KR20030048426A - 무연 분말 금속 발사체 - Google Patents

무연 분말 금속 발사체 Download PDF

Info

Publication number
KR20030048426A
KR20030048426A KR10-2003-7004926A KR20037004926A KR20030048426A KR 20030048426 A KR20030048426 A KR 20030048426A KR 20037004926 A KR20037004926 A KR 20037004926A KR 20030048426 A KR20030048426 A KR 20030048426A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lead
projectile
free
density
powder
Prior art date
Application number
KR10-2003-7004926A
Other languages
English (en)
Inventor
스톤제프리더블유
Original Assignee
알에이 브랜즈. 엘엘씨.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/684,230 external-priority patent/US6892647B1/en
Application filed by 알에이 브랜즈. 엘엘씨. filed Critical 알에이 브랜즈. 엘엘씨.
Publication of KR20030048426A publication Critical patent/KR20030048426A/ko

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
    • F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B8/00—Practice or training ammunition
    • F42B8/12—Projectiles or missiles
    • F42B8/14—Projectiles or missiles disintegrating in flight or upon impact
    • F42B8/16—Projectiles or missiles disintegrating in flight or upon impact containing an inert filler in powder or granular form

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 저 연성 금속 분말 및 고 연성 금속 분말을 포함하는 바람직한 실시예들을 포함하고, 납보다 덜 조밀한 밀도를 갖는 무연 발사체에 관한 것이다.

