一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及金屬材料技術領域，尤其設及藥型罩用的細晶銅合金材料。
【背景技術】
[0002] 典型的聚能裝藥射流具有較高的頭部速度和低的尾部速度，該種速度梯度使射流 在相當大的炸高條件下拉得很長。射流的侵徹能力是與連續射流長度成正比，但是由于射 流最終在軸向斷裂成一段段的顆粒而限制了連續射流的長度。一旦射流斷裂成顆粒狀，其 侵徹能力便會下降。國內外研究機構對藥形罩內部組織、制造工藝和破甲性能之間的關系 作了大量而深入的研究。研究表明，藥形罩產品的晶粒尺寸、晶粒取向和其它內在性能參數 對侵徹能力影響很大，而不是僅限于考慮如何達到藥形罩的外在質量，如尺寸精度、表面質 量等。
[0003]目前，適合制造聚能裝藥戰斗部用藥型罩的金屬材料主要有：純銅、純鐵、軸合金、 銅合金等，其中純銅和銅合金的材料密度高（化的密度為8. 96g/cm3)、塑性好（室溫延伸率 大于45% )、聲速大（3. 8km/s)、烙點高（1083°C)，同時材料成形性能好、儲藏豐富、價格便 宜，能夠滿足常規武器戰斗部的大量使用。銅作為聚能裝藥戰斗部用藥型罩已有50多年的 發展歷史，大量彈道試驗表明，采用熱軸、擠制的銅椿材或板材制造的藥型罩，破甲侵徹威 力不到8倍裝藥直徑，已不能適應新一代反應裝甲、陶瓷裝甲、復合裝甲的發展，成為制約 戰斗部性能提升的關鍵之一。
[0004] 為了進一步挖掘藥型罩用銅合金材料的潛力，從連續射流長度與侵徹威力之間的 關聯性出發，要求銅合金材料具有較好的各向同性、晶粒細小均勻、延展性好。現有技術W 常規擠壓或鍛造、換向軸制、等通道擠壓方法為主，該工藝存在W下缺點：一是晶粒尺寸不 均勻，在變形弱區存在大尺寸晶粒；二是板材的各向同性較差；=是材料的收得率低、性能 一致性差；四是藥型罩織構較強、且對稱性不高。由此，本申請提供了一種藥型罩用細晶銅 合金材料的制備方法。
【發明內容】
[0005] 本發明解決的技術問題在于提供一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，使制 備的銅合金材料晶粒細小均勻，且各向性能一致性好。
[0006] 本發明提供的一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，包括W下步驟：
[0007] 1)將銅合金錠巧進行第一次鍛造，第一次鍛造采用軸向徵粗，將第一次鍛造后的 巧料進行第一次加熱處理；
[000引 2)將步驟1)得到的巧料進行第二次鍛造，第二次鍛造采用徑向拔長；
[0009] 3)將步驟2)得到的巧料進行第=次鍛造，第=次鍛造采用軸向徵粗，然后將鍛造 后的巧料進行第二次加熱處理；
[0010] 4)將步驟扣得到的巧料進行第四次鍛造，第四次鍛造采用徑向拔長；
[0011] 5)將步驟4)得到巧料進行正擠壓，將擠壓后的巧料進行第=次加熱處理，得到藥 型罩用細晶銅合金材料。
[0012] 優選的，上述的第一次鍛造和第=次鍛造是將銅合金巧料進行軸向徵粗，徵粗過 程為冷態，軸向徵粗的徵粗比為1.6~2. 4。
[0013] 優選的，上述的第二次鍛造和第四次鍛造具體是將徵粗的銅合金巧料進行徑向拔 長，拔長過程為加熱態，所述的徑向拔長的拔長比為1.6~3.0。
[0014] 優選的，上述的正擠壓是將兩次徵粗和兩次拔長后的巧料進行正擠壓，擠壓過程 為冷態，正擠壓比1. 5~2. 0(變形程度大于50%)。
[0015] 優選的，上述的第一次加熱處理的溫度為200~250°C，保溫時間為60~90min; 上述第二次加熱處理的溫度為100~150°c，保溫時間為30~60min;上述第S次加熱處理 的溫度為350~450°C，保溫時間為5~15min。
[0016] 具體地，一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，包括W下步驟：
[0017] 1)將銅合金錠巧進行第一次鍛造，第一次鍛造為軸向徵粗，徵粗比為1.6~2. 4， 鍛造為冷鍛；然后將第一次鍛造后的巧料進行第一次加熱處理，溫度為200~250°C，保溫 時間為60~90min;
[001引2)將步驟1)得到的巧料進行第二次鍛造，第二次鍛造為徑向拔長；所述徑向拔長 是將巧料加熱保溫后進行的拔長比為1.6~3. 0,所述加熱溫度為200~250°C，保溫時間 為60~90min;在鍛造之后進行酸洗，所述酸洗的溶液為硝酸水溶液，所述硝酸優選濃度為 68%。優選的，68%硝酸：水的體積比為1: 9。
[0019] 3)將步驟2)得到的巧料進行第=次鍛造，第=次鍛造采用軸向徵粗；所述軸向徵 粗的徵粗比為1.6~2. 4,為冷鍛，然后將第=次鍛造后的巧料進行第二次加熱處理，溫度 為100~150°C，保溫時間為30~60min;
[0020] 4)將步驟3)得到的巧料進行第四次鍛造，第四次鍛造采用徑向拔長，所述的徑向 拔長是將巧料加熱保溫后進行的徑向拔長比為1.6~3. 0;所述加熱溫度為100~150°C， 保溫時間為30~60min;在鍛造之后進行酸洗，所述酸洗的溶液為硝酸水溶液，所述硝酸優 選濃度為68%。優選的，68%硝酸：水的體積比為1: 9。
[0021] 5)將步驟4)得到巧料進行正擠壓，擠壓比為1. 5~2. 0,將擠壓后的巧料進行第 =次加熱處理，熱處理的溫度為350~450°C，保溫時間為5~15min，得到細晶銅合金材 料。
[0022] 有益效果
[0023] 本發明在制備銅合金材料的過程中，通過四道次鍛造，使銅合金巧料內部變形均 勻、晶粒充分破碎，得到均勻的內部組織，隨后進行擠壓，進一步提高組織均勻性、性能一致 性，保證了材料各個方向具有均勻的力學性能與微觀組織。本發明制備的銅合金材料的晶 粒細小均勻，平均晶粒尺寸《5ym，抗拉強度為220~300MPa，屈服強度為150~240MPa， 延伸率> 50%。
【附圖說明】
[0024] 圖1實施例2制備的細晶銅合金椿材的金相顯微組織（X200)
【具體實施方式】
[0025] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，該些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0026] 實施例1
[0027] 一種藥型罩用細晶銅合金材料的制備方法，具體包括W下步驟：
[002引1)將銅合金錠巧進行第一次鍛造，將第一次鍛造后的巧料進行第一次加熱處理， 待用；
[0029] 2)將步驟1)得到的巧料進行第二次鍛造，并進行清理檢查，待用；
[0030] 3)將步驟2)得到的巧料進行第=次鍛造，將第=次鍛造后的巧料進行第二次加 熱處理，待用；
[0031] 4)將步驟3)得到的巧料進行第四次鍛造，并進行清理檢查，待用；
[0032] 5)將步驟4)得到巧料進行正擠壓，將擠壓后的巧料進行第=次加熱處理，得到細 晶銅合金材料。
[0033] 按照本發明，在制備細晶銅合金材料