Способ изготовления кумулятивных облицовок

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в военной технике при изготовлении кумулятивных облицовок боевых частей. Из прутка получают листовую заготовку путем деформирования прутка осевым усилием пуансона с одновременным вращением вокруг оси вместе с пуансоном. Затем производят двухстороннюю механическую обработку полученной листовой заготовки и ее деформирование с образованием конической формы методом ротационной вытяжки. Заготовку конической формы калибруют и подвергают термообработке отжигом в соляной ванне с выдержкой при температуре 270-280°С не менее двух часов с последующим охлаждением вместе с печью или на воздухе до температуры окружающей среды. В результате обеспечивается повышение бронепробиваемости кумулятивной боевой части за счет получения в материале облицовки однородного измельченного зерна, близкого равноосному.

Изобретение относится к области оборонной техники и может быть использовано при изготовлении кумулятивных облицовок для боевых частей, особенно малогабаритных противотанковых снарядов.

Постоянное совершенствование средств защиты позволяет оснастить современные танки броней, способной противостоять большинству типов кумулятивных снарядов.

Одним из основных факторов, обеспечивающих значительное улучшение бронепробиваемости, является улучшение структуры материала кумулятивной облицовки.

Известен способ изготовления заготовки воронкообразных деталей методом деформирования сначала заготовки в виде прутка, а затем листовой заготовки вращающимся инструментом (пуансоном) (Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1971, с.369-379).

Недостатком указанного способа является отсутствие технологических операций, обеспечивающих мелкозернистую и равноосную структуру деталей.

Известен также способ изготовления кумулятивных облицовок, содержащих мелкие равноосные сферические частицы твердого металла, методом спекания (GB 0854043A).

Однако из-за наличия пустот и разнородности кристаллической структуры облицовок результаты по бронепробиваемости кумулятивных зарядов с такими облицовками значительно ниже, чем с облицовками, изготовленными традиционными методами.

В значительной степени недостатки указанных способов устранены в способе изготовления облицовки кумулятивного заряда, включающем получение листовой заготовки, ее деформирование с образованием конической формы и термообработку полученной заготовки (GB 2257497A, 13.01.1993 г., F 42 B 1/032), выбранном нами за прототип.

Способ предусматривает метод изготовления облицовки кумулятивного заряда из металлического материала, включающий повторяющиеся процессы обработки материала облицовки, содержащие этапы холодной обработки материала, определения температуры рекристаллизации материала холодной обработки, отжиг материала холодной обработки при температуре, незначительно превышающей температуру рекристаллизации, и последующее резкое охлаждение отожженного материала в воде.

Температура рекристаллизации определяется после каждой стадии холодной обработки путем подготовки ряда образцов, их отжига при различных температурах, закаливания и выполнения металлографического исследования каждого образца.

После получения искомой температуры рекристаллизации для данной плавки исходная заготовка отжигается в печи с воздушной циркуляцией при температуре, превышающей температуру рекристаллизации на 10-15%, затем закаливается в воде и подвергается холодной прокатке, обеспечивающей 50% уменьшение толщины исходной заготовки (возможно до 75%). Металлографическим анализом определяется размер зерна и изотропность материала заготовки. В случае неполучения искомого размера до 35 мкм проводится повторный цикл холодной обработки. Затем заготовки механически обрабатываются, чтобы получить окончательные кумулятивные облицовки с требуемыми размерами. При этом должна сохраняться изотропность структуры, равноосность и размеры зерна.

К недостаткам приведенного способа следует отнести: большое количество повторных операций технологического цикла по определению оптимальной температуры рекристаллизации и холодной обработки по уменьшению толщины листовой заготовки, а также отжиг исходной заготовки в воздушно-циркуляционной печи, что может привести к неодинаковому температурному нагреву поверхностей заготовок при массовой загрузке в печь в условиях серийного производства.

Задачей настоящего изобретения является повышение бронепробиваемости кумулятивной боевой части за счет получения в материале кумулятивной облицовки однородного измельченного зерна, близкого равноосному. Это достигается за счет того, что в способе изготовления кумулятивных облицовок, включающем получение листовой заготовки, ее деформирование с образованием конической формы и термообработку полученной заготовки конической формы, листовую заготовку получают из прутка путем его деформирования осевым усилием пуансона с одновременным вращением прутка вокруг оси вместе с пуансоном, после чего производят двухстороннюю механическую обработку полученной листовой заготовки, при этом деформирование листовой заготовки с образованием конической формы осуществляют методом ротационной вытяжки, заготовку конической формы калибруют, а ее термообработку осуществляют отжигом в соляной ванне с выдержкой при температуре 270-280°С не менее двух часов с последующим охлаждением вместе с печью или на воздухе до температуры окружающей среды.

Техпроцесс изготовления кумулятивных облицовок согласно указанному способу содержит операции:

- изготовление заготовки кумулятивной облицовки из прутка конечной длины;

- осадка заготовки из прутка со степенью деформации ≈85% на прессе с одновременным угловым поворотом заготовки вокруг оси вместе с пуансоном;

- двухсторонняя механическая обработка полученной заготовки;

- ротационная вытяжка листовой заготовки с обеспечением конической формы заготовки;

- отжиг в соляной ванне при температуре 380-400°С в течение 15-20 минут с последующим резким охлаждением в воде;

- контроль величины зерна на темплетах, вырезанных из детали партии раскатки и одной садки в печь;

- калибровка детали конической формы;

- отжиг в соляной ванне с выдержкой при температуре 270-280°С не менее двух часов с последующим охлаждением вместе с печью или на воздухе до температуры окружающей среды, снимающий напряжения, возникающие при механической обработке детали.

Преимуществом предлагаемого способа является сокращение количества технологических операций подготовки заготовки к операции ротационной вытяжки в связи с более равномерным распределением зерна в материале заготовки из прутка по сравнению с заготовкой из листа, обеспечение равномерного нагрева поверхностей заготовок при массовой загрузке в печь за счет равномерной теплопередачи при размещении их в соляной ванне, в отличие от конвективного нагревав воздушно-циркуляционной печи.

Предлагаемый способ позволяет получать кумулятивные облицовки из меди с равноосными зернами размером ≈20 мкм, за счет чего бронепробиваемость кумулятивных боевых частей увеличивается на 15-20%.

Источники информации:

1. Справочник по холодной штамповке. - Л.: Машиностроение, 1971, с.369-379 - аналог.

2. Патент GB 0854043 A - аналог.

3. Патент GB 2257497 A, 13.01.93, F 42 B 1/032 - прототип.

Формула изобретения

Способ изготовления кумулятивных облицовок, включающий получение листовой заготовки, ее деформирование с образованием конической формы и термообработку полученной заготовки конической формы, отличающийся тем, что листовую заготовку получают из прутка путем его деформирования осевым усилием пуансона с одновременным вращением прутка вокруг оси вместе с пуансоном, после чего производят двустороннюю механическую обработку полученной листовой заготовки, при этом деформирование листовой заготовки с образованием конической формы осуществляют методом ротационной вытяжки, заготовку конической формы калибруют, а ее термообработку осуществляют отжигом в соляной ванне с выдержкой при температуре 270÷280°С не менее 2 ч с последующим охлаждением вместе с печью или на воздухе до температуры окружающей среды.