許多槍械愛好者甚至包括槍械使用者,其實并不真正了解銅彈殼與其他金屬彈殼(如鋼殼)的區別,甚至因誤導信息泛濫而存在錯誤認知。
在手槍彈藥領域,市售的成品手槍彈有銅殼、鋼殼或鋁殼,甚至少數品牌還采用“兩段式結構彈殼”技術。

盡管本文探討的是手槍彈彈殼的材質,但有必要提及步槍彈殼的發展。在步槍彈領域,True Velocity公司憑借其聚合物彈殼技術嶄露頭角。這種彈殼比金屬材質更輕且更耐高溫,美國軍方對其潛力表現出濃厚的興趣。1980~1990年代,業界曾嘗試研發無殼彈,其中最著名的案例是德國HK 公司G11軍用步槍的設計方案。當時的槍械技術包括聚合物槍身、10mm彈和無殼彈——這也解釋了為何1986年電影《異形》的導演詹姆斯·卡梅隆為“殖民地陸戰隊”配備了聚合物槍身的M41A脈沖步槍,并設定其發射標準10mm無殼爆炸穿甲彈。如今,10mm彈正迎來復興,但遺憾的是,無殼彈在輕武器領域至今未能實現可靠應用。
彈殼的歷史遠比無煙火藥悠久,因此別誤以為彈殼是現代發明。首枚金屬彈殼誕生于1808 年,其采用銅制底座搭配紙質或黃銅殼體。而現代意義上的全封裝彈殼直到19 世紀后期才成為標準制式。

黃銅之所以成為彈殼標準材料,源于其在地球上儲量豐富且成本適中,雖然會氧化但不會生銹,強度高于純銅且比鋼更容易加工。制造彈殼的金屬需具備適度延展性——擊發時膨脹以密封彈膛,確保火藥燃氣集中向前噴出。黃銅的彈性使其擊發后基本恢復原尺寸,因此抽殼通常順暢。其表面粗糙度(成型彈殼表面:Ra≤0.8μm,抽殼摩擦系數<0.1)也優于其他金屬,便于在彈膛內滑動。數十年來,彈藥工程師精準平衡殼體厚度與性能需求,使黃銅穩居彈殼材料首選。更重要的是,黃銅無加工硬化傾向(加工硬化系數n ≈ 0.35),冷作(在室溫條件下進行金屬加工,以改變材料性質的加工工藝)成形后仍保持≥35%的斷裂延伸率(ASTMB36 標準),也就是說可多次拉伸成型而不弱化,這正是手工復裝得以實現的關鍵(黃銅彈殼可承受5~7次循環復裝)。用于制造彈殼的黃銅、鋼以及鋁合金3種材料的性能對比見下表:
通過表中數據對比,可以驗證黃銅作為彈殼材料的工程合理性,更揭示了其在軍事供應鏈中的不可替代性。依據2019年美國國防工業協會(National Defense IndustrialAssociation,縮寫為NDIA)輕武器研討會(Small Arms Symposium)的數據,每降低1% 的抽殼摩擦系數,可提升自動武器2 ~ 3% 的可靠性。
鋼殼彈的誕生原因眾多,但主要原因在于二戰期間,金屬資源需求激增而供應緊缺,黃銅作為戰略金屬,其稀缺性與成本均遠超鋼材。依據《美國戰時生產委員會報告》的數據, 1941~1945年, 美國黃銅消耗量的37%用于彈藥生產。所以幾乎每個參戰國都生產過鋼殼彈,且部分國家在戰后仍延續這一工藝。
然而鋼材并不完美,其高剛度導致塑性變形能力比黃銅下降60%,膛壓過高時鋼彈殼容易開裂。所以,一般情況下鋼殼不會用于復裝。

