RU2831034C1 - Core of armor-piercing bullet from hard alloy for small arms, bullet in which core is used, cartridge in which bullet is used - Google Patents
Core of armor-piercing bullet from hard alloy for small arms, bullet in which core is used, cartridge in which bullet is used Download PDFInfo
- Publication number
- RU2831034C1 RU2831034C1 RU2023123107A RU2023123107A RU2831034C1 RU 2831034 C1 RU2831034 C1 RU 2831034C1 RU 2023123107 A RU2023123107 A RU 2023123107A RU 2023123107 A RU2023123107 A RU 2023123107A RU 2831034 C1 RU2831034 C1 RU 2831034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- cone
- bullet
- head part
- diameter
- Prior art date
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical group [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 19
- 238000003825 pressing Methods 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 119
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N cobalt tungsten Chemical compound [Co].[W] JPNWDVUTVSTKMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000007903 penetration ability Effects 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к боеприпасам, в частности к пулям автоматным и винтовочным, имеющим сердечник из твердого сплава с высоким пробивным действием.The invention relates to ammunition, in particular to machine gun and rifle bullets having a core made of a hard alloy with high penetrating power.
Известно техническое решение, в котором твердосплавный сердечник состоит из хвостовой части и головной части, имеющей оживальную форму, выполнен из материала, обладающего пределом прочности на сжатие более 4000 мПа и имеющий угол при вершине от 90 до 120°, при этом указанный угол скругляют радиусом (0,2-0,6) мм (Патент RU 2254551, заявка: 2004102662 от 02.02.2004, МПК F42B 12/06).A technical solution is known in which a hard alloy core consists of a tail section and a head section having an ogive shape, made of a material with a compressive strength of more than 4000 MPa and having an angle at the top from 90 to 120°, wherein said angle is rounded with a radius of (0.2-0.6) mm (Patent RU 2254551, application: 2004102662 dated 02.02.2004, IPC F42B 12/06).
Недостатком известного решения, является недостаточная пробивная способность сердечника металлической брони. Несмотря на то, что в данном решении прочность материала на сжатие высокая, не менее 4000 МПА, основным видом разрушения сердечника является скол хвостовика и головной части. В случае, когда сердечник пробивает бронеплиту, разрушается хвостовик, который в принципе не входит в контакт с материалом бронеплиты. Осколки сердечника обладают низкой пробивной способностью. Недостаток данного технического решения обусловлен не оптимальным соотношением геометрических параметров сердечника.The disadvantage of the known solution is the insufficient penetrating ability of the metal armor core. Despite the fact that in this solution the material compressive strength is high, not less than 4000 MPa, the main type of core destruction is the chipping of the tail and the head part. In the case when the core penetrates the armor plate, the tail is destroyed, which in principle does not come into contact with the armor plate material. The fragments of the core have low penetrating ability. The disadvantage of this technical solution is due to the non-optimal ratio of the geometric parameters of the core.
Известно техническое решение, в котором сердечник бронебойной пули выполнен из твердого сплава с пределом прочности на сжатие более 4000 МПа, твердостью HRA не ниже 88,5 единиц, коэффициентом интенсивности напряжений K1c не ниже 8 МПа*м1/2, имеет форму тела вращения в виде соединенных между собой головной части в виде конуса и хвостовой части в виде цилиндра, головная часть выполнена остроконечной, при этом остроконечная часть имеет округление острия конуса до 0,33 мм, длина головной части составляет (0,7-2,1)d, длина сердечника составляет (1,95-5,55)d, хвостовая часть имеет фаску или радиус закругления до 0,15d, где d - диаметр сердечника пули, равен (0,6-0,95)D, где D - калибр пули, поверхность сердечника полностью или частично имеет шероховатость не хуже Ra 1,6, материал сердечника содержит от 6 до 9 мас.% кобальта и/или никеля, остальное карбид вольфрама, при этом количество зерен основной фракции карбида вольфрама с размером 1-2 мкм составляет не менее 60%, размер отдельных крупных зерен карбида вольфрама с размером зерен более 4-кратного превышения среднего размера зерна не допускается. (Патент RU 2473042, заявка: 2011130938 от 25.07.2011, МПК F42B 12/02).A technical solution is known in which the core of an armor-piercing bullet is made of a hard alloy with a compressive strength of more than 4000 MPa, a hardness HRA of at least 88.5 units, a stress intensity factor K 1c of at least 8 MPa*m 1/2 , has the shape of a body of revolution in the form of a head part in the form of a cone and a tail part in the form of a cylinder connected to each other, the head part is made pointed, while the pointed part has a rounding of the cone tip to 0.33 mm, the length of the head part is (0.7-2.1) d, the length of the core is (1.95-5.55) d, the tail part has a chamfer or rounding radius of up to 0.15 d, where d is the diameter of the bullet core, equal to (0.6-0.95) D, where D is the caliber of the bullet, the surface of the core completely or partially has a roughness of at least Ra 1.6, the core material contains from 6 to 9 wt.% cobalt and/or nickel, the rest is tungsten carbide, while the amount of grains of the main fraction of tungsten carbide with a size of 1-2 μm is at least 60%, the size of individual large grains of tungsten carbide with a grain size more than 4 times the average grain size is not allowed. (Patent RU 2473042, application: 2011130938 dated 25.07.2011, IPC F42B 12/02).
