超穿深石油射孔弹粉末冶金药型罩的研制

（） １ 粉末成型性要好 ， 特别在旋转成型过程 中， 各种粉末 的成型性 、 粒度大小及搭配方式等 ； （） ２ 保证各种粉末混合的均匀程度 ；
ｙｔｚ ＝ｒ ａ ．
Ｌ
ｎ
（ ） ｊ Ｊ ｌ
’Ｊ ｕ ・ ‘
ｎ ＝ ６２ ４ ３ ．７ Ｏ
图 １ 粉末罩形状
（） ３ 药型罩整体密度要高于常规产品（ 大于 １ ０ ｇ ／ ｍ ）沿药型罩母线方向， ｃ ， 密度要一次降低 ， 实现爆
综合考虑 以上几个问题 ，结合 十几年来 的生产 经验 ， 选择 了以下材料和配方（ 净质量配 比） ： （ ）电解 铜 粉 （ Ｃ １ 含 ｕ量 ９ ． ９８％）５％ ～４ ３ ０％：
３ ０目占 ７ ０ ５％，０ １０目占 ２ ； ５％
２ Ｏ％ ：０ ２ ０目；
（） ２ 成型模 芯设计 。在考虑高温烧结带来的收
１３ 材 料 及配 方 设计 对 比 ．
产 品烧 结 ６０Ｃ ５ ｏ 产 品烧 结 ５０ ８ ℃ 产 品烧 结 ４ ０ ８ ℃
严 格 按 产 品形 状 加 工 ， 料 以铜基 材 料 为 主 ， 材 密 度 大 于 ８９ｇ／ｍ ． ｃ ，穿深 性 能 按 Ａ Ｉ４ ＰＲ ０进 行混 凝 土 靶试 验 ， 深深 度 ≥１ ０ ｍ 穿 ０ｍ ０
《 装备制造技术｝０ １ ２ １ 年第 ８ 期
超 穿深石油射孑 弹粉 末冶金药 型罩 的研 制 Ｌ
林 育 阳
（ 陕西省机械研究院 ， 陕西 咸 阳 ７ ２ ０ ） １００
摘 要： 介绍 了一种特殊石 油射孔弹 药型罩 ， 通过在 粉末 冶金材料 配方选择 、 冷压 成型 、 高温烧结 、 多次整形等 工序 ， 应 用 了我 国传统 的粉末 药性 罩制造 工 艺 ， 到 了无堵杵 、 达 高穿深 （ ０ １５ ０ｍｍ） 等性 能指标 ， 超过 了国外 同类产品 的穿深
缩、 预留整形量和变密度的要求 ， 成型模芯相关尺寸 （） ２ 雾化合金铜粉 （ Ｐ 量 ２ 含 ｂ ０％ ～ ２％）５ 设计 如表 ２ ２ １％ 。
表 ２ 成 型 模 芯 相 关 尺 寸 设 计 表
（ 单位 ： ｌ Ｉ Ｔ ｍ）
～
（ ）钨 粉 （ ｗ 量 ９ ． ８％ ）０％ ～３ ３ 含 ９９ ９ ３ ５％ ：
在借鉴 国内外材料配方的基础上 ，尝试 了用于
并 二次整形的 （） ２ 整形件 的尺寸检测 ， 使用成型模 冲， 检测 两 高温烧结 的材料配方 ， 经过二次烧结 、 个部位壁厚度及跳动 ：距离 口部 １ ｎ处和距离顶 工艺 ，对药型罩精度保证和穿深性能的提高发挥了 ０Ｉ ｎ 采用高温烧结和二次整形工艺 ， 使穿深性 部 １ ｍ 处 ， 径 跳 小 于 ００ ０ｍ 顶 ．３ｍｍ， 径 跳 小 于 很大作用 ； 口 能超过国外同类产品 ２０ｍ ０ ｍ以上 ， 明我国在烧结 说 ０．３ ｍｍ ； ０ 药型罩生产方面 ，具备生产粉末烧结药型罩 的设备 （） ３ 口径和高度 以按工艺要求执行；
