DE3150290A1 - Propellent charge powder with a smoothing surface coating - Google Patents
Propellent charge powder with a smoothing surface coatingInfo
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Treibladungspulver mit einer glättenden Oberflächen-Beschichtung.Propellant powder with a smooth surface coating.
Die Erfindung betrifft ein Treibladungspulver für Munition, dessen Partikel mit einer glättenden Oberflächen-Beschichtung versehen sind, sowie ein Verfahren zum Aufbringen der glättenden Oberflächen-Beschichtung auf die Partikel.The invention relates to a propellant charge powder for ammunition, the Particles are provided with a smooth surface coating, as well as a Process for applying the smoothing surface coating to the particles.
Bei der Herstellung von Munition bzw. deren Treibladung ist es stets das Bestreben, in einem vorgegebenen Volumen soviel Treibladungspulver wie möglich unterzubringen, um einen möglichst hohen volumenspezifischen Energiegehalt der Treibladung zu erreichen. Da sich mechanische Maßnahmen wie Rütteln oder Pressen zur Erhöhung des Füllgewichtes des Treibladungspulvers aus Sicherheitsgründen verbieten, kann man nur durch eine möglichst glatte, das heißt reibungsarme Oberfläche der Partikel der Treibladungspulver ein hohes Füllgewicht bzw. Schüttgewicht erreichen. Zur Erzielung einer glatten Oberfläche hat man die Treibladungspulver, insbesondere einbasige Treibladungspulver, bisher einer Oberflächenbehandlung mit Graphit unterzogen.It is always used in the manufacture of ammunition or its propellant charge the endeavor to use as much propellant powder as possible in a given volume to accommodate the highest possible volume-specific energy content of the propellant charge to reach. Since mechanical measures such as shaking or pressing are used to increase prohibit the filling weight of the propellant powder for safety reasons you only get the smoothest possible, i.e. low-friction, surface of the particles the propellant powder achieve a high filling weight or bulk weight. To achieve The propellant charge powders, especially monobasic ones, have a smooth surface Propellant powder, previously subjected to a surface treatment with graphite.
Die dadurch auf den Partikeln erzeugte Graphit-Beschichtung hat neben ihrer glättenden Funktion noch den Sicherheits-Effekt, daß eine elektrostatische Aufladung der Pulverpartikel verhindert wird. Allerdings ist die reibungsmindernde Wirkung der Graphit-Beschichtung beschränkt; eine weitere Herabsetzung der Oberflächenreibung der Pulverpartikel wäre zu noch weitergehenden Erhöhung des Schüttgewichtes des Treibladungspulvers erstrebenswert.The graphite coating thus created on the particles Has in addition to its smoothing function, the safety effect that an electrostatic Charging of the powder particles is prevented. However, it is the friction-reducing The effect of the graphite coating is limited; a further reduction in surface friction the powder particles would lead to a further increase in the bulk density of the Propellant powder desirable.
Dementsprechend liegt der Erfindung als Aufgabe die Schaffung eines Treibladungspulvers mit einem durch entsprechende Oberflächen-Beschichtung noch weiter erhöhten Schüttgewicht zugrunde.Accordingly, it is an object of the invention to provide one Propellant charge powder with an appropriate surface coating still further increased bulk density.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Treibladungspulver gelöst, dessen glättende Oberflächen-Beschichtung einen Schwermetall-Chelatkomplex enthält.This object is achieved according to the invention with a propellant powder, whose smoothing surface coating contains a heavy metal chelate complex.
Durch eine derartige Beschichtung wird eine noch weitere Herabsetzung der Oberflächenreibung und damit Erhöhung des Schüttgewichtes des Treibladungspulvers erreicht, als es bei einer Oberflächen-Beschichtung mit Graphit der Fall ist.Such a coating provides an even further reduction the surface friction and thus an increase in the bulk density of the propellant powder than is the case with a surface coating with graphite.
Für die Beschichtung kommen die Chelate aller Schwermetalle der Nebengruppen IV, V und VI des Periodensystems in Frage, also die Chelate von Titan, Zirkon, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram. Aus Kostengründen empfiehlt sich insbesondere ein Titan-Chelatkomplex, wobei Titanacetylacetonat besonders bevorzugt wird, weil es sowohl besonders preiswert ist, als auch den erfindungsgemäß gewollten Effekt besonders ausgeprägt erzeugt.The chelates of all heavy metals of the subgroups are used for the coating IV, V and VI of the periodic table in question, i.e. the chelates of titanium, zirconium, hafnium, Vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum and tungsten. Recommended for cost reasons in particular a titanium chelate complex, titanium acetylacetonate being particularly preferred is because it is both particularly inexpensive, as well as intended according to the invention Particularly pronounced effect generated.
