ITMI981259A1 - Sistema di tenuta per pezzi di artiglieria e procedimento per la sua preparazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione si riferisce ad un sistema di tenuta per pezzi di artiglieria secondo il preambolo della rivendicazione 1. L'invenzione si riferisce inoltre ad un procedimento per la preparazione di questi sistemi di tenuta.

Un sistema di tenuta per pezzi di artiglieria è noto dal brevetto DE-4006215 Al. Esso è costituito sostanzialmente da un anello di fondo, da un anello di guarnizione e da un inserto di otturazione e deve assicurare la tenuta sul lato posteriore della canna dell'arma nei confronti dei gas prodotti dalla polvere da sparo che originano al momento del tiro. A causa delle levate sollecitazioni che si manifestano durante il tiro, le parti appartenenti al sistema di tenuta sono normalmente realizzate in acciaio.

Al contrario delle munizioni provviste di bossoli, in cui la guaina del bossolo deve proteggere normalmente solo una volta la canna del pezzo di artiglierà sul lato posteriore nei confronti dei gas provenienti dalle polveri da sparo, la tenuta nel caso dei pezzi di artiglieria si svolge, per una molteplicità di colpi, attraverso il sistema di tenuta. Poiché le parti del sistema di tenuta sono esposte direttamente ai gas e ai residui delle polveri da sparo, esse sono sottoposte ad elevate sol lecitazioni termiche, corrosive, abrasive e nel caso di perdite di gas (cioè nel caso di perdite puntiformi dei gas caldi prodotti dalla polvere da sparo attraverso l 'anel lo di guarnizione e l ' inserto di otturazione) anche a sol lecitazioni erosive. Le superfici delle parti del si stema di tenuta sono aggredite corrosivamente e abrasivamente in modo intenso, dai gas e dai residui del le polveri cosi da dare in modo relativamente rapido una struttura superficiale difettosa cui aderiscono bene i residui del le polveri e che facil ita l a perdita di gas.

Al la base della presente invenzione vi è i l compito di fornire un sistema di tenuta per armi in cui si evitano in l arga mi sura anche nel caso di elevate pressioni ed elevate frequenze di tiro, le formazioni di rugosità sul le superfici delle parti che compongono il sistema di tenuta e quindi anche le perdite di gas. Inoltre, si deve descrivere un procedimento per la produzione di questo sistema di tenuta.

Questo compito, per quanto riguarda il sistema di tenuta, è assolto grazie alle caratteristiche del la rivendicazione 1, e, per quanto riguarda il procedimento, grazie al le caratteristiche del la rivendicazione 4. Altre forme di real izzazione vantaggiose dell ' invenzione sono indicate dalle rivendicazioni dipendenti .

Alla base dell 'invenzione vi è sostanzialmente il concetto di munire le parti del sistema di tenuta, per lo meno nelle zone superficial i , che costituiscono le superfici di guarnizione al momento del tiro, di un materiale adatto di rivestimento. Come materiali di rivestimento si sono dimostrati adatti prodotti duri , qual i nitruro di cromo (CrN), nitruro di titanio (Ti N) , carbonitruro di titanio (TiCN) , alluminio nitruro di titanio, oppure una combinazione di questi materiali .

Il sistema di tenuta secondo l ' invenzione presenta il grande vantaggio che la durata della vita e l 'affidabilità del sistema sono sostanzialmente maggiori rispetto ai sistemi di tenuta noti , così che è solo raramente necessaria una laboriosa sostituzione dell 'anello di fondo e/o dell ' inserto di otturazione.

Non si hanno inoltre problemi di adattamento a causa della relativa sottigl iezza del rivestimento (2-5^um) .

Si è inoltre dimostrato che i rivestimenti di materiale duro sono facil i da pul ire e non sono rimossi durante la pul itura.

Il rivestimento delle superfici delle rispettive parti del sistema di tenuta avviene vantaggiosamente mediante una separazione da fase vapore dei material i che costituiscono il rivestimento. Queste tecniche di rivestimento sono note anche con il nome di procedimenti PVO (deposizione fisica di vapori ) oppure CVD (deposizione chimica di vapori) . La separazione dei materiali duri, metalli, leghe o ceramiche, avviene a temperature tra 200“C e 650’C.

Con questi procedimenti di per sè noti (confronta per esempio K. Reichel, "Beschichtungen aus der Dampfphase: Eine Einfiihrung", in: H.O. Steffens und W. Brandi, "Moderne Beschichtungsverfahren", Edizioni DGM, 1992, Pagine 225-228) è possibile ottenere dei rivestimenti anche su acciai già bonificati senza perdite di durezza e senza deformazioni. In questo modo non si hanno alterazioni del materiale di fondo.

Secondo una forma vantaggiosa di realizzazionedell'invenzione le rispettive parti del sistema di tenuta sono munite di un doppio rivestimento. A questo scopo sul materiale di base si applica dapprima uno strato di CrN e successivamente sopra questo uno strato di TiN. In questo modo si può stabilire in modo semplice quando si devono sostituire le rispettive parti del sistema di tenuta. Infatti, quando lo strato color oro lucente di TiN si è usurato dopo qualche tempo, viene alla luce lo strato sottostante di base di colore cromo lucente. Questo strato di base svolge però per un certo tempo in modo completo la funzione dello strato di copertura, ma indica però, con il cambiamento di colore, che è consigliabile una sostituzione delle parti del sistema di tenuta (per esempio dell'anello di tenuta).

