RU199550U1 - Сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к сердечникам с повышенной плотностью, для пуль автоматического оружия и винтовок, имеющим высокую пробивную способность и высокую кучность боя. Задачей заявляемого технического решения является повышение поражающей способности пули. В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении кучности боя при стрельбе, снижении выбраковки сердечника по параметрам геометрия, масса и как следствие снижение его себестоимости. Указанный технический результат достигается заявляемым сердечником из твердого сплава для стрелкового оружия, имеющим головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, выполнена в виде конуса, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68-0,86)d, где d - калибр пули, хвостовая часть, по торцу, имеет фаску, равную (0,15÷0,40) мм, соосность конуса головной части и усеченного конуса хвостовой части не более (0,02-0,03) мм, номинальная масса сердечника равна (34÷62) % массы пули, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, при этом конусная часть хвостовой части имеет механическую обработку поверхности в пределах (0,1-99)%, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011÷0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Description

Полезная модель относится к боеприпасам, в частности к сердечникам с повышенной плотностью, для пуль автоматического оружия и винтовок, имеющих высокую пробивную способность и высокую кучность боя и сниженные затраты на изготовление.

Уровень техники известен из патента, в котором сердечник пули для патронов стрелкового оружия выполнен в форме сочетания двух усеченных конусов, которые являются головной и хвостовой частью. Образующие усеченного конуса головной части выполнены под углом 20,0-65,0 градусов с диаметром меньшего основания 0,02-0,3 калибра. Образующие усеченного конуса хвостовой части выполнены с углом от 15 минут до 1 градуса. Наружная поверхность сердечника выполнена с шероховатостью равной Ra 1,25-6,3. (Патент RU №2468332, заявка №2011105037 от 11.02.2011, МПК F42B 12/04).

Недостатком данного технического решения является не технологичность изготовления сердечника. Все поверхности сердечника подвергаются механической обработке (шлифованию). Головная часть конуса имеет площадку диаметром 0,02-0,3 калибра. Такое исполнение головной части снижает пробивную способность сердечника. Материал сердечника не определен, что не позволяет в полной мере оценить его тактико-технические характеристики. Не определены допуски по массе при изготовлении сердечника, что не позволяет гарантировать высокую кучность при стрельбе. Шероховатость поверхности сердечника имеет параметр Ra (1,25-6,3), которая не оказывает существенного влияния на пробивную способность, но требует существенных затрат на механическую обработку.

Известно техническое решение, в котором твердосплавной сердечник для стрелкового оружия имеет головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, головная часть выполнена конусообразной формы, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, имеет фаску по торцу хвостовой части, номинальная масса сердечника равна (34÷62)% массы пули, при этом головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, где d - калибр пули, хвостовая часть сердечника имеет форму цилиндра, диаметр которого равен диаметру основания конуса, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, фаска по торцу хвостовой часть сердечника равна (0,15÷0,40)мм, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника. (Патент на полезную модель RU №191061, заявка №2019108185 от 21.03.2019 МПК F42B 12/04). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком данного технического решения является то, что часть сердечников после операции спекания и последующей галтовки не проходит контроль по параметрам массы или геометрии хвостовой части сердечника. При высокотемпературном спекании сердечника из твердого сплава поверхности сердечника имеют отклонения от цилиндричности, отклонения от круглости, повышенную шероховатость в результате частичного припекания частиц твердого сплава и другие дефекты, которые выводят за пределы допуска сердечник.

Задачей заявляемого технического решения является повышение поражающей способности пули.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении выбраковки сердечника по параметрам геометрии и массы, и как следствие его себестоимости, в повышение кучности боя при стрельбе.

