DE700255C

DE700255C - Herstellung dieser Huelse

Info

Publication number: DE700255C
Application number: DE1936A0080693
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Roland Irmann
Original assignee: Aluminium Industrie AG
Current assignee: Aluminium Industrie AG
Priority date: 1936-09-07
Filing date: 1936-10-06
Publication date: 1940-12-16
Also published as: CH190751A

Description

Patronenhülse für Kriegswaffen und Verfahren zur Herstellung dieser Hülse Bei der Herstellung von Patronenhülsen werden die verschiedenen Teile der Hülsen bei der Verformung in ihrer Größe stark voneinander abweichenden Beanspruchungen unterworfen. Dies ist sowohl bei den bekannten Messinghülsen als auch bei Hülsen aus Aluminiumlegierungen der Fall. Aus diesem' Grund ist es z. B. bei Messinghülsen erforderlich, daß der obere Teil der Hülsen nach dem Einziehen des Halses starkerwärmt wird, damit das Metall an der Schulter und am Hals die gewünschte Dehnung erhält, während der untere Teil der Hülsen bei der Erwärmung gegen eine unerwünschte Temperaturerhöhung geschützt wird. Auch bei Patronenhülsen aus Aluminiumlegierungen sind.- gelegentlich örtliche Erhitzungen -der Hülsen erforderlich, so z. B. bei der Ausführung des Verfahrens nach der schweizerischen Patentschrift 190 750.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es vorteilhaft ist, wenn der obere Teil der Hülsen andere Eigenschaften hat wie der untere Teil, und zwar der obere Teil besonders hohe Dehnung, der untere besonders hohe Festigkeit, Eigenschaften, die im allgemeinen einander ausschließen. Hierdurch wird eine Vereinfachung der Herstellung oder eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bestimmter Teile 'der Hülsen erreicht. .
Erfindungsgemäß wird daher eine Patronenhülse aus Aluminiumlegierungen für Kriegswaffen aus- mindestens zwei verschiedenen Alumiiliulnlegiertlngen hergestellt, und zwar derart, daß der obere Teil der fertigen Hülse aus einer anderen Aluminiumlegierung besteht als der Bodenteil, was erlaubt, den verschiedenen Teilen der Hülse die getvünsclitu, verschiedenen mechanischen Eigenschaften %# erteilen.
Bei Patronenhülsen wird verlangt, daß der untere Teil eine möglichst hohe Festigkeit besitzt; andererseits muß der obere Teileine möglichst hohe Dehnung bei ausreichender mechanischer Festigkeit besitzen, da der Hals und der :Mantel beim Schuß radial und auch in der Länge gedehnt werden. Da bei Aluminiumlegierungen wie bei anderen Metallen durch Änderung der Zusammensetzung, Kaltverformung oder Warmbehandlung eine Erhöhung der Dehnung im allgemeinen auf Kosten der Zugfestigkeit und der Streckgrenze erfolgt, sieht man sich bei den üblichen Herstellungsverfahren geztvungcn, auf höchste Zugfestigkeit und Streckgrenze am oberen Teil der Hülsen zu verzichten, um dort die gewünschte Dehnung zu erzielen.
Wenn man aber eine Patronenhülse nach der Erfindung herstellt, so kann man die Zusammensetzung der die Hülse bildenden Aluminiumlegierungen nach Wunsch wählen und für den oberen Teil der Hülse eine Legierung aussuchen, die nach den Verforinungsarbeiten und der Wärmebehandlung (Zwischenglühungen, Vergütung [Aushärtungl u. dgl. i besser gceignete mechanische Eigenschaften ergibt, als man sie erhalten würde, wenn der obere Teil aus derselben Legierung bestände wie der untere.
Es ist aber auch möglich, die Legierungen so zu wählen, daß ohne Anwendung örtlicher Erhitzungen ähnliche Ergebnisse erzielt werden wie bei den Verfahren, bei denen Hülsen aus einer einzigen Aluminiumlegierung örtlich erwärmt werden.
Bei der Herstellung von Patronenhülsen aus einer Altuniniumlegier ung der Gattung AI-Cu-1-Tg wurde festgestellt, daß der Boden der Hülsen nur dann genügend Festigkeit besitzt, wenn dieser nach dem `Vergüten fertiggepreßt wird, d. h. eine :\ achreckung erfährt. Mit Rücksicht auf die erforderliche Festigkeit des Hülsenbodens kann also die Vergütung nicht an der fertigen Hülse vorgenommen werden. Die Vergütung muß ferner vor dem Einziehen des Halses durchgeführt werden, damit für die Formung hzw. Fertigformung des Bodens der Gegenhalter in die Hülse eingeführt werden kann. Es ergibt sich daraus, daß der Mantel und insbesondere der Hals eine starke Nachreckung erfahren und somit einen starken Dehnungsverlust erleiden. lach der s;l1«-eizerisclten Patentschrift 1 9o 75o wird die Dehnung am @heren Teil der Hülse durch eine kurze örtliche Ernrärmung unterhalb der Rekristallisationstemperatur wieder verbessert.
Man könnte auch durch Verwendung einer ;@;armhärtbaren Aluminiumlegierung der Gat-%1pg Al-Cu-'-%1- am Bodenteil die nötige mechanische Festigkeit durch Vergüten nach der Verformung d@ r Hülse erhalten; hierdurch erhält man jedoch eine ungenügende Dehnung am Hals- und am Mantelteil, die aber nicht durch eine kurzzeitige Erwärmung unterhalb der Rekristallisationstemperatur verbessert werden kann.
