[發(fā)明專利]一種純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810341849.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開（公告）號(hào): CN108531838B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒大禹;陳強(qiáng);趙強(qiáng);吳洋;趙祖德;夏祥生;屈俊岑;王長朋;李輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國兵器工業(yè)第五九研究所
• 主分類號(hào): C22F1/08
• 分類號(hào): C22F1/08;C22F3/00
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司 50209
• 代理人: 文巍

本發(fā)明提供了一種純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法，包括梯度變溫累積大塑性擠壓成形、冷精整形、振動(dòng)時(shí)效、低溫去應(yīng)力；所述梯度變溫累積大塑性擠壓成形，預(yù)熱溫度為300～510℃，加熱時(shí)間30～90s；然后變形溫度為280～490℃，保溫時(shí)間1?3h。本發(fā)明解決常規(guī)塑性成形方法織構(gòu)嚴(yán)重與對(duì)稱性差、組織不均勻的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)藥型罩外形尺寸精確、內(nèi)在組織均勻的雙重控制，提高藥型罩的侵徹能力與穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬塑性成形技術(shù)，具體地說是一種純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法。

背景技術(shù)

爆炸成形彈丸(Explosively Formed Projectile，EFP)是盤類結(jié)構(gòu)藥型罩在爆轟能量作用下經(jīng)過擠壓、翻轉(zhuǎn)、拉伸成形的侵徹體，在炸高100～150m范圍內(nèi)，以2000～2500m/s左右的速度侵徹集群裝甲目標(biāo)，破甲的最大厚度達(dá)到1.2倍裝藥直徑，是對(duì)付現(xiàn)代裝甲車輛的“克星”武器。

20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)、精密裝藥和起爆技術(shù)的發(fā)展，EFP戰(zhàn)斗部技術(shù)取得進(jìn)步，設(shè)計(jì)帶圍裙、尾翼的EFP，改善氣動(dòng)穩(wěn)定性，飛行阻力減小，保證了EFP以更小的著角侵徹裝甲，提高命中精度與破甲威力；20世紀(jì)90年代，為了獲得更大威力的EFP戰(zhàn)斗部，除了進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)在新型材料以及精密制造加工技術(shù)上進(jìn)行了積極的探索和研究，進(jìn)行了鉭、鉭鎢合金、貧鈾等高密度藥型罩的彈道試驗(yàn)，掌握其爆轟物理性能、穿深與孔徑等參量；進(jìn)入21世紀(jì)，由于新型裝甲防護(hù)技術(shù)迅速發(fā)展，裝甲越來越硬、越厚，電磁防護(hù)以及主動(dòng)防護(hù)技術(shù)應(yīng)用，目標(biāo)特性也越來越復(fù)雜，裝甲車輛的戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)能力也越來越強(qiáng)，對(duì)反裝甲彈藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、EFP性能等提出了挑戰(zhàn)。

工業(yè)純鐵、純銅、鉭是EFP藥型罩的骨干材料，對(duì)于相同的藥型罩結(jié)構(gòu)及裝藥條件，鉭的侵徹性能最大，是由于鉭密度高、延性好，有利于EFP的拉伸，從而形成大長徑比的EFP。侵徹威力與EFP的長徑比成函數(shù)關(guān)系，則藥型罩材料塑韌性、延伸率的提高成為提升侵徹能力的關(guān)鍵因素，如張新民等采用真空熔鑄銅錠坯、鍛造-擠壓制坯、模鍛成形單錐藥型罩，熱處理后平均晶粒尺寸約為10μm、極密度平均值約1.84，與傳統(tǒng)加工方法相比破甲性能有明顯提高(張新明，冷鍛紫銅藥型罩材料的織構(gòu)研究[J]，中南大學(xué)2008)；左波等研究了不同軋制變形量對(duì)Ta、Ta-W板材晶粒組織、織構(gòu)及力學(xué)性能的影響，當(dāng)變形量≥90％時(shí)，晶粒組織明顯細(xì)化，延伸率提高10％以上(左波，鉭及鉭鎢合金冷軋變形組織及織構(gòu)研究[D]，中南大學(xué)2011)。

從爆炸成形彈丸與侵徹威力、穩(wěn)定性之間的關(guān)聯(lián)性出發(fā)，要求盤類藥型罩弱織構(gòu)、力學(xué)性能對(duì)稱，晶粒細(xì)小均勻、延展性好，從而提高EFP的毀傷性能。現(xiàn)有技術(shù)以切削加工、沖壓為主，該工藝存在以下缺點(diǎn)：一是晶粒尺寸不均勻，在變形弱區(qū)存在大尺寸晶粒；二是板材的各向同性較差，性能不穩(wěn)定；三是材料的收得率低，制造成本高；四是藥型罩頂部織構(gòu)較強(qiáng)、口部弱，且對(duì)稱性不高。由此，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法。

一種純銅盤類藥型罩的低應(yīng)力弱織構(gòu)控制方法，包括梯度變溫累積大塑性擠壓成形、冷精整形、振動(dòng)時(shí)效、低溫去應(yīng)力。

上述梯度變溫累積大塑性擠壓成形，預(yù)熱溫度為300～510℃，加熱時(shí)間30～90s；然后變形溫度為280～490℃，保溫時(shí)間2h。優(yōu)選的，擠壓成形在三向壓應(yīng)力和變形速率為5～15mm/s的作用下，經(jīng)過3～5道次的擠壓變形，每道次的變形量在30～85％。通過一定工藝的擠壓變形，產(chǎn)生變形應(yīng)力和應(yīng)變效應(yīng)發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，使晶粒組織細(xì)化。

上述低溫去應(yīng)力處理，熱處理溫度135～185℃，熱處理時(shí)間2～4h，真空度≥3×10^-3Pa，隨爐冷卻到80℃以下出爐。

上述冷精整形是在在三向壓應(yīng)力和變形速率為2～5mm/s的作用下，經(jīng)過1～4道次的冷精整形，每道次的變形量在1～5％。