La combinazione degli strati di CrN e TiN serve non solo da indicazione visiva di usura, ma la combinazione consente anche delle migliori caratteristiche complessive. In essa lo strato di CrN serve principalmente da protezione contro la corrosione e svolge anche un'azione di protezione nei confronti dell'abrasione. Lo strato di TiN migliora considerevolmente la protezione contro l'abrasione delle parti del sistema di tenuta.

Altri dettagli e vantaggi dell'invenzione si hanno dai seguenti esempi di realizzazione illustrati con l'aiuto delle figure.

La figura 1 è una sezione longitudinale attraverso una zona parziale dell'estremità sul lato dell'otturatore di una canna d'arma, e

la figura 2 è una rappresentazione ingrandita della sezione indicata con II nella figura 1.

Nella figura 1 è indicata con 1 una canna d'arma cui è associato sul lato di fondo un cuneo di otturazione 2. Il cuneo di otturazione 2 si trova nella sua posizione chiusa e comprende un inserto di otturazione 3. Questo forma la superficie di appoggio di un anello di tenuta 4 di forma rettangolare, il quale è alloggiato in una cavità 5 di un anello di fondo 6, il quale da parte sua è collegato con la canna dell'arma 1. Il modo di operare di questo sistema di tenuta è di per sè noto ed è descritto in dettaglio nel brevetto DE-4006215 Al già menzionato.

Diversamente dal sistema di tenuta descritto nel brevetto DE-4006215 Al, nel caso del sistema secondo l'invenzione è previsto di munire l'inserto di otturazione 3, l'anello di tenuta 4 e l'anello di fondo 6 di un rivestimento avente uno spessore di 2-5 um di nitruro di cromo, nitruro di titanio, carbonitruro di titanio o di una combinazione di questi materiali. I rivestimenti corrispondenti sono indicati a tratteggio nella figura 2 e sono contrassegnati con i numeri di riferimento 7-9.

Si è dimostrato particolarmente vantaggioso eseguire il rivestimento delle superfici delle rispettive parti del sistema di tenuta utilizzando il procedimento PVD oppure il procedimento CVD. In questo modo sono possibili dei rivestimenti su acciai già bonificati senza perdite di durezza e senza deformazioni e non ha luogo una modifica del materiale di base.

L'invenzione non è naturalmente limitata all'esempio di reaiizzazione rappresentato concretamente e descritto in precedenza. Si è per esempio dimostrato vantaggioso applicare un doppio rivestimento anziché solo uno strato sulle rispettive parti dei sistemi di tenuta. A questo scopo, sul rispettivo materiale di base, per esempio dell'anello di tenuta, si applica prima uno strato di CrN e su questo successivamente uno strato di TiN. Infatti, come già detto in precedenza, con questo accorgimento si può stabilire in modo semplice in che momento si deve sostituire la rispettiva parte del sistema di tenuta in quanto i due rivestimenti presentano un colore diverso.

Come materiali di rivestimento, oltre ai materiali duri, si possono prendere in considerazione anche metalli, leghe e materiali ceramici purché essi assicurino una protezione nei confronti della corrosione e dell'usura delle parti del sistema di tenuta. Come metalli resistenti alla corrosione si possono per esempio prendere in considerazione cromo, oro, tungsteno, niobio, tantalio e loro leghe, come pure materiali ceramici, soprattutto ossido di zirconio, ossido di alluminio.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1) Sistema di tenuta per pezzi di artiglieria comprendente un anello di fondo (6), un anello di tenuta (4) ed un inserto di otturazione (3), caratterizzato dal fatto che almeno una delle parti del sistema di tenuta (3,4,6) è munita di almeno uno strato (7-9) costituito da un materiale duro oppure da un metallo, rispettivamente da una lega metallica o da un materiale ceramico resistenti alla corrosione e all'usura sulla sua superfìcie rivolta verso i gas prodotti dalla polvere da sparo.
2. 2) Sistema di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il materiale duro è costituito da nitruro di cromo, nitruro di titanio, carbonitruro di titanio, alluminionitruro di titanio, oppure da una combinazione di questi materiali.
3. 3) Sistema di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la rispettiva parte del sistema di tenuta (3,4,6) è provvista di almeno due strati sovrapposti, in cui il primo strato rivolto verso la parte del sistema di tenuta priva di rivestimento è costituito da nitruro di cromo e il secondo strato adiacente (esterno) è costituito da nitruro di titanio.
4. 4) Sistema di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che lo spessore della parete del rivestimento (7-9) applicato sulla rispettiva parte del sistema di tenuta (3,4,6) è compreso tra 2 e 5 um .
5. 5) Procedimento per la produzione di un sistema di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il rivestimento (7-9) della rispettiva parte del sistema di tenuta (3,4,6) avviene mediante una separazione da fase vapore dei materiali di rivestimento (procedimento PVD, rispettivamente CVD).
6. 6) Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la separazione dei materiali duri, metalli, leghe o materiali ceramici, avviene a temperature tra 200°C e 650°C.