Description

무연 분말 금속 발사체{LEAD FREE POWDERED METAL PROJECTILES}
납은 환경 및 건강 문제의 잠재 원인이기 때문에, 무연 발사체 및 무기에 대한 요구 뿐만 아니라 이런 무연 발사체 및 무기를 제조하는 방법에 대한 요구가 있다. 무른 무연 발사체는 실내 사격 거리에 유용하고, 공기중의 납 먼지로부터 기인하는 어떤 잠재적 문제들을 감소시킬 뿐만 아니라 환경정화 비용도 줄일 수 있다. 단단한 무연 발사체는 사냥 및 다른 실외 활동들, 특히 이런 활동들이 환경적으로 민감한 지역에서 발생할 경우에 유용하다.
종래의 무연 발사체들은 가능하면 정확하게 납의 이론적 밀도를 모방하려고 착상, 설계, 배열 및 제조 되었다. 이런 모방은 종래에는 바람직하게 생각되었고그 결과 사냥꾼들은 납을 포함하는 발사체를 발사하는 감촉과 납을 포함하지 않는 발사체를 발사하는 감촉 사이에 큰 차이를 감지하지 못했다. 예를 들어, Lowden 등의 미국특허 5,760,331는 납 성분보다 더 조밀한 밀도 및 덜 조밀한 밀도를 포함함으로써 납 밀도에 근접하도록 고안된 무연 발사체를 개시한다.
무연 발사체의 요구에 대한 한 해결책은 텅스턴 및 철과 구리의 그룹으로 부터 선택되는 적어도 하나의 다른 금속을 포함하는 금속 입자들의 압축되고, 소결되지 않은 혼합물을 사용하는 것이다. 그러나, 이 혼합물 처리 및 텅스텐의 사용은 이런 발사체의 제조 비용을 증가시킨다.
본 출원은 미국특허 5,917,143인 1997년 8월 8일에 출원된 출원 번호 08/908,880의 계속 출원인 공동 출원 계속중인 출원 번호 09/226,252의 일부 계속 출원이다.
본 발명은 무연 발사체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 발사체를 함유하는 종래의 납보다 확연히 덜 조밀한 밀도의 무연 발사체에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이론적인 납의 밀도에 근접하도록 고안된 종래의 무연 발사체 보다 확연히 덜 조밀한 밀도의 무연 발사체에 관한 것이다.
본 발명은 납의 이론적 밀도에 의해 제한되지 않는 무연 발사체를 제공함으로써 사용되는 물질 및 제조 방법의 면에서 더 많은 융통성을 제공한다. 본 발명의 발사체는 고가의 물질 및 처리의 비용 없이 무연 발사체에 대한 요구를 만족시킨다. 본 발명의 상기 발사체는 유사한 "감촉"을 나타내고 유사한 구경 및 크기의 납 발사체의 탄도 특성 뿐만 아니라 유사한 무연 발사체의 탄도 특성을 모방한다. 구체적으로, 본 발명은 납보다 밀도는 덜 조밀하나 유사한 외부 탄도 특성들이 남아있는 납의 대안을 제공한다. 보다 바람직한 실시예에서, 본 발명의 발사체는 특히, 약 100 야드 및 그 이하의 범위 내에서 발사되는 경우에, 종래의 납 함유 및 무연 발사체와 유사한 외부 탄도 특성을 나타낸다.
구체적으로, 본 발명은 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 압축된 혼합물을 포함하고, 상기 저 연성 금속 분말이 납보다 덜 조밀하고 발사체가 납보다 덜 조밀한 무연 발사체를 제공한다. 또한, 본 발명은 납의 이론적인 밀도보다 적은 밀도를 갖는 무연 발사체를 제공한다. 본 발명은 또한 철 분말 및 주석, 아연과 이들의 합금 및 혼합물들로부터 선택되는 적어도 하나의 분말의 압축된 혼합물을 포함하는 무연 발사체를 제공한다.
본 발명의 발사체 및 이를 제조하는 방법은 다음의 설명을 참조하여 완전히 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용될 때, 발사체는 탄환, 산탄 및 소형화기와 관련된 다른 발사체들을 포함한다. 명세서에서 사용되는 발사체는 압축된 금속 분말로부터 형성된 코어 뿐만 아니라 한 발의 탄환을 형성하기 위하여 카트리지에 장전될 수 있는 덮개가 있거나 없는 코어를 포함한다. 상기 발사체 및 처리방법의 변이 및 변형은 당업자에게 명백할 경우, 본 발명의 원리를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명의 발사체는 금속 분말의 혼합물을 포함하고 이런 발사체의 제조에 도움이 되는 윤활유 및 다른 물질들을 포함할 수 있다.
금속 분말은 적어도 하나의 고 연성 금속 분말 및 적어도 하나의 저 연성 금속 분말의 혼합물이다. 상기 고 연성 금속 분말은 냉간 형성 및 통상적인 발사체 형성 기술에 의해 분말 금속 혼합물을 최종 발사체 모양으로 용이하게 제조된다. 상기 저 연성 금속 분말은 저 연성 금속의 물질 특성들을 손상시키지 않는 충전제로서 작용함으로써 분말 금속 혼합물의 전체 비용을 감소시킨다.
상기 고 연성 금속 분말은 단일 금속 또는 고 연성을 갖는 금속 분말들의 혼합물일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 고 연성은 물질의 응력-변형 특성이 탄성및 비탄성 반응 영역 사이에서 거의 식별할 수 없이 변이될 것을 의미한다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 고 연성 금속 분말의 예들은 주석, 아연, 구리, 알루미늄, 황동 및 낮은 함량의 금 및 백금을 포함한다. 사용되는 임의의 금속의 밀도가 납보다 더 조밀하다면, 저 연성 금속의 밀도는 납보다 덜 조밀해야 한다. 사용될 수 있는 상기의 고 연성 금속들 중에서, 주석 및 아연이 특히 바람직하다. 특정 고 연성 금속 분말 또는 분말들의 혼합물의 선택은 발사체 제조에 사용되는 특정 저 연성 금속 물질 및 저 연성 금속 물질 대 고 연성 금속 분말의 비를 포함하는 다양한 요인들에 의존될 것이다. 또한, 고 연성 금속 분말이 금속 분말들의 혼합물인 경우에, 저 연성 금속들은 고 연성을 갖는 콤팩트를 형성하기 위하여 바람직한 고 연성 금속들과 조합해서 사용될 수 있다.
고 연성 금속 분말의 밀도는 바람직하게는 납의 이론적 밀도보다 덜 조밀하나, 만일 발사체의 밀도가 납보다 덜 조밀한 경우, 고 연성 금속 분말의 밀도는 납보다 더 조밀할 수 있다. 게다가, 고 연성 금속 분말이 분말들의 혼합물인 경우, 혼합물은 다양한 밀도의 금속들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 혼합물들의 밀도가 납의 이론적 밀도보다 적은 것이 바람직하지만, 발사체의 혼합 밀도가 납의 이론적 밀도보다 적은 경우, 혼합물의 밀도는 납보다 클 수 있다.
저 연성 금속 분말은 단일 금속 또는 저 연성을 갖는 금속 분말들의 혼합물일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 저 연성은 물질이 물질의 응력-변성 특성 관계에 있는 탄성 및 비탄성 반응 지역 사이에서 명확히 밝혀진 변이를 갖게 될 것을 의미한다. 본 발명에 따라 사용될 수 있는 저 연성 금속 분말의 예들은 철, 강, 스테인리스강 및 니켈을 포함한다. 물론, 철이 특히 바람직하다. 특정한 저 연성 금속 분말 또는 분말들의 혼합물의 선택은 발사체 제조에 사용되는 특정한 고 연성 금속 물질 및 저 연성 금속 분말 및 고 연성 금속 분말의 비를 포함하는 다양한 요인들에 의존될 것이다. 또한, 저 연성 금속 분말이 금속 분말들의 혼합물을 포함하는 경우, 고 연성 금속들은 저 연성을 갖는 혼합물을 형성하기 위하여 바람직한 저 연성 금속들과 조합해서 사용될 수 있다.
