Способ изготовления сыпучего пиротехнического воспламенительного состава

 

Изобретение относится к пиротехническим составам. Предложен способ изготовления сыпучего воспламенительного состава, включающий смешение политетрафторэтилена и металлического порошка, при этом политетрафторэтилен предварительно нагревают до температуры 365-385°С в течение 1,5-3,5 ч, выдерживают при этой температуре в течение 4-5 ч, а затем охлаждают до температуры 50°С в течение 4-6 ч, измельчают, рассеивают на две фракции, а затем смешивают их между собой. Изобретение направлено на создание способа изготовления пиротехнического воспламенительного состава, позволяющего получить легкосыпучий состав, не слеживающийся при хранении и эксплуатации и обеспечивающий стабильные баллистические характеристики воспламенителей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Патентуемое изобретение относится к способам изготовления пиротехнических составов, предназначенных для снаряжения передаточных зарядов воспламенителей РДТТ.

Воспламенители для РДТТ, как правило, состоят из основного заряда (прессованных пиротехнических элементов), передаточного заряда (усилителя), представляющего собой насыпанный в корпус порошкообразный воспламенительный состав, помещенный в корпус воспламенителя, и средства инициирования (пиропатрона). После срабатывания пиропатрона срабатывает усилитель, тепловой поток которого воспламеняет основной заряд воспламенителя (ж. "Вопросы ракетной техники", №9, 1973, с. 57).

Пиротехнический воспламенительный состав, являющийся определяющим фактором работоспособности воспламенителя в целом, должен обладать комплексом свойств, обеспечивающих надежную работу, безопасность в обращении при снаряжении и эксплуатации, стабильные и воспроизводимые баллистические характеристики воспламенителей. Эти требования прежде всего относятся к воспламенительным составам, предназначенным для снаряжения передаточных зарядов (усилителей) воспламенителей.

Из известных составов, описанных в литературе, являются составы, приведенные в патентах США 3753811, 3745077, патенте Франции 2151496, патенте Великобритании 1277191.

В ряде случаев при применении трудновоспламеняемых основных зарядов воспламенителей для зажжения передаточного заряда воспламенителя необходимы составы, обеспечивающие высокие энергетические характеристики при их сгорании. Таким требованиям отвечают составы на основе фторсодержащего окислителя.

Из книги "Вспомогательные системы ракетно-космической техники" (М., 1970, с. 41-42) известен воспламенительный состав на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) и магниевого порошка. Изготовление этого состава производится путем механического смешения двух компонентов без их предварительной обработки. При снаряжении таким составом передаточных зарядов воспламенителей наблюдается слеживаемость состава в процессе хранения и эксплуатации, а также подпрессовка его при срабатывании пиропатрона, приводящая к различным условиям зажжения основного заряда воспламенителя, в результате чего имеет место нестабильная работа воспламенителя, а в отдельных случаях и отказ в его срабатывании.

Слеживаемость и подпрессовка состава происходит потому, что ПТФЭ представляет собой рыхлый, легко комкующийся несыпучий порошок с частицами волокнистой структуры. Кроме того, этот состав имеет высокую чувствительность к механическим воздействиям (трению).

Технической задачей данного изобретения является создание пиротехнического воспламенительного состава для передаточных зарядов (усилителей) с улучшенными характеристиками, а именно: получение сыпучего пиротехнического воспламенительного состава с низкой чувствительность к трению, который не слеживается при хранении и эксплуатации, не подпрессовывается при срабатывании пиропатрона и обеспечивает стабильные и воспроизводимые баллистические характеристики воспламенителей.

Технический результат достигается за счет того, что при смешении политетрафторэтилена и металлического порошка политетрафторэтилен вводится в состав после его предварительной термообработки по следующим режимам: нагрев до температуры 365-385°С в течение 1,5-3,5 чв, выдержка при этой температуре в течение 4-5 ч, затем охлаждение до температуры 50°С в течение 4-6 ч, после чего его измельчают до нужной крупности частиц и рассеивают на две фракции в следующем соотношении: 0-315 мкм - 55-45 мас.% и 315-500 мкм - 45-55 мас.%, затем эти фракции смешивают между собой.

Применение термообработки позволило изменить физическое состояние ПТФЭ и получить легко сыпучий, кристаллический, несминающийся порошок, частицы которого обладают высокой прочностью, что позволило уменьшить чувствительность к трению воспламенительного состава.

Получить сыпучий, не слеживающийся состав на основе ПТФЭ и металлического порошка невозможно без операции термообработки ПТФЭ. Эта операция является элементом технологии изготовления состава и ее нельзя рассматривать как самостоятельную операцию, не связанную с изготовлением состава. В то же время операция термообработки ПТФЭ не является очевидной для получения таких свойств состава.

С целью обеспечения воспроизводимости характеристик состава термообработанный ПТФЭ вводится в состав в виде двух фракций в следующем соотношении: 0-315 мкм - 55-45 мас.% и 315-500 мкм - 45-55 мас.%, которые смешиваются между собой. Операция разделения термообработанного ПТФЭ на фракции не является автономной при изготовлении состава, а является частью технологического процесса при его изготовлении.

Приготовление состава осуществляется следующим образом.

ПТФЭ после его термообработки по приведенному выше режиму измельчается до нужной крупности частиц и рассеивается на две приведенные выше фракции. Обе фракции смешиваются между собой в следующем соотношении: 0-315 мкм - 55-45 мас.% и 315-500 мкм - 45-55 мас.%

Затем ПТФЭ, прошедший термообработку, измельчение, рассев на приведенные выше фракции и смешение этих фракций между собой, смешивается с металлическим порошком в смесителе типа "пьяная бочка" в течение одного часа, а массовое содержание компонентов составит: ПТФЭ 48-52 мас.%, металлический порошок 52-48 мас.%.

Приготовленный состав представляет собой легко сыпучий порошок, не слеживающийся при хранении и эксплуатации и не поддающийся прессованию.

Изготовление и испытание состава проведено на предприятии ФГУП "НИИПМ". Чувствительность состава к трению с использованием термообработанного и нетермообработанного ПТФЭ приведена в табл.1.

Как видно из табл.1, чувствительность состава к трению при использовании термообработанного ПТФЭ снижается в 2,5 раза.

В табл.2 приведены баллистические характеристики воспламенителей в двигателе-имитаторе с использованием термообработанного и нетермообработанного ПТФЭ в воспламенительных составах при снаряжении ими передаточных зарядов воспламенителей.

Из табл.2 видно, что уровень максимального давления, развиваемого воспламенителем с использованием термообработанного ПТФЭ в 2 раза выше уровня максимального давления с использованием нетермообработанного ПТФЭ. Это объясняется тем, что воспламенительный состав с термообработанным ПТФЭ не спрессовывается от продуктов сгорания пиропатрона, а сгорает полностью, одновременно, создавая при этом больший тепловой поток в единицу времени, а воспламенительный состав с нетермообработанным ПТФЭ подпрессовывается от воздействия продуктов сгорания пиропатрона и создает меньший тепловой поток в единицу времени из-за неодновременного сгорания его.

Таким образом, использование термообработанного ПТФЭ в воспламенительных составах уменьшает чувствительность состава к трению в 2,5 раза, что обеспечивает более безопасную работу при изготовлении состава и при снаряжении передаточных зарядов воспламенителей; исключает слеживаемость состава при хранении и подпрессовку состава продуктами сгорания пиропатрона, что обеспечивает одновременное сгорание его и повышает в 2 раза уровень максимального давления, развиваемого воспламенителем в целом. Предложенный способ испытан в опытном производстве ФГУП "НИИПМ" и ФГУП "Завода им. С.М.Кирова" с положительным результатом.

Формула изобретения

1. Способ изготовления сыпучего воспламенительного состава, включающий смешение политетрафторэтилена и металлического порошка, отличающийся тем, что предварительно политетрафторэтилен нагревают до 365-385°С в течение 1,5-3,5 ч, выдерживают при этой температуре в течение 4-5 ч, а затем охлаждают до 50°С в течение 4-6 ч, измельчают, рассеивают на две фракции в следующем соотношении: от 0 до 315 мкм - 55-45 мас.% и от 315 до 500 мкм - 45-55 мас.%, затем эти фракции смешивают между собой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты используют в следующем соотношении, мас.%: политетрафторэтилен 48-52 и металлический порошок 52-48.