NO337960B1 - Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen - Google Patents
Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen Download PDFInfo
- Publication number
- NO337960B1 NO337960B1 NO20140889A NO20140889A NO337960B1 NO 337960 B1 NO337960 B1 NO 337960B1 NO 20140889 A NO20140889 A NO 20140889A NO 20140889 A NO20140889 A NO 20140889A NO 337960 B1 NO337960 B1 NO 337960B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sleeve
- aluminum
- calcium carbonate
- coating
- ammunition
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 36
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 36
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 22
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 40
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 102000011045 Chloride Channels Human genes 0.000 claims description 4
- 108010062745 Chloride Channels Proteins 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 description 8
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
- F42B5/26—Cartridge cases
- F42B5/28—Cartridge cases of metal, i.e. the cartridge-case tube is of metal
- F42B5/295—Cartridge cases of metal, i.e. the cartridge-case tube is of metal coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/48—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 not containing phosphates, hexavalent chromium compounds, fluorides or complex fluorides, molybdates, tungstates, vanadates or oxalates
- C23C22/56—Treatment of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/60—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using alkaline aqueous solutions with pH greater than 8
- C23C22/66—Treatment of aluminium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/73—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals characterised by the process
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/78—Pretreatment of the material to be coated
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
- F42B3/28—Cartridge cases characterised by the material used, e.g. coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
- F42B33/14—Surface treatment of cartridges or cartridge cases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/66—Additives characterised by particle size
- C09D7/69—Particle size larger than 1000 nm
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Packages (AREA)
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
Denne oppfinnelse gjelder hylser til ammunisjon for skytehåndvåpen.
Bakgrunn
Nesten all ammunisjon for skytehåndvåpen består av en hylse med en tenn- og drivladning og et prosjektil.
Messing har vist seg å være et utmerket materiale for hylser til skudd fra små håndvåpenkalibre opp til grove kanonkalibre med unntak av vekt. Messing har en tetthet i området 8,4 til 8,7 g/cm3 slik at hylsene blir relativt tunge og bidrar sterkt til å begrense hvor mye ammunisjon soldater/stridsenheter kan ta med seg i felt. Et annet moment er at messing inneholder kobber som er et giftig metall slik at det fra et miljøsynspunkt er ønskelig å erstatte messinghylser med hylser i et annet mer miljøkompatibelt materiale. Dessuten, et annet relativt nylig problem er at verdens kobberr es erver begynner å bli merkbart utarmede slik at man fra et samfunns-perspektiv ønsker å forbeholde gjenværende kobberreserver til andre mer presserende formål.
Det er derfor forsøkt å finne alternative materialer til hylser for skytevåpenammunisjon. Et materiale som er forsøkt brukt lenge, første kjente gang var på begynnelsen av 1800-tallet, er aluminium. Aluminium kan legeres til å få omtrent samme mekaniske egenskaper som messinghylser, men har bare rundt 1/3 av messingens tetthet. Det kan derfor oppnås rundt 60 % vektbesparelse for ammunisjonen ved å bytte ut messinghylsen med en aluminiumshylse.
Det er imidlertid to problemer som har forhindret bruk av aluminium. Det ene er at oksidsjiktet som dannes på overflaten er sprøtt og meget hardt og tenderer til å sprekke opp og brytes løs under avfyring av skuddet og danne et effektivt slipe-middel (partikler av AI2O3) i kammeret som gir abrasive slitasjeproblemer. Det andre problemet er at aluminium har for dårlig varmebestandighet til å motstå varmeutviklingen under avfyringen slik at det oppstår risiko for kruttgassen brenner seg gjennom hylsen.
Kjent teknikk
Fra US 2 196 018 er det kjent å belegge utsiden av aluminiumshylser for skyte-håndvåpenammunisjon med et 1 til 30 um tykt Al203-belegg eller alternativt et fluorid eller fosfatsjikt for å varmeisolere hylsen fra kammerveggen i våpenet.
Fra US 3 048 105 er det kjent å varmebeskytte aluminiumshylser for skytehånd-våpenammunisjon med å belegge innsiden og utsiden av et første oksid med tykkelse 15-40 um og et andre lakklag med tykkelse 15 - 25 um.
Fra US 3 830 157 er det kjent å fore innsiden av aluminiumshylser for skyte-håndvåpenammunisjon med et elastisk belegg som beskyttelse mot varmen og for å hindre av krutgasser lekker ut ved oppsprekking av hylsen under avfyring.