저 연성 금속 분말의 밀도는 바람직하게는 납의 이론적 밀도보다 적으나, 만일 발사체의 합성 밀도가 납보다 적은 경우, 저 연성 금속 분말의 밀도는 납보다 클 수 있다. 게다가, 만일 저 연성 금속 분말이 분말들의 혼합물로 구성된다면, 혼합물은 다양한 밀도의 금속들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 혼합물들의 밀도는 납의 이론적 밀도보다 적은 것이 바람직하지만, 발사체의 밀도가 납의 밀도보다 적은 경우, 혼합물의 밀도는 납보다 클 수 있다.
고 및 저 연성 금속 분말들의 각각의 밀도들과는 무관하게, 분말들로부터 형성되는 발사체의 밀도는 바람직하게는 납의 이론적 밀도보다 적다.
본 발명의 발사체를 얻기 위하여, 발사체가 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 부피비로 2:1을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 비는 압축 금속 분말 혼합물이 본 발명의 발사체 제조에 도움을 주는 연성 및 성형성과 같은 특성들을 포함하는 혼합물에서 보다 높게 나타나는 분말 금속의 특성들을 갖게 한다. 바람직한 금속 특성들은 고 연성 금속 분말의 특성들이기 때문에, 고 연성 금속 분말이 혼합물의 높은 비율을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발사체는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있다. 전형적으로, 발사체는 금속 분말의 혼합물을 압축하고 발사체를 마무리처리함으로써, 필요하다면, 소결(sintering), 스웨이징(swaging)함으로써, 그렇치 않으면 압축 혼합물을 변형함으로써 제조된다. 다른 마무리처리 단계들은 압축 혼합물에 덮개를 씌우는 것을 포함한다. 덮개를 씌우는 일은 공지된 다양한 방법들에 의해 성취될 수 있다. 압축화는 실질적으로 주위 조건, 가열하지 않거나 가열하는 조건에서 실행될 수 있다. 제조 방법은 원하는 발사체, 금속 분말들의 특정한 조성, 금속 분말들의 특정한 크기 및 당업자에게 명백해질 다른 요인들을 포함하는 다양한 변수들에 따라 변할 수 있다.
금속 분말들의 혼합물을 압축할 때, 저 연성 분말이 약 44부터 250㎛까지의 압축전 입자 크기 분포를 갖는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 바람직한 저 연성 혼합물은 약 15 내지 25중량%의 약 44㎛까지의 입자, 5 내지 70중량%의 약 44 내지 149㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 5 내지 15중량%의 약 149 내지 250㎛의 입자 크기를 갖는 입자 분포를 가질 수 있다. 22중량%의 약 44㎛까지의 입자, 약 68중량%의 약 44 내지 149㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 10 중량%의 약 149 내지 250㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 압축전 입자 크기 분포가 더욱 유익하다. 원하는 입자 크기 분포는 광학적 측량 및 선별을 포함하는 다양한 통상적인 방법들을 통해 결정되고 얻을 수 있다. 상기 입자들은 또한 특정한 입자 크기 분포로 상업적으로 이용가능하다. 바람직한 고 연성 물질은 약 45 내지 180㎛의 압축전 입자 크기 분포를 갖는 분말을 포함한다. 보다 구체적으로, 바람직한 고 연성 혼합물은약 10 내지 14중량%의 약 45㎛까지의 입자들, 약 30 내지 50중량%의 약 75㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 20 내지 30중량%의 약 106㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 5 내지 10중량%의 약 150㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 2 내지 4 중량%의 약 180㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 입자 분포를 갖는다. 약 14중량%의 약 45㎛까지의 입자들, 약 48중량%의 약 75㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 28중량%의 약 105㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 7중량%의 약 150㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 3중량%의 약 180㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 저 연성 금속에 대한 압축전 입자 크기 분포가 더 유익하다.
본 발명의 발사체의 어떤 실시예들은 쉽게 부서질 수 있다. 무기 및 탄약 산업에서의 용도와 일치하는 본 명세서에서 사용되는 쉽게 부서질 수 있다는 것은 발사체가 딱딱한 목표를 때린 후에 완전히 분리되는 것을 의미한다. 본 발명의 단단한 무연 발사체는 단지 고 및 저 연성 금속 분말들의 냉간 압축을 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 본 발명의 무른 무연 발사체는 단지 고 및 저 연성 금속 분말들의 냉간 압축을 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 단단한 발사체들은 금속 분말들을 냉간 압축함으로써 제조될 수 있고 분말들 사이의 결합을 강화시키기 위하여 냉간 압축 금속 분말을 열처리함으로써 제조될 수 있다. 부서짐은 적어도 부분적으로, 사용되는 고 및 저 연성 금속의 입자 크기 분포에 의존한다. 약 15 내지 25중량%의 약 44㎛까지의 입자들, 약 5 내지 70중량%의 약 44 내지 149㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 5 내지 15중량%의 약 149 내지 250㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 압축전 입자 크기 분포를 갖는 것이 특히 유익한 것으로밝혀졌다. 약 44㎛까지의 입자들의 약 22중량%, 약 44 내지 149㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 약 68중량% 및 약 149 내지 250㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 약 10중량%의 압축전 입자 크기 분포가 더 유익하다. 원하는 입자 크기 분포는 광학적 측량 및 선별을 포함하는 다양한 통상적인 방법들을 통해 얻을 수 있다. 상기 입자들은 또한 특정한 입자 크기 분포로 상업적으로 이용할 수 있다.
