NL7908682A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van metalen vormlichamen. - Google Patents

Description

•1 4 fr Λ . Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van metalen vormlichamen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van vormlichamen met in een metalen beddings-massa ingelegde afzonderlijke (diskreten) deeltjes.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het 5 Duitse octrooischrift 2.460.013. De deeltjes zijn aan een metalen drager bevestigd en met een beddingsmassa uit een metaalpoeder omhuld. De drager wordt isostatisch met de deeltjes en de omhulling samengeperst en daarop aansluitend gesinterd. Volgens deze werkwijze vervaardigde 10 splinter- of scherflichamen voor projectielen tonen een goede scherf werking. De vervaardiging van deze scherfhuls is echter duur, daar na het sinteren in de buitenhuis dikwijls oneffenheden van een aantal millimeters aanwezig zijn, die door een verspanende bewerkingswijze bezijdigd 15 moeten worden. Teneinde de voorziene kalibergrootte te kunnen aanhouden, moet de ruwe buitendiameter- van de scherfhuls derhalve betrekkélijk groot gekozen worden om dergelijke bezwaren te kunnen opheffen. Het verspaningsgedeelte aan de scherfhuls is derhalve relatief hoog. Bovendien 20 is- de scherfwerking niet in ieder geval reproduceerbaar, daar bij het persprocëdê de bedieningsmassa verschillend diep in de tussenruimten tussen de deeltjes terechtkomt.

Nadelig is ook, dat het sinterprocêdë de metallurgische eigenschappen van de gebruikte materialen 25 als hardheid, taaiheid nadelig kan beïnvloeden. Bovendien begrenst het genoemde thermische procédé het aantal van de voor de afzonderlijke deeltjes in aanmerking komende materialen.

Verder is uit het Duitse octrooischrift 30 2.129.196 een verschervend lichaam voor scherfprojectielen bekend. De ruimte tussen twee in elkaar aangebrachte buisvormige lichamen is met kogelvormige scherven gevuld.

Door de omvorming onder hoge druk van het binnenste buis- 7908682 *> · • - 2 lichaam wordt dit in de holle ruimten tussen de scherven gedrukt. Daarbij worden de buislichamen voorgefragmenteerd en met de scherven samen met metaal overtrokken tot een scherfhuls. De hogedrukomvorming kan schoksgewijze/ 5 bijvoorbeeld door explosieomvorming of elektromagnetisch dan wel door persen met behulp' van een kalibreerbout geschieden.

Een dergelijke omvorming heeft het nadeel, dat wegens de zich in een te grote bandbreedte bewegende 10 vervormingsgraad de scherfwerking niet op de vereiste mate reproduceerbaar is, dat door de niet gelijkmatig over de scherfhuls te verdelen omvormkracht zeer hoge specifieke vlakdrukken optreden, die de kogels uit bijvoorbeeld gehard staal bijvoorbeeld kogellegerstaal, verbrijzelen 15 en dat de omvorming het materiaal van de binnenhuis over de strekgrenzen heen belast en daardoor een niet te voorziene vermindering van de sterkte aanwezig is. Deze mindering beïnvloedt ook de scherfwerking.

Aan de uitvinding ligt het probleem ten grond-20 slag een vormlichaam voor scherfprojectielen te verschaffen, dat economisch vervaardigbaar is en een reproduceerbare scherfwerking bezit. Dit probleem is volgens de uitvinding opgelost, doordat de tussen een metalen grondlichaam en een metalen.buitenhuis liggende deeltjes 25 door koud rondsmeden van de buitenhuis zowel in het grondlichaam als in de buitenhuis ingebed worden, doordat de smeedbekken tegelijk de gehele lengte\an de buitenhuis overeenkomstig de in de asrichting van het vormlichaam geziene lengte van de deeltjesaanbrenging bij rotatie 30 van het vormlichaam belasten.

