RU218864U1 - Сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия - Google Patents

Abstract

Сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия состоит из головной части (1) в форме конуса и хвостовой части (2) в форме усеченного конуса. Вершина конусной головной части (1) сердечника выполнена в виде сегмента шара радиусом R (0,073÷0,092)d, высотой Н (0,045÷0,064)d, и диаметром основания D1 не более 0,17d. Хвостовая часть (2) имеет форму усеченного конуса, больший диаметр D которого равен диаметру основания конуса головной части D=(0,71÷0,74)d, меньший диаметр равен D2=(0,7÷0,73)d, имеет радиусную фаску R0 по торцу хвостовой части (2) сердечника. Длина сердечника равна L1=(2,7÷2,8)d, длина L2 головной части (1) сердечника равна L2=(0,78÷0,87)d. Твердосплавные сердечники изготавливали из вольфрамокобальтовых порошков с содержанием карбида вольфрама 92% и 97% по массе и содержанием кобальта 8% и 3% соответственно. Результат, снижение затрат на изготовление при сохранении высокой кучности боя. Совокупность всех указанных соотношений конструктивных параметров обеспечивает создание сердечника из твердого сплава для стрелкового оружия, который имеет высокие характеристики по кучности и пробивному действию, а также на 10-30% меньше затрат на его изготовление. 1 ил.

Description

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

Известен сердечник бронебойной пули, выполненный из твердого сплава с пределом прочности на сжатие более 4000 МПа, твердостью HRA не ниже 88,5 ед., коэффициентом интенсивности напряжений К_1с не ниже 8 МПа⋅м^1/2, имеющим форму тела вращения в виде соединенных между собой головной части в виде конуса и хвостовой части в виде цилиндра, поверхность цилиндра хвостовой части обработана до шероховатости не хуже Ra 0,8, а поверхность головной части в виде конуса сердечника не обработана, причем острие конуса и фаска по торцу получены прессовым инструментом (см. Патент на полезную модель Российской Федерации №170524, МПК F42B 12/06, F42B 30/00, F42B 12/74, публикация 27.04.2017).

Недостатком данного технического решения является - высокие затраты на изготовление сердечника. Это связано с необходимостью выполнения операций шлифования цилиндрической поверхности сердечника, изготовления прессового инструмента, имеющего дополнительные поверхности необходимые для формообразования фаски на цилиндрической части сердечника, требующих различного оборудования и оснастки.

Известен сердечник бронебойной пули, выполненный из твердого сплава с пределом прочности на сжатие более 4000 МПа, твердостью HRA не ниже 88,5 ед. коэффициентом интенсивности напряжений К_1с не ниже 8 МПа⋅м^1/2, при этом поверхность сердечника полностью или частично имеет шероховатость не выше Ra 0,8 в виде тела вращения, состоящего из головной части, имеющей оживальную форму в виде конуса, и хвостовой части, имеющей форму соединенных между собой цилиндра и усеченного конуса (см. Патент на полезную модель Российской Федерации №97514, МПК F42B 30/00, публикация 10.09.2010).

Недостатком известного решения также является недостаточная запреградная пробивная способность сердечника при пробитии им металлической брони. Доля сердечников, которые разрушились на несколько осколков и практически потеряли свою запреградную поражающую способность, остается большой. Макрохрупкое разрушение сердечника остается значительным. Недостаток обусловлен не оптимальным соотношением геометрических параметров сердечника и микроструктурных составляющих твердого сплава.

Известен сердечник бронебойной пули, в котором твердосплавный сердечник имеет форму тела вращения в виде соединенных между собой головной части в виде конуса и хвостовой части в виде цилиндра, выполнен из материала, обладающего пределом прочности на сжатие более 4000 МПа и имеющий остроконечную часть со скруглением острия конуса до 0,33 мм, поверхность сердечника полностью или частично имеет шероховатость не хуже Ra 1,6 (см. Патент на изобретение Российской Федерации №2473042, МПК F42B 12/02, F42B 12/04, F42B 30/00, F42B 30/02, публикация 20.01.2013).

Недостатком данного технического решения является - высокие затраты на изготовление сердечника. Это связано с необходимостью шлифования конической и цилиндрической поверхностей, требующих различного оборудования и оснастки. Кроме этого, наличие остроконечного конуса требует проводить повышенный контроль процесса автоматической сборки пули. При транспортировке остроконечных сердечников возможно скол вершины, что приводит к увеличению брака при изготовлении сердечника.

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 (см. Патент на изобретение Российской Федерации №2468332, МПК F42B 12/04, F42B 12/04, F42B 30/00, публикация 27.11.2012).

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 усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,68÷0,86)d, головная часть конуса имеет вершину в виде полусферы диаметром не более 0,9 мм, все поверхности сердечника получены прессованием, спеканием и галтовкой, при этом конусная часть хвостовой части имеет механическую обработку поверхности в пределах (0,1÷99)%, 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 (см. Патент на полезную модель Российской Федерации №199550, МПК F42B 5/02, публикация 07.09.2020).

Недостатком известного сердечника является то, что круговая линия перехода полусферы в вершину усеченного конуса головной части твердосплавного сердечника является концентратором напряжений. Повышенная концентрация напряжения приводит к сколу полусферы носика твердосплавного сердечника с последующим разрушением полусферы и вершины усеченного конуса. Второй недостаток - механическая обработка, формообразование фаски хвостовой части по торцу.

Задачей полезной модели является повышение поражающей способности пули и отказа от механической обработки формообразующей поверхности твердосплавного сердечника.