많은 다른 입자 크기 및 입자 크기 분포는 단단한 발사체를 포함하는 본 발명의 발사체를 제조하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 각 분말의 입자 크기는 금속 분말들의 비 및 금속 분말들의 입자 크기 비와 같은 다양한 요인들에 따라 변할 수 있다. 사용될 수 있는 입자 크기의 다양함 이외에도, 입자들이 결합 및 강도를 증가시키기 위해 불규칙적인 모양을 가질 수 있다는 것이 바람직하다. 불규칙적인 모양의 입자들은 본 발명에 따라 사용될 때 및 본 발명의 발사체에서 구성성분으로 사용될 때, 금속 분말들의 결합을 증가시키고 원형 또는 규칙적인 모양의 입자들과 비교했을 때 압축 발사체들의 생강도(green strength)에 영향을 미치는 것으로 발견되었다.
상기의 입자 크기 분포는 발사 전 및 발사하는 동안 발사체의 완전함 및 목표물이 가진 충격에 대한 부서짐이라는 장점을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 입자 크기 분포 및 부서짐 사이의 관계가 완전히 이해되진 않치만, 고 및 저 연성 금속 분말들의 냉간 압축 후의 입자들의 기계적 연관의 작용이라고 믿고 있다. 또한, 바람직한 입자 크기 분포는 본 발명의 압축 발사체에 힘을 제공하는 것으로 밝혀졌고, 본 발명의 소결되지 않은 발사체의 형성을 가능하게 하는 한 요인라고 생각된다.이런 증가된 견고성 및 강도를 제공함으로써, 바람직한 입자 크기 분포는 단지 금속 분말들의 냉간 압축을 포함하여 본 발명의 발사체의 간단한 제조를 가능하게 하는 한 요인을 제공할 수 있다.
본 발명의 발사체는 금속 분말의 원하는 비율 및 만일 원한다면, 바람직한 입자 크기 분포를 가진 혼합물을 제공하기 위하여 원하는 입자 크기의 고 및 저 연성 금속 분말을 혼합하는 방법에 의하여 제조될 수 있다. 고 및 저 연성 금속 분말은 또한 바람직하게는 하나 또는 그 이상의 윤활유 또는 윤활유의 혼합물과 혼합될 수 있다. 윤활유는 압축이 완료된 후에 주형으로부터 발사체를 제거하는데 도움을 준다. 만일 윤활유를 첨가할 것이면, 금속 분말 또는 금속 분말의 혼합물에 첨가될 수 있다. 바람직한 윤활유는 단독으로 또는 다른 윤활유와 조합해서 사용될 수 있는 스테아르산 아연이다. 스테아르산 아연의 약 1.0중량%까지는 압축 전에 고 및 저 연성 금속 분말의 혼합물에 유익하게 첨가될 수 있다. 약 0.5중량%가 특히 만족스러운 것으로 밝혀졌다.
상기 혼합물은 발사체의 원하는 모양을 제공하도록 설계된 금형에 놓인다. 산탄 및 탄환을 포함하는 다양한 발사체들은 본 발명에 따라 제조될 수 있다. 본 발명은 탄환 제조, 특히 선단이 말단 보다 더 작은 둘레를 가진 일반적으로 신장된 모양을 가진 탄환들의 제조에 특히 유익하다.
본 발명에 따른 부서지기 쉽거나 그렇치 않은 발사체의 경우, 고 및 저 연성 금속 분말들의 혼합물은 약 50,000 내지 120,000 psi의 압력으로, 특히 바람직하게는 약 100,000psi의 압력으로 냉간 압축된다. 약 100,000psi의 압력에서의 압축은발사 전 및 발사하는 동안의 발사체의 온전함 및 목표가 가진 충격에 의한 부서짐의 최적의 조합을 제공한다. 상기 압축 단계는 극소한 작업 시간 동안 적어도 약 50,000psi 압력을 제공할 능력을 가진 임의의 기계적 압력으로 실행될 수 있다. 현재 이용가능한 기계는 약 0.05 내지 1.5초의 작업 시간으로 작동한다. 바람직하게는, 통상적인 회전 다이얼 프레스가 사용된다. 약 1.8 대 2.3의 압축비가 바람직하다. 본 명세서에서 통상 사용되는 압축비는 분말의 최초 부피가 본 발명의 발사체를 형성할 수 있는 압축된 합성물의 부피와 비교된다는 것을 의미한다. 단단한 발사체에 대해서는, 상기 방법은 압축 시간 또는 압력의 면에서 변할 수 있고, 또한 소결과 같은 열처리를 더 포함할 수 있다.
발사체를 냉간 압축으로 형성한후에, 만일 원한다면, 덮개를 발사체 주위에 형성할 수 있다. 본 발명의 발사체의 다소의 실시예들은 덮개를 필요로하지 않는다. 덮개를 본 발명의 발사체에 씌울지 여부는 발사체를 제조하는데 사용되는 특정 혼합물 및 금속 분말의 조성에 의존할 것이다. 다른 실시예에서, 덮개는 다양한 이유들 때문에 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 덮개는 발사체의 분말형태의 철 물질을 총열로부터 분리시킬 수 있어서, 총열의 내부 표면과 발사체의 분말형태의 철 사이의 직접적인 접촉에 기인할 수 있는 총열내의 강선의 부식을 막아준다. 또한, 상기 덮개는 발사 전 및 발사하는 동안에 발사체의 추가적 완전함을 제공할 뿐만 아니라 발사됐을 때 발사체의 탄도학을 향상시킨다. 상기 덮개 물질은 예를 들어, 금속 또는 폴리머 물질과 같이 당업계에서 통상적으로 사용되는 것들로부터 선택될 수 있다. 사용될 수 있는 금속은 알루미늄, 구리, 아연 및 이들의 조합을 포함하고, 구리 또는 황동이 바람직하다. 사용될 수 있는 폴리머 물질은 폴리에틸렌 및 폴리카보네이트를 포함하고, 저 밀도 폴리에틸렌 물질이 바람직하다.
금속 덮개의 경우에, 상기 덮개에 산 또는 시안화물 전기도금, 기계적 스웨이징, 스프레이 코팅 및 화학 첨착제를 포함하는 여러개의 통상의 방법들이 사용될 수 있다. 바람직한 방법은 전기도금이다.
다양한 전기도금 기술들은 당업자에게 명백할 경우, 본 발명에 사용될 수 있다. 일반적으로, 발사체들은 최종 도금에 앞서 세척되고 밀봉된다. 밀봉작업은 메타크릴레이트 및 폴리에스터 용액에 침지함으로 이루어질 수 있다.
바람직한 도금 방법에서는, 진공 침지는 압축 후 및 전기도금 전에 바로 실행된다. 상기 침지는 대형 배치형 작업으로 메타크릴레이트 물질 안으로의 형성된 발사체 코어의 유입을 포함한다. 상기 침지 단계는 발사체의 표면 또는 표면 근처의 공간을 충전시킴으로써 발사체의 공극을 줄인다. 상기 공간은 부식 및 판 막힘을 일으킬 수도 있는 불순물들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 침지 단계는 오목한 부분에 있는 도금 용기 화학물질의 퇴적을 막는 장벽을 제공한다. 이렇게 퇴적된 화학물질은 탄환의 도금, 탈색 및 크기의 변경을 통해 걸러낼 수 있다.
발사체의 표면을 밀봉한 후에, 발사체는 그 표면에 도금 금속의 원하는 두께를 입히기 위하여 덮개 물질로 도금될 수 있다. 시안화 구리 도금과 같은 대체 기술보다 더 빠르고 환경친화적인 산 구리 도금이 바람직하게 사용된다. 덮개를 씌운 후, 발사체는 통상의 기술을 사용하여 일정한 크기로 만들져 카트리지로 제조될 수 있다.
