集束式钨弹芯材料
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- 发布于 2013年6月17日 星期一 14:31
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钨合金弹芯在侵彻靶板时，其头部或体部容易断裂，这说明弹芯沿轴线方向上的强度不够高。针对这种情况，日本制钢所提出一种集束式弹芯，可保证在其轴线方向上得到较高的强度和延性，并且其密度可达到18.5g/cm3（立方厘米）以上。该弹芯主要制造工序如下：
（1）将直径0.15mm高纯度钨丝裁成指定长度，并在钨丝表面涂覆Ni-Fe粘结剂。在涂覆的钨丝横截面上，涂层所占面积为10％，钨丝所占面积为90％。
（2）将涂覆后的钨丝扎成束状，并装入橡皮包套进行冷等静压以制得预形坯。
（3）将预形坯在氢气氛或真空中进行还原处理以除去氧、碳等杂质，然后在1500℃进行液相烧结。
（4）经过烧结的钨合金再进行适当机械加工便可得到具有一定形状的钨集束式弹芯。
德国莱茵金属公司也研制出了另一种形状的集束式弹芯，其心部由束状钨丝构成，周围是烧结钨合金。该弹芯基本制造工序为：
（1）在陶瓷棒周围放上钨合金粉并压制成预形坯。
（2）将预形坯连同芯棒一起进行烧结。烧结后退出芯棒便得到管形件。
（3）把集束式钨丝放入管件内腔，将二者一起锻造便制得高密度、高强度弹芯。束状钨丝所以不进行烧结，是为了避免钨丝性能下降。必须注意的是，集束式钨丝在压实之前具有一定的孔隙度，应当在加工过程中予以消除，保证使弹芯材料达到最高密度。
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铜粘结钨纤维弹芯
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- 发布于 2013年6月17日 星期一 14:24
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据1996年资料报道，德国一家公司采用冷锻技术将钨合金棒锻至小于1mm直径，制成钨纤维复合材料弹芯。与钨合金弹芯相比，该弹芯抗拉强度增加，但韧性降低。随后，该公司将改进的铜粘结方法用于钨纤维结构，从而显著增加了其静态抗弯强度，各性能指标为：抗拉强度 2100～2400N/mm2（平方毫米），抗弯强度约2800N/mm2（平方毫米），边缘纤维延伸率>20，密度18.2g/cm3（立方厘米）。
为了分析铜粘结钨纤维弹芯的终点弹道性能，选择倾斜双层靶板结构和长径比L/D＝20、直径为12mm的弹芯，以1400m/s冲击速度进行了试验。其中，靶板采用高强度轧制均质装甲钢，倾角为60°。弹芯有六种，分别为：DENSIMET D176钨合金，20％延伸率；钨合金，10％延伸率；钨合金，10％延伸率，有钛TiAl6V4包套；钨纤维，铜粘结；钨纤维，铜粘结，钛包套；钨纤维，铜粘结，钢包套。试验结果表明，对于各类弹芯，包套都使其侵彻性能显著下降，X射线照片显示出包套与第二块倾斜靶板之间发生强烈作用，导致韧性包套侧向剥离，进一步造成弹芯的破碎和侧向加速。而无包套的钨纤维弹芯，与钨合金弹芯相比，其侵彻性能显著提高，约高50％以上。因为，小纤维颗粒非常快速地从损伤的弹头部分离，在剩余弹芯中几乎没有产生弯曲动量，从而避免了出现蘑菇状头部和弹芯弯曲，并增大了攻击角，提高了侵彻性能。可见，铜粘结钨纤维弹芯具有很大的发展潜力。
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钨穿杆制造技术II——固态混合
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- 发布于 2013年6月17日 星期一 13:50
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另一种钨穿杆制造方法是固态混合 。这种钨穿杆使用纯钨的粉末，压制成杆状后加温。然后通上强大的电流。粉末升温后会凝结在一起，变成钨穿杆。但这种方式加工出的钨穿杆非常脆，只能做成钢穿杆头部的内芯。