Fra GB 1 268 726 er det kjent å fore innsiden av aluminiumshylser for skyte-håndvåpenammunisjon med et gummibelegg som beskyttelse mot varmen og for å hindre av krutgasser lekker ut ved oppsprekking av hylsen under avfyring.
Det er fortsatt, etter det oppfinneren vet, et uløst problem at varmen fra kruttgassen, som kan komme opp i rundt 2000 °C, brenner seg gjennom hylsen og skader våpenet. Dette problemet er spesielt fremtredende for automatvåpen som skyter skuddserier fordi det utvikles så mye varme at det kan utløse en sterkt eksotermisk oksidasjon av metallet (metallet brenner opp). Det er også et uløst problem at oksidsjiktet på aluminiumsoverflaten sprekker opp brytes løs i form av små A1203-partikler som danner en sterkt abrasiv «grus» i kammeret som gir en uakseptabel abrasiv slitasje på våpenet når tomhylsen dras ut og et nytt skudd innføres i kammeret, dette gjelder spesielt for automatvåpen som skyter skuddserier.
Oppfinnelsens målsetning
Det er derfor en målsetning med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe aluminiumshylser for skytevåpenammunisjon som er tilstrekkelig varmebeskyttet mot kruttgassen og som ikke skaper uakseptable abrasjonsproblemer i våpenets kammer.
Beskrivelse av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse er basert på en oppdagelse under flere år med testskytinger av diverse håndvåpen utført av oppfinneren, at et tynt sjikt, ned mot bare 2 um, av kalsiumkarbonat gir en så sterk beskyttelse mot kruttgassens varme at problemet med gjennombrenning er i praksis eliminert, og at belegget er både tilstrekkelig mykt til ikke å skade stålet i våpenets kammer og samtidig mekanisk robust og tilstrekkelig duktilt til å hindre at det alltidtilstedeværende aluminium-oksidsjiktet på hylsen og/eller kalsiumkarbonatbelegget sprekker opp og brytes løs og danner abrasive partikler i våpenets kammer.
I et første aspekt gjelder foreliggende oppfinnelse en hylse for ammunisjon til skytehåndvåpen, kjennetegnet ved at den omfatter:
- en hylse lagd i aluminium eller legert aluminium, og
- et belegg på 2 - 50 um CaC03(s) lagt direkte på hylsens indre og ytre overflate.
Begrepet «hylsens indre overflate» skal i denne kontekst bety den indre aluminiumsoverflaten til hylsen, dvs. de indre veggene til hylsen som danner rommet som huser kruttet og tennladningen. Begrepet «hylsens ytre overflate» skal i denne kontekst bety den ytre aluminiumsoverflaten til hylsen, dvs. den siden av hylseveggen som vender mot veggen i våpenets kammer. Begrepet «aluminiums-overflate» som brukt herunder betyr overflaten til en aluminiumfase eller en legert aluminiumfase inkludert det beskyttende oksidsjiktet som dannes når metallet/- legeringen kommer i kontakt med oksygenet i den omgivende luften.
Begrepet «ammunisjon til skytehåndvåpen» betyr i denne kontekst enhver ammunisjon bestående av en hylse med en tenn- og drivladning og et enkelt- prosjektil i kaliber 20 mm eller lavere. Dimensjonene og utformingen av hylsen kan variere mye avhengig av kaliber og hvilken type skytevåpen ammunisjonen skal benyttes i, pistol, revolver, gevær, maskinpistol, maskingevær, mitraljøse etc. Det ligger imidlertid innunder fagmannens kunnskaper å bestemme utforming og dimensjoner på hylsen i henhold til første aspekt av oppfinnelsen for å tilfredsstille de enkelte våpentypers krav til kompabilitet mellom våpen og ammunisjon. På grunn av toleranse for diameteravvik på ammunisjonen vil CaCCh-belegget ofte begrenses oppad til 20 um, men det er intet i veien for å benytte et tykkere belegg dersom det ikke gir problemer med kompabilitetskravene til våpenet. I praksis vil maksimum tykkelse på vil CaCCh-belegget være på 50 um. I den andre enden er det observert at beleggtykkelser ned mot 2 um gir en tilfredsstillende beskyttelse. I praksis vil CaCC>3-belegget med fordel ha en tykkelse i et av områdene; fra 2 til 50 um, fra 2 til 40 um, fra 2 til 30 [ im, fra 2 til 20 [ im, fra 2 til 10 [ im, fra 3 til 30 [ im, fra 3 til 20 um, fra 3 til 10 um, fra 4 til 20 um eller fra 4 til 10 um.
