[發明專利]一種輕量化的鋁合金材料及其在制備彈殼方面的應用

有效

• 申請號: 201811058963.1
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109402468B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 范才河;范語楠
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/02;C22F1/053
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明涉及槍彈技術領域，具體涉及一種輕量化的鋁合金材料及其在制備彈殼方面的應用。所述的鋁合金材料的成分包括鋅4.0~7.0wt.%，銅1.0~2.0wt.%，錳0.3~0.7wt.%，鋰1.0~2.0wt.%，稀土0.01~0.05wt.%，鈦0~0.05wt.%，鉻0~0.05wt.%和鋁。本發明采用所述材料制得的彈殼具有低密度、高比強度、良好的耐蝕性能和卓越的超塑成形性能，可承受400MPa的膛壓和1000℃以上的瞬時高溫，有效避免彈殼開裂、燒蝕現象，彈頭初速1200m/s以上，與鋼彈殼相比較整體質量降低20%以上，各項參數達到軍方使用標準，可成功替代目前使用的銅質、鋼質彈殼，減輕輕武器重量。

技術領域

本發明涉及槍彈技術領域，更具體地，涉及一種輕量化的鋁合金材料及其在制備彈殼方面的應用。

背景技術

現代戰爭對步兵要求越來越高，其攜帶的裝備越來越齊全，包括通信裝備、保障裝備、武器裝備，如何保障士兵的高效作戰，對士兵的攜帶裝備輕量化是一個重點。其中，輕武器是核心和關鍵，它的重量在很大程度上決定單兵負荷的高低及作戰能力的有效發揮，在步兵遠程機動和偵查中，負重越輕，越有利于節約士兵的體能和提高機動能力。

目前，采用輕量化技術得到輕質高效能彈殼己成為實現武器系統輕量化的主要途徑和研究重點。彈藥的減重，彈殼減重首當其沖，彈殼的重量幾乎占槍彈重量的一般，傳統的金屬彈殼為銅質、鋼質材料已不能滿足作戰要求，鋁合金材料的可作為發展輕量化彈藥的研究重點。英國、德國、澳大利亞和美國均在對鋁合金彈殼進行研究，美國空軍已把鋁合金彈殼作為發展輕型彈藥的一個方向。

鋁合金特別是高強韌鋁合金因具有質量輕、耐腐蝕、比強度高等優點，已在機械、建材、化工、包裝等民用領域被廣泛使用。鋁合金作為輕量化彈殼材料，可大幅度降低彈殼重量，提高單兵作戰效能，在相同彈藥攜帶量時，可以提高負重；在相同負重情況下，因此，輕量化彈藥可以有效提高單兵作戰效能。采用鋁能減輕重量，而且可以使大攜帶量成為可能。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有鋁合金材料的技術不足，尤其是作為彈殼材料的不足，提供一種輕量化的鋁合金材料。

本發明要解決的另一技術問題是提供所述鋁合金材料的應用，尤其是在彈殼材料方面的應用。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

提供一種輕量化的鋁合金材料，其成分含有：

鋅4.0～7.0wt.％，

銅1.0～2.0wt.％，

錳0.3～0.7wt.％，

鋰1.0～2.0wt.％，

稀土0.01～0.05wt.％，

其余部分包含鋁和雜質Si、Fe元素。

進一步地，所述鋁合金材料含有鈦、鉻中的一種或幾種，其中鈦含量為 0～0.05wt.％，鉻含量為0～0.05wt.％。

進一步地，所述稀土為鈰，其添加量0.01～0.05wt.％。

優選的，所述輕量化的鋁合金材料的彈殼，成分包括：鋅4.5wt.％，銅1.8wt.％，錳0.5wt.％，鋰1.3wt.％，稀土0.03wt.％，鈦0.02wt.％，鉻0.02wt.％，其余成分為鋁。

以鋁為基材，添加銅、錳為主要成分，以及微量的稀土元素設計新型鋁合金材料。主體鋁元素的密度低，塑性好，可降低生產的彈殼重量，但純鋁的強度較低，不滿足作為彈殼的強度要求。

進一步地，銅的添加可以增強鋁合金材料的強度和硬度，滿足彈殼的強度要求。

進一步地，鋅加入鋁合金材料中，鋁合金材料的強度和硬度均大為提高。