包括铜粉末的压实混合物的弹头制造技术

公开了一种弹头，该弹头包括铜粉末的压实混合物，所述铜粉末包括物理地键合至彼此以形成粘着且可延展微结构的颗粒。还提供了通过粉末冶金技术制作这种弹头的方法，该方法提供了足以允许将弹头装载到子弹中并压接而不会断裂的特性。这种弹头具有足以在开火过程中维持它们的完整性但是在撞击时可以破碎的强度并且可以是无铅配制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括铜粉末的压实混合物的弹头本申请要求2016年1月20日提交的美国临时申请No.62/280,936和2016年12月8日提交的美国临时申请No.62/431,818的优先权权益，通过参照将这两个申请全部结合在本文中。
本公开总体上涉及一种包括铜粉末的压实混合物的弹头。本公开还涉及一种制作这种弹头的方法以及一种包含这种弹头的子弹。
技术介绍
压缩粉末金属弹头是由使用粉末冶金技术制成的粉末金属构成的弹头。这种技术包括：压缩粉末金属以形成绿色实体；然后随后进行热处理以获得期望冶金强度。然后为这些弹头披甲、镀层或使其尺寸适合于设置在中发式或缘发式子弹中。可以通过改变过程而使由压缩金属粉末制成的弹头“易碎”，以实现脆性微结构。这种弹头的特征在于使用被固化成弹头的金属粉末，该弹头具有足以在开火过程中维持其完整性同时在与固体物体撞击时破碎的强度。与传统的全密度铸造、锻造、镀铜或披铜的铅弹不同，易碎弹头防止射手受到跳弹。由于该原因，传统射击场的峭壁经常用弹丸吸收材料(如橡胶)覆盖。另外，射击铅弹必然会导致发出空气传播的铅尘，这不仅需要在射击场中实现复杂的通风系统，而且需要适当地处置浪费的铅弹和弹头碎片。对铅的使用和暴露于铅的政府规章使铅成为弹头中的禁止元素。近年来，加利福尼亚州已经禁止猎人使用铅弹。鉴于这些问题，对于用作弹头的不含有铅并且不会跳弹的材料进行了长久持续的研究。替换弹药中的铅的一个问题是，替换材料必须足够重，从而使用这些弹头的弹药在自动或半自动武器中使用时将能够使武器正确地循环。另外，无铅教学用弹应该在撞击坚硬表面时(诸如当用于低成本“休闲射击”用弹时)分裂成小的颗粒。于是，各个颗粒太轻而无法承载足够造成伤害的能量。与使用易碎弹头相关联的一个问题是，易碎弹头通常没有表现出用于在大规模生产中使用的适当的延展性。传统的粉末金属弹丸太脆而无法承受允许将它们装载并压接成子弹中并且随后上膛、开火并从与其口径对应的步枪中射出的力。所公开的弹头旨在克服以上阐述的问题中的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题，具体而言，提供允许弹头承受压接并且使用现有资产和工具进行大规模生产的有益的延展性特性。
技术实现思路
在一个方面中，本公开涉及一种弹头，该弹头由纯铜粉末的基材形成，其中所述铜粉末颗粒部分地烧结，并且物理键合至彼此而形成粘着可延展微结构。在另一个方面中，本公开涉及一种制作弹头的方法，该方法具有在模具中挤压铜粉末以形成绿色压实体的步骤。该方法进一步包括将所述绿色压实体加热至使所述铜颗粒部分烧结的温度以实现所述铜颗粒的物理键合从而形成固化压实体。该方法得到具有粘着微结构的铜弹头。在又一个方面中，本公开涉及一种子弹，该子弹包括：金属子弹弹壳；底火；位于所述子弹弹壳内的推进剂；和弹头，该弹头由这里描述的部分烧结铜粉末的压实混合物构成。除了以上讨论的主题内容之外，本公开包括诸如在下文说明的那些特征之类的许多其他特征。上述描述和如下描述都仅仅是示例性的。附图说明图1A是手枪子弹的照片，而图1B是在图1A的子弹中使用的弹头的表示。图2A是步枪子弹的照片，而图2B是在图2A的子弹中使用的弹头的表示。图3是示出了制作如这里描述的弹头的方法的实施方式的步骤的流程图。具体实施方式弹头的描述根据本公开，提供了一种如这里描述并要求保护的金属弹头，诸如铜弹头。在一个实施方式中，公开了一种无铅弹头，该弹头包括铜粉末的压实混合物，其中所述铜粉末包括颗粒，这些颗粒物理上键合至彼此，以形成粘着且可延展微结构。粘着且可延展微结构允许压接和上膛。尽管铜粉末颗粒能够被烧结，但是另选或附加实施方式包括通过预烧结或部分烧结而键合的铜粉末颗粒。这种改变从烧结到预烧结的颗粒之间的键合强度的能力允许在所得到的弹头的易碎性特性方面具有灵活性。如这里使用的，“部分烧结”或“预烧结”用来表示在颗粒之间已经形成一些颈生长，然而，在相邻颗粒之间保持多孔性。在一个实施方式中，铜粉末颗粒之间的物理键合通常包括金属键。在一个实施方式中，铜粉末可以与包含铜合金的至少一种附加金属粉末混合。当存在合金元素时，所得到的弹头可以包含各种合金元素的金属间化合物合金(还简称为“金属间化合物”)。除了铜之外还可以包含的这些合金元素的示例为铁、镍、铬、锡、锌和它们的合金、以及这些金属的金属互化物。除了铜粉末之外还可以使用的合金的非限制性示例为黄铜、青铜和它们的组合。在一个实施方式中，铜粉末包括烧结助剂。在另一个实施方式中，所述烧结助剂为磷或硼。在另一个实施方式中，所述弹头由纯铜构成，并且因此基本没有金属间化合物。