[发明专利]弹药壳

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹药制品，更具体而言，涉及一种至少部分弹壳由聚合物材料构成的弹药壳。

背景技术

因为应用的极端性质，用于制造弹药筒的材料必须表现出优异的机械和热性能。目前世界上普遍用于生产用于所有弹药口径的弹壳的材料是金属。黄铜是主要的材料，随后是较少量的钢和有限量的铝。在过去的40年内，广泛研究了聚合物材料用于弹药壳的应用，但未成功。

黄铜、钢和较少的铝弹壳受具有许多缺点，最重要的优点是重量沉重和腐蚀问题。铝还另外存在可能暴露氧化劣化的缺点，并从而仅用于低压弹壳或可承受相对厚的壳壁的应用中。有鉴于这些问题，希望用于弹药壳制造的材料是轻质和抗腐蚀的，并同时具有适用于弹药应用的机械性能。许多轻质聚合物材料具有足够的抗腐蚀性；然而目前为止，仅将聚合物用于其中可承受它们的较差机械和热性能的适当弹药应用中(例如，含聚乙烯组分的散弹壳体)。

尽管在较宽范围内的处理和贮存条件下的稳定性是关键的，但在发射过程中出现对弹筒材料的最高机械要求。在弹筒基部支撑底火的材料必须首先无机械故障地吸收撞针对底火的撞击。在包封的推进剂的点火和燃烧时，迅速膨胀的气体产生高压，这将投射物从发射枪支的管内发射出。弹药壳必须经受得住并可承受爆炸形成的压力，以使得气态燃烧产物仅在管开口方向上膨胀，从而将能量最大程度地转化为投射物的动能。

枪支的弹药室与弹药筒外部紧密吻合，从而在径向支撑弹壳壁的主要部分；然而在许多枪支中，弹药筒基部端的一部分从弹药室伸出，从而得不到支撑。在发射时，沿弹壳形成应力分布，其中最大应力集中在基部端。因此，弹药筒的基部端必须具备最大的机械强度，而材料强度沿弹壳轴向向接受投射物的前端递减是可以接受的。

典型的黄铜弹壳被设计成可沿弹壳长度提供反映机械要求变化的强度分布，最坚固和最硬的材料位于弹药筒基部端。在黄铜和其他金属中，通过改变弹壳一端到另一端的热处理条件，可容易地产生强度分布，但这不适用于聚合物。通过改变壳壁厚度可获得聚合物弹药壳内的机械强度分布；然而，在其中弹壳外部几何结构被现有的枪支室尺寸限定的情况下，增厚壳壁经常导致弹壳内部体积对于接收所需的推进剂装载是不够的。

已经设计了许多具有由两个或多个分离部件组成的弹药壳的弹药制品。所述单独的部件通常由不同材料制成；通常为高强度的金属材料构成弹壳的基部或“帽”，而聚合物或其他材料构成弹壳的其余部分。例如，市售的散弹弹药使用连接到聚合物顶部或套筒上的金属基部或帽。尽管这种弹药筒要求大量的金属，但重量和成本节约足以使其市售可接受。

尽管弹药筒最严格的机械要求集中在基部端，但弹壳的顶部或前部也必须满足若干材料要求。在弹药筒推进剂燃烧时，在几毫秒内释放出极大量的能量，从而产生极高的压力和应变率。弹壳材料必须具备足够的展延性以吸收爆炸的冲击而不产生脆性破裂。同样，该材料必须具备足够的刚性和强度以避免蠕变、流动或其他变形。

已经致力于非常大量的努力来设计塑料的弹药筒，且本领域的研究人员已经实验了各种材料。尽管进行了这些尝试，仍未获得可靠的成功。

由于对弹壳材料的要求，研发基于聚合物的弹药的关键问题仍是识别出适当的聚合物材料。似乎所有迄今实验的聚合物材料均受到批评或者在发射过程中存在对产生的冲击能量吸收的缺陷或在高温下存在机械完整保持性的缺陷。找到至少能够用作弹药壳的顶部或前部的聚合物材料将是本领域的一个重大进步。

发明内容

根据本发明，提供了一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由如下聚合物材料构成，所述聚合物材料室温下的Izod缺口冲击强度或值大于约10ft-lb/in(英尺·磅/英寸)(根据ASTM D256-00测量)且其室温下的Izod缺口强度值与约-40℃下的Izod缺口冲击值的比小于约4。

在本发明的第二实施方案中，提供了一种包括弹壳的弹药制品，其中所述弹壳由两个或多个部件或部分构成且所述弹壳的至少一个部件由以下聚合物材料构成，所述聚合物材料室温下的Izod缺口冲击强度或值大于约10ft-lb/in(根据ASTM D256-00测量)且其室温下的Izod缺口冲击强度与约-40℃下的Izod缺口冲击强度的比小于约4。

附图说明

图1是根据本发明实施提供的弹药制品的半示意性立体图，所述弹药制品包括两片弹壳、底火和投射物(火药或推进剂装载未显示)；

图2是图1的弹壳和底火的半示意性分解立体图，示出了弹壳的基部(caselet)和帽部，帽部为横截面图；

图3是图1的弹壳和底火的半示意性横截面图，示出了弹壳的基部和帽部的横截面；