塑料彈殼的技術(shù)問題

子　蔭等

戰(zhàn)爭中，彈藥的消耗量巨大。為了減輕士兵負(fù)荷并增加攜彈量，就必須減輕彈藥的質(zhì)量。而彈殼幾乎占全彈質(zhì)量的一半，金屬彈殼，尤其是鋼彈殼質(zhì)量太大且使用性差，造成了很大的浪費(fèi)。若用塑料代替金屬制作彈殼，不但可以大幅度減輕彈藥的質(zhì)量和士兵負(fù)荷，而且可以大幅度降低彈藥的成本。若在高膛壓自動武器上應(yīng)用塑料彈殼，將是輕武器彈藥的一次重大變革。關(guān)于塑料彈殼在高膛壓自動武器上的應(yīng)用，國外已開展了一段時期的研究工作，并取得了一些進(jìn)展，如奧地利斯太爾-曼利夏公司研制的塑料彈殼埋頭小箭彈已在美國ACR計(jì)劃中進(jìn)行了試驗(yàn)和選型。采用塑料彈殼要進(jìn)行材料的性能研究，彈殼的結(jié)口技術(shù)，彈殼成型工藝等方面的研究。

(1)塑料材料性能研究

彈殼的作用是：把彈頭、底火、發(fā)射藥等組成一個整體，并使槍彈在彈膛內(nèi)確實(shí)定位；盛裝與密封發(fā)射藥，使它具有規(guī)定的藥室容積；發(fā)射時密封火藥燃?xì)猓乐垢邷馗邏旱幕鹚幦細(xì)鉄g彈膛，或從槍管尾部沖出。作為彈殼的塑料材料，應(yīng)滿足使用的基本要求：具有較高的強(qiáng)度、剛度和一定的延伸率；在高溫高壓狀態(tài)下不燃燒、無毒、耐瞬時高溫沖擊；抗老化性能及耐腐蝕性好，吸水性小，便于長期儲存；與發(fā)射藥不起化學(xué)反應(yīng)，相容性好；工藝性好，材料密度小，注塑加工時收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好；取材廣泛，成本低廉。從以上看出，對塑料材料在使用環(huán)境、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等方面提出了很高的要求。

(2)塑料彈殼結(jié)口技術(shù)

主要是研究滿足彈藥發(fā)射過程中強(qiáng)度、剛度、可靠性及特殊要求的彈殼結(jié)口技術(shù)。塑料彈殼在高膛壓情況下采用常規(guī)槍彈的彈殼結(jié)口技術(shù)不能滿足強(qiáng)度要求，所以要從全彈和彈殼的結(jié)口上進(jìn)行新的方案設(shè)計(jì)和研究。塑料彈殼埋頭彈就是一種新的結(jié)口技術(shù)。與常規(guī)槍彈不同，其槍彈是一個圓柱體(彈頭埋在彈殼之中，槍彈除保持原有的零件外還增加了彈帽、固定環(huán)之類的輔助零件)。發(fā)射時膛壓由膛壁承擔(dān)。另外彈膛和彈殼之間仍有一定的間隙，彈殼在高壓作用下產(chǎn)生一定的彈性變形。塑料彈殼結(jié)口還應(yīng)滿足以下要求：一是擊發(fā)底火時彈殼要具有一定的剛度，以保證擊發(fā)發(fā)火的可靠性，為了達(dá)到這一目的，在底火和彈殼之間一般裝有金屬件；二是彈殼有一定的沖擊韌性和延伸率，在膛壓達(dá)到峰值時，彈殼不會碎；三是射擊后彈殼能順利抽出彈膛；四是彈殼的加工工藝性好，成型后不產(chǎn)生太大的應(yīng)力集中。

(3)塑料彈殼成型工藝研究

塑料彈殼的成型主要是模具設(shè)計(jì)、成型工藝控制，這些因素對彈殼的強(qiáng)度、剛度、收縮率等都有較大的影響，是控制彈殼加工質(zhì)量中的一個重要環(huán)節(jié)。我們在研究一種塑料彈殼時，發(fā)現(xiàn)相同的材料和模具若采用不同的注塑成型溫度和壓力，彈殼的強(qiáng)度就明顯不同。注塑溫度和壓力低時，彈殼在較低的膛壓下就會裂開；當(dāng)注塑溫度和壓力太高時，彈殼的內(nèi)應(yīng)力大，放置一段時間后，彈殼的強(qiáng)度則會降低。只有當(dāng)注塑的溫度、壓力和模具溫度匹配合適時，彈殼才有較好的強(qiáng)度。其中研究的一種埋頭彈的塑料彈殼，在封閉彈膛內(nèi)其膛壓達(dá)到250MPa時，彈殼基本上不破裂。

彈殼材料從傳統(tǒng)的黃銅開始，經(jīng)過覆銅鋼殼、鋼殼、覆鋁鋼、鋁殼、塑料彈殼的改進(jìn)過程。以塑料彈殼為代表的非金屬材料彈殼代替金屬材料彈殼將是材料發(fā)展史上的一次飛躍。◆

(編輯/魏開功)