덮개를 본 발명의 발사체에 첨가함으로써 얻어지는 보호 이익 이외에, 덮개의 추가 질량은 자동 및 반 자동 화기에 사용될 때 발사체의 기능성 및 안정성에 도움을 준다. 이런 화기들은 작동을 위해서 최소 추진력이 장전대에 전달되어야 하고 덮개에 의해 증가된 질량(약 5-10%증가)은 상기 화기로 본 발명의 발사체를 사용하기 위한 충분한 질량을 제공할 수 있다.
본 발명의 발사체는 산탄 및 탄환을 포함하는 다양한 모양을 가질 수 있으나 화기용 탄환으로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 탄환은 원형 돌출부, 약한 돌출부 또는 홀로우 포인트(hollow point)를 포함하는 다양한 형태의 돌출부를 가질 수 있다. 만일 제공된다면, 탄환 또는 덮개는 개별 탄환들의 정확도를 증가시키고 복수 탄환들의 분산을 줄일 수 있는 드라이빙 밴드를 포함할 수 있다.
본 발명은 다음의 특정한 실시예들에 의해 상세히 설명되고, 부(part) 및 퍼센트는 표들에 도시된대로 중량 또는 부피로 나타난다. 실시예들은 명세세에서 기술된 방법에 따라 제조된 본 발명의 다양한 발사체들을 보여준다. 각각의 실시예들에 관해서, 무른 발사체들은 예를 들어, 소결과 같은 열처리에 의해 단단한 발사체로 제조될 수 있다. 게다가, 실시예 그룹의 각각에 대한 대표 발사체는 9mm 및 .223 구경 탄환으로 제조되어, 발사되고 평가되었다.
실시예 1-10
실시예 1-10에서, 무른 탄환은 표 1에 도시된대로 중량%로, 고 연성 금속 분말, 즉 주석(Sn) 및 저 연성 금속 분말, 즉 철(Fe)의 혼합물로부터 제조한다. 각혼합물의 이론적 밀도를 결정하여 표 1에 나타내었다. 각 실시예에서, 상기 혼합물은 납보다 적은 이론적 밀도를 갖는다. 고 연성 금속 분말은 약 14중량%의 약 45㎛의 입자들, 약 48중량%의 약 75㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 28중량%의 약 105㎛의 입자 크기를 갖는 입자들, 약 7중량%의 약 150㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 3중량%의 약 180㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 입자 크기 분포를 갖는다. 저 연성 금속 분말은 약 22중량%의 약 44㎛까지의 입자들, 약 68중량%의 약 44 내지 149㎛의 입자 크기를 갖는 입자들 및 약 10중량%의 약 149 내지 250㎛의 입자 크기를 갖는 입자들의 입자 크기 분포를 갖는다.
상기 분말들은 금속 분말들을 처리하는데 사용되는 통상적인 장치를 사용하여 0.15중량%의 스테아르산 아연과 쉽게 혼합된다. 상기 혼합물을 원형 다이얼 프레스에서 0.15초 동안 90,000psi의 압력으로 냉간 압축하였다. 탄환들을 전기 도금을 통해 구리로 덮었다. 상기 탄환들을 카트리지에 장전하고, 검사하고 평가하였고 우수한 성능을 나타내었다.
실시예 11-63
실시예 11-63에서는, 아연(Zn) 및 철의 혼합물을 사용하여 실시예 1-10의 일반적인 절차를 반복한다. 특정한 혼합물 및 이들의 이론적 밀도를 표 2 및 3에 나타내었다. 얻어진 탄환들을 카트리지에 장전하여 평가하였고 우수한 성능을 나타내었다.
실시예 64-107
실시예 64-107에서는, 주석 및 철의 혼합을 사용하여 실시예 1-10의 일반적인 절차를 반복한다. 특정한 혼합물 및 이들의 이론적 밀도를 표 4에 나타내었다. 얻어진 탄환들을 카트리지에 장전하고 평가하였고 우수한 성능을 나타내었다.
밀도
요소 A 주석 0.264
요소 B 철 0.275
실시예 부피A/부피B 중량% A 중량% B 중량A/중량B 밀도(lbm/in^3)
1 0.50 32.43% 67.57% 0.480 0.2713
2 0.75 41.86% 58.14% 0.720 0.2703
3 1.00 48.98% 51.02% 0.960 0.2695
4 1.50 59.02% 40.98% 1.440 0.2684
5 2.00 65.75% 34.25% 1.920 0.2677
6 3.00 74.23% 25.77% 2.880 0.2668
7 4.00 79.34% 20.66% 3.840 0.2662
8 5.00 82.76% 17.24% 4.800 0.2658
9 6.00 85.21% 14.79% 5.760 0.2656
10 1.94 65.06% 34.94% 1.862 0.2677
밀도
요소 A 주석 0.259
요소 B 철 0.275
실시예 부피A/부피B 중량% A 중량% B 중량A/중량B 밀도(lbm/in^3)
11 0.50 32.01% 67.99% 0.471 0.2697
12 0.75 41.40% 58.60% 0.706 0.2681
13 1.00 48.50% 51.50% 0.942 0.2670
14 1.50 58.55% 41.45% 1.413 0.2654
15 2.00 65.32% 34.68% 1.884 0.2643
16 3.00 73.86% 26.14% 2.825 0.2630
17 4.00 79.02% 20.98% 3.767 0.2622
18 5.00 82.48% 17.52% 4.709 0.2617
19 6.00 84.96% 15.04% 5.651 0.2613
20 1.94 64.63% 35.37% 1.827 0.2644
실시예 아연-철 혼합물
중량% Fe 중량% Zn 중량Zn/중량 Fe 부피Zn/부피Fe 밀도 95% 밀도
21 20.00% 80.00% 4.000 4.2472 0.262037 0.248935
22 22.00% 78.00% 3.545 3.7645 0.262346 0.249229
23 24.00% 76.00% 3.167 3.3623 0.262656 0.249523
24 26.00% 74.00% 2.846 3.0220 0.262966 0.249818
25 28.00% 72.00% 2.571 2.7303 0.263277 0.250114
26 30.00% 70.00% 2.333 2.4775 0.263589 0.250410
27 32.00% 68.00% 2.125 2.2563 0.263902 0.250707
28 34.00% 66.00% 1.941 2.0611 0.264215 0.251005
29 34.61% 65.39% 1.889 2.0061 0.264311 0.251096
30 34.62% 65.38% 1.889 2.0052 0.264313 0.251097
31 34.63% 65.37% 1.888 2.0043 0.264314 0.251099
32 34.64% 65.36% 1.887 2.0034 0.264316 0.251100
33 34.65% 65.35% 1.886 2.0025 0.264317 0.251102
34 34.66% 65.34% 1.885 2.0017 0.264319 0.251103
35 34.67% 65.33% 1.884 2.0008 0.264321 0.251104
36 34.68% 65.32% 1.884 1.9999 0.264322 0.251106