Указанный технический результат достигается заявляемым сердечником из твердого сплава для стрелкового оружия, имеющим головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, выполнена в виде конуса, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68-0,86)d, где d - калибр пули, хвостовая часть, по торцу, имеет фаску равную (0,15÷0,40) мм, соосность конуса головной части и усеченного конуса хвостовой части не более (0,02-0,03) мм, номинальная масса сердечника равна (34÷62) % массы пули, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, при этом конусная часть хвостовой части имеет механическую обработку поверхности в пределах (0,1-99)%, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011÷0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Изменение соотношений конструктивных параметров сердечника вышеуказанных пределов заметно повлияет на его тактико-технические характеристики. Уменьшение длины сердечника менее 2,21 калибра снижает его массу и снижает пробивное действие из-за уменьшения удельного давления на преграду. Увеличение длины сердечника более 3,48 калибра снижает пробивное действие из-за уменьшения его устойчивости. Оптимизация геометрических параметров головной части, выполнение ее в форме конуса с диаметром основания (0,72-0,86)d, и длиной равной (0,58÷1,65)d, где d - калибр пули, изготовление сердечника из более тяжелых сплавов с высоким содержанием карбида вольфрама (88-98%) позволили повысить броневую пробиваемость сердечника. Твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное кобальт и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 Мпа. Увеличение пробиваемости достигнуто за счет увеличения удельной энергии соударения на единицу площади в начальный период контакта сердечника с броневой преградой. Сердечник с вершиной конусной части выполненной в виде полусферы, диаметр которой равен не более 0,9 мм, разрушает металлическую броню по смешанному механизму пробития (разрушения). В месте контакта появляются области, с сильно локализованной пластической деформацией, называемые плоскостями адиабатического сдвига (ПАС), в окрестностях которых концентрируется тепло. Быстрое деформирование металла приводит к локализованному нагреву контакта и катастрофическому разрушению брони в виде плавления. Выполняя вершину конусной части сердечника в виде полусферы, диаметр которой равен не более 0,9 мм, мы получаем стабильные результаты по пробитию брони, так как каждый раз повторяется один и тот же механизм пробития с образованию ПАС в первой стадии пробития брони и хрупким разрушение тыльной стороны бронеплиты во второй стадии пробития плиты. При реализации такого механизма пробития, не происходит хрупкого разрушения сердечника, он сохраняет свою форму, реализация менее энергоемкого, хрупкого разрушения тыльной стороны бронеплиты, сохраняет его кинетическую энергию, а следовательно, запреградное поражающее действие. Получение всех поверхностей сердечника прессовым инструментом на стадии прессования и галтовки после спекания, позволили значительно снизить затраты на изготовление сердечника, а выполнение хвостовой части сердечника в форме усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68-0,86)d, наличие фаски по торцу хвостовой часть сердечника равной (0,15÷0,40)мм, позволели повысить надежность технологического процесса, исключить выпадение сердечника из свинцовой рубашки при сборке пули и снизить затраты на изготовление пули и патрона в целом. Отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) в пределах поля допуска равного (0,011-0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса, позволяет получать партии сердечников с минимальным разбросом по массе сердечника и повысить кучность стрельбы, за счет уменьшения разброса по массе сердечников предназначенных для одной партии изготовления патронов.

Механическая обработка шлифованием конуса хвостовой части сердечника в пределах (0,1-99)% поверхности позволяет снизить выбраковку сердечника по параметрам геометрии и массы. Такой брак образуется в результате процесса высокотемпературного спекания сердечников. После спекания сердечника из твердого сплава поверхности имеют отклонения от цилиндричности, отклонения от круглости, повышенную шероховатость в результате частичного припекания частиц твердого сплава и другие дефекты, которые выводят за пределы допуска сердечник. Большая часть данных дефектов не устраняется голтовкой, а устраняется частичным шлифованием конуса хвостовой части сердечника в пределах (0,1-99)% поверхности.

На фиг. 1 представлен сердечник, состоящий из головной части 1 в форме конуса и хвостовой части 2 в форме усеченного конуса. Вершина конусной головной части 1 сердечника выполнена в виде полусферы 1.1. диаметром D₁ не более 0,9 мм. Хвостовая часть 2 имеет форму усеченного конуса, больший диаметр D которого равен диаметру основания конуса головной части D=(0,72-0,86)d, меньший диаметр равен D₂=(0,68-0,86)d, имеет фаску 2.1 по торцу хвостовой части 2 сердечника. Длина сердечника равна l₁=(2,21÷5,48)d, длина 1₂ головной части l сердечника равна l₂=(0,58-l,65)d.

Твердосплавные сердечники изготавливали из вольфрамокобальтовых порошков с содержанием карбида вольфрама 92% и 97% по массе и содержанием кобальта 8% и 3% соответственно. Спекание проводили в две стадии: предварительное - с целью удаления пластификатора в водородной атмосфере и окончательное вакуумно-компрессионное в печи VKPgr 50/90/50 фирмы Degussa. Плотность сердечников после спекания равнялась 14,8 г/см² и 15,2 г/см² у сердечника с содержанием кобальта 8% и 3% соответственно.

Проводился анализ сердечников изготовленных по прототипу и предлагаемому техническому решению. Так шлифование цилиндрический части поверхности сердечника в пределах (0,1-99)% позволяет вернуть в число годных более 98% сердечников не прошедших первоначальный контроль по геометрии и массе, снижая тем самым процент брака и себестоимость изготовления сердечника.

Результаты сравнительных испытаний подтвердили высокую пробивную способность предлагаемого сердечника и снижение затрат на изготовление по сравнению с прототипом при сохранении высокой кучности боя.

Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений конструктивных параметров, обеспечивает создание сердечника, который имеет высокие характеристики по кучности и пробивному действию и на (10-20)% меньше затрат на его изготовление.

Claims (1)

1. Сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия, характеризующийся тем, что имеет головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,21÷3,48)d, головная часть сердечника имеет длину, равную (0,58÷1,65)d, выполнена в виде конуса, диаметр основания конуса головной части равен (0,72-0,86)d, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68-0,86)d, где d - калибр пули, хвостовая часть, по торцу, имеет фаску, равную (0,15÷0,40) мм, соосность конуса головной части и усеченного конуса хвостовой части не более (0,02-0,03) мм, номинальная масса сердечника равна (34÷62) % массы пули, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, при этом конусная часть хвостовой части имеет механическую обработку поверхности в пределах (0,1-99)%, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе (88-98)%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 1475 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, равного (0,011÷0,0585)Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Images