[發明專利]穿甲彈頭及其制造方法

在審

• 申請號: 202010650643.6
• 申請日: 2020-07-07
• 公開（公告）號: CN113916063A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 張濤;樊林林;湯鐵裝;張春聯
• 申請（專利權）人: 東莞梵鈴材料科技有限公司
• 主分類號: F42B12/06
• 分類號: F42B12/06;C22C45/10;B22D19/08;B22D19/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;鄒敏敏

本發明提供了一種穿甲彈頭及其制造方法，其中，穿甲彈頭外形為由圓錐或棱錐的頂錐和連接于頂錐下部的平臺構成，包括彈芯和與彈芯呈一體化的外殼，外殼至少包裹部分彈芯，頂錐由外殼形成，彈芯由鎢或鎢合金制成，外殼由鋯基非晶合金制成，鋯基非晶合金包含不低于85％體積百分比的非晶相且化學式為Zr_aCu_bNi_cAl_d，其中，57.6≤a≤65.12，13.2≤b≤19.36，9.24≤c≤15.84，8≤d≤12，且a+b+c+d＝100。采用具有高塑性、高強度和高硬度的鋯基非晶合金作為外殼材料，其抑制結晶能力強，具有較寬的過冷液相區，較高的玻璃化轉變溫度和晶化溫度，熱穩定較高。鋯基非晶合金具有良好的自銳性，使穿甲彈頭具有較高的攻擊性能，且包覆由鎢或鎢合金制成的彈芯可使得穿甲彈頭實現較大的飛行速度。

技術領域

本發明涉及槍彈技術領域，尤其涉及一種高攻擊性能的生態環保的穿甲彈頭及其制造方法。

背景技術

由于穿甲彈達到攻擊效果的一個重要特點是要達到足夠的重量，才能使彈頭保持足夠的飛行距離和動能。為了達到高重量，較多的彈頭采用鉛制材料外面包裹銅制外殼，鉛材料通常會導致環境污染，其不環保，銅制外殼由于材質較軟，在彈頭與被攻擊物接觸時瞬間變形，沒有起到攻擊作用。國外為保持大的攻擊性，多采用貧鈾合金穿甲彈芯，貧鈾彈會引發放射性效果，對環境生態有巨大影響。

目前也有采用非晶合金用于穿甲彈頭，利用非晶合金的自銳性去提高穿甲彈的攻擊效果。但是多數的非晶合金都不能兼顧塑性和力學性能，通常在提高強度時，非晶合金的塑性變形能力變得極差，加工性能較差，因而通常非晶合金難以和其他的金屬材料進行復合而實現一體化。而且非晶合金在熱力學上屬于亞穩態材料，在將非晶合金材料通過澆鑄、壓鑄、吸鑄等方式加工成穿甲彈頭時，由于溫度升高，會發生玻璃化轉變，進而發生晶化反應，以致非晶合金的力學性能降低，尤其是強度和硬度性能顯著下降，最終削弱穿甲彈的攻擊性能。

發明內容

本發明旨在提供一種新的穿甲彈頭及其制造方法，采用一種特殊的非晶合金材料，其既具有較佳的塑性加工性能，而且又能維持較高的強度，從而提高穿甲彈頭的攻擊性能。

為實現上述目的，本發明第一方面提供了一種穿甲彈頭，外形為由圓錐或棱錐的頂錐和連接于所述頂錐下部的平臺構成，包括彈芯和與所述彈芯呈一體化的外殼，所述外殼至少包裹部分所述彈芯，所述頂錐由所述外殼形成，所述彈芯由鎢或鎢合金制成，所述外殼由鋯基非晶合金制成，所述鋯基非晶合金包含不低于85％體積百分比的非晶相且化學式為Zr_aCu_bNi_cAl_d，其中57.6≤a≤65.12，13.2≤b≤19.36，9.24≤c≤15.84，8≤d≤12，且a+b+c+d＝100。

與現有技術相比，本發明采用一種特殊的鋯基非晶合金作為外殼材料，此材料選用Zr、Cu、Ni和Al，并控制此四種金屬為一定的摩爾比，通過成分設計而控制泊松比，從而得到一種具有高塑性、高強度和高硬度的鋯基非晶合金，此鋯基非晶合金材料抑制結晶能力強，具有較寬的過冷液相區，較高的玻璃化轉變溫度和晶化溫度，熱穩定較高，即使加熱也難以發生玻璃化轉變和晶化反應，依然能維持鋯基非晶合金優異的力學性能。且在過冷液相區下加熱呈現牛頓粘性流體狀可表現出優良的塑性，有利于塑性加工，因而通過加熱呈牛頓粘性流體狀的鋯基非晶合金采用澆鑄、壓鑄、吸鑄包裹彈芯就可得到一體化的穿甲彈頭。再者，本發明的穿甲彈頭為由鎢或鎢合金制成的彈芯和Zr_aCu_bNi_cAl_d非晶合金制成的外殼一體復合而成，鎢或鎢合金的高密度材料的使用可維持穿甲彈頭飛行的平穩性，Zr_aCu_bNi_cAl_d非晶合金具有優異的力學性能，在高速載荷作用下具有高動態斷裂韌性和高硬度特性，在侵徹金屬時具有良好的自銳性，因而制成的穿甲彈頭具有較高的攻擊性能，且采用非晶材料包覆由鎢或鎢合金制成的彈芯可使得穿甲彈頭實現較大的飛行速度。