Door de uitvinding wordt bereikt, dat door de vervorming van de buitenhuis in de buitenhuis spanningen optreden, die tezamen met de .drukspanning van de kogels een aanzienlijke stijging van de scherfenergie bij de 35 deeltjes en de buitenhulsscherven geven, dat de binnenhuis zeer dun kan zijn, zodat bij de detonatie van de inge- 7908682 3 , « legde springstof zo weinig mogelijk vervormingsarbeid voor de binnenhuis vereist is en een zo groot mogelijke energie door de gefragmenteerde binnenhuis aan de deeltjes wordt overgedragen. Door de van buiten opgebrachte 5 omvormkracht wordt via de buitenhuis en de in de vorm van kogels aanwezige deeltjes een vervorming van de binnenhuis bewerkstelligd. Deze bewerkt een koud vastermaken in het bereik van de door de kogels vervormde kappen.

De deeltjes worden daarbij in radiale richting in het 10 grondlichaam ingesloten en veroorzaken daardoor in hun bereik zones met een hogere hardheid en daardoor hogere sterkte, tussen welke smalle zones met een lagere vastheid liggen. De zones met een lagere sterkte bepalen de fragmentatie. Voor de fragmentatie is derhalve minder energie 15 vereist dan bij een binnenhuis van gelijkmatig hoge vastheid, waarbij tevens het lege volume tussen het grondlichaam en de buitenhuis en de deeltjes miniem is en derhalve veel massa en wel speciaal massa met een hoge dichtheid als energiedrager ter beschikking staat, terwijl 20 door de vervorming vormlichamen met een -grote maatnauw-keurigheid en een uitstekende rondloop ontstaan, dat wil zeggen dat het verspaningsaandeel zeer gering is, en de voor een hoge trefwaarschijnlijkheid mede maatgevende statische en dynamische onbalansen te verwaarlozen klein 25 zijn, waarbij ook de afzonderlijke deeltjes reproduceerbaar tegen elkaar gedrukt zijn en zich gedefinieerd in het elastische bereik of in het elastische bereik en in het plastische bereik vervormen. Daardoor brengen de voor de fragmentering van de buitenhuis essentiële deeltjes de 30 detonatie-energie volledig in het bereik van hun insluiting in de buitenhuis over, daar op gelijke wijze een zonale stijging van de vastheid als in de binnenhuis aanwezig is, waarbij het materiaal van de buiten- en binnenhuis al naar het kaliber van het vormlichaam de 35 deeltjes tot 70 % van het deeltjesoppervlak omsluit en daardoor bij de detonatie de deeltjes met betrekkelijk ge- 7908582 * ' 4 ringe specifieke vlaktedruk belast en niet vernield worden, terwijl alle delen van het vormlichaam koud vervormd worden, en derhalve veel materialen, als ook compositiematerialen voor de verwerking geschikt zijn, en door de 5 koude vervorming de hardheid van de afzonderlijke deeltjes niet aan veranderingen is blootgesteld, omdat zich geen thermische belasting voordoet, en waarbij ondanks de koude vervorming voor de afzonderlijke deeltjes uit gehard staal, zwaar metaal of verrijkt uranium verrassenderwijze 10 een afstandsrooster niet absoluut noodzakelijk is, omdat door de tot 70 % gaande inbedding van de kogels door het materiaal van de binnen- en buitenhuis een in stukken breken van de deeltjes bij plastische vervorming niet zal optreden. Bij deeltjes uit hard metaal is daarentegen 15 een afstandsrooster wel nodig, daar het plastisch niet vervormbaar is.

Het afstandrooster is absoluut noodzakelijk voor hard-metaal kogels, omdat hard metaal niet vervormbaar is. Hierbij verzekert het afstandsrooster het gewenste inbedden van de kogels in het materiaal 20 /van de hen omgevende delen, zonder dat de tiardmetaal-kogels vernield worden.

