[发明专利]一种电子束弹体刻槽破片控制方法

说明书

本发明公开了一种电子束弹体刻槽破片控制方法，具体包括以下步骤：S1、毛坯准备，S2、装料抽真空处理，S3、电子束刻槽，S4、热处理，S5、加工成型，本发明涉及弹体预制破片加工技术领域。该电子束弹体刻槽破片控制方法，可实现利用电子束在弹体外表面快速移动过程形成的熔池不能回填的原理，并利用快速加热过程熔池底部高温区迅速冷却形成的马氏体组织，使得弹体在刻槽深度大于5％、小于15％壁厚的情况下破片可以得到有效控制，是一种生产效率高，适合高硬度、复杂形状弹体的生产工艺。实验结果表明该技术可大幅度提高弹药威力，降低费效比，为高过载小口径榴弹、大口径榴弹等弹药破片预制提供了新的技术途径。

技术领域

本发明涉及弹体预制破片加工技术领域，具体为一种电子束弹体刻槽破片控制方法。

背景技术

破片弹药通过内部装填炸药爆炸使得弹体破碎，产生大量高速破片毁伤目标。为了提高弹药威力通常采用机械刻槽预制破片，冲压预制破片、钢丝缠绕预制破片等方法。

机械刻槽预制破片法利用车床在弹体表面切削1/3壁厚以上深度的沟槽网格，在爆轰波作用下弹体沿预制槽根部断裂形成控制破片，该方法存在加工效率低、工艺稳定性差、容易形成连片、不适合高硬度、复杂形状弹体等缺点，尽管如此国内外仍有一些弹种采用此方法。

冲压预制破片法通过模具在弹体成型过程中使得弹体内表面形成1/4壁厚以上深度的沟槽网格，在爆轰波作用下弹体沿预制槽根部断裂形成控制破片，该方法存在加工效率高、工艺稳定性好、但无法在根部形成应力集中，弹体破碎连片较多、可适合高硬度、复杂形状弹体等，目前小口径榴弹多采用此方法。

钢丝缠绕法，利用钢条冲载预制沟槽，通过模具强力缠绕成弹体复杂形状弹体，然后机械加工、封孔。该方法利用弹丸爆炸时径向载荷与纵向载荷梯度变化特点，克服弹体爆炸后纵向断裂受力梯度小的缺点，使得弹丸爆炸后钢条形成预制好的破片，不出现长条形破片，但也存在着弹丸承载能力低、破片初速低等缺点，目前只有低过载防空、反辐射弹药采用此方法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电子束弹体刻槽破片控制方法，利用电子束在弹体外表面快速移动过程形成的熔池不能回填的原理，并利用快速加热过程熔池底部高温区迅速冷却形成的马氏体组织，使得弹体在刻槽深度大于5％、小于15％壁厚的情况下可以获得良好的破片控制效果，本发明克服现有技术中存在的生产效率低、高硬度复杂形状弹体难于加工、工艺一致性差破片连片、弹丸承载能力低缺点，为高硬度、高过载复杂形状弹体破片预制加工提供了一种新的技术途径。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电子束弹体刻槽破片控制方法，具体包括以下步骤：

S1、毛坯准备：根据实弹图纸要求，利用冲压设备加工弹体毛坯，通过热处理将材料控制在规定硬度范围，弹体粗加工留0.2-2mm余量；

S2、装料抽真空处理：将步骤S1的弹体毛坯卡入电子束设备的工装中，抽真空；

S3、电子束刻槽：当步骤S2抽真空达到要求后，启动弹体刻槽程序，采用电子束对留有0.2-2mm余量弹体外表面进行刻槽；

S4、热处理：将步骤S3刻槽完成后的弹体通过350-500℃回火处理将材料控制在规定硬度范围；

S5、加工成型：将步骤S4热处理完成后的弹体通过车削设备加工成弹丸。

优选的，所述步骤S3中弹体刻槽程序电子束处理时的加速电压范围为30-50kV，电子束电流20mA-50mA，电子束采用表面下0.1mm-0.5mm聚焦。

优选的，所述步骤S3中弹体刻槽程序的电子束扫描速度：3000-6000mm/min。