NO161523B - Framgangsmaate for paafoering av et metallisk foeringsbaand paaei prosjektilhylse, samt ei slik hylse. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte for påføring av et metallisk føringsbånd på ei prosjektilhylse samt ei slik hylse.

I endeområdet til et kjent ar tilleriprosjektil er det anordnet ett eller flere omløpende føringsbånd. Det dreier seg om metallringer som ligger an i ei ringnot i hylseflata. Tykkelsen på et føringsbånd er større enn dybden på ei slik ringnot, slik at føringsbåndet tager utenfor hylseflata.

Prosjektilet blir for avskyting presset inn i et løp forsynt med såkalte spor og riller, idet føringsbåndene må deformeres etter formen på disse, for å kunne fylle sin føringsfunksjon ved avskytingen av prosjektilet.

Føringsbåndene må følgelig på ei side oppvise en viss duktilitet, på den andre ha tilstrekkelig stabilitet til å overføre en optimal rotasjon til prosjektilet når det støtes ut. Til dette hører også en sikker forbindelse i forhold til hylsa, fordi det ved bruken kan innvirke betydelige tverr-krefter på denne. For å oppnå dette blir føringsbåndene presset inn i de tilhørende ringnotene, slik at de sitter f ast.

Utformingen av slike ringnoter har den ulempen at det skjer en mekanisk svekkelse av den tilsvarende delen av hylsa. Denne ulempen blir jo tydeligere, desto lavere veggtykkelse hylsa har, slik at det oppstår tilsvarende begrens-ninger. I regelen må prosjektilhylsene nå ha mer enn ti millimeter tykkelse.

Fra SE-PS 8201267 er det kjent å påføre et prosjektil smeltete metallpartikler ved påsprøyting, for å danne et føringsbånd. Denne framgangsmåten kan imidlertid ikke brukes for tynnveggete hylser på gtovkalibrete prosjektiler.

Oppfinnelsens hovedformål er derfor å komme fram til en framgangsmåte for påføring av et omløpende føringsbånd ved påsptøyting, som kan gjennomføres tilfredsstillende også ved tynnveggete hylser.

Som basis for oppfinnelsen ligger den erkjennelse, at det ikke et nødvendig å lage ei ringnot på overflata til ei prosjektilhylse, som føringsbåndet må presses inn i, men at det også kan finnes framgangsmåter, hvormed føringsbåndet kan påføres sikkert umiddelbart på den glatte hylseflata, slik at også valget av tykkelse (for å oppnå en minste-styrke) på hylsa ikke lenger er betinget av føringsbåndene, men utelukkende av materialegenskapene i selve hylsa. Dermed vil en få mulighet for å lage hylser av samme materiale med langt mindre veggtykkelse, fordi en unngår å måtte forsyne hylsa med tverrsnittsreduserende og styrkesenkende ringnoter.

Framgangsmåten ifølge oppfinnelsen for påføring av et metallisk føringsbånd er dermed klart avvikende fra kjent teknikk i forbindelse med tynne prosjektilhylser, og er beskrevet i patentkrav 1. Det skjer altså en umiddelbar påføring av et føringsbånd på hylseflata, idet føringsbåndet blir påført litt etter litt av små, defotmerbare metallpartikler. Partikkelstørtelsen må velges avhengig av temperaturen, påsprøytingshastigheten, varmeledningsevnen til materialet og dets smeltepunkt, men ligger vanligvis i ^m-området. Det går om at partikler med passende størrelse blir slengt slik i oppvarmet tilstand med tilstrekkelig høy hastighet mot hylseflata, at partiklene med sine plastisk deformetbare områder kan formes ved anslaget slik at det dannes en kompakt totalstruktur. Denne overflatemessige plastifiser ingen er tilstrekkelig til å forme partiklene ved anslaget mot hylsa eller mot på forhånd avsatte partikler og på den måten litt etter litt å bygge opp en tett pakking, som fortrinnsvis ved dreiing av hylsa med faststående sprøyteanordning litt etter litt fører til det tilsiktete føringsbåndet.

Slike framgangsmåter er under betegnelsen flamme-hhv. lysbuesprøyting kjent fra andre tekniske områder, for eksempel for reparasjon av skadete siloer etc. Bruken av prinsippet til denne framgangsmåten for påføring av et føringsbånd på ei prosjektilhylse utgjør imidlertid en ny anvendelse.

Forsåvidt er det overraskende, at det ved en slik sprøytepåfør ing kan dannes føringsbånd, som på ei side har tilstrekkelig vedheng til hylsa, og på den andre også har den nødvendige evne til det deformering, for å kunne presses inn i sporene i løpet.