Erfindungsgemäß kann man unter Umgehung jeder örtlichen Erhitzung die der Vergütung dienende Wärmebehandlung an der fertig verformten Hülse durchführen, wobei die gewünschten mechanischen Eigenschaften sowohl im oberen als auch im unteren Teil erhalten werden, wenn man den unteren Teil der Hülse zum Beispiel aus einer warmhärtbaren Aluminiumlegierung der Gattung Al-Cu-Mg und den oberen Teil aus einer solchen Aluminiumlegierung herstellt, die nach dein Glühen und Abschrecken bei der künstlichen Alterung (Warmhärtung) einen nur geringen oder keinen Dehnungsabfall aufweist. Diese Bedingung wird beispielsweise durch eine Legierung bestehend aus Aluminium mit 3 bis 60'o Kupfer und 0,3 bis 2 0 o Silicium erfüllt. Diese bekannte Legierung kann auch etwas -Mangan enthalten. Beim Warmhärten bei 130' während 8 Stunden z. B. ändert sich die Dehnung kaum; sie steigt beispielsweise von 21 auf 220%o" wenn sie an einem Probestab üblicher Abmessungen, z. B. mit einer Dicke von t mm, bei der üblichen Meßlänge von l= 11,3 j h' gemessen wird. Auch die Streckgrenze (a0,2) zeigt dabei ein Ansteigen von z. B. 15 auf 22 kg tnin=. Bei diesem Warmhärten wird die Streckgrenze auch am Bodenteil erhöht, und zwar bedeutend mehr, wenn dieser aus einer geeigneten warmhärtbaren Legierung der Gattung Al-Cu-Mg besteht; bei Probestäben üblicher Abmessungen würde man ein Ansteigen der Streckgrenze von z. B. 18 auf 45 kgimm= feststellen; allerdings wird die Dehnung vermindert (bei Probestäben üblicher Abmessungen würde man einen Rückgang von 22 auf 120i0 z. B. feststellen), was am unteren Teil der Hülse nicht besonders nachteilig ist. Damit der obere Teil der Hülse keinen oder einen nur geringen Dehnungsabfall erleidet, muß selbstverständlich dafür gesorgt werden, daß die Temperatur des Warmhärtens nicht zu hoch und die Dauer nicht zu lang ist.
Es ist nicht möglich, im obigen Beispiel und auch nicht bei weiteren ähnlichen Beispielen den höchst zulässigen Dehnungsahfall am oberen 'feil der Hülse sowie die notwendige Verfestigung am Bodenteil durch Festigkeitszahlen. auszudrücken, da die Bestimmung der Dehnung und der Streckgrenze im Hinblick auf die kleinen Ausmaße der Probestäbe, die an der Hülse entnommen werden können, bzw. auf die besondere Form des Bodenteils, nicht in befriedigender' Weise möglich ist. Ob- die Dehnung am. Mantelteil und am Hals der Hülse und die, Streckgrenze am Bodenteil genügend hoch sind, erweist sich bei den Schießversuchen. Ist die Dehnung am Mantelteil und am Hals zu gering, so entstehen Risse beim Schuß: Schon beim Einsetzen der Geschosse können Risse am Hals entstehen. Ist der Werkstoff der Hülse am Bodenteil nicht genügend fest, so tritt unter dem Explosionsdruck eine Erweiterung wes Bodens ein, was meistens ein Lockerwerden oder ein Ausfallen des Zündhütchens zur Folge hat.
Um die Herstellung der Patronenhülsen möglichst einfach zu halten, ist es am günstigsten, wenn die Hülse einer einheitlichen Warmhärtung unterworfen wird. Es können aber auch Fälle eintreten, bei denen es sich empfiehlt, den oberen Teil der Hülse bei einer anderen Temperatur als den unteren Teil, und zwar zweckmäßig gleichzeitig, gegebenenfalls aber auch nacheinander, der Warmhärtung zu unterziehen, falls die hierbei erreichbaren besonders guten Eigenschaften des Erzeugnisses die Schwierigkeiten der Herstellung überwiegen. -Man kann auch Legierungen verwenden, die üblicherweise nicht warm gehärtet werden; bei der Wärmebehandlung ist dann auf diese Eigenschaft Rücksicht zu nehmen und ein besonderes Warmhärten dieser Legierung zu vermeiden.
Die Erfindung ist nicht auf eine aus zwei verschiedenen Aluminiumlegierungen bestehende Patronenhülse beschränkt. Es kann sich z. B. als günstig erweisen, eine dritte Legierung als übergangslegierung zu wählen. Natürlich steht dem nichts im Wege, daß aus irgendwelchen Gründen auch mehr als drei Legierungen für die Herstellung von Patronenhülsen nach der Erfindung verwendet sind.
Bei der Herstellung der neuen Patronenhülsen geht man von irgendwelchen Verbundkörpern aus, deren Herstellung nicht den Gegenstand der Erfindung bildet.
Der Verbundkörper kann eine Scheibe sein, die mindestens zwei konzentrische, aus verschiedenen Aluminiumlegierungen bestehende Teile aufweist. Solche Scheiben erhält man beispielsweise dadurch, daß man eine Stange, die innen aus einer anderen Legierung besteht als außen, senkrecht zur Achse zerschneidet oder zersägt. Man kann. aber auch. Verbundkörper verwenden,, die aus mindestens z-,vei, mit ihren Stirnseiten innig miteinander verbundenen Scheiben. aus verschiedenen Aluminiumlegierungen bestehen. Solche Verbundkörper können zum Beispiel aus einem Verbundblech ausgestanzt werden.
Es -kann. zweckmäßig sein, äeirn .Verbundkörper zwischen den Teilen, aus Aluminiumlegierungen, eine bzw. mehrere Reiualuminiumlagen vorzusehen, die im Verlauf der Fertigung der Hülse durch Diffusion verschwinden.
Besonders bei der Herstellung von Patronenhülsen unter Verwendung von einer aus einem Verbundblech ausgestanzten Scheibe kann ein Teil der Legierung, die zur Hauptsache den Bodenteil bilden soll, bis in die obere Hälfte der Patronenhülse als dünne Schicht heraufgearbeitet werden; man sorgt selbstverständlich dafür, daß in einem solchen Falle die gewünschten Festigkeitseigenschaften an den verschiedenen Teilen der Hülse möglichst nicht unerwünscht beeinträchtigt werden. '