如这里使用的，“纯铜”是指按照重量计算至少98.50％的铜。是否包含纯铜或附加合金元素，这里描述的弹头总体上表现出从7.0g/cc到8.2g/cc的密度，诸如从7.2g/cc到8.2g/cc、从7.5g/cc到8.2g/cc或甚至从7.8g/cc到8.2g/cc的密度。手枪产品通常具有小于7.6g/cc的范围，而步枪和缘发式产品通常具有大于7.6g/cc一直到8.2g/cc的范围。在一个实施方式中，所述弹头可以包括混合入的润滑剂，该混合入的润滑剂主要在挤压步骤中有助于进行处理，这允许容易地挤压和从模具释放。能够使用的润滑剂的非限制性示例包括二硫化钼、硬脂酸锌、硬脂酸锂、碳、合成蜡、诸如N,N’-乙撑双硬脂酰胺或N,N’-二硬脂酸乙二胺(由龙沙以出售)、聚四氟乙烯(由杜邦公司出售)、聚乙烯、聚酰胺和聚乙烯醇以及上述任意的组合。在一个实施方式中，这里描述的弹头在手枪产品中使用。为了举例说明该产品，参照图1A的100和图1B的101。聚焦于图1B，示出了手枪产品101，该手枪产品101包括跟部或基部105、驱动带110和鼻部112，该鼻部112包括：弹尖115，该弹尖115是鼻部的尖端部分；和卵形部(ogive)120，该卵形部是将本体连接至弹头鼻部的半径部分。在一个实施方式中，这里描述的弹头在步枪产品中使用。为了举例说明该产品，参照图2A的200和图2B的201。聚焦于图2B，示出了步枪产品201，该步枪产品201包括跟部或基部205、驱动带210和鼻部212，该鼻部212包括：弹尖215，该弹尖215是鼻部的尖端部分；和卵形部220，该卵形部是将本体连接至弹头鼻部的半径部分。在一个实施方式中，可以向弹头添加如图2B的230所示的可选滚花沟槽。添加沟槽的能力是根据本公开制作的弹头的可延展性特性的功能。方法的描述该公开的附加实施方式涉及一种制作弹头的方法，该方法包括在模具中挤压铜粉末以形成绿色压实体。总体执行挤压以实现从7.0g/cc到8.2g/cc的均匀密度，诸如从7.2g/cc到8.2g/cc、从7.5g/cc到8.2g/cc或从7.8g/cc到8.2g/cc的均匀密度。手枪产品通常具有小于7.6g/cc的范围，而步枪和缘发式产品通常具有大于7.6g/cc一直到8.2g/cc的范围。接下来，该过程包括将绿色压实体加热至低于铜的熔点，以使绿色压实体中的铜颗粒实现物理键合并且以形成包括粘着微结构的铜弹头。热处理通常在铜的熔点之下进行，并且在某些情况下，在铜的烧结温度之下进行。例如，可以在所描述的方法中使用的非限制性温度范围包括从1200℉到1600℉，诸如从1250℉到1450℉或者从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹头，该弹头包括纯铜粉末的压实混合物，其中所述铜粉末包括部分烧结颗粒，所述部分烧结颗粒物理地键合至彼此以形成可延展的粘着微结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.20 US 62/280,936;2016.12.08 US 62/431,8181.一种弹头，该弹头包括纯铜粉末的压实混合物，其中所述铜粉末包括部分烧结颗粒，所述部分烧结颗粒物理地键合至彼此以形成可延展的粘着微结构。2.根据权利要求1所述的弹头，其中，所述粘着微结构基本没有金属间化合物。3.根据权利要求1所述的弹头，所述弹头表现出从7.0g/cc到8.2g/cc的密度。4.根据权利要求1所述的弹头，其中，所述铜粉末颗粒之间的物理键合包括金属键。5.根据权利要求1所述的弹头，所述弹头进一步包括混合入的润滑剂。6.根据权利要求5所述的弹头，其中，所述润滑剂包括二硫化钼、硬脂酸锂、硬脂酸锌、碳、合成蜡、选自聚四氟乙烯、聚乙烯、聚酰胺和聚乙烯醇的聚合物、以及上述任意的组合。7.根据权利要求6所述的弹头，其中，所述合成蜡包括N,N’-乙撑双硬脂酰胺或N,N’-二硬脂酸乙二胺。8.根据权利要求1所述的弹头，其中，所述弹头是无铅的。9.根据权利要求1所述的弹头，其中，所述弹头进一步包括选自根部、驱动带、鼻部、卵形部和弹尖中的至少一个部分。10.根据权利要求9所述的弹头，其中，所述跟部进一步包括凹入基部以帮助在弹丸的鼻部中压实。11.根据权利要求9所述的弹头，该弹头进一步包括固定填充区段，该固定填充区段在压实弹头时密度不会进一步增加。12.根据权利要求10所述的弹头，其中，所述固定填充区段为鼻部区段或所述卵形部。13.根据权利要求1所述的弹头，该弹头进一步包括至少一个沟槽状凹槽、尖点、中空点、船形尾部、环、凹槽和它们的组合。14.一种制作弹头的方法，该方法包括：在模具中挤压铜粉末以形成绿色压实体...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯洛夫，B·贝尼尼，K·盖斯特，
申请(专利权)人：辛特范尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US