37 34.69% 65.31% 1.883 1.9990 0.264324 0.251107
38 34.70% 65.30% 1.882 1.9981 0.264325 0.251109
39 34.71% 65.29% 1.881 1.9972 0.264327 0.251110
40 35.00% 65.00% 1.857 1.9719 0.264372 0.251154
41 36.00% 64.00% 1.778 1.8876 0.264529 0.251303
42 38.00% 62.00% 1.632 1.7324 0.264844 0.251602
43 40.00% 60.00% 1.500 1.5927 0.265160 0.251902
44 42.00% 58.00% 1.381 1.4633 0.265476 0.252203
45 44.00% 56.00% 1.273 1.3514 0.265793 0.252504
46 46.00% 54.00% 1.174 1.2465 0.266111 0.252806
47 48.00% 52.00% 1.083 1.1503 0.266430 0.253108
48 50.00% 50.00% 1.000 1.0618 0.267749 0.253412
49 52.00% 48.00% 0.923 0.9801 0.267070 0.253716
50 54.00% 46.00% 0.852 0.9045 0.267390 0.254021
51 56.00% 44.00% 0.786 0.8343 0.267712 0.254327
52 58.00% 42.00% 0.724 0.7689 0.268035 0.254633
53 60.00% 40.00% 0.667 0.7079 0.268358 0.254940
54 62.00% 38.00% 0.613 0.6508 0.268682 0.255248
55 64.00% 36.00% 0.562 0.5973 0.269007 0.255557
56 66.00% 34.00% 0.515 0.5470 0.269332 0.255866
57 68.00% 32.00% 0.471 0.4997 0.269659 0.256176
58 70.00% 30.00% 0.429 0.4551 0.269986 0.256487
59 72.00% 28.00% 0.389 0.4129 0.270314 0.265798
60 74.00% 26.00% 0.351 0.3731 0.270643 0.257111
61 76.00% 24.00% 0.316 0.3353 0.270972 0.257424
62 78.00% 22.00% 0.282 0.2995 0.271303 0.257738
63 80.00% 20.00% 0.250 0.2654 0.271634 0.258052
실시예 주석-철 혼합물
중량% Fe 중량% Zn 중량Zn/중량Fe 부피Zn/부피Fe 밀도 95% 밀도
64 20.00% 80.00% 4.000 4.1710 0.265900 0.252605
65 22.00% 78.00% 3.545 3.6970 0.266119 0.252814
66 24.00% 76.00% 3.167 3.3020 0.266340 0.253023
67 26.00% 74.00% 2.846 2.9678 0.266560 0.253232
68 28.00% 72.00% 2.571 2.6813 0.266782 0.253442
69 30.00% 70.00% 2.333 2.4331 0.267003 0.253653
70 32.00% 68.00% 2.125 2.2158 0.267225 0.253864
71 34.00% 66.00% 1.941 2.0241 0.267447 0.254075
72 34.21% 65.79% 1.923 2.0053 0.267470 0.254097
73 34.22% 65.78% 1.922 2.0044 0.267471 0.254098
74 34.23% 65.77% 1.921 2.0035 0.267472 0.254099
75 34.24% 65.76% 1.921 2.0026 0.267474 0.254100
76 34.25% 65.75% 1.920 2.0018 0.267475 0.254101
77 34.26% 65.74% 1.919 2.0009 0.267476 0.254102
78 34.27% 65.73% 1.918 2.0000 0.267477 0.254103
79 34.28% 65.72% 1.917 1.9991 0.267478 0.254104
80 34.29% 65.71% 1.916 1.9982 0.267479 0.254105
81 34.30% 65.70% 1.915 1.9973 0.267480 0.254106
82 34.31% 65.69% 1.915 1.9964 0.267481 0.254107
83 35.00% 65.00% 1.857 1.9365 0.267558 0.254180
84 36.00% 64.00% 1.778 1.8538 0.267669 0.254286
85 38.00% 62.00% 1.632 1.7013 0.267892 0.254498
86 40.00% 60.00% 1.500 1.5641 0.268116 0.254922
87 42.00% 58.00% 1.381 1.4400 0.268339 0.254922
88 44.00% 56.00% 1.273 1.3271 0.268563 0.255135
89 46.00% 54.00% 1.174 1.2241 0.268788 0.255348
90 48.00% 52.00% 1.083 1.1296 0.269012 0.255562
91 50.00% 50.00% 1.000 1.0427 0.269238 0.255776
92 52.00% 48.00% 0.923 0.9625 0.269463 0.255990
93 54.00% 46.00% 0.852 0.8883 0.269689 0.256205
94 56.00% 44.00% 0.786 0.8193 0.269915 0.256419
95 58.00% 42.00% 0.724 0.7551 0.270142 0.256635
96 60.00% 40.00% 0.667 0.6952 0.270369 0.256850
97 62.00% 38.00% 0.613 0.6391 0.270596 0.257067
98 64.00% 36.00% 0.562 0.5865 0.270824 0.257283
99 66.00% 34.00% 0.515 0.5372 0.271510 0.254500
100 68.00% 32.00% 0.471 0.4907 0.271281 0.257717
101 70.00% 30.00% 0.429 0.4469 0.271510 0.257934
102 72.00% 28.00% 0.389 0.4055 0.271739 0.258152
103 74.00% 26.00% 0.351 0.3664 0.271969 0.258370
104 76.00% 24.00% 0.316 0.3293 0.272199 0.258589
105 78.00% 22.00% 0.282 0.2941 0.272430 0.258808
106 80.00% 20.00% 0.250 0.2607 0.272660 0.259027
본 발명의 명세서에 포함되어 있음