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 возможен скол вершины, что приводит к увеличению брака при изготовлении сердечника.The disadvantage of this technical solution is the high cost of manufacturing the core. This is due to the need to grind conical and cylindrical surfaces, which require different equipment and tooling. In addition, the presence of a pointed cone requires increased control of the automatic bullet assembly process. When transporting pointed cores, the top may chip, which leads to an increase in defects in the manufacture of the core.
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).A technical solution is known in which a carbide core for small arms has a head and a tail section, the length of the core is equal to (2.21 ÷ 3.48) d, the head section is made conical, the diameter of the base of the cone of the head section is equal to (0.72 ÷ 0.86) d, has a chamfer along the end of the tail section, the nominal mass of the core is equal to (34 ÷ 62)% of the mass of the bullet, while the head section of the core has a length equal to (0.58 ÷ 1.65) d, where d is the caliber of the bullet, the tail section of the core has the shape of a truncated cone, the larger diameter of which is equal to the diameter of the base of the cone of the head section, the smaller diameter is equal to (0.68 ÷ 0.86) d, the head section of the cone has a vertex in the form of a hemisphere with a diameter of no more than 0.9 mm, all surfaces of the core are obtained by pressing, sintering and tumbling, while the conical part of the tail section has mechanical surface treatment within (0.1÷99)%, the chamfer along the end face of the tail part of the core is (0.15÷0.40) mm, the hard alloy of the core contains tungsten carbide by weight (88÷98)%, the rest is cobalt and has a bending strength of at least 1475 MPa, the deviation of the core mass from the nominal value (Mn) is within the tolerance field equal to (0.011÷0.0585) Mn, where Mn is the nominal mass of the core (see Patent for Utility Model of the Russian Federation No. 199550, IPC F42B 5/02, published on 09/07/2020).
Недостатком известного сердечника является наличие механической инструментальной обработки для формообразования фаски хвостовой части по торцу. Наличие инструментальной обработки фаски хвостовой части по торцу приводит к удорожанию производства сердечника.The disadvantage of the known core is the presence of mechanical tool processing for shaping the chamfer of the tail part along the end. The presence of tool processing of the chamfer of the tail part along the end leads to an increase in the cost of core production.
Известен 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. Патент РФ №218864 , заявка: 2023102610 от 03.02.2023, МПК F42B 5/02). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.A hard alloy core for small arms is known, according to the utility model, it has a head and a tail part, the length of the core is equal to (2.7 ÷ 2.8) d, the head part of the core, made in the form of a cone, has a length equal to (0.78 ÷ 0.87) d, the diameter of the base of the cone of the head part is equal to (0.71 ÷ 0.74) d, the head part of the cone has a vertex in the form of a segment of a sphere with a radius of (0.073 ÷ 0.092) d, a height of (0.045 ÷ 0.064) d and a base diameter of no more than 0.17 d, the tail part of the core has the shape of a truncated cone, the larger diameter of which is equal to the diameter of the base of the cone of the head part, the smaller diameter is equal to (0.7 ÷ 0.73) d, where d is the caliber of the bullet, the tail part, along the end, has a radius chamfer of no more than 0.15 mm, the nominal the mass of the core is equal to (52÷58)% of the bullet mass, all surfaces of the core are obtained by pressing, sintering and tumbling, the hard alloy of the core contains tungsten carbide by mass of 92%, the rest is cobalt, and has a bending strength of at least 2160 N/ mm2 , the maximum deviation of the core mass from the nominal value (Mn) is within the tolerance field, up to 0.031 Mn, where Mn is the nominal mass of the core. Russian Federation Patent No. 218864, application: 2023102610 dated 03.02.2023, IPC F42B 5/02). This technical solution is adopted as a prototype.
Выполнение в хвостовой части сердечника по торцу фаски радиусу, не более 0,15 мм, полученной в результате галтовки сердечника, снижают затраты на производство.The implementation of a chamfer with a radius of no more than 0.15 mm at the end of the tail section of the core, obtained as a result of tumbling the core, reduces production costs.
Недостаток данного технического решения заключается в параметрах сердечника, выполнение которых приводит к появлению брака в процессе производства сердечника. Так «диаметр основания конуса головной части равен (0,71÷0,74)d, равен большему диаметру хвостовой части сердечника, меньший диаметр хвостовой части сердечника равен (0,7÷0,73)d. Из данных параметров следует, что имеется исполнение хвостовой части с обратным конусом, когда диметр хвостовой части 0,73d больше диаметра головной части 0,71d, что неизбежно приведет к браку (разрушению) заготовки в процессе прессования сердечника, на операции выпрессовки. Выпрессовка заготовки сердечника, имеющего конус, всегда производится выталкиванием заготовки сердечника из пресс-формы в направлении конуса. Выталкивание заготовки сердечника из пресс-формы, с большим диаметром хвостовой части равного 0,73d, производится через отверстие в пресс-форме меньшего диаметра, равного 0,71 d.The disadvantage of this technical solution is in the parameters of the core, the implementation of which leads to the occurrence of defects in the process of core production. Thus, "the diameter of the base of the cone of the head part is (0.71 ÷ 0.74) d, equal to the larger diameter of the tail part of the core, the smaller diameter of the tail part of the core is (0.7 ÷ 0.73) d. From these parameters it follows that there is a design of the tail part with a reverse cone, when the diameter of the tail part 0.73 d is greater than the diameter of the head part 0.71 d, which will inevitably lead to defects (destruction) of the workpiece in the process of pressing the core, during the pressing operation. Pressing out the core workpiece having a cone is always performed by pushing the core workpiece out of the mold in the direction of the cone. The core blank is ejected from the mold, with a larger tail diameter equal to 0.73d, through an opening in the mold with a smaller diameter equal to 0.71d.