Kalsiumkarbonat i fast fase, CaCC>3 (s), har en meget lav termisk ledningsevne på under 1 W/mK, slik at et sammenhengende sjikt med CaCC>3 (s) lagt direkte på hylsens indre overflate gir en effektiv termisk barriere som vesentlig reduserer varmeovergangen fra kruttgassen til aluminiumet/aluminiumlegeringen og dermed beskytter metallet/legeringen mot skadelig sterk oppvarming som medfører fare for smelting/gjennombrenning av metallet/legeringen.
Tester utført av oppfinneren finner at hylser i ren aluminium, dvs. en lite legert aluminiumfase klassifisert i serien AAlxxx i henhold til standarden The Aluminium Association, kan benyttes i oppfinnelsen i henhold til det første aspekt. Det er imidlertid oppdaget at en legering inneholdende magnesium er enda bedre egnet. Uten å være bundet til teori, antas denne effekten å være en følge av at magnesiumet gir økt forekomst av hydroksidgrupper, -OH, på hylsens overflate som gir økt duktilitet på Al203-sjiktet på hylsens overflate. Det kan derfor, i et utførings-eksempel av oppfinnelsen i henhold til første aspekt, benyttes en legering i seriene AA5xxx, AA6xxx eller AA7xxx i henhold til standarden The Aluminium Association i hylsematerialet.
I et andre aspekt gjelder foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å produsere en hylse for ammunisjon til skytehåndvåpen i henhold til det første aspekt av oppfinnelsen, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: - å varme opp hylsen av aluminium eller legert aluminium til en temperatur fra 300 til 500 °C, - senke den oppvarmede hylsen av aluminium eller legert aluminium ned i en vandig kalsiumkarbonatløsning inneholdende minst 13 mg/liter løst kalsiumkarbonat og holde den nedsenket til at løsningen slutter å koke, og - trekke hylsen av aluminium eller legert aluminium opp av den vandige kalsium-karbonatløsningen og varme den opp til 100 - 180 °C i luft og holde den ved denne temperatur til at hylsen og det påførte kalsiumkarbonatbelegget er tørket.
Fremgangsmåten i henhold til det andre aspekt av oppfinnelsen er en meget enkel prosess som er velegnet for oppskalering til industriskala og som gir en sikker og enkel måte å belegge begge siden av aluminiumhylsene med et kontinuerlig og nokså homogent CaC03-belegget på minst 2 um tykkelse. Generelt gjelder at jo mer løst kalsiumkarbonat desto tykkere belegg vil det dannes, og jo høyere forvarming av hylsen desto tykkere belegg vil det dannes. Det er derfor mulig å styre hvor tykt belegg som vil dannes ved å regulere konsentrasjonen på den vandige kalsiumkar-bonatløsningen og/eller temperaturen som hylsen forvarmes til.
Kalsiumkarbonat har en løselighet i vann ved 25 °C på 13 mg/liter. Forsøk utført av oppfinneren finner at dette er nedre grense for konsentrasjonen av karbonatet i løsningen. Det kan med fordel også tilsettes en svak syre, så som karbonsyre, til den vandige løsningen for å løse med kalsiumkarbonat og danne en mer konsentrert løsning.
Tester utført av oppfinneren viser at det kan med fordel tilsettes magnesiumkarbonat i tillegg til kalsiumkarbonatet i den vandige løsningen for å øke konsentrasjonen av karbonat. I dette tilfellet vil belegget inneholde dobbeltsaltet CaC03- MgC03i tillegg til CaC03.
Verifikasjon av oppfinnelsen
I en serie testskytinger utført av oppfinneren ble det kaldflytpresset hylser av aluminium i AA7xxx-serien og i AAlxxx-serien med dimensjoner for våpen i kaliber 5,56x45 mm standard NATO som ble forvarmet til like under 500 °C og senket i en vandig kalsiumkarbonatløsning tilsatt litt karbonsyre og som inneholdt 15 mg/liter løst kalsiumkarbonat. Etter at løsningen sluttet å koke ble hylsene tatt opp og lagt i en ovn oppvarmet til 180 °C og tørket. Deretter ble hylsene tilsatt tennsats, drivladning og et prosjektil.
Testskytinger med denne ammunisjonen i en Heckler & Koch HK416 angrepsrifle med både enkeltskudd og serier resulterte i tomhylser som var så kalde at de kunne plukkes opp rett etter avfyring uten å brenne seg og uten at det var mulig å påvise unormal abrasiv slitasje i våpenets kammer etter flere hundre skudd.
