EP0026511B1 - Procédé de fabrication d'un canon composite - Google Patents

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EP0026511B1
EP0026511B1 EP80200826A EP80200826A EP0026511B1 EP 0026511 B1 EP0026511 B1 EP 0026511B1 EP 80200826 A EP80200826 A EP 80200826A EP 80200826 A EP80200826 A EP 80200826A EP 0026511 B1 EP0026511 B1 EP 0026511B1
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EP
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barrel
manufacturing
des
une
layers
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EP80200826A
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Pierre Van Der Wielen
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00—Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/02—Composite barrels, i.e. barrels having multiple layers, e.g. of different materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12806—Refractory [Group IVB, VB, or VIB] metal-base component
    • Y10T428/12826—Group VIB metal-base component
    • Y10T428/12847—Cr-base component
    • Y10T428/12854—Next to Co-, Fe-, or Ni-base component

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a composite gun.
  • the object of the invention is to provide a method of manufacturing such a gun, the latter consisting of three superimposed layers without solutions of continuity.
  • a satisfactory method consists, in accordance with the invention, of threading three tubes, each intended to form one of the above-mentioned layers, and co-hammering them on the mandrel until all solution of continuity between said tubes disappears.
  • a striped mandrel will be used for co-hammering, which makes it possible to obtain a striped blank and thereby reduces the manufacturing costs.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un canon composite.
  • Les armes automatiques sont des mécanismes dont les sous-ensembles et les pièces constitutives sont soumis à des contraintes de fonctionnement sévères. Il en est particulièrement ainsi des canons et tout spécialement des canons des armes utilisées à des cadences très élevées, tels que les canons des mitrailleuses. Dans ce cas, le métal du canon est sollicité mécaniquement alors qu'il est maintenu à une température relativement élevée et en tous cas supérieure à 500 °C. Cette élévation de la température est due à la combustion de la poudre propulsive et aux frottements. L'énergie disponible sert principalement à mouvoir le projectile, mais une fraction non négligeable de cette énergie est transformée en chaleur qui est dissipée vers l'extérieur au travers du métal du canon qui s'échauffe fortement. En fait, les contraintes peuvent être résumées de la façon suivante :
    • l'érosion et la corrosion par les gaz de combustion de la poudre propulsive ;
    • la fatigue thermique due aux sollicitations mécaniques répétées à température élevée ;
    • la friction provoquée par le passage du projectile qui, partant d'une vitesse nulle, acquiert une vitesse de plusieurs centaines de m/sec. en une milliseconde ;
    • une pression Interne de plusieurs milliers de bars qui induit dans le canon des tensions mécaniques Importantes mais de courte durée.
  • Ces phénomènes sont bien connus des spécialistes et ils ont tenté par divers moyens de trouver des solutions à ce problème complexe, car si les aciers alliés (matériaux généralement utilisés pour la confection des canons) permettent aux armes de fonctionner correctement à des cadences relativement faibles, ils n'autorisent pas l'application de cadences élevées pendant un laps de temps raisonnable. Il en découle que la vie d'un canon en acier utilisé à des cadences élevées est relativement brève. On peut donc dire qu'il existe un besoin réel de disposer d'un canon permettant le tir à cadences élevées avec une durée de vie acceptable dans ces conditions. Ce canon devrait en fait présenter les caractéristiques suivantes :
    • une résistance mécanique élevée à température ambiante et à 900 °C ;
    • une bonne résilience jusqu'à - 60 °C ;
    • un coefficient de frottement faible vis-à-vis des matériaux utilisés comme enveloppe des projectiles même à des températures de l'ordre de 1000°C;
    • une résistance appréciable à la corrosion par les gaz de combustion des poudres propulsives ;
    • une faible susceptibilité à la fatigue thermique ;
    • une conductivité thermique importante ;
    • une bonne aptitude à la mise à forme à l'aide des équipements classiques permettant de réaliser sans difficultés majeures le rayage interne et l'usinage externe.
  • Le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication d'un tel canon, ce dernier étant constitué de trois couches superposées sans solutions de continuité.
  • Des matériaux convenant à la réalisation d'un tel canon sont par exemple :
    • - pour la couche interne, le chrome, le tungstène, le niobium, le carbure de tungstène et similaires ou des alliages de ceux-ci ;
    • - pour la couche médiane, des alliages à base de cobalt tels qu'utilisés entre autres dans la construction des turbo-réacteurs ;
    • - pour la couche externe, des aciers alliés, par exemple au chrome-molybdène d'un usinage relativement aisé.
  • L'absence de solutions de continuité est essentielle, sans quoi existeraient des points chauds conduisant à des destructions prématurées. Des essais ont démontré que la superposition de couches tubulaires par frettage ou assemblage mécanique laissait apparaître des discontinuités d'épaisseur, malgré toutes les précautions prises pour les éviter. Or, une discontinuité d'épaisseur inférieure à 0,01 mm est suffisante pour créer un point chaud et conduire à une destruction prématurée.
  • Un procédé satisfaisant consiste, conformément à l'invention, à enfiler trois tubes, destinés chacun à former l'une des couches susdites, et à les co-marteler sur mandrin jusqu'à disparition de toute solution de continuité entre lesdits tubes.
  • L'absence de solutions de continuité peut facilement être vérifiée par examen au microscope de coupes longitudinales ou radiales du canon. Cependant, cette méthode destructive ne s'applique pas au contrôle de la fabrication. Dans ce cas, les examens sont réalisés par radiographie ou radioscopie ou encore par les techniques ultra-soniques.
  • On utilisera avantageusement un mandrin rayé pour le co-martelage, ce qui permet d'obtenir une ébauche rayée et réduit de ce fait les coûts de fabrication.
  • L'essai a démontré que la vie du canon composite déterminée sur la base d'un critère de précision de tir, était trois fois plus élevée que celle du canon conventionnel.

Claims (3)

1. Procédé de fabrication d'un canon composite composé de trois couches superposées consistant à enfiler trois tubes, destinés chacun à former l'une des couches susdites et à les co-marteler sur mandrin, caractérisé en ce que le co-martelage a lieu jusqu'à disparition de toute solution de continuité entre lesdits tubes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par l'utilisation d'un mandrin rayé.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux co-martelés sont choisis de manière à présenter des propriétés élastiques de même ordre de grandeur.
EP80200826A 1979-09-26 1980-09-03 Procédé de fabrication d'un canon composite Expired EP0026511B1 (fr)

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