[发明专利]一种可降解子弹弹壳及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解子弹弹壳及其制备方法，属于子弹制造领域。本发明通过对铝合金的成分调整，大大提高发射完毕后弹壳的降解速率，减少了弹壳回收所需的人力，对环境起到很好的保护作用；利用喷射法均匀细化了铝合金的组织，而且含氧量低、污染程度小，从而使弹壳力学性能更加优异。而且在铝合金弹壳表面添加一层TiN层，不仅解决了传统铜制钢制弹壳高重量问题，还提高了子弹弹壳性能和稳定性。通过钝化处理保证了TiN层的高硬度、高化学稳定性等物理性能。

发明领域

本发明涉及一种可降解子弹弹壳及其制备方法，属于子弹制造领域。

背景技术

子弹由弹壳、底火、发射药、弹头四部分组成，传统的弹壳材料中，铜是最理想的弹壳材料，具有延展性好，对枪械磨损小，不易卡壳等优点。由于我国的铜资源极度缺乏，很多地方由钢弹壳代替铜弹壳，钢弹壳虽然整体性能不如铜弹壳，但是具有良好的低温韧性，抗失效性能等优点。

目前训练产生的大量弹壳，不管是铜制还是钢制，在自然环境中需要非常长的时间才能够降解，所以都会造成严重的环境污染。而且，子弹打完后剩下的弹壳中会有少量火药和铅的残留，火药中含硫，而硫和铅都会对环境造成极大的危害，不仅会对水源、土地、空气造成严重的污染，而且会给人类和植物的生存带来极其严重的后果，甚至危及到人类的生命安全。所以子弹打完后，剩余的弹壳如果不进行回收处理，后果不堪设想。但是弹壳回收又需要大量的人力，而且即便进行回收，大量弹壳在回收过程中难免发生遗漏现象，依然存在污染环境的隐患。

中国发明专利(公开号：109158604A)公开了一种铝合金弹壳制造方法及弹壳，其以Cu、Mg、Mn为主要合金成分通过3D喷射技术使得制备的铝合金弹壳具有强度高、硬度大等特点，且韧性和抗腐蚀能力得到提高，虽然实现了将弹壳轻质化，但是随着其整体抗腐蚀性能的提高，在自然环境中仍需要非常长的时间才能够降解，所以依然会造成严重的环境污染。

发明内容

针对上述弹壳存在的现有问题，本发明提供一种降解速度快，对环境污染小的可降解子弹弹壳及其制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种可降解子弹弹壳，其化学成分质量百分比为：Cu：2.0-3.0％、Sn：8-10％、Ga：2.0-4.0％、Pb:2-4％、In:1.0-1.5％、Mn：0.5-1.0％、Cr：0.02-0.03％、Ti:0.01-0.02％、Mg:2.0-3.0％、Zr：0.02-0.04％,余量为Al及不可避免的微量元素。

本发明以铝合金作为子弹弹壳，因为铝合金具有重量轻、比强高、易加工等优点，这种轻量化的铝合金弹壳可以替代传统较重的铜制、钢制弹壳。通过在铝基中添加高含量的8-10％的Sn,在氧化膜中产生一定空隙，该空隙能有效降低氧化膜的电阻值，破坏氧化膜的致密性，大大降低氧化膜的电阻值，从而增加铝基体的表面活性。Ga在铝基体中主要以固溶态存在，其在60-100℃时能与Pb形成低熔点共熔物，该共融物可以很大程度破坏铝基表面的钝化膜，进而促进可降解铝合金子弹弹壳的活化降解。In的加入主要是因为铝合金在降解过程中，以离子的形式通过降解-再沉积的方式提高铝基体的降解活性。子弹发射时，由撞针撞击底火引燃弹壳中的发射药,发射药被引燃后迅速膨胀产生巨大的压力将弹头推离弹壳并在枪管中运动，最后空弹壳撞击退壳挺后被抛出。此时弹壳温度很高，能够对本发明可降解铝合金弹壳起到很好的促降解作用。

在上述一种可降解的子弹弹壳中，所述子弹弹壳表面还包括TiN保护膜。TiN薄膜具有高熔点、高硬度、高化学稳定性及优良的导热性等优点，将其与铝合金结合在一起，可以有效地保护铝合金，提高弹壳整体物理性能，TiN的耐磨性特别是其低的黏着倾向，不仅可以以减小子弹的阻力，还能够还能提高子弹的穿透能力。加上铝合金本身为轻型结构金属，可以大幅度降低弹壳重量，使得本发明的子弹弹壳同时保证了强度和轻质化的特点。

在上述一种可降解的子弹弹壳中，所述TiN保护层的厚度为300-600nm。