Claims (34)

  1. 철 분말 및 주석, 아연과 이들의 합금 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 분말의 압축된 혼합물을 포함하는 무연 발사체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    철 분말이 필수적으로 약 44 내지 250 미크론의 입자로 이루어지는 무연 발사체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    주석, 아연과 이들의 합금 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 분말이 필수적으로 약 45 내지 180 미크론의 입자로 이루어지는 무연 발사체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    철 분말 및 주석, 아연과 이들의 합금 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 분말이 필수적으로 약 44 내지 250 미크론의 입자로 이루어지는 무연 발사체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    주석, 아연과 이들의 합금 및 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 분말 대 철 분말의 부피비가 약 0.5 내지 6인 무연 발사체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 분말이 주석이고, 주석 대 철의 부피비가 약 0.5이고 발사체가 약 0.2713lbm/입방 인치의 이론적 밀도를 갖는 무연 발사체.
  7. 무른 제 1 항의 무연 발사체.
  8. 소결되어진 제 1 항의 무연 발사체.
  9. 소결되지 않은 제 1 항의 무연 발사체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    약 0.26 내지 0.28lbm/입방 인치의 이론적 밀도를 갖는 무연 발사체.
  11. 적어도 하나의 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 압축된 혼합물을 포함하고, 납의 이론적 밀도의 약 80%보다 적은 밀도를 갖는 무연 발사체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    납의 이론적 밀도의 약 70%보다 적은 밀도를 갖는 무연 발사체.
  13. 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 압축 혼합물을 포함하고, 저 연성 금속 분말은 납보다 덜 조밀하고 발사체는 납보다 덜 조밀한 무연 발사체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    고 연성 금속 분말이 납보다 덜 조밀한 무연 발사체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    약 0.26 내지 0.28lbm/입방 인치의 밀도를 갖는 무연 발사체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    약 0.262 내지 0.272lbm/입방 인치의 밀도를 갖는 무연 발사체.
  17. 제 13 항에 있어서,
    고 연성 금속 분말 대 저 연성 금속 분말의 부피비가 약 0.4 내지 6인 무연 발사체.
  18. 제 13 항에 있어서,
    혼합물이 고 연성 금속 대 저 연성 금속의 약 2:1의 부피 혼합비를 포함하는 무연 발사체.
  19. 제 13 항에 있어서,
    저 연성 금속이 철, 철 합금 및 스테인리스강으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 무연 발사체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    고 연성 금속이 주석, 아연 및 주석 합금, 아연 합금 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 무연 발사체.
  21. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 주석으로 이루어지는 무연 발사체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 아연으로 이루어지는 무연 발사체.
  23. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 적어도 하나의 주석 합금으로 이루어지는 무연 발사체.
  24. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 적어도 하나의 아연 합금으로 이루어지는 무연발사체.
  25. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 주석 및 아연의 혼합물로 이루어지는 무연 발사체.
  26. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 필수적으로 적어도 하나의 주석 합금 및 아연의 혼합물로 이루어지는 무연 발사체.
  27. 고 연성 금속이 필수적으로 주석 및 적어도 하나의 아연 합금의 혼합물로 이루어지는 무연 발사체.
  28. 제 20 항에 있어서,
    고 연성 금속이 적어도 하나의 주석 합금 및 적어도 하나의 아연 합금의 혼합물로 이루어지는 무연 발사체.
  29. 제 20 항에 있어서,
    저 연성 금속 분말이 철, 철 합금 및 스테인리스강으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 무연 발사체.
  30. 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 압축된 혼합물을 포함하고, 고 및 저 연성 분말들이 약 0.260 내지 0.280lbm/입방 인치의 밀도 비 또는 범위 내에 있는 무연 발사체.
  31. 고 연성 금속 분말 및 저 연성 금속 분말의 압축된 혼합물을 포함하고, 고 및 저 연성 분말들이 철 분말의 +/-10%의 겉보기 밀도(apparent density)의 밀도 비 또는 범위 내에 있는 무연 발사체.
  32. 제 31 항에 있어서,
    고 연성 금속 분말의 밀도가 연철의 밀도보다 약 10% 더 큰 것부터 연철의 밀도보다 10% 더 작은 것 까지인 무연 발사체.
  33. 납의 이론적 밀도보다 작은 밀도를 갖는 무연 발사체.
  34. 냉간 압축된 제 33 항의 발사체.
KR10-2003-7004926A 2000-10-06 2001-10-09 무연 분말 금속 발사체 KR20030048426A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/684,230 2000-10-06
US09/684,230 US6892647B1 (en) 1997-08-08 2000-10-06 Lead free powdered metal projectiles
PCT/US2001/031343 WO2002046689A1 (en) 2000-10-06 2001-10-09 Lead free powdered metal projectiles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030048426A true KR20030048426A (ko) 2003-06-19