用立式氢气还原烧结炉 ， 由于烧结温度 的不均匀 ， 产 ｌ 整形 １ 一 —烧结 ２ ～整形 ２ 一检测—包装 ； 成型和整 品一 致 性 较差 。为 解决 产 品烧 结 均 匀性 和 工 艺 执行 形 各 一套模 具 。 水平 。采用液氨一氮气保护气氛 ，５ ２０网带烧结连续 综合该产品形状及性 能要求 ，采用第三种工艺 炉 ， 次 烧结 工艺 如表 ３ 两 。 方案合理可行 。
表 ３ 网带烧结工艺参数
烧结 炉温度（ ℃）
２ 试制过程
２１ 配 料 、 ． 混合
温区
１ ２
３
两次烧结温度设定 第 次 第二次
一
波 动
±２ Ｏ ±２ ０
±２ ０
４０ ０ ４０ ８
５ Ｏ ３
４０ ０ ４０ ８
５３ Ｏ
影 响该 工 序 的因素 较 多 ，优 良的成 型 剂 材料 及
炸过 程射 流 的一 致性 ； （ ） 证 产 品形状 尺寸 和精 度 ； ４保 （） ５ 生产 工艺 对穿 深性 能 的影 响 。
１４ 材料 和 配 方 （ 质 量配 比 ） ． 净
表 １ 旋 转 成 型 设 计 方 案 相 关 参 数 表
压制压力设 置（ Ｎ ｋ） 压制密 度控 制（ ／ ｎ ） ｇ ｒ １
第一次整形
保 压时间 ３ ｓ 第 二次整形 ８ｏ ｏ
阴模 不动 ， 旋转冲模 １ （ ８。 ） 整形 ３次 次 １０ ， 保压时间
５ｓ 。
炸高 ３ ｍ， ６ ｍ 实验 ６ ， 发 结果 ： 平均穿深 ４ １ ｍ， ６ 最深 ｍ
４ ６ｍ 最 浅 ４０ｍ ８ ｍ， ２ ｍ。
陕 西 省 机 械研 究 院是 国 内几 家最 早 在 粉 末 冶 金
药型罩研制和生产方 面的研究单位之一 ，特别在烧 结罩方面取得了很 大的发展 ，从材料选择 、配方优 化、 配套 的设备都具备一定 的优势和特点。 针对该罩 型的形状特 点和超越 的穿 深性 能 ， 在
材料 和 配方 选 择上 ， 虑 了以下 问题 ： 考
由于粉末冶金药型罩经过高温烧结 ，发生 了形
必须要在整形模具 中校形 ； 经过整形 ， 产 成 型工序 是保证 产 品形 状尺寸 和密度分 布 的 变和质变 ， 关键。 品发生 了变形 ， 存在内应力和回弹 ， 再经过第二次烧 结， 在进行最终整形 （ 二次整形 ） 。具体工 艺参数如 （） １ 采用旋转成型设计方案 ， 相关参数如表 １ 。
Ｃ ８ Ｐ ５ Ｂ５ ｕ ７ ｂ ｗ５ ｉ
Ｃ ４ Ｗ６ 产 品不烧 结 ｕＯ ０
产 品烧 结 ２ ０Ｃ ０ ｏ
Ｃ — ｂ ８ ０２ ｕ Ｐ ｌＣ ． Ｃ — ｂ８ Ｃ ． ｕ Ｐ １ｗ５ Ｏ２
产 品烧 结 ５０ ０ ℃ 产 品烧 结 ５０ ０ ℃
１ 材料、 配方 和工艺方案
５０ ８ ６ｏ ０ ５０ Ｂ
５Ｏ ３ ５Ｏ ５ ５Ｏ ３
士ｌ Ｏ ±１ ０ ±ｌ ０
保护气体参数
气氛 氮气 氮气 氨分解 流量 ３４ ＿ ３４ — ５８ —
