chloride, in the case of Cu - CuCl 2 soldering, which is a hygroscopic compound that reacts strongly acidic hydrolysis:
CuCI2 + 2 H2O - 2 HC1 + Cu(OH)2.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 tavidel 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 deterioration of its mechanical properties. The use of corrosive fluxes is therefore not recommended for soldering deep or capillary joints. Conversely, for example, Cu or Zn salts of organic acids, such as rosin, are non-hygroscopic, insoluble and non-corrosive compounds.
Při použití vysoce korozivních a toxických tavidel na bázi ZnCl2 + HCI ZnCl2 + NH4CI + HC1, kde přídavek salmiaku snižuje bod tání ZnCl2 tvorbou eutektika při T 186 °C, nebo podobnýchWhen using highly corrosive and toxic fluxes based on ZnCl 2 + HCl ZnCl 2 + NH 4 Cl + HCl, where the addition of salmiac reduces the melting point of ZnCl 2 by forming a eutectic at T 186 ° C, or similar
-3 CZ 306513 B6 směsí, doplněných organickými chlorovanými sloučeninami ve formě roztoků, past nebo gelů, se v průběhu procesu pájení uvolňuje plynný HC1, páry kyseliny chlorovodíkové, volný Cl2, páry NH4C1, sublimujícího při 350 °C, i páiy 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 kyselinovzdorných materiálů. Vzhledem k mimořádné toxicitě těchto sloučenin pro veškeré vodní organizmy, musí být veškeré úkapy svedeny do speciálních jímek nebo kyselé kanalizace a musí být vyřešena likvidace odpadních vod.-3 CZ 306513 B6 mixtures, supplemented with organic chlorinated compounds in the form of solutions, pastes or gels, during the soldering process HCl gas, hydrochloric acid vapors, free Cl 2 , NH 4 Cl vapors subliming at 350 ° C are released, as well as ZnCl vapors. 2 . In mass production, this not only represents a burden on the environment, but also places extraordinary demands on hygiene and occupational safety. Workers must use special protective equipment, the factory must be equipped with an effective extractor with an absorber and all equipment, tools and instruments must be made of acid-resistant materials. Due to the extreme toxicity of these compounds to all aquatic organisms, all drips must be drained into special sumps or acid sewers and the disposal of wastewater must be resolved.
Přes nesporné výhody použití nekorozívních tavidel typu kalafuny, která je netoxickou, 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 fluxes of the rosin type, which is a non-toxic, solid-inert compound and according to the latest classification it is qualified only as an irritant, where the usual type of gloves and respirator is sufficient for protection by ammunition manufacturers engaged in exclusively bonding fluxes based on ZnCl 2 . The reason may be a lack of knowledge or ignorance of the technology of applying powdered fluxes in mass production in comparison with the seemingly simple technology of dripping solutions or suspensions of said highly corrosive and toxic compounds.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Řešení podle vynálezu popisuje jednoduchou a velmi efektivní technologii pájení střel za použití speciálně vyvinuté metody nanášení práškových netoxických tavidel typu kalafuny, která je nesrovnatelně šetrnější k životnímu prostředí a klade pouze minimální nároky na 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 efficient technology of soldering missiles using a specially developed method of applying non-toxic fluxes of the rosin type, which is incomparably more environmentally friendly and places only minimal demands on hygiene and occupational safety. The modification of the soft soldering process consists in the fact that there is no connection of two basic materials by conventional solder, but only two materials, one of which acts as a solder and a basic material at the same time. This material is the projectile's own core, which must meet three basic requirements for this purpose:
1. Jeho hustota se musí maximálně blížit hustotě čistého Pb,1. Its density must be as close as possible to that of pure Pb,
2. V roztaveném stavu musí vykazovat co nejvyšší tekutost, zajišťující účinné odplynění,2. In the molten state, it must have the highest possible fluidity, ensuring efficient degassing,
3. Za pomoci vhodného tavidla musí nastat dostatečně pevné spojení s materiálem pláště, i v případě, že by se jednalo pouze o spojení adhezní, tzn. bez uplatnění ostatních výše uvedených metalurgických dějů.3. With the help of a suitable flux, a sufficiently strong connection with the casing material must occur, even if it is only an adhesive connection, ie. without the application of the other metallurgical processes mentioned above.
