[发明专利]一种轻量化的铝合金材料及其在制备弹壳方面的应用

说明书

本发明涉及枪弹技术领域，具体涉及一种轻量化的铝合金材料及其在制备弹壳方面的应用。所述的铝合金材料的成分包括锌4.0~7.0wt.%，铜1.0~2.0wt.%，锰0.3~0.7wt.%，锂1.0~2.0wt.%，稀土0.01~0.05wt.%，钛0~0.05wt.%，铬0~0.05wt.%和铝。本发明采用所述材料制得的弹壳具有低密度、高比强度、良好的耐蚀性能和卓越的超塑成形性能，可承受400MPa的膛压和1000℃以上的瞬时高温，有效避免弹壳开裂、烧蚀现象，弹头初速1200m/s以上，与钢弹壳相比较整体质量降低20%以上，各项参数达到军方使用标准，可成功替代目前使用的铜质、钢质弹壳，减轻轻武器重量。

技术领域

本发明涉及枪弹技术领域，更具体地，涉及一种轻量化的铝合金材料及其在制备弹壳方面的应用。

背景技术

现代战争对步兵要求越来越高，其携带的装备越来越齐全，包括通信装备、保障装备、武器装备，如何保障士兵的高效作战，对士兵的携带装备轻量化是一个重点。其中，轻武器是核心和关键，它的重量在很大程度上决定单兵负荷的高低及作战能力的有效发挥，在步兵远程机动和侦查中，负重越轻，越有利于节约士兵的体能和提高机动能力。

目前，采用轻量化技术得到轻质高效能弹壳己成为实现武器系统轻量化的主要途径和研究重点。弹药的减重，弹壳减重首当其冲，弹壳的重量几乎占枪弹重量的一般，传统的金属弹壳为铜质、钢质材料已不能满足作战要求，铝合金材料的可作为发展轻量化弹药的研究重点。英国、德国、澳大利亚和美国均在对铝合金弹壳进行研究，美国空军已把铝合金弹壳作为发展轻型弹药的一个方向。

铝合金特别是高强韧铝合金因具有质量轻、耐腐蚀、比强度高等优点，已在机械、建材、化工、包装等民用领域被广泛使用。铝合金作为轻量化弹壳材料，可大幅度降低弹壳重量，提高单兵作战效能，在相同弹药携带量时，可以提高负重；在相同负重情况下，因此，轻量化弹药可以有效提高单兵作战效能。采用铝能减轻重量，而且可以使大携带量成为可能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有铝合金材料的技术不足，尤其是作为弹壳材料的不足，提供一种轻量化的铝合金材料。

本发明要解决的另一技术问题是提供所述铝合金材料的应用，尤其是在弹壳材料方面的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种轻量化的铝合金材料，其成分含有：

锌4.0～7.0wt.％，

铜1.0～2.0wt.％，

锰0.3～0.7wt.％，

锂1.0～2.0wt.％，

稀土0.01～0.05wt.％，

其余部分包含铝和杂质Si、Fe元素。

进一步地，所述铝合金材料含有钛、铬中的一种或几种，其中钛含量为 0～0.05wt.％，铬含量为0～0.05wt.％。

进一步地，所述稀土为铈，其添加量0.01～0.05wt.％。

优选的，所述轻量化的铝合金材料的弹壳，成分包括：锌4.5wt.％，铜1.8wt.％，锰0.5wt.％，锂1.3wt.％，稀土0.03wt.％，钛0.02wt.％，铬0.02wt.％，其余成分为铝。

以铝为基材，添加铜、锰为主要成分，以及微量的稀土元素设计新型铝合金材料。主体铝元素的密度低，塑性好，可降低生产的弹壳重量，但纯铝的强度较低，不满足作为弹壳的强度要求。

进一步地，铜的添加可以增强铝合金材料的强度和硬度，满足弹壳的强度要求。

进一步地，锌加入铝合金材料中，铝合金材料的强度和硬度均大为提高。