冷却水温度（ ℃）
冷却温 区 ｌ ＃ ２ 样 ３ ＃ ±ｌ ０ ６ ０ ５ ０ ４ ５
（ ） 型剂 ５ ２ 成 Ｏ％ ＋电解 铜 粉 ＋雾 化 合 金 铜 粉 ＋
正确 的添加顺序和合理 的混合工艺 ，是混合品质 的 关键。该工序采用不锈钢偏心滚筒 ，５ ｇ １ ｋ 装筒 ， 转速 ４ ， ｉ。主要步骤如下 ： ５ ｒｎ ｒａ （ ） 型剂 ５ ％ ＋钨 粉 ＋胶体石墨 Ｆ ０ 混合 １成 Ｏ １：
５ ～１ ｎ； ０ｍｉ
４ ５ ６
指标。
关键词 ： 药型 罩 、 粉 、 温烧 结 、 压 整 形 钨 高 温
中图分类号 ： Ｊ １ ．３ Ｔ ４ ３ ３ ０
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ （ ０ ）８ ０ ５ － ３ １７ — ４ Ｘ ２ １ ０ — ０３ ０ １
石 油 射 孔 弹 粉末 冶 金药 型罩 ， 我 国是 ２ 纪 在 ０世
１２ ０— １ ０ ｏ ０ ５
ｌ Ｏ～ Ｉ１５ ．
模芯 下行距 离（ ｍ） ｍ 成型 阴模转 速（ ／ ｉ ） ｒ ｒ ｎ ａ
模芯下行速度 （ｍ／ ｉ） ｃ ｒ ｎ ａ
Ｉ．１７３ｏ ５ １ ． ， ， ５ ０， ０ １ ０， ０ ｏ ０ ２ ０， ２ ３ ， １ ｌ ６， ， ２， Ｏ， ３ ｏ
５ ０目： ０
（ ） 粉（ Ｂ 量 ９ ４铋 含 ｉ ８％） ～ ２％ ４％：０ １０目； （ ） 体 石墨 Ｆ ０ ０２ ５胶 １ ． ５％ ｌ％： ０ ３０目；
（） ６ 外加 ： 成型剂（ 有机油脂）． ％ ． ％。 ０ ５ ０ ８ ０ ０
１５ 工 艺方 案 ．
（） １ 粉末 与 预处 理一 配 料 、 混合一 成 型— 烧 结一 整形一 检 测— 包 装 ； 成型 和整 形为 一套 模具 。 （） ２ 粉末 与 预处 理一 配 料 、 混合一 成 型— 烧 结一
一
（） １ 埃列克公 司： Ｃ ８ —７ ｂ 一Ｏ ｎ ． 产 品不烧 结 ｕ８ ９ Ｐ ２ ｌＺ Ｏ２ （） ２ 斯仑 贝谢 公 司 ：
Ｃ ８ —０ ｂ— ８ ０５ ｕ０ ９ Ｐ ６ １Ｃ ．
（） ３ 欧文 公 司 ：
产 品不烧 结 产 品不 烧 结
Ｃ ８Ｐ １Ｃ ｕ０ｂ９ １ （） ４ 专利 ： （ ）国内几 家公 司 ： ５
２３ 烧 结 ．
烧 结 工 序是 一个 特殊 工序 ， 于该 产 品 的烧 结 ， 对 采 用 的温 度 较高 ， 品收 缩较 大 ， 产 变形 较 大 。原 来 采
整形一检测—包装 ； 成型和整形各一套模具 。 （ ） 末 与 预 处 理一 配 料 、 合一 成 型— 烧 结 ３粉 混
１１ 产 品形 状及 性 能要 求 ．
Ｃ ３ Ｐ ２ Ｂ２ Ｗ１ Ｂ５ 产 品烧结 ２ ０ ｕ ８ ｂ ４ ｉ８ ０ ｉ ０ ℃