Mohou se tedy uplatnit tři základní druhy materiálů a to čistý kov Pb, eutektické slitiny s co nejmenším možným obsahem legury - Pb/Ag 2,5 %, nebo slitiny velmi blízkého složení - Pb/Ag 0,3 až 2,5 %, slitiny neeutektické, složením blízké čistým kovům - Pb/Sn 0,1 až 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 nejvhodnější, 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 used, namely pure metal Pb, eutectic alloys with the smallest possible alloy content - Pb / Ag 2.5%, or alloys of very close composition - Pb / Ag 0.3 to 2.5%, alloys ineutectic, close to pure metals in composition - Pb / Sn 0.1 to 7%, where the amount of Sn around 7% proved to be limiting in terms of undesired increase in hardness and decrease in flow. According to the equilibrium diagram of the Pb / Sn alloy, with higher Sn contents, we are already getting into the extended area of the so-called slurry state between liquid and solid. Pb / Sb alloys, often used for the production of Pb missiles or cores, are not the most suitable for soldering, except for very small amounts of Sb, due to the ability of Sb to form Zn in the missile shell of a brittle intermetallic compound.
Výše uvedené kovové materiály byly zpracovány standardním způsobem, vytažením drátu vhodného průměru, z něhož byla vyrobena jádra takové hmotnosti, aby spolu s pláštěm vznikla střela předepsané váhové kategorie. Rozsáhlé zkoušky, provedené 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 above-mentioned metallic materials were processed in a standard manner, by pulling a wire of suitable diameter from which cores of such a weight were made as to form a projectile of the prescribed weight category together with the sheath. Extensive tests carried out by our company's development department have clearly shown that the above materials, including pure Pb, can be combined with the shell of the projectile strength using a suitable non-corrosive rosin type flux applied to the projectile core according to the invention. of the resulting semi-finished products have passed all prescribed tests.
Nanášení tavidla je způsobem podle vynálezu prováděno v rotačních bubnech, vyrobených z jakéhokoliv, nejlépe však z kovového materiálu, odolného teplotám do cca 300 °C. Bubny majíThe application of the flux is carried out in the process according to the invention in rotary drums made of any, but preferably of metal material, resistant to temperatures up to about 300 ° C. They have drums
-4CZ 306513 B6 válcový tvar s vnitřním hladkým povrchem a nejsou opatřeny žádnými vnitřními přepážkami ani výstupky. Jádra, předehřátá na teplotu cca 200 až 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.-4GB 306513 B6 cylindrical shape with a smooth inner surface and no internal partitions or protrusions. The cores, preheated to a temperature of about 200 to 250 ° C, are poured into a rotating drum and the calculated amount of flux powder is metered in immediately. The flux particles adhere and melt on their surface and, due to the rotation of the drum, form a thin, uniform continuous layer on the cores. At the optimum inclination and rotation speed, the cores cool below the melting point of the flux within a few minutes, depending on the heat capacity of the charge and the thermal conductivity of the drum, and can be poured onto a metal sieve where they are spread and allowed 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 až 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 types of solid organic acids, both in admixture with rosin and on their own. These compounds must meet several basic conditions: the melting point should be between 100 and 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 together in the molten state. Among the organic acids, it is possible to recommend, for example, some of the aliphatic saturated dicarboxylic acids, such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid and others.