Der reibungsmindernde Effekt nach der Erfindung wird bereits dann erhalten, wenn die Beschichtung aus- schließlich aus dem Schwermetall-Chelatkomplex besteht. In der Praxis ist es vorzuziehen, den Schwermetall-Chelatkomplex in Verbindung mit dem auch bisher schon verwendeten Graphit anzuwenden. Es ergibt sich dann eine deutliche Reibungsminderung über den Wert hinaus, der mit Graphit allein zu erreichen ist, unter Beibehaltung des mit dem Graphit erzielten anttstatischen Effektes.The friction-reducing effect according to the invention is already then obtained when the coating is finally from the heavy metal chelate complex consists. In practice it is preferable to combine the heavy metal chelate complex to be used with the graphite that has already been used. Then there is one Significant reduction in friction beyond the value that can be achieved with graphite alone is, while maintaining the anti-static effect achieved with the graphite.
Versuche haben gezeigt, daß der Gewich'santeil des Schwermetall-Chelatkomplex, bezogen auf das unbeschichtete Treibladungspulver, zwischen 0,5 und 2,5 Gew.-% betragen sollte. Deutlich ausgeprägt wird der reibungsmindernde Effekt einer Beschichtung mit einem Schwermetall-Chelatkomplex allerdings erst, wenn dessen Gewichtsanteil 1 Gew.-% überschreitet. Andererseits erbringt eine Erhöhung des Gewichtsanteiles uber ca. 2 Gew.-% keine wesentliche Vergrösserung des Schüttgewichts mehr. Dementsprechend ist ein Gewichtsanteil des Schwermetall-Chelatkomplexes von ca. 2 Gew.-% besonders günstig.Experiments have shown that the weight fraction of the heavy metal chelate complex, based on the uncoated propellant charge powder, between 0.5 and 2.5 wt .-% should. The friction-reducing effect of a coating is clearly pronounced with a heavy metal chelate complex, however, only if its weight percentage Exceeds 1 wt%. On the other hand, there is an increase in the proportion by weight Above approx. 2% by weight there is no longer any significant increase in the bulk density. Accordingly A weight proportion of the heavy metal chelate complex of approx. 2% by weight is particularly important cheap.
Neben der erfindungsgemäß angestrebten Verringerung der Oberflächenreibung hat die Beschichtung der Pulverpartikel mit einem Schwermetall-Chelatkomplex noch den zusätzlichen Vorteil, daß die Rohrerosion der Waffe, in der ein Geschoß mit dem erfindungsgemäßen Treibladungspulver abgefeuert wird, deutlich kleiner als bei Verwendung eines unbehandelten Treibladungspulvers ist. Es ist bereits bekannt, daß sich die durch erhitzte, nachströmende Treibgase verursachte Beschädigung der inneren Oberfläche des Laufes der Waffe, eben die sogenannte Rohrerosion, durch Zusätze zum Treibladungspulver herabsetzen läßt, die z.B. in die Pulverrohmasse eingearbeitet oder bei der Herstellung der Treibladung dem Treibladungspulver beigemischt werden.In addition to the reduction in surface friction aimed at according to the invention still has the coating of the powder particles with a heavy metal chelate complex the additional advantage that the pipe erosion of the weapon, in which a projectile with the propellant charge powder according to the invention is fired, significantly smaller than in Use of an untreated propellant powder is. It is already known that the damage caused by heated, influx of propellant gases to the inner surface of the barrel of the weapon, the so-called pipe erosion Additions to the propellant powder can be reduced, e.g. in the raw powder mass incorporated or in the manufacture of the Propellant charge the propellant charge powder be added.