Vanligvis består prosjektilhylser av et høyfast stål, for eksempel en legering av typen 30CrNiMb8, mens det som material for føringsbåndene fortrinnsvis brukes kobber-sink-legeringer. Da kobber og jern er vanskelig å forbinde med hverandre, foreslås det ifølge et fordelaktig trekk ved oppfinnelsen, at det forut for påsprøyt ingen av partiklene for dannelse av føringsbåndet blir påført et festesjikt på hylseflata, fortrinnsvis likeledes ved sprøytepåføring. Herunder kan det være fordelaktig, særlig ved hylser som er overtrukket med en oksidhud, først å aktivere hylsa, det vil si befri den for oksidhuden og gjøre den ru, for å skape flere angreps- og forbindelsesflater for festesjiktet. Som materiale for festesjiktet kan det ved de nevnte materialet for hylsa og føringsbåndet brukes molybden, men også nikkel-aluminid eller cermets på aluminium- nikkeloksid-basis. Da et molybden-påsprøytet bindesjikt hat en relativt lav strekkstyrke, blir vanligvis nikkel-aluminid (80 vekt prosent nikkel, 20 vektprosentaluminium) foretrukket, i det strekkstyrken da er dobbelt så stor.

For forbehandling av hylseflata før påføringen av festesjiktet foreslår oppfinnelsen bruken av korund eller små korn av hårdt støpegods som bestrålingsmiddel.

Oppvarmingen av metallpattiklene ved sprøytepåfør ing av føringsbåndet kan skje såvel med en gassflamme, fortrinnsvis en acetylen/oksygen-blanding, som elektrisk. Even-tuelt kan det tilsettes en beskyttelsesgass for å redusere oksider ingen. Ifølge oppfinnelsen blir det også foreslått å gjennomføre hele framgangsmåten i et lukket kammer, hvor det blir dannet en atmosfære av beskyttelsesgass, for eksempel argon.

I motsetning til flammesptøyting er de sammen-smeltingsytelser som kan oppnås ved lysbuesprøyting teore-tisk ubegrenset oppover. De stiger nesten lineært med strøm-styrken som avgis av ei strømkilde. Begrensningene i sprøyteytelsen oppstår imidlertid forsåvidt som det i løpet av et bestemt tidsintervall bare kan påføres en bestemt mengde, og dessuten også overoppvarming av sprøytesjiktet og dermed av hylseflata skal unngås, idet dette kunne føre til styrketap.

Oppfinnelsen forutsetter ifølge et ytterligere trekk, at det fot å unngå overoppvarminger kjøles hylsa innvendig under sprøytepåfør ingen.

På grunn av sprøytepåfør ingen ifølge oppfinnelsen vil det, avhengig av partikkelstørrelse, temperatur, og den kinetiske energien som partiklene støter mot overflata, dannes et mer eller mindre tett sjikt. Dette kan varieres nesten vilkårlig ved innstilling av de nevnte parametrene, hvilket sammen med valget av materiale i hylsa muliggjør forskjellige styrker/duktiliteter og/eller porøsiteter i føringsbåndene. Det har vist seg at porøsiteter opptil fem prosent er fordelaktige, fordi deformeringsevnen på denne måten blir gunstig påvirket.

De nevnte prosessparametre har imidlertid også en innflytelse på hvor sterkt de påsprøytete partiklene defor-merer hylseoverflata. En fordelaktig utforming av oppfinnelsen forutsetter at ved en matetialtykkelse på hylsa av bare 2 til 4mm ligger det deformerte området av hylsa undet 0,1 mm. Dette sjiktet danner da et slags diffusjons-sjikt mellom hylsa og festesjiktet. Eksempelet viser at hylsetykkelsen ifølge oppfinnelsen kan reduseres betydelig i forhold til vanlige hylsetykkelser uten at styrken reduseres, og nytterommet i prosjektilet ved samme kaliber kan dermed økes, hvilket betyr en ytterligere fordel ved ei hylse ifølge oppfinnelsen.

Ytterligere fordelaktige trekk ved oppfinnelsen er beskrevet i patentkravene. For eksempel kan det isteden for oppvarming av faststoffpartiklene ved hjelp av en gassflamme også brukes en elektrisk oppvarming. Ved siden av de nevnte materialene for hylsa og føringsbåndet kan det naturligvis også brukes andre materialer. Prosjektilkappa er fortrinnsvis alltid av gode stålkvaliteter. For føringsbåndet har legeringer vist seg fordelaktige framfor fysikalske stoff-blandinger.