Кроме этого, из параметров сердечника «основание конуса головной части, равно (0,71÷0,74)d», и «длина (высоты) конуса равна (0,78÷0,87)d», следует, что угол конуса головной части находится в пределах (44-53) градуса. Сердечник с таким углом конусной части имеет низкую пробивную способность.In addition, from the parameters of the core "base of the head part cone equals (0.71÷0.74)d" and "length (height) of the cone equals (0.78÷0.87)d", it follows that the angle of the head part cone is within (44-53) degrees. A core with such an angle of the cone part has low penetrating ability.
К существенным недостаткам следует отнести указанный параметр материала сердечника «содержит карбид вольфрама по массе 92%, остальное - кобальт, и имеет предел прочности на изгиб не менее 2160 Н/мм2». Здесь два параметра, которые противоречат друг другу. Сплав, с содержанием карбид вольфрама по массе 92%, остальное - кобальт, относится к сплавам ВК8. Согласно ГОСТ3882-74 (ИСО 513-75), сплавы с таким содержанием карбида вольфрама и кобальта имеют прочность на изгиб 1666 Н/мм2 , что значительно меньше указанного не менее 2160 Н/мм2 . Твердые сплавы с параметром прочности на изгиб не менее 2160 Н/мм2 относятся к сплавам имеющим в составе карбид вольфрама по массе не менее 80%, остальное - кобальт, это сплав ВК20 по ГОСТ3882-74 (ИСО 513-75). Сплавы ВК20 имеют низкую пробивную способность.The significant disadvantages include the specified parameter of the core material "contains tungsten carbide by weight 92%, the rest is cobalt, and has a bending strength of at least 2160 N/mm 2 ." There are two parameters that contradict each other. The alloy with a tungsten carbide content of 92% by weight, the rest is cobalt, belongs to the VK8 alloys. According to GOST 3882-74 (ISO 513-75), alloys with such a content of tungsten carbide and cobalt have a bending strength of 1666 N/mm 2 , which is significantly less than the specified minimum of 2160 N/mm 2 . Hard alloys with a bending strength parameter of at least 2160 N/ mm2 are alloys containing at least 80% tungsten carbide by weight, the rest being cobalt, this is alloy VK20 according to GOST 3882-74 (ISO 513-75). VK20 alloys have low penetrating ability.
Задачей заявляемого технического решения является повышение бронебойной мощности стрелкового оружия, увеличение запреградного поражения.The objective of the claimed technical solution is to increase the armor-piercing power of small arms and increase the damage behind barriers.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении пробивной способности твердосплавным сердечником металлической брони, снижение брака при прессовании заготовок, снижении трудоемкости изготовления сердечника.In the process of solving the set task, a technical result is achieved, consisting in increasing the penetration ability of the hard-alloy core of metal armor, reducing defects during pressing of blanks, and reducing the labor intensity of manufacturing the core.
Технический результат достигается сердечником бронебойный пули из твердого сплава для стрелкового оружия, содержит карбид вольфрама по массе не более 97%, остальное - кобальт, имеет предел прочности на изгиб не менее 1160 МПа, имеет головную и хвостовую части, хвостовая часть сердечника имеет форму усеченного конуса, больший диаметр основания которого равен большему диаметру основания конуса головной части, головная часть сердечника имеет форму усеченного конуса, имеет вершину в виде сегмента полусферы, при этом длина сердечника имеет размер мм, усеченный конус имеет угол равный 40°±30', сферическое закругление, радиусом 0,5мм, у меньшего основания в виде сегмента полусферы (сферы), диаметром окружности сечения не более 0,9 мм, больший диаметр основания конуса головной части имеет размер мм, головная часть сердечника сформирована инструментом, в котором длина (высота) сердечника равна 4,69 мм, меньший диаметр усеченного конуса хвостовой части имеет размер не более 3,85 мм, масса сердечника равна (2,15-2,29) г, поверхности сердечника имеют шероховатость Rz не более 1,6 мкм, Ra не более 0,6 мкм, получены вибрационной голтовкой.The technical result is achieved by the core of an armor-piercing bullet made of a hard alloy for small arms, contains tungsten carbide by weight no more than 97%, the rest is cobalt, has a bending strength of at least 1160 MPa, has a head and tail parts, the tail part of the core has the shape of a truncated cone, the larger diameter of the base of which is equal to the larger diameter of the base of the cone of the head part, the head part of the core has the shape of a truncated cone, has a vertex in the form of a segment of a hemisphere, while the length of the core has a size mm, the truncated cone has an angle equal to 40°±30', spherical rounding, with a radius of 0.5 mm, at the smaller base in the form of a segment of a hemisphere (sphere), with a diameter of the section circle of no more than 0.9 mm, the larger diameter of the base of the cone of the head part has a size mm, the head part of the core is formed by a tool in which the length (height) of the core is 4.69 mm, the smaller diameter of the truncated cone of the tail part has a size of no more than 3.85 mm, the mass of the core is (2.15-2.29) g, the surface of the core has a roughness Rz of no more than 1.6 μm, Ra of no more than 0.6 μm, obtained by vibration finishing.
Вибрационная галтовка проводится без использования размольных тел, в присутствии жидкости.Vibratory tumbling is carried out without the use of grinding media, in the presence of liquid.
Технический результат так же достигается бронебойной пулей стрелкового оружия, содержащей свинцовую рубашку, оболочку, сердечник, из твердого сплава содержащий содержит карбид вольфрама по массе не более 97%, остальное - кобальт, имеет предел прочности на изгиб не менее 1160 МПа, имеет головную и хвостовую части, хвостовая часть сердечник имеет форму усеченного конуса, больший диаметр основания которого равен большему диаметру основания конуса головной части, головная часть сердечника имеет форму усеченного конуса, головная часть сердечника сформирована инструментом, в котором длина (высота) сердечника равна 4,69 мм, меньший диаметр усеченного конуса хвостовой части имеет размер не более 3,85 мм, масса сердечника равна (2,15-2,29) г, поверхности сердечника имеют шероховатость Rz не более 1,6 мкм, Ra не более 0,6 мкм, получены вибрационной голтовкой.The technical result is also achieved by an armor-piercing bullet for small arms, containing a lead jacket, a shell, a core made of a hard alloy containing tungsten carbide by weight no more than 97%, the rest is cobalt, has a bending strength of at least 1160 MPa, has a head and a tail part, the tail part of the core has the shape of a truncated cone, the larger diameter of the base of which is equal to the larger diameter of the base of the cone of the head part, the head part of the core has the shape of a truncated cone, the head part of the core is formed by a tool in which the length (height) of the core is 4.69 mm, the smaller diameter of the truncated cone of the tail part has a size of no more than 3.85 mm, the mass of the core is (2.15-2.29) g, the surfaces of the core have a roughness Rz of no more than 1.6 μm, Ra of no more than 0.6 μm, obtained by vibration tumbling.
Вибрационная галтовка проводится без использования размольных тел, в присутствии жидкости.Vibratory tumbling is carried out without the use of grinding media, in the presence of liquid.
Технический результат так же достигается патроном бронебойным, для стрелкового оружия содержащим стальную гильзу с капсюлем-воспламенителем и метательный пороховой заряд, пулю, имеющую оболочку, свинцовую рубашку, сердечник, из твердого сплава содержит карбид вольфрама по массе не более 97%, остальное - кобальт, имеет предел прочности на изгиб не менее 1160 МПа, имеет головную и хвостовую части, хвостовая часть сердечник имеет форму усеченного конуса, больший диаметр основания которого равен большему диаметру основания конуса головной части, головная часть сердечника имеет форму усеченного конуса, имеет вершину в виде сегмента полусферы, при этом длина сердечника имеет размер мм, усеченный конус имеет угол равный 40°±30', сферическое закругление, радиусом 0,5мм, у меньшего основания в виде сегмента полусферы (сферы), диаметром окружности сечения не более 0,9 мм, больший диаметр основания конуса головной части имеет размер мм, головная часть сердечника сформирована инструментом, в котором длина (высота) сердечника равна 4,69 мм, меньший диаметр усеченного конуса хвостовой части имеет размер не более 3,85 мм, масса сердечника равна (2,15-2,29)г, поверхности сердечника имеют шероховатость Rz не более 1,6 мкм, Ra не более 0,6 мкм, получены вибрационной галтовкой.The technical result is also achieved by an armor-piercing cartridge for small arms containing a steel cartridge case with a primer and propellant powder charge, a bullet having a shell, a lead jacket, a core made of hard alloy containing tungsten carbide by weight no more than 97%, the rest is cobalt, has a bending strength of at least 1160 MPa, has a head and tail parts, the tail part of the core has the shape of a truncated cone, the larger diameter of the base of which is equal to the larger diameter of the base of the cone of the head part, the head part of the core has the shape of a truncated cone, has a vertex in the form of a segment of a hemisphere, while the length of the core has a size mm, the truncated cone has an angle equal to 40°±30', spherical rounding, with a radius of 0.5 mm, at the smaller base in the form of a segment of a hemisphere (sphere), with a diameter of the section circle of no more than 0.9 mm, the larger diameter of the base of the cone of the head part has a size mm, the head part of the core is formed by a tool in which the length (height) of the core is 4.69 mm, the smaller diameter of the truncated cone of the tail part has a size of no more than 3.85 mm, the mass of the core is (2.15-2.29) g, the surfaces of the core have a roughness Rz of no more than 1.6 μm, Ra of no more than 0.6 μm, obtained by vibration tumbling.
Вибрационная галтовка проводится без использования абразивных тел, в присутствии жидкости.Vibratory tumbling is carried out without the use of abrasive bodies, in the presence of liquid.
Исследования характера изменения микротвердости конусной головной части сердечников, пробивших броневую плиту, приведенные в работе Довгаль О.В. Реферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Разработка и исследование материала, конструкции и технологии изготовления твердосплавного ударника» показали, что максимальное снижение микротвердости поверхностного слоя ударника фиксируется ближе к вершине и составляет до 10 ÷ 15 %, по сравнению с другими частями поверхности конуса. Такое снижение микротвердости приводит к снижению пробивной способности сердечника.The studies of the nature of the change in the microhardness of the conical head part of the cores that penetrated the armor plate, given in the work of Dovgal O.V. Abstract of the dissertation for the degree of candidate of technical sciences "Development and study of the material, design and manufacturing technology of a hard-alloy striker" showed that the maximum decrease in the microhardness of the surface layer of the striker is recorded closer to the top and is up to 10 ÷ 15%, compared to other parts of the cone surface. Such a decrease in microhardness leads to a decrease in the penetrating ability of the core.
Авторами предлагаемого изобретения установлено, что снижение микротвердости обусловлено особенностью прессования сердечников, а именно относительно большим отношение длины сердечника к диаметру и расположением ударной части сердечник в «глухой» части отверстия пресс-формы, участки, имеющие меньшую микротвердость, располагается в области сопряжения поверхности конуса и поверхности закругления вершины. Снижение микротвердости может быть обусловлено низким качеством изготовления прессового инструмента.The authors of the proposed invention have established that the decrease in microhardness is due to the specifics of pressing the cores, namely the relatively large ratio of the length of the core to the diameter and the location of the striking part of the core in the "blind" part of the mold opening, the areas with lower microhardness are located in the area of the cone surface and the surface of the rounding of the apex. The decrease in microhardness may be due to the low quality of the pressing tool manufacture.
При большом отношение длины сердечника к диаметру, плотность спрессованной заготовки сердечника в головной части несколько ниже, особенно это проявляется в конусной части, в области сопряжения Данная область сопряжения поверхностей перехода формируется инструментом, в частности, матрицей пресс-формы, в которой выполнено глухое отверстие в виде усеченного конуса, а закругление на диаметре поверхности усеченного конуса формируется отдельным толкателем, имеющий диметр равный меньшему диаметру усеченного конуса. Любой вид дефекта на пресс-форме, в виде впадины или ступеньки, при переходе закругления на плоскость конуса, приводит к снижению плотности заполнения вершины при прессовании заготовки. При спекании эти дефекты сохранятся. Насколько критичен тот или иной дефект, показывает выпрессовка сердечника. Если, при изготовлении инструмента, образовалась впадина при переходе от плоскости конуса на плоскость закругления, то возможны два случая. Первый случай - впадина большая и при выпрессовке заготовки, головка закругления отрывается от усеченного конуса. Это брак инструмента и его следует заменить. Второй случай - впадина не значительная и при выпрессовке заготовки, головка закругления сохраняется на конусе. Этот инструмент годен для прессования сердечников. При спекании такой дефект сохраняется, но в меньших параметрах, т.к. при спекании происходит усадка сердечника от 5 до 10 процентов, в зависимости от плотности прессовки. В дальнейшем, при вибрационной галтовке, такой дефект нивелируется и не влияет на пробивную способность сердечника.With a large ratio of the core length to the diameter, the density of the pressed core blank in the head part is somewhat lower, this is especially evident in the conical part, in the mating area. This area of the mating of the transition surfaces is formed by the tool, in particular, the matrix of the press mold, in which a blind hole in the form of a truncated cone is made, and the rounding on the diameter of the surface of the truncated cone is formed by a separate pusher, having a diameter equal to the smaller diameter of the truncated cone. Any type of defect on the press mold, in the form of a depression or a step, when the rounding transitions to the plane of the cone, leads to a decrease in the filling density of the top when pressing the blank. These defects will remain during sintering. The extent to which a particular defect is critical is shown by pressing out the core. If, during the manufacture of the tool, a depression is formed when passing from the plane of the cone to the plane of the rounding, then two cases are possible. The first case is a large depression and when pressing out the blank, the rounding head breaks away from the truncated cone. This is a defect of the tool and it should be replaced. The second case is a small depression and when pressing out the blank, the rounding head remains on the cone. This tool is suitable for pressing cores. During sintering, such a defect is preserved, but in smaller parameters, since during sintering, the core shrinks by 5 to 10 percent, depending on the density of the pressing. Later, during vibration tumbling, such a defect is leveled out and does not affect the penetrating ability of the core.
Второй дефект, который может образоваться на поверхности сердечника, это образование ступеньки, при переходе от поверхности конуса к поверхности закругления вершины. Данный дефект при выпрессовке не проявляется. Его исправление производится после спекания в процессе вибрационной галтовки. Если после вибрационной галтовки, дефект сохраняется, в этом случае отправляют инструмент на доработку, так как дефект, возможно, устранить, подправив инструмент. После доработки матрицы пресс-формы, вновь проводится прессование сердечника с повторением контроля сердечника на всех стадиях его изготовления.The second defect that can form on the core surface is the formation of a step when moving from the cone surface to the surface of the rounded top. This defect does not appear during pressing. It is corrected after sintering during vibration tumbling. If the defect remains after vibration tumbling, the tool is sent for revision, since the defect can be eliminated by adjusting the tool. After the matrix of the press form is revised, the core is pressed again with repeated control of the core at all stages of its manufacture.
Оптимизируя радиус закругления, выполняя его максимально заостренным, мы получаем стабильные результаты по пробитию брони, так как каждый раз повторяется один и тот же механизм пробития с образованием ПАС (плоскостями адиабатического сдвига). При реализации такого механизма пробития не происходит хрупкого разрушения сердечника, он сохраняет свою форму, а следовательно, и высокое запреградное поражающее действие.By optimizing the radius of curvature, making it as sharp as possible, we obtain stable results in armor penetration, since the same penetration mechanism is repeated each time with the formation of PAS (adiabatic shear planes). When implementing such a penetration mechanism, there is no brittle destruction of the core, it retains its shape, and therefore, a high behind-the-barrier damaging effect.
Допуск на размер длины сердечника мм определен таким образом, что при производстве сердечника, позволяет не выходить за пределы заданного допуска по массе сердечника, равного (2,15-2,29) г. Tolerance on core length dimension mm is defined in such a way that during the production of the core, it allows not to go beyond the specified tolerance for the mass of the core, equal to (2.15-2.29) g.
Допуск угла усеченного конуса сердечника 40°±30', со сферическим закруглением радиусом 0,5мм, у меньшего основания в виде сегмента полусферы (сферы), диаметром окружности сечения не более 0,9 мм, и допуск диаметра основания конуса мм головной части, определен из условия минимального изменения пробивной способности сердечника.The tolerance of the angle of the truncated cone of the core is 40°±30', with a spherical rounding of radius 0.5 mm, at the smaller base in the form of a segment of a hemisphere (sphere), with a diameter of the section circle of no more than 0.9 mm, and the tolerance of the diameter of the base of the cone mm of the head part, determined from the condition of minimal change in the penetration capacity of the core.
Авторами были проведены исследования по определению оптимального угла головной части сердечника. В начальный момент пробития брони, на контактной площади конуса сердечника происходит значительное повышение температуры и давления в короткий промежуток времени. Результирующую силу сопротивления внедрения конуса в тело брони можно разложить на две силы. Это сила трения направленная параллельно плоскости конуса и сила давления направленная перпендикулярно поверхности конуса. В месте контакта появляются области, 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.The authors conducted research to determine the optimal angle of the core head. At the initial moment of armor penetration, a significant increase in temperature and pressure occurs in a short period of time on the contact area of the core cone. The resulting resistance force of the cone penetration into the armor body can be decomposed into two forces. This is the friction force directed parallel to the plane of the cone and the pressure force directed perpendicular to the surface of the cone. At the point of contact, areas of highly localized plastic deformation appear, called adiabatic shear planes (ASP), in the vicinity of which heat is concentrated. Rapid deformation of the metal leads to localized heating of the contact and catastrophic destruction of the armor in the form of melting.
Соотношение сил трения и давления определяются углом конуса головной части. При угле конуса меньше 40° сила трения уменьшается, температура в контактной зоне снижается, не происходит образования плоскостей адиабадического сдвига с локализацией тепла. Хвостовая часть сердечник сжимается силами упругости брони, пробития не происходит. При увеличении угла конуса больше 40° происходит смена механизма пробития брони. Пробитие происходит по механизмы «выбивания пробки». Такой механизм пробития реализуется при высоких скоростях соударения сердечника с преградой. Поэтому патроны с бронебойными сердечниками имеющие большой угол конуса головной части имеют меньшую дальность пробития броневой преграды. Угол конуса сердечника равный 40°±30' является оптимальным. Как показали исследования пробивной способности сердечников, имеющих различные углы конуса головной части, изменение угла на (2-3) градуса, в ту или иную сторону, относительно угла конуса головной части равной 40 градусов, не приводят к существенному снижению пробивной способности сердечника. Длина (высота) головная часть сердечника сформирована инструментом, в котором она равна 4,69 мм, меньший диаметр усеченного конуса хвостовой части имеет размер не более 3,85 мм. Изготовление сердечника в виде тел вращения, соединенных между собой в головной части в виде конуса и хвостовой части в виде усеченного конуса, с оптимальными геометрическими размерами позволяет, с одной стороны, снизить затраты на изготовление сердечника, с другой повысить кучность боя при увеличении дальности поражения преграды.The ratio of friction and pressure forces is determined by the cone angle of the warhead. When the cone angle is less than 40°, the friction force decreases, the temperature in the contact zone decreases, and adiabatic shear planes with heat localization do not form. The tail part of the core is compressed by the elastic forces of the armor, and penetration does not occur. When the cone angle increases to more than 40°, the armor penetration mechanism changes. Penetration occurs by the "plug knocking out" mechanism. This penetration mechanism is realized at high impact speeds of the core with the obstacle. Therefore, cartridges with armor-piercing cores having a large cone angle of the warhead have a shorter range of armor penetration. The cone angle of the core equal to 40°±30' is optimal. As shown by the studies of the penetrating ability of cores with different cone angles of the head part, a change in the angle by (2-3) degrees, in one direction or another, relative to the cone angle of the head part equal to 40 degrees, does not lead to a significant decrease in the penetrating ability of the core. The length (height) of the head part of the core is formed by a tool in which it is equal to 4.69 mm, the smaller diameter of the truncated cone of the tail part has a size of no more than 3.85 mm. The manufacture of the core in the form of bodies of revolution, connected to each other in the head part in the form of a cone and the tail part in the form of a truncated cone, with optimal geometric dimensions allows, on the one hand, to reduce the costs of manufacturing the core, on the other hand, to increase the accuracy of the battle with an increase in the range of destruction of the obstacle.