Es ist hierbei auch bekannt, als Zusatz Oxyde verschiedener Schwermetalle, unter anderem des Titans, zu verwenden. Mit diesen Zusätzen wird jedoch keine Herabsetzung der Oberflächenreibung des Treibladungspulvers erreicht4 abgesehen davon, daß sie auf den Pulverpartikeln keine Oberflächen-Beschichtung bilden. Bei einem erfindungsgemäß beschichteten Treibladungspulver kann auf die .Verwendung der bekannten, erosionsmindernden Zusätze ganz oder teilweise verzichtet werden.It is also known to add oxides of various heavy metals, among other things of titanium to use. With these additions, however, there is no reduction the surface friction of the propellant powder, apart from being do not form a surface coating on the powder particles. With one according to the invention coated propellant powder can be based on the .Use of the known, erosion-reducing Additions can be waived in whole or in part.
Es wurde bereits betont, daß der Schwermetall-Chelatkomplex bei dem erfindungsgemäßen Treibladungspulver als eine Oberflächen-Beschichtung vorliegt. Ein geeignetes Verfahren zum Aufbringen der glättenden Oberflächen-Beschichtung auf die Partikel des Treibladungspulvers ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Trebladungspulver mit einer Schwermetall-Chelatkomplex Lösung bei erhöhter Temperatur von 50-70 OC behandelt wird. Als Lösungsmittel kommt ein Alkohol, aber auch ein anderes organisches Lösung-smittel in Frage, in welchem der jeweils verwendete Schwermetall-Chelatkomplex lösbar ist. Das Arbeiten bei erhöhter Temperatur stellt ein rasches Abbinden der Beschichtung an der Oberfläche der Pulverpartikel sicher, wodurch ein tieferes, nicht erwünschtes Eindringen des Metall--Chelatkomplexes in die Pulverpartikel vermieden wird.It has already been emphasized that the heavy metal chelate complex in the propellant charge powder according to the invention is present as a surface coating. A suitable method for applying the smooth surface coating on the particles of the propellant powder is characterized according to the invention that the Trebladungspulver with a heavy metal chelate solution at increased Temperature of 50-70 OC is treated. An alcohol comes as a solvent, however Another organic solvent in question, in which one is used Heavy metal chelate complex is solvable. Working at elevated temperature represents rapid setting of the coating on the surface of the powder particles, as a result of which deeper, undesired penetration of the metal chelate complex into the powder particles is avoided.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Beschichtungs-Verfahrens wird das Treibladungspulver mit der Schwermetall-Chelatkomplex-Lösung besprüht und anschließend, ggf. nach getrennter Beigabe von Graphit, bei der erhöhten Temperatur in einer Trommel bewegt. Um eine besonders gleichmäßige Beschichtung ausreichenderDich- te bzw. ausreichenden Beschichtungs-Gewichtes zu erzielen, kann der Behandlungsgang aus Besprühen und Bewegen nach jeweiligem Abkühlen des Treibladungspulvers mehrfach wiederholt werden.In an expedient embodiment of the coating process, the propellant powder is sprayed with the heavy metal chelate complex solution and then, possibly after separate addition of graphite, at the elevated temperature in a drum emotional. In order to achieve a particularly even coating of sufficient sealing te or to achieve sufficient coating weight, the treatment process from spraying and moving several times after each cooling of the propellant charge powder be repeated.
Während man konventionellerweise nur einbasige Treibladungspulver besch-ichtet, weil bei zwei- und mehrbasigen Treibladungspulvern die Befürchtung besteht, daß das in mehrbasigen Treibladungspulvern enthaiLne Sprengöl einen Transport des Beschichtungsmittels in das Innere der Pulverpartikel bewirken kann, ist die erfindungsgemäße Beschichtung ohne weiteres auch für zwei- und mehrbasige Treibladungspulver geeignet und sogar, wegen eines weiteren Vorteils bei solchen Pulvern, besonders günstig. Die Gefahr eines Eindringens in das Innere der Pulverpartikel besteht wegen der raschen Bildung eines festen Beschichtungsfilms auch bei Anwesenheit von Sprengöl nicht. Andererseits liegt der zusätzliche Vorteil darin, daß mit der Beschichtung aus einem Titan-Chelatkomplex der sogenannten Sprengöl-Exudation, also der Tendenz des Sprengöles, während längerer Lagerung aus dem Treibladungspulver auszustreten, entgegengewirkt wird. Die Exudation oder das Ausschwitzen von Sprengöl äussert sich durch einen im Laufe der Zeit eintretenden Gewichtsverlust des mehrbasigen Treibladungspulvers. Dieser ist bei dem erfindung-sgemäßen Treibladungspulver signifikant kleiner als bei einem entsprechenden, unbehandelten Pulver.While conventionally only monobasic propellant powder coated because there is a fear of two- and multi-base propellant powders is that the explosive oil contained in polybasic propellant powders transports it of the coating agent into the interior of the powder particles is the Coating according to the invention readily also for two-base and multi-base propellant charge powders suitable and even special because of a further advantage with such powders cheap. The danger of penetration into the interior of the powder particles exists because of the rapid formation of a solid coating film even in the presence of blasting oil not. On the other hand, the additional advantage is that with the coating from a titanium chelate complex of the so-called explosive oil exudation, i.e. the tendency of the explosive oil to escape from the propellant powder during prolonged storage, is counteracted. The exudation or exudation of explosive oil manifests itself due to a weight loss of the polybasic propellant powder that occurs over time. In the case of the propellant charge powder according to the invention, this is significantly smaller than with a corresponding, untreated powder.