Family

ID=24747216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-7004926A KR20030048426A (ko) 2000-10-06 2001-10-09 무연 분말 금속 발사체

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1330626B1 (ko)
KR (1) KR20030048426A (ko)
CN (1) CN1479856A (ko)
AT (1) ATE384240T1 (ko)
AU (1) AU2002213051A1 (ko)
BR (1) BR0114473A (ko)
CA (1) CA2425118C (ko)
DE (1) DE60132477T2 (ko)
DK (1) DK1330626T3 (ko)
IL (1) IL155190A0 (ko)
MX (1) MXPA03003030A (ko)
WO (1) WO2002046689A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10260850B2 (en) * 2016-03-18 2019-04-16 Environ-Metal, Inc. Frangible firearm projectiles, methods for forming the same, and firearm cartridges containing the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH6474A (de) * 1893-02-27 1893-08-15 Von Foerster Max Neues Geschoß
WO1996001407A1 (en) 1994-07-06 1996-01-18 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Non-lead, environmentally safe projectiles and method of making same
US6074454A (en) * 1996-07-11 2000-06-13 Delta Frangible Ammunition, Llc Lead-free frangible bullets and process for making same
US6536352B1 (en) * 1996-07-11 2003-03-25 Delta Frangible Ammunition, Llc Lead-free frangible bullets and process for making same
US5847313A (en) * 1997-01-30 1998-12-08 Cove Corporation Projectile for ammunition cartridge
US5917143A (en) * 1997-08-08 1999-06-29 Remington Arms Company, Inc. Frangible powdered iron projectiles
US6090178A (en) * 1998-04-22 2000-07-18 Sinterfire, Inc. Frangible metal bullets, ammunition and method of making such articles

Also Published As

Publication number Publication date
DK1330626T3 (da) 2008-05-26
IL155190A0 (en) 2003-11-23
CA2425118A1 (en) 2002-06-13
CN1479856A (zh) 2004-03-03
EP1330626A1 (en) 2003-07-30
CA2425118C (en) 2009-12-22
DE60132477T2 (de) 2009-01-15
WO2002046689A1 (en) 2002-06-13
EP1330626A4 (en) 2004-10-13
MXPA03003030A (es) 2003-06-24
EP1330626B1 (en) 2008-01-16
AU2002213051A1 (en) 2002-06-18
BR0114473A (pt) 2004-01-13
ATE384240T1 (de) 2008-02-15
DE60132477D1 (de) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2278166C (en) Frangible powdered iron projectiles
US7685942B1 (en) Frangible powdered iron projectiles
CA2194487C (en) Non-lead, environmentally safe projectiles and method of making same
US7217389B2 (en) Tungsten-containing articles and methods for forming the same
US20020005137A1 (en) Lead-free frangible projectile
EP0720662B1 (en) Lead-free bullet
US5913256A (en) Non-lead environmentally safe projectiles and explosive container
KR20180114903A (ko) 구리 분말의 압축된 혼합물을 포함하는 탄환
US20030056620A1 (en) Ammunition using non-toxic metals and binders
EP0655604B1 (en) Sn-based alloy bullet
IL139160A (en) Fragile metal bullets, ammunition and method for making such items
EP0478608A1 (en) NON-TOXIC SCRAP AND FILLED HUNTING CARTRIDGE.
US6892647B1 (en) Lead free powdered metal projectiles
US20160091290A1 (en) Lead free frangible iron bullets
KR20030048426A (ko) 무연 분말 금속 발사체
CA2199396C (en) Non-lead, environmentally safe projectiles and explosives containers
US20240035791A1 (en) Polymer coated lead-free bullet
KR20000070539A (ko) 파쇄성 분말상 철 발사체

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid