Способ изготовления стальных бронебойных сердечников

 

Сущность: способ изготовления стальных бронебойных сердечников осуществляют путем отрубки мерной заготовки заданного объема, нагрева ее до температуры 750 - 780^oC. Затем осуществляют полугорячую штамповку с окончательным формированием головной, центральной и хвостовой частей сердечника с выходом припуска металла в кольцевой облой определенной толщины. Облой удаляют после охлаждения полуфабриката сердечника на воздухе. 1 ил.

Изобретение относится к производству патронов стрелкового оружия и может быть использовано при изготовлении бронебойных сердечников, например, к пулям 9мм патронов.

В настоящее время в производстве используется способ изготовления стальных бронебойных сердечников из инструментальной углеродистой стали с применением обработки резанием [1] включающий рубку прутка из заготовки, шлифовку заготовок, подрезку торца, обточку оживальной части и термообработку.

Недостатками данного способа является значительный отход металла в стружку (до 20%), низкая стойкость фасонных резцов и связанные с этим большие затраты на инструмент, низкая производительность операционного оборудования.

Существует способ изготовления стальных бронебойных сердечников штамповкой [2] являющийся прототипом предлагаемого изобретения. Способ включает отрубку (отрезку) мерной заготовки, предварительную штамповку полуфабриката и окончательное профилирование изделия.

Данный способ позволяет исключить из технологии малопроизводительную обработку резанием, значительно сократить отходы материала.

Недостатками данного способа изготовления стальных бронебойных сердечников являются высокие удельные нагрузки на рабочий инструмент (до 2000 МПа) и, как следствие, низкая его стоимость, частые остановки и простои оборудования, связанные с заменой инструмента, а также большое количество прессовых и промежуточных термохимических операций. Все это значительно увеличивает трудоемкость и себестоимость изготовления сердечников.

Задачей настоящего изобретения является повышение производительности процесса и снижение трудоемкости изготовления бронебойных сердечников.

Для достижения указанной задачи в способе изготовления стальных бронебойных сердечников, включающем отрубку мерной заготовки, предварительную штамповку полуфабриката и окончательное профилирование изделия, заготовку отрубают объемом V_заг. (1,05 1,1)V_с, где V_с объем готового сердечника, нагревают до температуры 750 780^oC, а затем осуществляют полугорячую штамповку с окончательным формированием головной, центральной и хвостовой частей сердечника с выходом припуска металла в кольцевой облой толщиной l_обл. (0,05 0,1)d_с, где d_с - диаметр сердечника, расположенный на границе между головной и центральной частями сердечника, который удаляют после охлаждения полуфабриката сердечника на воздухе.

Окончательное формирование геометрии сердечника в полугорячем состоянии за одну операцию по сравнению с прототипом, где окончательное формирование геометрии производится на отдельной операции в холодном состоянии, снижает количество прессовых и промежуточных операций подготовки поверхности (отжига, травления, фосфатирования, омыливания), повышает стойкость рабочего инструмента вследствие снижения удельного усилия формоизменения, позволяет получить качественное заполнение всей фигуры штампа.

Увеличение объема заготовки на (0,05 0,1)V_с позволяет скомпенсировать колебания объема заготовки при отрубке, с гарантией обеспечить получение необходимой геометрии готового изделия и тем самым полностью исключить из технологии малопроизводительную и трудоемкую операцию токарной обработки.

Выход припуска металла в кольцевой облой на границе между головной и центральной частями сердечника позволяет после его удаления срубанием в матрице зачистки получить некоторое (0,01 0,02)d_с увеличение диаметра сердечника в этом сечении, что благоприятно сказывается на бронепробиваемости, по сравнению с размещением указанного облоя в другом месте на поверхности полуфабриката сердечника.

Толщина облоя в диапазоне l_обл. (0,05 0,1)d_с обеспечивает удовлетворительное качество боковой поверхности полуфабриката сердечника после зачистки. Минимальная толщина облоя лимитируется жесткостью прессового оборудования, при увеличении толщины облоя ухудшается качество боковой поверхности сердечника осле зачистки, что как показали испытания, ухудшает бронепробиваемость.

На чертеже изображены эскизы полуфабрикатов после проведения соответствующих операций.

а) исходная заготовка; б) полуфабрикат после полугорячей штамповки; в) полуфабрикат после удаления облоя.

Из стального прутка отрубкой получают мерную заготовку 1 объемом V_заг. (1,05 1,1)V_с (V_с объем готового сердечника), которую нагревают до температуры 750 780^oC. Полугорячую штамповку 2 осуществляют с окончательным формированием головной 3, центральной 4 и хвостовой 5 частей сердечника с выходом припуска металла в кольцевой облой 6 толщиной l_обл. (0,05 0,1)d_с (d_с диаметр сердечника), который удаляют после охлаждения полуфабриката сердечника на воздухе.

Пример. Практическое воплощение предлагаемого способа было проверено при изготовлении бронебойных сердечников к пуле патрона калибром 9 мм.

Сердечники изготавливались из заготовок, отрубаемых от прутка (сталь VI0A ГОСТ 1435-90), диаметром D 7 мм и высотой H 17 мм. После нанесения термостойкой смазки (20% -ный водный раствор концентрата сульфитно-дрожжевой барды ТУ 81-04-546-78 в смеси с графитом ГЛ-1 ГОСТ 5279-90 в пропорции 3:1 по объему) заготовки нагревались до температуры 780^oC в индукционном нагревателе и питателем подавались в штамп, установленный на прессе К2130Б. При рабочем ходе ползуна пресса осуществлялась штамповка полуфабриката сердечника с окончательным формированием оживальной головной части с радиусом R 17 мм, центральной цилиндрической части диаметром d_с 7,2 мм и усеченной конической хвостовой части. При этом припуск металла выходил в кольцевой облой толщиной l_обл. 0,7 мм. Отштампованный полуфабрикат удалялся из матрицы выталкивателем. Охлаждение полуфабрикатов после штамповки осуществлялось на воздухе в таре, после чего производилась обрубка облоя в штампе зачистки.

Закалка и отпуск сердечников выполнялись по существующей технологии.

Изготовленные таким способом сердечники были смонтированы в патроны и испытаны стрельбой на бронепробиваемость. Испытания дали положительные результаты.

Использование изобретения в области производства бронебойных сердечников пуль патронов стрелкового оружия обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

Проведение штамповки с окончательным формированием геометрии в нагретом состоянии облегчает протекание операции, обеспечивает качественное заполнение фигуры штампа с более благоприятным расположением волокон и уплотнением структуры металла головной части, что в конечном итоге улучшает бронепробиваемость сердечника.

Указанным способом можно изготавливать сердечники с диаметром притупления в вершине головной части до 1,0 мм, реализовывая при этом степень деформации за один переход до 98% что невозможно выполнить холодной штамповкой.

Реализация способа возможна на современных прессах-автоматах или автоматических роторных и роторно-конвейерных линиях, что позволяет организовать массовое производство высокоэффективных сердечников.

Формула изобретения

Способ изготовления стальных бронебойных сердечников, включающий отрубку мерной заготовки, предварительную штамповку полуфабриката и окончательное профилирование изделия, отличающийся тем, что заготовку отрубают объемом V_заг (1,05 1,1)V_c, где V_c объем готового сердечника, нагревают до 750 780^oС, а затем осуществляют полугорячую штамповку с окончательным формированием головной, центральной и хвостовой частей сердечника с выходом припуска металла в кольцевой облой толщиной l_обл (0,05 0,1)d_c, где d_c диаметр сердечника, расположенный на границе между головной и центральной частями сердечника, который удаляют после охлаждения полуфабриката сердечника на воздухе.

РИСУНКИ

Рисунок 1