Brevet FR2738058A1 — publié le 19970228

TUBE D'ARME RAYE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN TUBE DE CE TYPE L'invention concerne un tube d'arme (rayé), pourvu de parties pleines et de rayures, qui contient, à son extrémité arrière, une chambre de chargement. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication de tubes d'armes de ce type. Pour maintenir faible l'érosion des tubes d'armes, causée par les gaz chauds de la charge propulsive, et donc pour accroître ainsi leur durée de vie, il est connu de pourvoir l'intérieur du tube, généralement en acier, d'une couche de métal dur ou fritté, par exemple d'une couche de chrome ou d'une couche d'alliage contenant du chrome (alliage de cobalt, chrome et tungstène). Il a été constaté dans la pratique, en particulier pour les tubes de gros calibre (tubes d'artillerie, tubes de canons de chars, etc.), qu'il se produit dans la zone de la bouche des tubes, une usure superficielle, relativement forte, des parties pleines, en raison de la friction entre le projectile et le tube. Les dommages qui en résultent sur la couche de métal du tube entraînent une gravure du profil rayures- parties pleines du tube dans le projectile respectif, ce qui peut conduire à une influence indésirable du comportement en vol de la munition - à partir de ces tubes. Par les documents DE-A 2 045 738 et US- A 2,395,044 on connaît des tubes d'arme qui sont pourvus d'une couche de métal dur uniquement dans la chambre de mise à feu et la partie de tube se raccordant directement à celle-ci, car c'est surtout cette partie du tube qui est soumise à érosion par les gaz chauds de la charge propulsive. Les tubes d'arme connus de ce type posent aussi les problèmes survenant du fait de la friction entre le 2 2738058 projectile et le tube, notamment dans la zone de la bouche (deuxième moitié du tube) (usure des surfaces des parties pleines, gravures rayures-parties pleines sur le projectile respectif). La présente invention a pour but d'indiquer un tube d'arme dans lequel l'usure superficielle des parties pleines, survenant notamment dans la partie de tube côté bouche, du fait de la friction entre le projectile et le tube, soit faible. En outre il doit être indiqué un procédé de fabrication de tubes de ce type. Ce but est atteint avec le tube suivant l'invention en ce que les parties pleines sont durcies en surface, dans la zone côté bouche du tube, jusqu'à une profondeur de 0,3 à 0,5 mm. Pour ce qui concerne le procédé, ce but est atteint en ce que les parties pleines du tube et/ou la chambre de chargement sont (est) durcies(e) en surface avec des rayons laser, jusqu'à une profondeur de 0,3 à 0,5 mm. La dureté de la partie de tube durcie en surface doit être d'au moins 650 HV. De préférence la partie durcie en surface doit s'étendre au moins sur la moitié de la longueur du tube. Si, pour réduire l'érosion du tube causée par les gaz de la charge propulsive, le tube respectif est pourvu dans la zone de la chambre de chargement d'une couche de métal dur supplémentaire, pour réduire l'usure superficielle des parties pleines, seules sont durcies en surfaces de préférence les parties pleines du tube, entre la bouche et la partie revêtue du métal dur. Dans les tubes d'arme dans lesquels, lors du tir, la combustion de la charge s'effectue sous une pression relativement réduite et à une faible température, il est fréquemment renoncé à une couche de métal dur supplémentaire, car l'usure des parties 3 2738058 pleines côté bouche est nettement supérieure en raison de la friction entre le projectile et le tube, que l'érosion dans la zone proche de la chambre de chargement. Dans les tubes de ce type il s'est avéré avantageux de durcir en surface non seulement la zone côté bouche du tube d'arme, mais pour réduire aussi l'érosion du tube, de durcir la totalité du tube d'arme, éventuellement avec la chambre de chargement. Pour le durcissement des surfaces des parties pleines de la partie de tube côté bouche, la trempe au moyen de rayons laser s'est avérée tout particulièrement appropriée, car la zone d'usure à durcir peut être traitée thermiquement de façon ciblée et sur une courte durée, de sorte qu'un processus de refroidissement séparé est superflu et que l'étirage de la pièce est très réduit. Les parties de composants difficilement accessibles peuvent être atteintes dans ce procédé, de façon simple, à l'aide de miroirs. Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'invention sont représentées à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins annexes. La figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, qui n'est durci en surface que dans une zone partielle; la figure 2 représente la zone côté bouche du tube d'arme représenté sur la figure 1, lors de la trempe à l'aide de rayons laser et la figure 3 représente un deuxième exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, qui est totalement durci en surface. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un tube d'arme, qui est pourvu de rayures 2 et de parties pleines 3 et qui présente à l'arrière une chambre de chargement 4. Le tube 1 est pourvu dans une première partie 5, qui comprend la chambre de chargement 4, 4 2738058 d'une couche de métal dur ou fritté 6, qui est par exemple faite d'un alliage à base de chrome. Dans la deuxième partie de tube 8, s'étendant jusqu'à la bouche 7, le tube 1 est durci jusqu'à une profondeur superficielle 9 donnée, comprise entre 0,3 et 0,5 mm. Le durcissement de la partie 8 s'effectue à l'aide de rayons laser et est décrit ci- après en référence à la figure 2. Sur celle-ci la référence 10 désigne un laser C02 de 5 KW dont le faisceau de rayons 11 est envoyé côté bouche axialement dans le tube 1. A l'aide d'un miroir 12, monté dans le tube 1, le faisceau laser 11 est dévié, de sorte qu'il parvient verticalement sur les surfaces de parties pleines 3 à durcir. Les surfaces de parties pleines 3 sont de préférence noircies, afin de minimiser la réflexion du faisceau laser 11 sur ces surfaces de tube. Entre le tube d'arme 1 et le miroir 12 il est produit un déplacement relatif axial et un déplacement relatif radial (indiqués sur la figure 2 par les flèches 13 et 14) de telle sorte que le foyer de la lumière laser suive le parcours rayures-parties pleines. Par les paramètres que sont la puissance du laser, la grandeur du foyer et la vitesse de déplacement, on commande la puissance volumique (103 à 105 W/cm3) et la durée d'action et donc l'énergie par unité de surface introduite dans la couche superficielle du tube 1. La figure 3 représente un autre exemple de réalisation d'un tube d'arme suivant l'invention, dans lequel il a été renoncé à une couche de métal dur ou fritté. Au lieu de ceci le tube est durci superficiellement sur toute sa longueur 15, de sorte qu'il en résulte une zone 16 durcie en continu (pour les mêmes éléments il a été utilisé sur la figure 3 les mêmes références que sur la figure 1). 2738058 REVENDICATIONS 1.- Tube d'arme pourvu de parties pleines et de rayures, qui contient, à son extrémité arrière, une chambre de chargement (4), caractérisé en ce que les parties pleines (3) sont durcies en surface, dans la zone côté bouche du tube (1), jusqu'à une profondeur (9) de 0,3 à 0,5 mm. 2. - Tube d'arme selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de tube (8, 15) durcie en surface présente une dureté d'au moins 620 HV. 3. - Tube d'arme selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie de tube (8, 15) durcie en surface s'étend au moins sur la moitié de la longueur du tube (1). 4. - Tube d'arme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que tout le tube (1) est durci en surface. 5. - Tube d'arme selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans le cas de tubes (1) dont la chambre de chargement (4) et/ou sa partie de tube (5) adjacente à la chambre de chargement (4), est pourvue d'une couche de métal dur (6), seules les parties pleines (3) du tube d'arme (1) sont durcies en surface entre la bouche (7) et la partie de tube (8) revêtue du métal dur (6). 6. - Procédé de fabrication d'un tube d'arme rayé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les parties pleines (3) du tube (1) et/ou la chambre de chargement (4) sont (est) durcies(e) en surface avec un faisceau laser, jusqu'à une profondeur (9) de 0,3 à 0,5 mm.