[发明专利]一种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，具体涉及一种铝合金材料及其在制备弹壳方面的应用。所述铝合金材料成分包括锌4.0~7.0wt.%，铜1.0~2.0wt.%，锰0.3~0.7wt.%，稀土0.01~0.05wt.%，钛0~0.05wt.%，铬0~0.05wt.%和铝。本发明采用所述的铝合金材料制得的弹壳具有高强韧、耐烧蚀、成型性好的显著优点，能够耐弹腔内产生的瞬时高温、高压，发生弹性形变而不产生破裂，可承受400MPa的膛压和1000℃的瞬时高温，弹头初速达1200m/s，有效避免弹壳变形、开裂及腐蚀现象，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，提高单兵机动性能和作战能力。

技术领域

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

背景技术

轻武器的减重是提高部队作战机动性的主要途径，以单兵装备为例，陆军士兵在伊拉克战争中负荷高达35kg，超过负荷标准l0kg。在阿富汗战场上单兵平均负重约50kg，高负荷行军削弱了单兵的机动性和作战能力，而自动化武器作为单兵装备作战打击中的核心和关键，降低系统重量，最大程度发挥作战效能，己成为其发展的终极目标。单兵武器弹药的减重，则能有效降低士兵负重量，提高单兵机动性和作战能力。研制轻质高强韧弹壳来实现枪弹减重是有效途径，弹壳减重首当其冲，因为弹壳的重量几乎占枪弹重量的一半。

从技术角度来看，黄铜是生产药筒的最优异的材料，具备良好的强度、延伸率和弹性，且弹性模量低，便于退壳，对枪管的磨损作用小，但可惜的是，黄铜资源不丰富，不能满足弹药大量消耗的需求，且其价格贵，成本高，经济性差。

钢弹壳作为第二代弹壳取代了铜的应用。根据弹壳战术技术要求，钢材必须保证一定的机械性能，而含碳量则是决定碳钢性能的主要因素，含碳量的升高，一方面提高了材料强度，另一方面使材料的塑性下降、加工性能变差，且导致成型模具磨损，废品率增加。随着现代化进程的加快和科技的进步，对未来作战环境和作战条件提出了新的要求，轻质弹壳材料是需要重点突破的方向。

铝的密度为2.7t/m³，是铜和铁的三分之一，质量轻，比强度好、比刚度高，具有良好的导电导热性、工艺性和抗腐蚀性。其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。目前，铝合金弹壳成形技术已成为了各国弹药轻量化研究的重点。

枪弹射击时要经受弹药爆炸的高温和膛压冲击，必须具备较高的强度和耐高温性能。但是，现有的铝合金材料应用于制备弹壳时，可挤压性差，延伸率低，难以实现大塑性变形，其强度、变形量、耐高温性能要求方面不能满足要求，因此铝合金材料替代铜或者钢材料应用于铝合金弹壳制造，存在技术难题。

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：

一种铝合金材料的弹壳，包含铝合金，所述铝合金含有：

锌4.0～7.0wt.％，

铜1.0～2.0wt.％，

锰1.5～3.0wt.％，

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.％。