（） ６ 陕西 省 机械 研 究 院使用 的烧 结 药型 罩配 方 Ｃ ６３ １ ｕ６ Ｃ Ｃ — ｂＯ Ｏ４ ｕ Ｐ ２Ｃ ． Ｃ ７ Ｐ２ ｗ５ ０４ ｕ０ ｂ４ Ｃ ．
铋粉 ： 混合 ５ ０ ｉ； ～１ ｎ ａ ｒ （） ３ 两种混合料 ： 混合 ｌ ～１ ｉ。 ０ ５ ｎ ｍ
１ 网速 ：２ Ｉ ｒ ｍ ｎ ２ ． １０ ｒ Ｉ ｉ ． 摆放在烧 结垫板上。 Ｉ ， 单层 Ｔ
混合料 出筒后 ， 密闭保存 ， 不必过筛。
２２ 成型 ．
２４ 整 形 ．
１２ 国 内外 粉 末罩 材 料及 配方 的 收集 ．
８ 年代末期开始被广泛使用的 ， Ｏ 经过 ２ 年来的技术 ０ 引 进 和行 业 整 合 ， 国内几 大 油 田以及 知 名 民爆 器 材 公司 ， 已经形成了在市场和生产工艺技术上 的统一 ， 主要采用不烧结全 自动旋转冷压一次成型 ，或后序 低 温烧 结 工艺 ， 现 了批 量规 模生 产 。 实 本 文 介 绍 的 特种 石 油射 孔 弹粉 末 冶 金药 型罩 研 制工艺 ， 是在我 国 ２ 世纪八九十年代通常采用的成 ０ 型— 烧 结一 整 形 生 产 工 艺基 础 上 ， 对 我 国西 南 、 针 西 北地 质 岩层 的特 点 ， 分 发掘 粉 末 材 料及 配方 ， 成 充 集 原有 生产工艺 的优势 ， 在粉末罩超高穿深方面 ， 出 做 次 有 力 的尝 试 ， 取得 了很好 的效 果 。
２５ 检 测 ．
（ ） 型件 的尺寸检测 ， １成 使用成型模 冲， 检测两 个 部 位 壁厚 度 及 跳 动 ：距 离 口部 １ ｍ 处 和距 离顶 ４ 结束语 ０ｍ
部 １ 处 ， 径 跳 小 于 ００ ０ｍｍ 顶 ．５ｍｍ， 径 跳 小 于 口
０ ０ ５ ｍｍ ； ．４
表 ４ 。
５ ４
《 装备制造技术》０ １ ２ ｌ 年第 ８ 期
表 ４ 整 形 工 艺 参 数 表
吨位 （ Ｎ ｋ） １ 【 ｘ ５】 整形要 求 清除毛刺和飞边 阴模 不动 旋 转冲模 ２ （ ２ 。 ）整形 ３次 次 １０ ，
，
３ 穿 深 性 能 试 验 结 果
（ ） Ａ Ｉ４ １ 按 ＰＲ ０进 行 混凝 土靶 试 验 ｌ ０发wk.baidu.com， 果 ： 结 平 均穿 深 ｌ ６ Ｉ， 深 Ｉ ０ ０ｍｎ最 ５ ０ｍｍ， ７ 最浅 １ ４ ｍ； ０ｍ ４ （） ２ 用 １０ｍ ０ ｍ 的 ４＃钢 做 钢 靶 ， ２ ｍ ｘ ２０ｍ ５
收稿 日期 ：０ １０ — １ ２ １＿ ５ １ 作者简介 ： 育阳 （９ ７ ）男 ， 林 １ ６ 一 ， 陕西人 ， 工程师 ， 在职硕士， 研究方 向 ： 超硬材料及粉末 冶金零件开发 。
５ ３
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ８， ０ ｎ ｆｅｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｉ １