[發明專利]一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法

有效

• 申請號: 201510218579.3
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104775083B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 陳強;舒大禹;夏祥生;李祖榮;趙志翔;康鳳;王艷彬;胡傳凱
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: C22F1/08
• 分類號: C22F1/08
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司50209
• 代理人: 文巍

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，尤其涉及藥型罩用的細晶銅合金材料。

背景技術

典型的聚能裝藥射流具有較高的頭部速度和低的尾部速度，這種速度梯度使射流在相當大的炸高條件下拉得很長。射流的侵徹能力是與連續射流長度成正比，但是由于射流最終在軸向斷裂成一段段的顆粒而限制了連續射流的長度。一旦射流斷裂成顆粒狀，其侵徹能力便會下降。國內外研究機構對藥形罩內部組織、制造工藝和破甲性能之間的關系作了大量而深入的研究。研究表明，藥形罩產品的晶粒尺寸、晶粒取向和其它內在性能參數對侵徹能力影響很大，而不是僅限于考慮如何達到藥形罩的外在質量，如尺寸精度、表面質量等。

目前，適合制造聚能裝藥戰斗部用藥型罩的金屬材料主要有：純銅、純鐵、鈾合金、銅合金等，其中純銅和銅合金的材料密度高(Cu的密度為8.96g/cm³)、塑性好(室溫延伸率大于45％)、聲速大(3.8km/s)、熔點高(1083℃)，同時材料成形性能好、儲藏豐富、價格便宜，能夠滿足常規武器戰斗部的大量使用。銅作為聚能裝藥戰斗部用藥型罩已有50多年的發展歷史，大量彈道試驗表明，采用熱軋、擠制的銅棒材或板材制造的藥型罩，破甲侵徹威力不到8倍裝藥直徑，已不能適應新一代反應裝甲、陶瓷裝甲、復合裝甲的發展，成為制約戰斗部性能提升的關鍵之一。

為了進一步挖掘藥型罩用銅合金材料的潛力，從連續射流長度與侵徹威力之間的關聯性出發，要求銅合金材料具有較好的各向同性、晶粒細小均勻、延展性好。現有技術以常規擠壓或鍛造、換向軋制、等通道擠壓方法為主，該工藝存在以下缺點：一是晶粒尺寸不均勻，在變形弱區存在大尺寸晶粒；二是板材的各向同性較差；三是材料的收得率低、性能一致性差；四是藥型罩織構較強、且對稱性不高。由此，本申請提供了一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，使制備的銅合金材料晶粒細小均勻，且各向性能一致性好。

本發明提供的一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將銅合金錠坯進行第一次鍛造，第一次鍛造采用軸向鐓粗，將第一次鍛造后的坯料進行第一次加熱處理；

2)將步驟1)得到的坯料進行第二次鍛造，第二次鍛造采用徑向拔長；

3)將步驟2)得到的坯料進行第三次鍛造，第三次鍛造采用軸向鐓粗，然后將鍛造后的坯料進行第二次加熱處理；

4)將步驟3)得到的坯料進行第四次鍛造，第四次鍛造采用徑向拔長；

5)將步驟4)得到坯料進行正擠壓，將擠壓后的坯料進行第三次加熱處理，得到藥型罩用細晶銅合金材料。

優選的，上述的第一次鍛造和第三次鍛造是將銅合金坯料進行軸向鐓粗，鐓粗過程為冷態，軸向鐓粗的鐓粗比為1.6～2.4。

優選的，上述的第二次鍛造和第四次鍛造具體是將鐓粗的銅合金坯料進行徑向拔長，拔長過程為加熱態，所述的徑向拔長的拔長比為1.6～3.0。

優選的，上述的正擠壓是將兩次鐓粗和兩次拔長后的坯料進行正擠壓，擠壓過程為冷態，正擠壓比1.5～2.0(變形程度大于50％)。

優選的，上述的第一次加熱處理的溫度為200～250℃，保溫時間為60～90min；上述第二次加熱處理的溫度為100～150℃，保溫時間為30～60min；上述第三次加熱處理的溫度為350～450℃，保溫時間為5～15min。

具體地，一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將銅合金錠坯進行第一次鍛造，第一次鍛造為軸向鐓粗，鐓粗比為1.6～2.4，鍛造為冷鍛；然后將第一次鍛造后的坯料進行第一次加熱處理，溫度為200～250℃，保溫時間為60～90min；

2)將步驟1)得到的坯料進行第二次鍛造，第二次鍛造為徑向拔長；所述徑向拔長是將坯料加熱保溫后進行的拔長比為1.6～3.0，所述加熱溫度為200～250℃，保溫時間為60～90min；在鍛造之后進行酸洗，所述酸洗的溶液為硝酸水溶液，所述硝酸優選濃度為68％。優選的，68％硝酸_∶水的體積比為1_∶9。

3)將步驟2)得到的坯料進行第三次鍛造，第三次鍛造采用軸向鐓粗；所述軸向鐓粗的鐓粗比為1.6～2.4，為冷鍛，然后將第三次鍛造后的坯料進行第二次加熱處理，溫度為100～150℃，保溫時間為30～60min；