Claims

PATLNTANSPRÜCHE: i. Patronenhülse für Kriegswaffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mindestens zwei verschiedenen Aluminiumlegierungen besteht, und zwar der obere Teil der fertigen Hülse aus einer anderen Aluminiumlegierung als der Bodenteil, wobei in Hinblick auf die besondere Beanspruchung beim Schuß die Legierung am oberen Teil der Hülse bei ausreichender Festigkeit hohe Dehnung, die Legierung am Hülsenboden hohe Festigkeit besitzt.
2. Patronenhülse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus vergütbaren Aluminiumlegierungen besteht, die so ausgewählt sind, daß nach der Wärmebehandlung die Legierung am oberen Teil der Hülse bei ausreichender Festigkeit hohe Dehnung, die Legierung am Hülsenboden hohe Festigkeit besitzt.
3. Patronenhülse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den oberen Teil der Hülse eine Aluminiumlegierung mit 3 bis 6% Kupfer und 0,3 bis Silicium, gegebenenfalls mit einem Zusatze von Mangan, Rest Aluminium, für den Bodenteil der Hülse aber eine warmhärtbare Legierung der Gattung Al-Cu-Mg verwendet wird. q..
Verfahren zum Herstellen von Patronenhülsen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Verbundkörpern der verschiedenen Alumini-_ um-legierungen geformt werden.
5. Verfahren nach Anspruch ¢, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus einer Scheibe hergestellt wird, die mindestens zwei konzentrische, aus den verschiedenen Aluminiumlegierungen bestehende Teile aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben aus einer Stange geschnitten werden.
7. Verfahren nach Anspruch ¢, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundkörper aus miteinander verbundenen Blechen ausgestanzt und zu Hülsen verformt werden. B. Verfahren zum Herstellen der Hülsen. nach Anspruch r, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Verbundkörper benutzt werden, bei denen zwischen den verschiedenen Aluminiumlegierungen Zwischenlagen aus Reinaluminium angeordnet sind.