穿甲弹——钨丝束穿甲弹的研究取得了哪些进展?
多年来,在努力提高钨合金药芯性能的同时,国内外也对各种复合材料药芯进行了研究和探索,试图通过各种高密度丝或纤维制成的复合材料来进一步提高穿甲弹的强度和韧性,其中研究最多的是钨丝束高密度复合穿甲弹药芯的制备。
这些研究主要包括以下两个方面:一方面,在现有的合金体系和工艺条件下,通过优化合金成分和工艺参数获得最佳的穿甲性能,或者通过设计新的合金体系、添加合金元素或开发新工艺获得性能更高的合金。
另一方面,国内外对钨合金的形变强化和预应变时效进行了广泛的研究,其中旋锻技术已广泛应用于大口径子弹芯的生产,液压挤压技术已应用于小口径子弹芯,并取得了令人满意的效果。
预应变时效可以大幅度提高钨合金的强度,保证材料具有良好的韧性,但由于其韧化机理和不稳定的处理性能,一直没有应用于制式武器。
此外,也有人研究了钨合金强韧化的各种新工艺和新方法,如等离子熔炼-快速凝固法、湿法冶金-等离子熔炼法、活化喷雾热解法等。这些方法都可以生产非常均匀的预合金粉末。用这些“预合金粉”烧结高密度钨合金时,可以降低烧结温度,缩短烧结时间,使合金同时具有更高的强度和更好的韧性。
综上所述,虽然经过几十年的不断研究,高密度钨合金的强度和韧性都有了很大的提高,但是对于未来的超高速动能弹或者需要大侵彻深度的穿甲弹来说,强度和韧性不足的问题并没有得到根本解决。因此,其他高密度材料穿甲弹芯的研制,特别是高密度复合材料穿甲弹芯的研制,引起了工业发达国家的高度重视,研究也越来越广泛和深入。
英国皇家兵工厂使用一些钨合金线作为加固相。对穿甲弹进行了可行性研究。实验表明,为了防止增强相与基体在烧结过程中发生反应,有必要在合金丝表面包覆一些氧化物。
德国开展了用丝束制造穿甲弹的研究。该方法是在重金属线上沉积粘结相金属,然后将其聚集并烧结,然后锻造或轧制。此外,还进行了锻造用烧结钨合金管中加入重金属丝的机械复合技术的试验研究。
日本制钢所研制tow复合穿甲弹的工艺方法是在线材上镀上多种粘结相元素,然后进行液相烧结,制成穿甲弹的芯坯。
国内一些科研院所和大专院校也开展了多种钨丝束的研究。
美国海军的一项专利公布了一种钢钨复合穿甲弹的经济型制造工艺。该工艺方法是将一定细径的钨合金加强丝与束准直器平行均匀分布,将束准直器和加强丝一起放入橡胶套中,然后加入预先混有-203石墨粉的B0钢粉末。
封闭橡胶套,进行冷等静压,取出护套和准直器后,在氢气气氛中烧结压制件,使坯体致密化后,坯体模锻后的钨丝排列会发生变化,丝间距减小,但丝的外形尺寸基本不变。毛坯经凝固、淬火、回火后,硬度可达到较高水平。