Claims (9)
1. Hylse for ammunisjon til skytehåndvåpen,
karakterisert vedat den omfatter: - en hylse lagd i aluminium eller legert aluminium, og - et belegg på 2 - 50 um CaCC>3 (s) lagt direkte på hylsens indre og ytre overflate.
2. Hylse i henhold til krav 1,karakterisert vedat belegget også omfatter dobbeltsaltet CaC03- MgC03.
3. Hylse i henhold til kravl eller 2,karakterisert vedat belegget har en tykkelse i et av følgende områder; fra 2 til 40 um, fra 2 til 30 um, fra 2 til 20 um, fra 2 til 10 um, fra 3 til 30 um, fra 3 til 20 um, fra 3 til 10 um, fra 4 til 20 um eller fra 4 til 10 um.
4. Hylse i henhold til et av de forestående krav,karakterisert vedat hylsen er lagd i en aluminiumlegering tilhørende The Aluminium Association standardene; AAlxxx, AA5xxx, AA6xxx eller AA7xxx.
5. Fremgangsmåte for å produsere en hylse for ammunisjon til skytehåndvåpen i henhold til et av kravene 1-4,
karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: - å varme opp hylsen av aluminium eller legert aluminium til en temperatur fra 300 til 500 °C, - senke den oppvarmede hylsen av aluminium eller legert aluminium ned i en vandig kalsiumkarbonatløsning inneholdende minst 13 mg/liter løst kalsiumkarbonat og holde den nedsenket til at løsningen slutter å koke, og - trekke hylsen av aluminium eller legert aluminium opp av den vandige kalsium-karbonatløsningen og varme den opp til 100 - 180 °C i luft og holde den ved denne temperatur til at hylsen og det påførte kalsiumkarbonatbelegget er tørket.
6. Fremgangsmåte i henhold til krav 5,karakterisert vedat den vandige kalsiumkarbonatløsningen tilsettes en svak syre.
7. Fremgangsmåte i henhold til krav 6,karakterisert vedat syren er karbonsyre.
8. Fremgangsmåte i henhold til et av krav 5-7,karakterisert vedat det tilsettes magnesiumkarbonat i tillegg til kalsiumkarbonatet i den vandige løsningen.
9. Fremgangsmåte i henhold til et av krav 5-8,karakterisert vedat hylsen består av en aluminiumlegering tilhørende The Aluminium Association standardene; AAlxxx, AA5xxx, AA6xxx eller AA7xxx.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20140889A NO337960B1 (no) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen |
| PCT/IB2015/055094 WO2016005877A1 (en) | 2014-07-11 | 2015-07-06 | Heat insulating coating for aluminium cartridge casings for hand guns |
| US15/324,868 US10359261B2 (en) | 2014-07-11 | 2015-07-06 | Heat insulating coating for aluminium cartridge casings for hand guns |
| EP15753768.9A EP3167098B1 (en) | 2014-07-11 | 2015-07-06 | Heat insulating coating for aluminium cartridge casings for hand guns |
| EP19177363.9A EP3550254A1 (en) | 2014-07-11 | 2015-07-06 | Heat insulating coating for aluminium cartridge casings for hand guns |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20140889A NO337960B1 (no) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20140889A1 NO20140889A1 (no) | 2016-01-12 |
| NO337960B1 true NO337960B1 (no) | 2016-07-18 |
Family
ID=53938367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20140889A NO337960B1 (no) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10359261B2 (no) |
| EP (2) | EP3550254A1 (no) |
| NO (1) | NO337960B1 (no) |
| WO (1) | WO2016005877A1 (no) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2919647A (en) * | 1953-05-25 | 1960-01-05 | Olin Mathieson | Ammunition |
| US3048105A (en) * | 1957-09-03 | 1962-08-07 | Press & Stanzwerk A G | Aluminum alloy cartridge case |
| US3282215A (en) * | 1965-04-30 | 1966-11-01 | Roth Milton | Additives for reduction of gun wear |
| US3830157A (en) * | 1972-10-31 | 1974-08-20 | Us Army | Cartridge case |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE416799A (no) | 1935-08-03 | |||
| FR866711A (fr) * | 1940-04-30 | 1941-08-30 | Appareil automatique pour le traitement par aspersion, des corps creux tels que les douilles pour munitions d'artillerie | |