俄国早期的BM-12采用了这种钢+钨的穿杆，并不是真正的钨穿甲弹。固态混合的钨穿杆的头部在穿击过程分解成粉末，这样加大穿道壁的厚度，对之后的杆身穿入造成不利影响。所以这种钢+钨的穿杆的杆尾都必须比头部细很多。以BM-12为例，杆首直径是杆尾的两倍。由于质量不均匀，穿杆飞行过程中难以稳定，尾翼必须设计得比较大。这样又降低速度，对穿深形成另一不利影响。
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钨晶须
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- 发布于 2013年6月17日 星期一 14:15
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美国陆军部研制出一种晶向的单晶钨晶须，并用这种晶须制成了穿甲弹芯用复合材料，据试验表明，该材料具有较高的强度和侵彻性能，并在冲击目标时不形成蘑菇状头部。制造时，先在自制的专门设备上生产出单晶钨晶须，然后在钨晶须上涂覆涂料，钨晶须与涂料两种成分所占体积百分比分别为90％和10％，此时，弹芯密度可达到最大。适用的涂料有：Fe-Ni，Fe-Ni-Co，Ni-Co，Ni-Cu，Cu，Co等。涂覆可采用化学汽相沉积、物理汽相沉积或流化床工艺来完成。
涂覆后，将带有涂层的钨晶须以与弹芯纵向轴线相平行的方向放入陶瓷模，模腔形状和尺寸与弹芯相同。将陶瓷模放入氢气氛中进行液相烧结。最佳烧结温度根据涂料成分而定。例如，当使用Fe-Ni涂料时，烧结温度可为1470～1570℃，烧结时间可为 1小时。
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钨穿杆制造技术I——液态混合
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- 发布于 2013年6月17日 星期一 13:43
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穿杆的材料决定了穿杆的密度、强度、韧性等方面情况。材料密度不高，穿杆不能够聚集足够的动能。强度不足，穿杆不能有效地破坏装甲结够。韧性不强，穿杆容易被粉碎或折断，穿透能力当然也会大打折扣。另外，一些材料有独特的性质，对穿透效果也有影响。
先进的钨穿杆是液态混合制造的 ，一般含钨90%-97%，另外含有镍、铁一类的物质。制造这种钨穿杆，首先把各物质磨成细末按比例混合起来，压制成杆状。然后加热。由于铁、镍一类物质的融点低于钨，加热后它们会比钨的颗粒先融化掉。这些融化的液态金属流动、充实钨颗粒间的空隙，使得混合更加均匀。尔后， 钨达到半融化或者融化，但不能流动，与液态的铁、镍等形成金属矩阵。另外由于软化和重新凝结，钨颗粒的自身结构更紧密，密度也有所提高。凝固了的矩阵钨合金杆再被轧制，压得更细更长，这样结构更加紧密，强度和韧性也就更大。这种矩阵钨杆的材料比例系数在1左右。
美国152毫米的XM578、105毫米的M735和德国的DM-13是比较早期的采用液凝方式钨穿杆的穿甲弹。但当时的加工技术有限，不能够令钨杆达到需要的强度和韧性。这些性质达不到要求，穿杆撞击装甲就容易碎裂，而且在发射过程中承受五万多G的加速度，也可能出现碎裂。特别是长穿杆，构成物质的强度、硬度、韧性必 须都达到要求。于是这些穿杆的钨杆外又加上了一层钢制的夹克。钢容易加工，可以达到要求，钢的夹克可以帮助降低夹克内相对脆弱的钨杆碎裂的机会。俄国的第一种钨杆穿弹，BM-42，也使用了这种夹克方式。由于钢的加入令整体的平均密度下降，另外钢夹克下的钨杆仍然不能达到理想的硬度和韧性，钢夹克钨杆的材料系数只能达到0.9上下。
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