[發(fā)明專利]一種導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體及其增材制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210123651.4
• 申請(qǐng)日: 2022-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN114147233B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京煜鼎增材制造研究院有限公司
• 主分類號(hào): B22F10/25
• 分類號(hào): B22F10/25;B22F10/64;B22F10/38;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y80/00;B33Y70/00;B22F1/00;C22C38/30;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;F42B12/76
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本發(fā)明公開了一種導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體及其增材制造方法，采用高強(qiáng)鋼/鎢梯度材料殼體+高強(qiáng)鋼內(nèi)部支撐的方式，能夠提高導(dǎo)彈的裝藥量和毀傷效果。本發(fā)明提出了高強(qiáng)鋼/鎢梯度材料殼體的增材制造工藝參數(shù)調(diào)控方法，能夠獲得外強(qiáng)內(nèi)韌的殼體。本發(fā)明提出了增材制造戰(zhàn)斗部殼體熱處理方法，能夠進(jìn)一步提升殼體性能。本發(fā)明為新型導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體的制造提供了一種切實(shí)可行的制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增材制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體及其增材制造方法。

背景技術(shù)

鉆地導(dǎo)彈是一種攜帶侵徹戰(zhàn)斗部，用于攻擊機(jī)場跑道、地面加固目標(biāo)、地下設(shè)施等目標(biāo)的導(dǎo)藥。鉆地彈頭由載體和侵徹戰(zhàn)斗部組成，其主要?dú)頌椴捎醚訒r(shí)引信，使搭載的侵徹戰(zhàn)斗部在接觸目標(biāo)的瞬間不立即爆炸，而是滯后爆炸時(shí)間，待侵徹戰(zhàn)斗部鉆入被攻擊目標(biāo)后再發(fā)生爆炸，以增大爆炸威力和毀傷效果。動(dòng)能侵徹戰(zhàn)斗部是目前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)成熟度最高的侵徹戰(zhàn)斗部類型，在世界各國的鉆地彈中均有使用。隨著導(dǎo)彈末段的速度的提高，對(duì)動(dòng)能侵徹戰(zhàn)斗部殼體的也提出了更高的要求，要求其具有高強(qiáng)度、高耐磨性以及良好的抗沖擊能力。傳統(tǒng)戰(zhàn)斗部殼體采用鍛造+焊接的制造方法，無法制造復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，焊接區(qū)域容易出現(xiàn)材料不均勻和應(yīng)力集中等問題，限制了其性能的進(jìn)一步提高。

金屬增材制造技術(shù)是將快速原型技術(shù)和金屬熔覆技術(shù)相結(jié)合的一種先進(jìn)制造技術(shù)。增材制造過程中，高能熱源不斷形成微小熔池，微小熔池內(nèi)部金屬原材料進(jìn)行冶金反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)高性能材料制備與復(fù)雜構(gòu)件制造一步完成。增材制造技術(shù)高度柔性的特質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)高性能非平衡材料與復(fù)雜結(jié)構(gòu)制造，成形構(gòu)件具有無宏觀偏析、成分均組織致密的快速凝固非平衡組織，綜合力學(xué)性能優(yōu)異。利用高能熱源直接制造金屬零件的增材制造技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空、航天和國防科技中高性能關(guān)鍵零部件的快速制造或修復(fù)。目前，增材制造技術(shù)已經(jīng)用于制備高溫合金、鈦合金、高強(qiáng)鋼、金屬基復(fù)合材料、金屬間化合物等材料的成形件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，即在于采用金屬增材制造技術(shù)制造新型導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體。本發(fā)明創(chuàng)新性的提出了梯度材料殼體+內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)的新型戰(zhàn)斗部殼體結(jié)構(gòu)，能夠在保證強(qiáng)度的前提下，進(jìn)一步減少殼體重量，提高戰(zhàn)斗部裝藥量，同時(shí)內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)部分在戰(zhàn)斗部爆炸時(shí)將產(chǎn)生大量破片，能夠大大提升侵徹戰(zhàn)斗部鉆地深度和導(dǎo)彈毀傷能力。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體為，一種導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體的增材制造方法，所述導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體包括外部殼體部和內(nèi)部薄壁支撐部，其特征在于包括以下步驟：

1）采用激光加工頭產(chǎn)生環(huán)形光斑、光內(nèi)同軸送高強(qiáng)鋼粉的方式，沿著目標(biāo)內(nèi)部薄壁支撐部的形狀的路徑，進(jìn)行從下至上的層層單道掃描，以成形內(nèi)部薄壁支撐部；

2）采用激光加工頭產(chǎn)生環(huán)形光斑、光內(nèi)同軸送高強(qiáng)鋼粉的方式在一層內(nèi)，沿著目標(biāo)外部殼體部的形狀的路徑，進(jìn)行由內(nèi)向外的第一多道搭接掃描；隨后，采用激光加工頭產(chǎn)生環(huán)形光斑、光內(nèi)同軸送高強(qiáng)鋼和鎢粉混合粉的方式在該同一層內(nèi)，繼續(xù)沿著目標(biāo)外部殼體部的形狀的路徑，進(jìn)行由內(nèi)向外的第二多道搭接掃描，所述第二多道搭接掃描的高強(qiáng)鋼和鎢粉混合粉中鎢粉所占的比例由內(nèi)圈向外圈逐漸增加；隨后，采用激光加工頭產(chǎn)生環(huán)形光斑、光內(nèi)同軸送鎢粉的方式在該同一層內(nèi)，繼續(xù)沿著目標(biāo)外部殼體部的形狀的路徑，進(jìn)行由內(nèi)向外的第三多道搭接掃描；由此完成目標(biāo)外部殼體部一層的掃描。

3）沿著目標(biāo)外部殼體部的形狀的路徑，從下至上地重復(fù)步驟2），直至完成全部外部殼體部的掃描；

4）對(duì)導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部殼體進(jìn)行熱處理。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述激光加工頭內(nèi)部設(shè)置混粉部，所述混粉部內(nèi)有多層平行設(shè)置的均布通孔的粉盤。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述高強(qiáng)鋼的成分的質(zhì)量百分含量為，C 0.17-0.21，Cr 6.3-6.5，Co 7-7.5，Mo 3-3.2，V 0.55-0.7，Nb 0.7-1.2，F(xiàn)e余量。