8月15日湖南工大团队研制出铝合金弹壳,或改变轻武器性能?

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8月15日,湖南工业大学范才河教授科研团队成功研制出轻武器用铝合金弹壳,该弹壳具备高强度、高韧性,经军工单位测试,其膛压高达400MPa(兆帕)以上,耐发射药瞬间高温1000℃以上,弹头初速提升到了1200米/秒(3.5倍音速),与钢质弹壳相比重量减轻20%以上,达到了部队使用标准,铝合金材质弹壳问世大有可能改变步机枪等轻武器的性能。

对于枪,军迷们很熟悉,对于子弹,军迷们也很熟悉,它们是军队最基本的武器,自从来复线应用到枪械之后,枪和子弹的口径基本定型了,到目前常用的也就七八个口径、十多个弹种,上百年没什么增减,由于枪械是大规模使用的装备,制造它们的材质最初很简单就是钢,虽然现代增加了铝、复合材料,但钢仍然是主要材质,因为钢(铁)是工业的第一金属,地质储量丰富,近现代钢铁的冶炼工艺非常成熟,机器加工工艺也非常成熟,这使得枪械能够以百万甚至千万级别数量制造,并且价格便宜,适合全面装备到部队。

枪械发射的子弹是按亿级别数量制造的,一场大型战役中打出一亿发很平常,子弹作为大规模消耗品,其制造所需材质必须更简单且易获取,当前制造子弹的材质基本是铜、钢和铅,那为何铜排在钢前面呢?

先来说,铜的耐腐蚀性能相较于钢是要好点的,子弹制造完成后起码得储备20年时间,虽说弹药库的温度以及湿度需尽可能保持在恒定状况,然而钢材在空气中的氧化速度是快得多的,没等打仗子弹就生锈了这是不行的。

第二点,这是最主要的,铜具备“自润性能”。铜的密度比钢高,然而硬度低于钢。要是完全用钢制作子弹,其硬度与制造枪管的钢材近乎一样。子弹被击发后,两者会相互高速摩擦。再加上高温膨胀气体有着向外的压力,以及发射药具有腐蚀性,这对枪管膛线的磨损相当严重。经测试,仅仅发射两百发全钢弹头子弹,就会对枪管膛线造成很大损伤。这致使射击误差大幅提高,意味着枪管已然报废。更严重的是,钢弹头发射时无法与膛线良好“咬合”,大量泄露发射药气体,使得子弹射击距离变近。

而铜的硬度相较于钢更低,并且其韧性更好,这不但降低了对膛线的磨损,还能使其和膛线咬合得更好,进而不致使发射药气体发生泄露,如此一来能让弹头更好地利用发射药气体的推力,使得弹头发射得更远且精度更高,铜所具备的这个特性就被叫做“自润”。

弹头呈现如此状态,制造弹壳最优材质当属铜,要是采用全钢制造子弹,在发射之后,枪的“拉壳钩”于退弹壳之际会出现“硬碰硬”的情况,经过不长的时间段就会发生变形甚至断裂,届时只能更换一个,不然就无法继续使用了…所以铜确实是制造弹壳最好的材料。

铝合金冲压外壳_高强度高韧性铝合金弹壳_耐高温铝合金弹壳

铜是制造子弹的最佳材料,然而其地质储量远远低于铁,并且全球分布不均衡,缺铜的国家唯有另辟途径用钢替代铜,弹头部分较易解决,通过采用铅芯亦或是钢芯外部包裹一层铜皮,既能节省铜的用量又能够维持自润性,弹壳部分虽是选用全钢制造,不过在外面涂有一层防腐蚀漆,漆的硬度远不及钢,“拉壳钩”与漆接触时发挥缓冲作用,也不会出现过度的金属疲劳,从而提高了使用次数。

到目前,传统子弹所用材质基本上是前文所讲的那些,然而,钢弹壳过硬致使“拉壳钩”损伤严重的问题依旧未得到根本解决,实际上,很早以前武器专家们就已考虑将铝用作弹壳材质,可是铝的耐高温性能欠佳,现代子弹采用“双基发射药”,即硝化棉与硝化甘油混合,这种发射药被子弹底火点燃后会产生温度高达850℃以上的高温膨胀气体,而铝的熔点仅为660℃,根本无法承受如此高温,钢至少能承受1300℃,所以铝始终未被用于步机枪弹壳制造。

湖南工业大学运用全新的铝合金配方,通过3D喷射快速冷凝技术制造出高韧性铝合金材料,该材料由3D打印技术制造而成,接着借助模具冷冲压技术制造出弹壳,随后进行表面 anode oxidation finish 的光洁度以及防腐处理,最终得到高强度高韧性铝合金弹壳。

这便是借由 3D 喷射制造得出了铝合金弹壳基材,以这种方式制造而成的金属,相比传统冶炼材质,要更为致密,且不存在气泡、夹杂等冶炼缺陷。

3MPa,而新铝合金弹壳内可承受 400MPa,着实令人惊叹!

伴随科技得以提升,单兵防护能力越发强大,举例而言,美军重型防弹背心,听闻在150米范围之内能够抵御AK47步枪弹的打击,如此这般靠近的距离致使其他小口径突击步枪的打击成效大幅下降,因而极为有必要提升子弹的膛压,唯有如此方可提升子弹的初速度,切实提高子弹的侵彻能力,让步机枪子弹在400米之外依然能够穿透重型防弹背心。

总而言之,湖南工业大学所研制出来的新型款式铝合金弹壳,能够称得上是轻武器制造进程之中展现出的一次变革,于子弹口径保持不变的状况之下,很大程度地提高了子弹所能达到的射击程距范畴以及打击形成具有的实际显著效应!

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