鎢銅EFP藥型罩製備工藝

鎢銅EFP藥型罩中的EFP是英文Explosively Formed Penetrator的縮寫，翻譯成中文是“爆炸成型穿甲戰鬥部”或“自鍛破片戰鬥部”，有些國家也稱之為P裝藥(Projectile Charge)、“米斯尼-沙汀”裝藥(Misznay-Schardin)和品質聚能裝藥等。典型的EFP戰鬥部主要由金屬藥型罩、殼體、炸藥部件以及傳爆系列組成，通常還有一個用於將藥型罩和炸藥元件固定的壓環。其依靠形成的具有高動能的彈丸來實現破甲，與常規的射流破甲彈不同，在高能炸藥起爆後，爆炸所產生的能量通過藥型罩的變形發生折疊並獲得高速，因速度差的存在最終形成一個侵徹體。而這裏我們所介紹的爆炸成型彈EFP也是其中聚能裝藥的一類，其採用大於120°錐角的球缺罩或雙曲型藥型罩進行裝藥，當爆炸後，鎢銅藥型罩被極大的載荷擠壓變形，經翻轉閉合後形成爆炸成型彈丸。其具有許多的優點，如反應裝甲對其干擾小、侵徹後效大、對炸高不敏感等。

因而EFP的破甲侵徹能力在很大程度上取決於藥型罩的材料。傳統藥型罩的材料包括鐵、銅、貧鈾、鉭等。純鐵和純銅的具有良好的可塑性，但是其自身的密度較低，這就使得所形成的彈丸動能減小，降低了對靶材的侵徹力；而貧鈾具有較高的密度和可塑性，能大幅提升穿甲強度和裝甲抗度且具有上千度的高溫灼燒效果，但是貧鈾依然是具有放射性的物質，對人體的危害較大；鉭元素是一類稀土元素，其所具有的侵徹能力遠大於銅和鐵，但是其成本較高的問題是阻礙其推廣使用的重要因素。而鎢銅W-Cu體系結合了W高硬度、高密度、高強度以及優良的化學穩定性和Cu優良的導熱性和可塑性的優點，且由於二者熔點差別較大差別（W-3410℃，Cu-1083℃），在爆炸後銅蒸發氣化留下高硬度、高密度的硬質相鎢，相比於純銅藥型罩破甲穿深可提高近30%。因此，鎢銅EFP藥型罩具有廣闊的應用前景。

採用普通的鎢粉、銅粉和超細鎢銅複合粉製備鎢銅EFP藥型罩並對其性能進行對比。其中超細鎢銅複合粉末採用噴霧熱分解法製備。先用一定比例的偏鎢酸銨和硝酸銅溶解於蒸餾水製成混合溶液，再採用離心壓力噴霧乾燥機製備前驅體粉末，然後將前驅體粉末置入還原爐中進行焙燒。最後置入球磨機進行濕磨並在還原爐中進行還原，所形成的超細鎢銅複合粉末顆粒大小在100-300nm之間。在製成鎢銅棒材後開始對鎢銅EFP藥型罩毛坯進行鍛造。其毛坯變形經過了三個階段：其一，毛坯在模具中鐓粗，在此過程中毛坯的上下兩個部分首先發生變形，並在壓應力的作用下上下部的微孔逐漸變少，密度增大，與沖頭的接觸面積增加，摩擦力增大，在拉應力的作用下金屬產生了橫向流動；其二，金屬流動至模壁時受到阻礙，其將沿著模具底部的圓孔流動，在這一過程中毛坯內的微孔進一步減少，密度進一步增大；最後，當金屬流動至頂料杆時便進入複壓階段，其主要通過靜水壓力來消除毛坯的微孔，因此效果並不顯著。要保證鎢銅EFP藥型罩的密度必須使得毛坯在前兩個階段充分變形。

另外，鎢銅EFP藥型罩毛坯在鍛造的過程中，其基體材料的變形存在兩種方式，一種是只有銅相發生變形，鎢相不發生變形，且鎢顆粒沿著銅基體變形方向流動呈流線型分佈；而另一種是銅相和鎢相均發生了變形，變形後二者均呈纖維狀。通過合理設計鎢銅EFP藥型罩毛坯的形狀並使得其在變形階段變形充分，才能保證最終的緻密度、抗拉強度以及延伸率達到所需的要求。

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