Техническим результатом решения этой задачи является увеличение стойкости твердосплавного сердечник при пробитии брони, снижение выбраковки сердечника по параметрам геометрия, масса и отсутствие затрат на механическое формирование формообразующей поверхности твердосплавного сердечника как следствие снижение его себестоимости.

Указанный технический результат достигается тем, что сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия, согласно полезной модели, имеет головную и хвостовую части, длина сердечника равна (2,7÷2,8)d, головная часть сердечника, выполненная в виде конуса, имеет длину, равную (0,78÷0,87)d, диаметр основания конуса головной части равен (0,71÷0,74)d, головная часть конуса имеет вершину в виде сегмента шара радиусом (0,073÷0,092)d, высотой (0,045÷0,064)d и диаметром основания не более 0,17d, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, где d - калибр пули, хвостовая часть, по торцу, имеет радиусную фаску, не более 0,15 мм, номинальная масса сердечника равна (52÷58)% массы пули, все поверхности сердечника получены методом прессования, спеканием и галтовкой, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе 92%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 Н/мм², максимальное отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска, до 0,031 Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Изменение соотношений конструктивных параметров сердечника вышеуказанных пределов заметно повлияет на его тактико-технические характеристики. Уменьшение длины сердечника менее 2,7 калибра снижает его массу и снижает пробивное действие из-за уменьшения удельного давления на преграду. Увеличение длины сердечника более 2,8 калибра снижает пробивное действие из-за уменьшения его устойчивости.

Оптимизация геометрических параметров головной части, выполнение ее в форме конуса с диаметром основания (0,71÷0,74)d, и длиной равной (0,78÷0,87)d, где d - калибр пули, позволили повысить броневую пробиваемость сердечника.

Увеличение пробиваемости достигнуто за счет увеличения концентрации удельной энергии соударения на единицу площади в начальный период контакта сердечника с броневой преградой.

Сердечник с вершиной конусной части, выполненной в виде сегмента шара, высотой (0,045÷0,064)d и диаметром основания не более 0,17d, 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 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 при предельных, близких к максимальным величинам толщины брони, сердечник сохраняет свою форму, реализация менее энергоемкого, хрупкого разрушения тыльной стороны бронеплиты, сохраняя его кинетическую энергию, а, следовательно, запреградное поражающее действие.

Обратный конус хвостовой части твердосплавного сердечника оказывает существенное влияние на бронепробиваемость. Отсутствует трение поверхности обратного усеченного конуса хвостовой части твердосплавного сердечника о стенки пробиваемого отверстия в бронеплите. Вследствие этого нет потери кинетической энергии твердосплавного сердечника на трение поверхности обратного усеченного конуса о стенку отверстия бронеплиты. Отсутствие потерь кинетической энергии гарантирует пробитие близких к максимальным величинам толщины брони.

Полезная модель поясняется чертежом:

на фиг. 1 - представлен общий вид сердечника из твердого сплава для стрелкового оружия.

Сердечник из твердого сплава для стрелкового оружия, состоит из головной части 1 в форме конуса и хвостовой части 2 в форме усеченного конуса.

Вершина конусной головной части 1 сердечника выполнена в виде в виде сегмента шара 1.1 радиусом R (0,073÷0,092)d, высотой Н (0,045÷0,064)d, и диаметром основания D1 не более 0,17d.

Хвостовая часть 2 имеет форму усеченного конуса, больший диаметр D которого равен диаметру основания конуса головной части D=(0,71÷0,74)d, меньший диаметр равен D2=(0,7÷0,73)d, имеет радиусную фаску R0 по торцу хвостовой части 2 сердечника.

Длина сердечника равна L1=(2,7÷2,8)d, длина L2 головной части 1 сердечника равна L2=(0,78÷0,87)d.

Твердосплавные сердечники изготавливали из вольфрамокобальтовых порошков с содержанием карбида вольфрама 92% и 97% по массе и содержанием кобальта 8% и 3% соответственно.

Результат, снижение затрат на изготовление при сохранении высокой кучности боя.

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 (0,7÷0,73)d, наличие радиусной фаски по торцу хвостовой часть сердечника не более 0,15 мм, позволили повысить надежность технологического процесса, исключить выпадение сердечника из свинцовой рубашки при сборке пули и снизить затраты на изготовление пули и патрона в целом.

Радиусная фаска по торцу хвостовой части твердосплавного сердечника формируется на технологической операции галтовка. Отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) в пределах поля допуска до 0,031 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.

Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений конструктивных параметров, обеспечивает создание сердечника, который имеет высокие характеристики по кучности и пробивному действию, а также на 10÷30% 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 (2,7÷2,8)d, головная часть сердечника, выполненная в виде конуса, имеет длину, равную (0,78÷0,87)d, диаметр основания конуса головной части равен (0,7÷0,74)d, головная часть конуса имеет вершину в виде сегмента шара радиусом (0,073÷0,092)d, высотой (0,045÷0,064)d и диаметром основания не более 0,17d, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр которого равен диаметру основания конуса головной части, меньший диаметр равен (0,7÷0,73)d, где d - калибр пули, хвостовая часть по торцу имеет радиусную фаску не более 0,15 мм, номинальная масса сердечника равна 52÷58% массы пули, все поверхности сердечника получены методом прессования, спеканием и галтовкой, твердый сплав сердечника содержит карбид вольфрама по массе не менее 92%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 МПа, отклонение массы сердечника от номинального значения (Мн) находится в пределах поля допуска до 0,031 Мн, где Мн - номинальная масса сердечника.

Images