Jádra, takto potažená vhodným tavidlem, se pak mechanicky zalaborují do plášťů střel, čímž je polotovar připraven k pájení. Vzhledem k tomu, že vrstva pryskyřice na jádře působí jako těsnicí 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 taveniny 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 embedded in the shells of the projectiles, whereby the semi-finished product is ready for soldering. Due to the fact that the resin layer on the core acts as a sealing material, the cores, after being embedded in the casings, are sufficiently fixed against falling out without the need for pressing at higher pressures. However, a sufficient gap is created between the shell and the core for the escape of gaseous products formed during the soldering process, thus preventing undesired ejection of the melt or "firing" of the partially melted cores. These semi-finished products can also be stored in any position before soldering, which is impossible with liquid flux dripping 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. „mushrooming“ s 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 actual soldering can be performed by conventional methods, for example, in metal heated blocks, electric furnaces, electromagnetic induction, and the like. After soldering of pure Pb cores, due to the high shrinkage of Pb, a regular conical shaping of the core occurs, which serves as a visual proof of the perfection of soldering. Due to the extremely low hardness of unalloyed Pb, the decomposition of so-called "mushrooming" missiles with these cores is maximum. By adding some of the above-mentioned alloys, which increase the hardness and strength of the alloy, we can then regulate in a wide range the process of controlled decomposition of the projectile.
Po zapájení následuje proces konečné montáže střely do náboje za použití známých mechanických metod.The soldering is followed by the process of final assembly of the projectile into the charge using known mechanical methods.
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
U nanášecího bubnu, tvořeného ocelovou válcovou nádobou o objemu 5 1, 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 až 300 jader pro výrobu střel 9 mm Luger JHP, nahřátých na cca 200 °C a okamžitě nadávkujeme vypočtené množství práškového tavidla kalafuny tak, aby na lem čtvereční povrchu byla spotřeba cca 2,5 až 3 mg, tzn. na 200 jader přibližně 2 až 2,5 g. Okamžitě dojde k rovnoměrnému ovlhčení všech jader roztaveným tavidlem. V průběhu několika sekund se teplota vsázky sníží natolik, že dojde k zvýšení adheze 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.For the application drum, consisting of a steel cylindrical vessel with a volume of 5 1, driven by an electric motor through a gear mechanism with speed control, tilt angle adjustment and equipped with a tilting mechanism, set a tilt angle of about 30 ° and a rotation speed of about 60 rpm. During rotation, pour 200 to 300 cores for the production of 9 mm Luger JHP missiles, heated to about 200 ° C and immediately dose the calculated amount of rosin powder flux so that the edge of the square surface consumed about 2.5 to 3 mg, ie. for 200 cores approximately 2 to 2.5 g. Immediately moisten all cores evenly with molten flux. Within a few seconds, the charge temperature decreases to such an extent that the adhesion of the flux to the cores increases and they begin to spread evenly in the direction of rotation of the drum. This phase lasts several minutes and depends on the thermal conductivity and 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 so much that the cores start to stick together, the operation is interrupted and the cores are poured onto a prepared metal sieve, where they are evenly distributed and allowed to cool to ambient temperature. After cooling, they are ready for the other operations mentioned above.
-5CZ 306513 B6-5GB 306513 B6
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Řešení podle tohoto vynálezu lze využít pro hromadnou výrobu nejrůznějších 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 calibers of shell projectiles, which are suitable for laboratory work in all types of hunting ammunition and civil ammunition intended for special purposes.
Claims (6)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2010-783A CZ306513B6 (en) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes |
| EP11813862.7A EP2633263A2 (en) | 2010-10-27 | 2011-10-26 | A method of bonding cores and jackets of bullets designed for special applications |
| PCT/CZ2011/000105 WO2012055381A2 (en) | 2010-10-27 | 2011-10-26 | A method of bonding cores and jackets of bullets designed for special applications |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2010-783A CZ306513B6 (en) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2010783A3 CZ2010783A3 (en) | 2012-05-09 |
| CZ306513B6 true CZ306513B6 (en) | 2017-02-22 |
Family
ID=45557828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2010-783A CZ306513B6 (en) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2633263A2 (en) |
| CZ (1) | CZ306513B6 (en) |
| WO (1) | WO2012055381A2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2920542B1 (en) | 2012-11-15 | 2017-04-26 | RUAG Ammotec GmbH | Projectile having a soldered project core |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3703254A (en) * | 1970-05-07 | 1972-11-21 | Ncr Co | Pre-fluxed solder powder |
| US20020063146A1 (en) * | 1999-12-14 | 2002-05-30 | Bernier William E. | Flux composition and soldering method for high density arrays |
| WO2009111654A1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-11 | Olin Corporation | Jacketed bullet with bonded core |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3756158A (en) * | 1971-07-21 | 1973-09-04 | G Anderson | Expanding bullet |
| AU8751191A (en) * | 1990-08-23 | 1992-03-17 | International Shooter Development Fund, Inc. | Match-grade rifle cartridge with improved components |
| DE10257590B4 (en) * | 2002-12-09 | 2005-03-24 | Wilhelm Brenneke Gmbh & Co. Kg | Rifle bullet for hunting purposes |
-
2010
- 2010-10-27 CZ CZ2010-783A patent/CZ306513B6/en unknown
-
2011
- 2011-10-26 WO PCT/CZ2011/000105 patent/WO2012055381A2/en active Application Filing
- 2011-10-26 EP EP11813862.7A patent/EP2633263A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3703254A (en) * | 1970-05-07 | 1972-11-21 | Ncr Co | Pre-fluxed solder powder |
| US20020063146A1 (en) * | 1999-12-14 | 2002-05-30 | Bernier William E. | Flux composition and soldering method for high density arrays |
| WO2009111654A1 (en) * | 2008-03-05 | 2009-09-11 | Olin Corporation | Jacketed bullet with bonded core |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012055381A2 (en) | 2012-05-03 |
| CZ2010783A3 (en) | 2012-05-09 |
| WO2012055381A3 (en) | 2012-06-21 |
| EP2633263A2 (en) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU736756B2 (en) | Lead-free tin projectile | |
| JP4744454B2 (en) | One piece core ammunition with jacket | |
| US20060283314A1 (en) | Bismuth projectile | |
| RU2399688C2 (en) | New materials for production of ecological ammunition and for other spheres of application | |
| US20020005137A1 (en) | Lead-free frangible projectile | |
| EP1780494A3 (en) | Reactive material enhanced projectiles and related methods | |
| US7555987B2 (en) | Frangible powered iron projectiles | |
| US9702679B2 (en) | Frangible projectile | |
| CZ306513B6 (en) | A method of joining the core and the jacket of bullets intended for special purposes | |
| DE60205042T2 (en) | CARTRIDGE | |
| CN111363950B (en) | Alloy copper removing agent for gun and preparation method | |
| JP2009030958A (en) | Lead-free bullet | |
| US20050188890A1 (en) | Composition and method for making frangible bullet | |
| CA2475497A1 (en) | Decoppering agent | |
| JP5458346B2 (en) | Lead-free powder | |
| Jenkins | Viability of Bismuth as a Green Substitute for Lead in Jacketed. 357 Magnum Revolver Bullets | |
| CZ35162U1 (en) | Non-toxic bullet | |
| EP1366338A1 (en) | Shotgun shot, pellets and bullets | |
| CZ37432U1 (en) | A non-toxic bullet for medium calibres | |
| Kelter | Cast bullet alloys & alloy maintenance | |
| CZ24706U1 (en) | Non-toxic projectile with increased stopping efefct | |
| CZ2009200A3 (en) | Projectile enabling detection of impact point and process for producing thereof | |
| CZ21956U1 (en) | Explosive shell with controlled deformation | |
| GB2327488A (en) | Jacketed projectiles | |
| CZ26587U1 (en) | Frangible-type shell |