For hurtigere og mer målrettet bearbeidelse foreslås ifølge en utføtelsesform av oppfinnelsen, at det legges en sjablon med utsparing som tilsvarer bredden på føringsbåndet på hylsa under sprøytingen. På denne måten kan det belagte området begrenses. T den utstrekning det er nødvendig kan det påførte føringsbåndet underkastes en sponfraskillende etterbehandling, for å gi det en definert form.

For å gjøre oppfinnelsen tydeligere skal den be-skrives under henvisning til tegningen, hvor: fig.l viser et langsaksialt snitt gjennom en del av ei tynnvegget prosjekt ilhylse med et føringsbånd ifølge oppfinnelsen og fig. 2 viser et forstørret utsnitt av området II i fig. 1. 1 fig. I er det vist en tynn hylsevegg 11, et mellomsjikt 12 og et legert føringsbånd 13.

Detaljene ved oppbygningen er illustrert i fig. 2. Materialet 11 i hylseveggen har et utvendig oppruet og des-oksiderende behandlet grensesjiktområde Ila. Utenfor dette grensesjiktororådet Ila er det påført et mellomsjikt 12, som kan bestå av molybden, nikkel-aluminid eller nikkel-oksid, og som på sin side har et oppruet ytre grensesjiktområde 12a. På denne måten blir det realisert en særlig intensiv fysikalsk forbindelse med partiklene av legeringen 13 i føringsbåndet. Legeringen er fortrinnsvis framstilt av CuZn85/15, med en porøsitet på omtrent fem volumprosent.

Claims (11)

1. Framgangsmåte for påføring av et metallisk føringsbånd på ei prosjekt ilhylse fot storkalibret ammunisjon, hvor metallpulverpartikler som er oppvarmet til høy temperatur blir påsprøytet med høy hastighet så lenge mot det tilsvarende overflateavsnitt til den roterende prosjektilhylsa, inntil det er oppnådd en ønsket sjikttykkelse på føtingsbåndet, karakterisert ved at partiklene bare blir så mye oppvarmet, at det skjer en plastifiser ing, henholdsvis en sammensmelting ved overflata til de enkelte partiklene og at den tynnveggete prosjektilhylsa blir kjølt innvendig under påsprøyt ingen av partiklene.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at oppvarmingen av partiklene skjer i en elektrisk lysbue.

3. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at påsprøyt ingen av partiklene skjer under en atmosfære av beskyttelsesgass.

4. Framgangsmåte i samsvar med et av patentkravene 1-3, karakterisert ved at forut for påsprøytingen blir flata som skal besprøytes oppruet og/eller desoksidert ved bestråling med et finkornet materiale med større hårdhet enn hylsa.

5. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 4, karakterisert ved at prosjektilhylsa av høy kvalitet edelstål blir bestrålt med korn av korund eller hårdt støpejern.

6. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 5, karakterisert ved at det etter bestrålingen, men forut for påsprøytingen av metallpulverpartikler for føringsbåndet, blir påført et festesjikt for bedre forbindelse av materialene i hylsa og føringsbåndet, ved påsprøyting av på forhånd oppvarmete små faststoffpartikler.

7. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 6, karakterisert ved at det som materiale for festesjiktet blir påført molybden, nikkel, aluminium eller keramikk-legeringer ("cermets") på aluminium-nikke loks id-bas is i pulverform.

8. Framgangsmåte i samsvar med et av patent kravene 1-7, karakterisert ved at det for dannelse av føringsbåndet blir påsprøytet et legeringspulver av typen CuZn85/l5.

9. Framgangsmåte i samsvar med et av patentktavene 1-8, karakterisert ved at det for lokalbegrensing av det påsprøytete føringsbåndet blir pålagt en tilsvarende sjablong på den roterende hylsa.

10. ETosjektilhylse med rundt løpende, påsprøytet metallisk føringsbånd, tilvirket i samsvar med framgangsmåten angitt i ett av patentkravene 1-9, karakterisert ved at prosjektilhylsa for et gtovkalibret fullkaliber-prosjektil består av tynnvegget kvalitetsstål, og at det ved en hylsetykkelse på 2-4 mm ligger det området av hylsa som er blitt bearbeidd ved bestråling av hylseflata med finkornet bestrålingsmiddel under 0,1 mm.

11. Hylse i samsvar med krav 10, karakterisert ved at det påsprøytete metalliske føringsbåndet har en maksimal porøsitet på fem volumprosent.