Voor de binnen zekere grenzen vervormbare kogels 12 uit zwaarmetaal, gehard staal of verrijkt staal is met het afstandsrooster een nog betere inbedding als 25 zonder het afstandsrooster mogelijk. De kogels worden eerst na een zekere inbeddingsgraad tegen elkaar gedrukt.Daardoor is het mogelijk na het elkaar onderling raken van de kogels het vormlichaam nog extra te vervormen teneinde een nog grotere inbeddingsgraad te verkrijgen.

30 De uitvinding zal hieronder nader worden toe gelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld enige uitvoeringsvormen van het vormlichaam en zijn vervaardiging volgens de uitvinding schematisch zijn weergegeven. Hierin toont: 35 fig. 1 een vormlichaam in de uitgangstoestand met een grondlichaam, 7908682 * 5 fig. 2 een gedeelte van een rondsmeedmachine met een vormlichaam en een binnenhuis, fig. 3 een principe-dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III van fig.2, 5 fig. 4 op grotere schaal een gedeelte IV van fig.l zonder smeedbekken resp. zonder doorn, en fig. 5 het gedeelte V volgens fig.2 in de gereedgekomen toestand.

In de tekening zijn met 1 een inrichting voor 10 het rondsmeden, met 2 een vormlichaam, met 3 het grond-lichaam, met 4 een roterende spankop, met 5 een doorn-houderr met 6 een afstand, met 7 de doorn, met 8 de smeedbekken, met 10 een buitenhuis uit staal C 45, met 11 een binnenhuis uit staal C 45, met 12 geharde kogels 15 uit kogellegerstaal 100Cr-6, met 13 en 14 de drukzone, met 15 een indraaiing, met 18 een sprong, met 19 het smeedvlak, met 20 de diameter in de gereedgekomen toestand, met 21 de diameter, met 22 een afstandsrooster, met 22' ruggen, met 23 de onderlinge afstand tussen de kogels, 20 met 24 het binnenoppervlak, met 25 de uitgangsdeelcirkel, en met 27 de deelcirkel in de gereedgekomen toestand aangegeven.

In de spankop 4 van de slechts schematisch aangeduide inrichting 1 voor het rondsmeden is de binnenhuis 25 11 vastgespannen. Deze bezit voor de kogels 12 een door sprongen of schouders 18 begrensde indraaiing 15. De kogels 12, de buitenhuis 10 en de binnenhuis 11 zijn door de vaststaande of meedraaiende doorn 7 radiaal gesteund.

De smeedbekken 8 hebben een concaaf smeedvlak 30 19 met een straal, die ongeveer met de einddiameter 20 (fig.5) van de buitenhuis 10 overeenkomt. In axiale - richting van het vormlichaam 2 zijn de smeedbekken iets •langer dan de indraaiing 15 en dekken zij de gehele lengte van de indraaiing 15 af. De diameter 21 van het grond-35 lichaam 3 en de binnenhuis 11 corresponderen met de einddiameter 20. 21* is de ruwe diameter.

?9ü 8 6 8 2 . · > 6

Is in plaats van de binnenhuis 11 volgens fig.2 het grondlichaam 3 volgens fig.l aanwezig, dan is. dit in de spankop 4 bevestigd. Aan een tegenovergelegen zijde grijpen op het grondlichaam 3 een inrichtingszijdige 5 doorn of een kophouder (niet weergegeven) aan.

Nadat de buitenhuis 10 over de in een afstands-rooster 22 met samendrukbare ruggen 22' met een tussenafstand 23 liggende kogels geschoven is en de inrichting gemonteerd is, vindt het smeden plaats. Hierbij slaan de 10 smeedbekken 8 tegelijk op het roterend aangedreven vorm-lichaam 2 volgens de fig.l of 2. Eerst wordt daarbij’ de afstand 6 gelijk aan nul, doordat het binnenoppervlak 24 van de buitenhuis 10 tegen de kogels 12 aangedrukt wordt. Dan komen de kogels in toenemende mate in deze 15 hulzen 10, 11 resp. in de huls 10 en het 'grondlichaam 3 te liggen, tot de eindtoestand volgens fig.5 bereikt is.