| US2972947A (en) * | 1954-09-30 | 1961-02-28 | Vincent G Fitzsimmons | Ammunition cartridge cases |
| US3039899A (en) * | 1961-02-03 | 1962-06-19 | Aluminum Co Of America | Treating aluminum surfaces |
| AT296826B (de) | 1969-06-13 | 1972-02-25 | Oerlikon Buehrle Ag | Patronenhülse |
| US3752080A (en) * | 1970-06-09 | 1973-08-14 | Oerlikon Buehrle Ag | Cartridge case |
| US3726721A (en) * | 1971-07-21 | 1973-04-10 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Process for coating aluminum |
| US5066330A (en) * | 1988-06-10 | 1991-11-19 | Zyp Coatings | Paintable compositions for protecting metal and ceramic substrates |
| US8707844B2 (en) * | 2011-04-04 | 2014-04-29 | Alliant Techsystems Inc. | Case annealer |
| US9157709B2 (en) * | 2011-12-08 | 2015-10-13 | Setpoint Systems, Inc. | Apparatus, system, and method for manufacturing ammunition cartridge cases |
| US20160245626A1 (en) * | 2014-11-14 | 2016-08-25 | Alcoa Inc. | Aluminum shotgun shell case, methods of making, and using the same |
-
2014
- 2014-07-11 NO NO20140889A patent/NO337960B1/no unknown
-
2015
- 2015-07-06 EP EP19177363.9A patent/EP3550254A1/en not_active Withdrawn
- 2015-07-06 EP EP15753768.9A patent/EP3167098B1/en active Active
- 2015-07-06 WO PCT/IB2015/055094 patent/WO2016005877A1/en active Application Filing
- 2015-07-06 US US15/324,868 patent/US10359261B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2919647A (en) * | 1953-05-25 | 1960-01-05 | Olin Mathieson | Ammunition |
| US3048105A (en) * | 1957-09-03 | 1962-08-07 | Press & Stanzwerk A G | Aluminum alloy cartridge case |
| US3282215A (en) * | 1965-04-30 | 1966-11-01 | Roth Milton | Additives for reduction of gun wear |
| US3830157A (en) * | 1972-10-31 | 1974-08-20 | Us Army | Cartridge case |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3167098B1 (en) | 2019-11-27 |
| NO20140889A1 (no) | 2016-01-12 |
| US20170205212A1 (en) | 2017-07-20 |
| WO2016005877A1 (en) | 2016-01-14 |
| US10359261B2 (en) | 2019-07-23 |
| EP3167098A1 (en) | 2017-05-17 |
| EP3550254A1 (en) | 2019-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20150101228A1 (en) | Live-round prevention with magazine modification | |
| US9261314B1 (en) | Sleeve piston for actuating a firearm bolt carrier | |
| EP3686545A1 (en) | Caseless weapon (variants) | |
| RU2438092C1 (ru) | Патрон повышенной пробиваемости | |
| CN103615929A (zh) | 一种用于小口径高炮或近防炮的复合炮管材料及其制备方法 | |
| NO337960B1 (no) | Varmeisolerende belegg for aluminium patronhylser for skytevåpen | |
| US20070137085A1 (en) | Safety cartridge | |
| Jenzen-Jones | Chambering the next round | |
| RU2169328C1 (ru) | Способ изготовления износостойкого ствола огнестрельного оружия | |
| Zhu et al. | Study on Ablation Wear of Gun | |
| RU2438094C1 (ru) | Унитарный патрон староверова | |
| RU2733018C1 (ru) | Устройство для подводной стрельбы из стрелкового оружия | |
| Das et al. | Science and Engineering of Small Arms | |
| WO2010041985A3 (ru) | Динамическое огнестрельное оружие | |
| Beckett | Retrospective Icon: The Martini-Henry | |
| RU2555751C1 (ru) | Система охлаждения для автоматов и пулемётов | |
| RU2466339C1 (ru) | Устройство охлаждения артиллерийских и стрелковых стволов | |
| US20160153733A1 (en) | Multi-caliber weapon | |
| RU203565U1 (ru) | Дульный тормоз-компенсатор | |
| DEMİR et al. | Materials and Manufacture Processes of Assault Rifle Barrels | |
| Wu | Barrel cooling: a key technology for improving gun performance | |
| Maciej | Manual Machine Gun “Browning” Model 28, As A Weapon From The Interwar Period | |
| NO780602L (no) | Framgangsmaate for framstilling og opprettholdelse av et varmeisolerende, erosjonshemmende beskyttelseslag paa den indre flate av vaapenloep | |
| Kharel | SCHOOL OF ENGINEERING DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING | |
| Van Driel | A short history of firearms |