Проведение вибрационного шлифования до шероховатости поверхности конуса до Rz не более 1,6 мкм, Ra не более 0,6 мкм позволяют избежать концентрации напряжений в зоне сопряжения (перехода) одной поверхности в другую. Такие напряжения могут возникать при наличии дефектов пресс-формы и проявляться в процессе прессования, например за счет износа пресс-формы, или не точности изготовления сопрягаемых деталей пресс-формы. Вибрационное шлифование нивелирует дефекты, образующиеся при спекании сердечников, тем самым увеличивается время работы пресс-формы. Это подтверждается исследованиями сердечников, прошедших вибрационное шлифование после спекания. На фиг.1 показана головная часть сердечника после вибрационного шлифования. На фиг. 2 показаны размеры сердечника после вибрационного шлифования, где А= мм длина сердечника, B= 4,69 мм длина головной части сердечника, C= мм больший диаметр основания конуса головной части, D≤3,85 мм меньший диаметр усеченного конуса хвостовой части, Rd=0,5мм радиус сферического закругления, диаметр окружности сечения b≤0,9 мм, a=40°±30' угол при усеченном конусе головной части.Carrying out vibration grinding to a cone surface roughness of Rz no more than 1.6 μm, Ra no more than 0.6 μm allows avoiding stress concentration in the mating zone (transition) of one surface to another. Such stresses can arise in the presence of mold defects and manifest themselves during the pressing process, for example, due to mold wear or inaccuracy in the manufacture of the mating parts of the mold. Vibration grinding eliminates defects formed during sintering of cores, thereby increasing the service life of the mold. This is confirmed by studies of cores that underwent vibration grinding after sintering. Fig. 1 shows the head part of the core after vibration grinding. Fig. 2 shows the dimensions of the core after vibration grinding, where A = mm core length, B = 4.69 mm core head length, C = mm is the larger diameter of the base of the cone of the head part, D≤ 3.85 mm is the smaller diameter of the truncated cone of the tail part, Rd=0.5 mm is the radius of the spherical rounding, the diameter of the section circle b≤ 0.9 mm, a= 40°±30' is the angle at the truncated cone of the head part.
Изобретение осуществляют следующим образом.The invention is implemented as follows.
Для изготовления изделия использовались смеси с различным содержанием кобальта: ВК3, ВК8 (в смеси может присутствовать незначительное количество дополнительных компонентов).To manufacture the product, mixtures with different cobalt contents were used: VK3, VK8 (the mixture may contain a small amount of additional components).
Вольфрамокобальтовую смесь подвергали ультразвуковой активации, которую проводили на низких частотах 20-100 кГц, в течении 60 минут.The tungsten-cobalt mixture was subjected to ultrasonic activation, which was carried out at low frequencies of 20-100 kHz, for 60 minutes.
Затем осуществляли прессование и спекание. 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 находилась в пределах 14,8 г/см2 сплава ВК8 и 15,2 г/см2 сплава ВК3.Then pressing and sintering were carried out. Sintering was carried out in two stages: preliminary - for the purpose of removing the plasticizer in a hydrogen atmosphere and final vacuum-compression in a VKPgr 50/90/50 furnace from Degussa. The density of the cores after sintering was within the range of 14.8 g/cm2 for VK8 alloy and 15.2 g/cm2 for VK3 alloy.
Результаты исследований свойств сердечников и броневое пробитие сердечников представлены в таблице 1.The results of the studies of the properties of the cores and the armor penetration of the cores are presented in Table 1.
Таблица 1.Table 1.
Compressive stresses of the surface layer, N/mm 2
Проведено определение пробивной способности пуль снаряженных сердечниками изготовленных по прототипу и предлагаемому техническому решению при стрельбе из 5,45-мм пулемета РПК74 по броне марки 2П толщиной 10 мм, установленной вертикально по углом 90° к направлению стрельбы на дистанции от 300 м до 600 м. Оценивался процент пробития брони из 10 попаданий Процент пробития пули с сердечником имеющим параметры прототипа составил от 50 до 100 %. Процент пробития пули с сердечником имеющим параметры предлагаемого технического решения составил 100%. Результаты сравнительных испытаний представлены в таблице 2.The penetration ability of bullets equipped with cores manufactured according to the prototype and the proposed technical solution was determined when firing from a 5.45 mm RPK74 machine gun at 2P armor with a thickness of 10 mm, installed vertically at an angle of 90° to the direction of fire at a distance of 300 m to 600 m. The percentage of armor penetration out of 10 hits was estimated. The percentage of penetration of a bullet with a core having the parameters of the prototype was from 50 to 100%. The percentage of penetration of a bullet with a core having the parameters of the proposed technical solution was 100%. The results of the comparative tests are presented in Table 2.
