细晶粒钨铜合金药型罩制备工艺简述

随着军事现代化发展，在一些装甲坦克、装甲车等方面抗弹能力都有了极大的提升。像如今已有的具备较高抗弹能力的鱼鳞状反应装甲、贫轴负荷装甲、陶瓷复合装甲、爆炸反应装甲等都给相对的反装甲武器提出了更为严峻的挑战。聚能装药和精确制导技术二者的结合是目前最有效的反装甲武器，而其中聚能装药的关键部件是药型罩，其性能的优劣直接影响着破甲射流的侵彻能力以及稳定性。因此，对于新型药型罩材料的研究也成为了相关学者和研究人员的研究热点之一。研究方向主要集中在如何增强材料的延展性、增大材料密度和细化晶粒结构上。延展性的增强有助于形成长弹丸，从而增大了侵彻深度；密度的增大则使得冲击力上升；细化晶粒结构有利于增大射流的长度。

传统材料的药型罩，由于成分单一，不足以满足如今日益变化的性能要求，随着研究的深入，出现了多种材料所组成的复合型药型罩。其通过结合具有各种不同性能的金属或合金来满足药型罩的设计要求，相比于单金属药型罩，它的能量转换效率高、能量利用率高、吸收机制更合理、破甲性能更优越，是药型罩发展的必然趋势。在这些复合材料中以钨铜合金的各项性能与药型罩最为匹配。钨铜合金是由体心立方结构的W和面心立方结构的Cu两种理化性能差别较大的既不互溶又不形成金属间化合物的伪合金。其不但具有W的高硬度、高强度、高密度、低热膨胀系数以及优良的耐磨性，还具有Cu的可塑性以及优良的导电导热性。钨射流具备较高的头部速度，在侵彻装甲时能有效缩短贯穿时间，从而利于对抗反应装甲。但是其质地较脆，粉末粘结性较差，而延展性好的铜粉加入有助于其成型，并使得射流稳定性提高、不易断裂。

但是，采用传统粉末冶金方法所制备的钨铜合金材料，由于金属粉末流动性较大，在机械化填料、压制成型等过程中需控制的随机因素有许多，所形成的晶粒较为粗大、组织均匀性较差、密度分布难以控制、穿深波动较大，致密度无法达到相关武器装备的需求。另外，钨铜复合药型罩对装药的炸高十分敏感，在大炸高下破甲深度迅速下降，最理想的炸高为3倍口径尺寸。这也是复合药型罩存在的共性，即在小炸高条件下其破甲深度可比纯铜药型罩提高30 %左右，但在大炸高下性能迅速恶化，不能获得延性射流。为此，相关研究人员提出了一种采用喷雾热分解制粉-球磨湿混-液相烧结法制备细晶粒钨铜合金药型罩的新型工艺。其中喷雾热分解制粉所析出的纳米级钨相近似于球形，且均匀分布在Cu基上，改善了二者的活性；球磨湿混可减少粉末氧化，防止金属颗粒聚集长大；液相烧结则使材料致密化程度更高，均匀程度更好。

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