De afstand 23 wordt nul, daar de uitgangsdeelcirkel 25 bij het smeden tot een kleinere einddeelcirkel 27 wordt teruggebracht. De kogels 12 worden tegen elkaar gedrukt -20 er ontstaat onder de kogels een drukspanning - en het materiaal van de ruggen 22' wordt zijdelings weggedrongen.

Het grondlichaam 3 respektievelijk de door de doorn 7- gesteunde binnenhuis 11 'bezit in overeenstemming met de invorming van de kogels zones 13 van hogere vast- 25 heid en zones 14 van lagere vastheid. Evenzo de buitenhuis 10. Bovendien heeft de buitenhuis 10 trekspanningen, die veroorzaakt zijn door vervorming van de kogels 12 in het elastische of elastische en plastische bereik. De kogels .12 worden bij het sneden gedrukt en slaan een gedeelte 30 van de vervormingsarbeid op (drukspanning). Na het smeden geven de kogels 12 een gedeelte van de vervormingsarbeid aan de buitenhuis 10 en voor een geringer deel aan hun onderlaag (binnenhuis 11 resp. grondlichaam 3) af.

Deze van de genoemde delen opgenomen vervormingsarbeid 35 wekt hierin overeenkomstig grote trekspanningen op. De trekspanningen zijn in de buitenhuis 10 groter dan in de 7908682 \ * . ' 7 binnenhuis 11.

Na het smeden kan het vormlichaam 2 eventueel nog iets verder gedraaid en het grondlichaam 3 nog verder bewerkt worden teneinde een met de binnenhuis 11 corres-5 ponderende huls volgens fig.2 te verkrijgen. Daarop sluiten bewerkingsprocédé's aan teneinde het vormlichaam van de daartoe aangebrachte projectieldelen te kunnen voorzien.

Conclusies 7908682

Claims (8)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van vormlicha-men met in een metalen beddingsmassa ingelegde afzonderlijke deeltjes, met het kenmerk, dat de tussen een metalen grondlichaam (3) en een metalen buiten- 5 huls (10) liggende deeltjes (12) door koud rondsmeden van de buitenhuis zowel in het grondlichaam als in de buitenhuis ingebed worden, doordat de smeedbekken (8) bij rotatie van het vormlichaam tegelijk de gehele lengte van de buitenhuis overeenkomstig de in de asrichting van het 10 vormlichaam (2) geziene lengte van de deeltjesaanbrenging bedienen.

2. Vormlichaam verkregen met de werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het 15 grondlichaam (3) uit massief materiaal bestaat.

3. Vormlichaam verkregen met de werkwijze volgens conclusie 1, m e t het k'e n m e r k, dat het grondlichaam (3) als een dunwandige binnenhuis (11) uitge- 20 voerd is en door een verwijderbare doorn (7) van binnen radiaal gesteund is.

4. Vormlichaam verkregen met de werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de 25 deeltjes als kogels (12) uitgevoerd zijn en uit zwaar metaal, hard metaal, gehard staal of verrijkt uranium bestaan.

5. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze 30 volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de buitenhuis (10) uit een koud smeedbare staallegering, bijvoorbeeld St37 of C45 bestaat.

6. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze 7908682 * <* 9 volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de buitenhuis (10) uit een smeedbaar non-ijzermetaal, bijvoorbeeld messing, resp. aluminium bestaat.

7. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, dat het grondlichaam (3) uit staal C45 bestaat.

8. Vormlichaam volgens conclusie 4, m e t het 10 kenmerk, dat de kogels (12) in een afstandsrooster (22) met samendrukbare ruggen (22') gehouden zijn. 7908682