Beispiel I : Einer betrieblichen Serienfertigung wurden 7 kg eines einbasigen Treibladungspulvers entnommen. Die Zusammensetzung des Fabrikationssatzes für dieses Treibladungspulver war: 97,9 % Nitrozellulose (13,15 % N) 0,7 % Stabilisator 1,4 % Zusätze.Example I: A serial production of 7 kg was used taken from monobasic propellant powder. The composition of the fabrication set for this propellant powder was: 97.9% nitrocellulose (13.15 % N) 0.7% stabilizer 1.4% additives.
Die Abmessungen des l-Lochpulvers waren ca 2,3 mm Länge, ca. 1,4 mm Außendurchmesser, ca. 0,25 mm Lochdurchmesser.The dimensions of the 1-hole powder were approx. 2.3 mm in length, approx. 1.4 mm Outside diameter, approx. 0.25 mm hole diameter.
Aus 200 g Titanacetylacetonat, 70 prozentig in Isopropanol, und 500 ml Äthanol wurde eine Behandlungslösung hergestellt und diese in sieben Portionen geteilt.From 200 g titanium acetylacetonate, 70 percent in isopropanol, and 500 ml of ethanol, a treatment solution was prepared and this in seven portions divided.
Das unbehandelte Treibladungspulver wurde in eine beheizbare Behandlungstrommel eingefüllt. In die laufende Trommel wurde eine erste Portion der Behandlungslösung eingesprüht und ca. 2 g Graphit eingegeben-. Anschließend wurde das Treibladungspulver in ca. 30 mn auf eine erhöhte Temperatur von etwa 65 ° C geheizt und dort weitere 30 mn in der Trommel bewegt. Darauf wurde auf ca. 40 OC abgekühlt, die nächste Portion der Behandlungslösung und ca. 2 g Graphit zugegeben und wieder auf etwa 65 OC aufgeheizt. Der Behandlungsgang aus Zugabe und Bewegen wurde bis zum Aufbrauch aller 7 Portionen, jeweils mit Abkühlung dazwischen wiederholt. Beim letzten Behandlungsgang wurde vor dem Abkühlen ca. 30 mn mit abgenommenem Deckel getrommelt. Anschließend wurde das Treibladungspulver 24 Stunden bei 60 OC getrocknet.The untreated propellant powder was placed in a heatable treatment drum filled. A first portion of the treatment solution was placed in the running drum sprayed and entered about 2 g of graphite. Then the propellant powder heated in about 30 minutes to an elevated temperature of about 65 ° C and there more 30 mn moved in the drum. The next portion was then cooled to approx. 40 ° C the treatment solution and approx. 2 g of graphite were added and heated again to approx. 65 ° C. The treatment process of adding and moving was continued until all 7 servings were used up, repeated with cooling in between. The last course of treatment was before cooling, tumbled for about 30 minutes with the lid removed. Subsequently was the propellant powder was dried at 60 ° C. for 24 hours.
Die Bestimmung des Schüttgewichtes gemäß der in den technischen Lieferbedingungen festgelegten Methode des so fertiggestellten Treibladungspulvers ergab einen Wert von 992 g/l. Bei einer Wiederholung des Versuches wurde der Wert von 978 g/l erhalten.The determination of the bulk weight according to the technical delivery conditions determined method of the thus finished propellant powder gave a value of 992 g / l. If the attempt is repeated became the value of 978 g / l obtained.