Таблица 2.Table 2.
Представленные результаты подтвердили высокую пробивную способность предлагаемого сердечника и по сравнению с прототипом при сохранении высокой кучности боя.The presented results confirmed the high penetration capacity of the proposed core, in comparison with the prototype, while maintaining high accuracy of fire.
Таким образом, совокупность всех указанных в формуле соотношений параметров способа изготовления вольфрамокобальтовых сердечников, обеспечивает создание пули и патрона, которые имеет высокие характеристики по пробивному действию по сравнению с прототипом.Thus, the combination of all the ratios of parameters of the method of manufacturing tungsten-cobalt cores specified in the formula ensures the creation of a bullet and cartridge that have high characteristics in terms of penetration action compared to the prototype.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2831034C1 true RU2831034C1 (en) | 2024-11-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782287A (en) * | 1970-10-28 | 1974-01-01 | Staatsbedrijf Artillerie Inric | Armor piercing bullet |
| CN204115590U (en) * | 2014-09-04 | 2015-01-21 | 深圳市注成科技有限公司 | A kind of efficient containing energy armor-piercing bullet core |
| RU191061U1 (en) * | 2019-03-21 | 2019-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | CARBON CORE FOR RUNNING WEAPONS |
| RU199550U1 (en) * | 2020-05-26 | 2020-09-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационные Технологии На Железнодорожном Транспорте" (Ооо "Итжт") | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS |
| RU202779U1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | HIGH PENETRATION CHUCK |
| RU218864U1 (en) * | 2023-02-03 | 2023-06-15 | Федеральное казенное предприятие "Амурский патронный завод "Вымпел" имени П.В. Финогенова" | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3782287A (en) * | 1970-10-28 | 1974-01-01 | Staatsbedrijf Artillerie Inric | Armor piercing bullet |
| CN204115590U (en) * | 2014-09-04 | 2015-01-21 | 深圳市注成科技有限公司 | A kind of efficient containing energy armor-piercing bullet core |
| RU191061U1 (en) * | 2019-03-21 | 2019-07-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Сфера" (ООО "Сфера") | CARBON CORE FOR RUNNING WEAPONS |
| RU202779U1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-03-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех") | HIGH PENETRATION CHUCK |
| RU199550U1 (en) * | 2020-05-26 | 2020-09-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Инновационные Технологии На Железнодорожном Транспорте" (Ооо "Итжт") | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS |
| RU218864U1 (en) * | 2023-02-03 | 2023-06-15 | Федеральное казенное предприятие "Амурский патронный завод "Вымпел" имени П.В. Финогенова" | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10323918B2 (en) | Auto-segmenting spherical projectile | |
| US6749802B2 (en) | Pressing process for tungsten articles | |
| US7980180B2 (en) | Jacketed one piece core ammunition | |
| US6457417B1 (en) | Method for the manufacture of a frangible nonsintered powder-based projectile for use in gun ammunition and product obtained thereby | |
| US2393648A (en) | Projectile | |
| RU170524U1 (en) | ARMOR BARRIER CORE | |
| US20020178963A1 (en) | Dual core ammunition | |
| RU190914U1 (en) | CARTRIDGE WITH A SOLID-HEATED CORE FOR SMALL ARMS | |
| RU193315U1 (en) | CARBON BALLOON WITH A CARBIDE HEART WEAPON | |
| US7597037B2 (en) | Method of enhancing the external ballistics and ensuring consistent terminal ballistics of an ammunition projectile and product obtained | |
| US20230358519A1 (en) | Warhead | |
| RU2831034C1 (en) | Core of armor-piercing bullet from hard alloy for small arms, bullet in which core is used, cartridge in which bullet is used | |
| RU170528U1 (en) | BULLET FOR SNIPER CARTRIDGE | |
| WO2000037878A1 (en) | Small bore frangible ammunition projectile | |
| RU191061U1 (en) | CARBON CORE FOR RUNNING WEAPONS | |
| RU190920U1 (en) | HEART FOR SMALL ARMS FROM SOLID ALLOY | |
| RU202778U1 (en) | CARBIDE CORE | |
| RU178911U1 (en) | ARMOR BARRIER CORE | |
| RU190660U1 (en) | CARTRIDGE FOR SHOOTING WEAPONS WITH A SOLID ALLOY CORE | |
| RU2831033C1 (en) | Hard alloy core for small arms cartridges | |
| RU218864U1 (en) | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS | |
| RU202779U1 (en) | HIGH PENETRATION CHUCK | |
| RU199550U1 (en) | CARBIDE CORE FOR SMALL ARMS | |
| RU224403U1 (en) | SMALL ARMS BULLET WITH INCREASED PENETRATION | |
| RU199549U1 (en) | SMALL ARMS CARTRIDGE |