歐洲和俄羅斯生產的鋼殼彈多采用清漆或聚合物涂層處理。這雖能略微提升順滑度,但涂層核心作用在于防銹——黃銅則無需此類防護。雖有傳聞稱某些步槍彈膛高溫可能融化清漆涂層,但實際上AK步槍木質護手可因連續射擊而起火,但其鋼殼彈射擊時仍未見異常。
其實對鋼殼彈的抱怨多集中于步槍使用場景( 依據US ArmyTACOM 2017報告的數據,5.56mmNATO鋼殼彈在427.5MPa膛壓下抽殼故障率比黃銅高4.2倍),但在手槍彈領域,鋼殼是理想的替代方案(依據NATO AC225標準,9mmLuger鋼殼在241.3MPa膛壓下,抽殼力僅比黃銅高9.7%,抽殼力大,故障率高,有必然的邏輯關系)。除無法復裝外,鋼殼彈的性價比優勢顯著——其成本遠低于銅殼彈,某些情況下甚至呈數量級差異。
許多人對鋼殼彈的一個擔憂是,較硬的鋼材會損壞槍械的彈膛。雖然鋼確實比黃銅硬,但它的硬度低于槍械本身的鋼材。通常情況下,彈殼與彈膛的貼合程度并不會緊密到在退殼時對彈膛造成損壞。如果真的貼合得那么緊,彈殼反而無法正常退出。想想扣動扳機時發生了什么:彈頭在槍管中行進時產生的劇烈摩擦,遠比彈殼進出彈膛的過程更加強烈。故在鋼殼對彈膛造成損害之前,因為彈頭的作用,槍管可能早就報廢了。
鋼彈殼不如黃銅彈殼光滑,且射擊后不會像黃銅那樣收縮。如果槍械彈膛較為粗糙或過緊,退殼過程可能不夠順暢,并可能加劇抽殼鉤的磨損。需要再次強調,這類問題主要出現在步槍而非手槍上。對大多數使用者而言,除非考慮到成本差異,否則日常射擊量根本不足以感受到性能區別,但是,使用鋼殼彈能省下一大筆錢。
使用鋼殼彈時,人們可能注意到的唯一顯著性能差異就是槍支更容易變臟。有人可能將此歸咎于廉價鋼殼彈使用的火藥“質量低劣”,實際上,真正原因是鋼殼受熱受壓膨脹程度不如黃銅殼,無法有效密封槍械彈膛,導致更多火藥殘渣會逆向滲入彈膛和槍機內部??紤]到鋼殼彈帶來的成本節省,多花點時間清潔槍支顯然是值得的交換條件。


在實際使用不同金屬材質彈殼的過程中, 人們遇到的問題并非來自鋼殼,而是鋁殼。鋁材質極輕,比黃銅或鋼更柔軟,成本也低于黃銅。但這種柔軟性會讓彈殼產生黏滯感,從而引發其他隱患。例如,用鋁質彈殼9mm 彈測試格洛克手槍時,持續出現退殼故障,即彈殼卡在彈膛中,抽殼鉤直接將彈殼底緣扯裂。這并非個例。鋁殼彈更容易出現彈殼開裂或底緣斷裂的情況。這意味著它雖可用于訓練,但在諸如美國實用射擊協會(United StatesPractical Shooting Association,縮寫為USPSA)組織的射擊比賽中絕不可用,因為一次卡殼就足以讓冠軍成為失敗者。當然,并非所有手槍都對鋁殼彈敏感,這與槍械彈膛與彈殼匹配的松緊度及彈膛內壁光滑程度密切相關。
2017年,Shell Shock Technologies公司推出了革命性的兩段式NAS3彈殼設計。該設計將光滑的不銹鋼彈殼主體與獨立底座相結合:步槍彈殼采用不銹鋼底座,手槍彈殼則選用鋁質底座。這種創新結構使得手槍彈彈殼質量比傳統黃銅材質減輕50%,同時具備更高的結構強度,并宣稱可實現復裝。由于該設計屬于專利產品,目前市面上采用這種彈殼的彈并不常見,常見的樣品主要來自小型彈藥制造商推出的特種彈藥,例如Fenix 彈藥公司的Match Grade 系列——專門設計以滿足USPSA 威力因數1(Power Factor)標準。盡管Shell Shock Technologies公司全力論證其NAS3彈殼性能超越傳統黃銅彈殼,但就大多數人的體驗而言,人們尚未完全信服,更何況它們的價格比黃銅彈更昂貴!
就目前的技術狀態而言,黃銅仍然是手槍彈殼的最佳材質,但為何還要選擇其他材料?對于手槍用戶而言,黃銅彈殼與鋼殼在實際使用中可能不會有性能差異,但價格差異卻顯而易見。以Magtech品牌為例,其新推出的拋光鋼殼9mm彈相比同裝藥量的黃銅殼版本,每盒價格至少便宜1美元。對于需要頻繁訓練的射擊者來說,節省的這筆費用還是比較客觀的。
編輯/劉玉珍