Ein gleiches Treibladungspulver, das auf analoge Weise behandelt wurde, jedoch nicht mit Titanacetylacetonat, sondern einer entsprechenden Menge Acetylaceton, gelöst in Äthanol, wies ein Schüttgewicht von nur 948 g/l auf. Schließlich hatte ein gleiches Pulver nunmehr in analoger Weise mit Triäthylenglykoldibenzoat behandelt, ein Schüttgewicht von nur 90b i./I.The same propellant powder, treated in an analogous way, but not with titanium acetylacetonate, but with a corresponding amount of acetylacetone, dissolved in ethanol, had a bulk density of only 948 g / l. Finally had an identical powder is now treated in an analogous manner with triethylene glycol dibenzoate, a bulk weight of only 90b i./I.
Die Versuche zeigen, daß ein erfindungsgemäß behandeltes Treibladungspulver ein Schüttgewicht hat, das deutlich über dem Durchschnittswert von 940-950 g/l üblichen Treibladungspulvers liegt. Demgegenüber ist bei einem mit Acetylaceton behandelten Treibladungspulver keine Veränderung der Durchschnittswerte, bei einem mit Triäthylenglykoldibenzoat behandelten Treibladungspulver sogar eine Verringerung des Schüttgewichtes zu verzeichnen.The experiments show that a propellant powder treated according to the invention has a bulk density that is well above the average value of 940-950 g / l usual Propellant powder lies. In contrast, one treated with acetylacetone Propellant powder no change in the average values for one with triethylene glycol dibenzoate treated propellant powder even showed a reduction in bulk density.
Beispiel I: Ein mehrbasiges Treibladungspulver hatte im Fabrikationsansatz die Zusammensetzung: 72,2 % Nitrozellulose (13,1 % N) 21,7 % Diethylenglycoldinitrat 4,6 % Nitroguanidin 1,5 % Stabilisator und Mündungsfouer-dämpfende Zusätze.Example I: A polybasic propellant powder had in the production approach the composition: 72.2% nitrocellulose (13.1% N) 21.7% diethylene glycol dinitrate 4.6% nitroguanidine, 1.5% stabilizer and Mündungsfouer damping additives.
Das Pulver war als l9-Lochpulver mit folgenden Abmessungen gefertigt: ca. 3,9 mm Länge, ca. 3,2 mm Außendurchmesser, ca. 0,2 mm Lochdurchmesser.The powder was manufactured as a 19-hole powder with the following dimensions: approx. 3.9 mm length, approx. 3.2 mm outer diameter, approx. 0.2 mm hole diameter.
3,5 kg dieses Treibladungspulvers wurde gemäß der unter Beispiel 1 beschriebene Methode mit der gleichen Behandlungslösung wie dort-behandelt.3.5 kg of this propellant powder was prepared in accordance with the procedure under Example 1 described method with the same treatment solution as there-treated.
Zum Vergleich wurde eine weitere Probe des gleichen Treibladungspulvers konventionell graphitiert.Another sample of the same propellant powder was used for comparison conventionally graphitized.
Muster beider Proben wurden in einem Trockenschrank bei ca. 65 OC gelagert. Nach 70 Tagen betrug der Gewichtsverlust der konventionell graphitierten Probe 7,2 %, der unter Verwendung von Titanacetylacetonat behandelten Probe nur 5,8 %. Der Versuch belegt also die exudationhemmende Wirkung der Titanacetylacetonat-Beschichtung.Samples of both samples were in a drying cabinet at approx. 65 OC stored. After 70 days the weight loss was that of the conventional graphitized Sample 7.2% of the sample treated using titanium acetylacetonate only 5.8%. The experiment thus proves the exudation-inhibiting effect of the titanium acetylacetonate coating.
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| DE19813150290 DE3150290C2 (en) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | Propellant charge powder with a smooth surface coating and a method for production |
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| EP0218067A1 (en) * | 1985-09-12 | 1987-04-15 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Triple base propellant powder and process for its manufacture |
| EP1227295A3 (en) * | 2001-01-30 | 2003-05-14 | Rheinmetall W & M GmbH | Combustible ammunition part |
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1981
- 1981-12-18 DE DE19813150290 patent/DE3150290C2/en not_active Expired
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| DE3150290C2 (en) | 1986-06-05 |
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