[發明專利]一種可降解子彈彈殼及其制備方法

在審

• 申請號: 202010939908.4
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112210695A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 張建國
• 申請（專利權）人: 寧波精達五金制造有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/02;C23C14/06;C23C14/34;F42B12/78
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 邢麗艷;王玲華

本發明涉及一種可降解子彈彈殼及其制備方法，屬于子彈制造領域。本發明通過對鋁合金的成分調整，大大提高發射完畢后彈殼的降解速率，減少了彈殼回收所需的人力，對環境起到很好的保護作用；利用噴射法均勻細化了鋁合金的組織，而且含氧量低、污染程度小，從而使彈殼力學性能更加優異。而且在鋁合金彈殼表面添加一層TiN層，不僅解決了傳統銅制鋼制彈殼高重量問題，還提高了子彈彈殼性能和穩定性。通過鈍化處理保證了TiN層的高硬度、高化學穩定性等物理性能。

發明領域

本發明涉及一種可降解子彈彈殼及其制備方法，屬于子彈制造領域。

背景技術

子彈由彈殼、底火、發射藥、彈頭四部分組成，傳統的彈殼材料中，銅是最理想的彈殼材料，具有延展性好，對槍械磨損小，不易卡殼等優點。由于我國的銅資源極度缺乏，很多地方由鋼彈殼代替銅彈殼，鋼彈殼雖然整體性能不如銅彈殼，但是具有良好的低溫韌性，抗失效性能等優點。

目前訓練產生的大量彈殼，不管是銅制還是鋼制，在自然環境中需要非常長的時間才能夠降解，所以都會造成嚴重的環境污染。而且，子彈打完后剩下的彈殼中會有少量火藥和鉛的殘留，火藥中含硫，而硫和鉛都會對環境造成極大的危害，不僅會對水源、土地、空氣造成嚴重的污染，而且會給人類和植物的生存帶來極其嚴重的后果，甚至危及到人類的生命安全。所以子彈打完后，剩余的彈殼如果不進行回收處理，后果不堪設想。但是彈殼回收又需要大量的人力，而且即便進行回收，大量彈殼在回收過程中難免發生遺漏現象，依然存在污染環境的隱患。

中國發明專利(公開號：109158604A)公開了一種鋁合金彈殼制造方法及彈殼，其以Cu、Mg、Mn為主要合金成分通過3D噴射技術使得制備的鋁合金彈殼具有強度高、硬度大等特點，且韌性和抗腐蝕能力得到提高，雖然實現了將彈殼輕質化，但是隨著其整體抗腐蝕性能的提高，在自然環境中仍需要非常長的時間才能夠降解，所以依然會造成嚴重的環境污染。

發明內容

針對上述彈殼存在的現有問題，本發明提供一種降解速度快，對環境污染小的可降解子彈彈殼及其制備方法。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：一種可降解子彈彈殼，其化學成分質量百分比為：Cu：2.0-3.0％、Sn：8-10％、Ga：2.0-4.0％、Pb:2-4％、In:1.0-1.5％、Mn：0.5-1.0％、Cr：0.02-0.03％、Ti:0.01-0.02％、Mg:2.0-3.0％、Zr：0.02-0.04％,余量為Al及不可避免的微量元素。

本發明以鋁合金作為子彈彈殼，因為鋁合金具有重量輕、比強高、易加工等優點，這種輕量化的鋁合金彈殼可以替代傳統較重的銅制、鋼制彈殼。通過在鋁基中添加高含量的8-10％的Sn,在氧化膜中產生一定空隙，該空隙能有效降低氧化膜的電阻值，破壞氧化膜的致密性，大大降低氧化膜的電阻值，從而增加鋁基體的表面活性。Ga在鋁基體中主要以固溶態存在，其在60-100℃時能與Pb形成低熔點共熔物，該共融物可以很大程度破壞鋁基表面的鈍化膜，進而促進可降解鋁合金子彈彈殼的活化降解。In的加入主要是因為鋁合金在降解過程中，以離子的形式通過降解-再沉積的方式提高鋁基體的降解活性。子彈發射時，由撞針撞擊底火引燃彈殼中的發射藥,發射藥被引燃后迅速膨脹產生巨大的壓力將彈頭推離彈殼并在槍管中運動，最后空彈殼撞擊退殼挺后被拋出。此時彈殼溫度很高，能夠對本發明可降解鋁合金彈殼起到很好的促降解作用。

在上述一種可降解的子彈彈殼中，所述子彈彈殼表面還包括TiN保護膜。TiN薄膜具有高熔點、高硬度、高化學穩定性及優良的導熱性等優點，將其與鋁合金結合在一起，可以有效地保護鋁合金，提高彈殼整體物理性能，TiN的耐磨性特別是其低的黏著傾向，不僅可以以減小子彈的阻力，還能夠還能提高子彈的穿透能力。加上鋁合金本身為輕型結構金屬，可以大幅度降低彈殼重量，使得本發明的子彈彈殼同時保證了強度和輕質化的特點。

在上述一種可降解的子彈彈殼中，所述TiN保護層的厚度為300-600nm。