СЕРДЕЧНИК ПУЛИ ИЗ БЕССВИНЦОВЫХ СФЕРОИДОВ

Полезная модель относится к сердечникам, не содержащим свинца, для пуль стрелкового оружия, в частности, к пулям с оболочкой и сердечником из композитного материала, проявляющего свойства, аналогичные свойствам свинца, но не создающего опасности для окружающей среды.
Характеристики свинца, которые придают повышенные качества сердечникам, являются: способность деформироваться в холодном состоянии, плотность и низкая цена.
Для получения сердечника, проявляющего свойства, аналогичные свойствам сердечника из свинца, но не создающего опасности для окружающей среды, возникающей при использовании свинца, необходимо создание композиционного материала с плотностью материала близкого плотности свинца, т.е. 11,3 МПа и имеющего и упругопластические свойства близкие к его свойствам. Это обусловлено рядом требований. Во-первых, сердечник должна обеспечивать близкое соответствие плотности свинцовой пули, что обеспечит равенство веса пуль и создаст ощущение выстрела стандартной свинцовой пулей. Во-вторых, пуля с данным сердечником, должна обеспечивать получение траектории, близкой к траектории свинцовой пули такого же калибра и веса, так чтобы практическая стрельба соответствовала стрельбе настоящими свинцовыми пулями. Себестоимость изготовления пули композиционного материала, не содержащего свинца, не должна значительно превышать себестоимость изготовления пули из свинца.
Различия в плотности материала для пуль одинаковых размеров обнаруживаются при использовании одинаковых зарядов в траектории и силе отдачи огнестрельного оружия. Такие различия нежелательны, поскольку стрелку требуется траектория, соответствующая траектории свинцовой пули, так чтобы стрелок знал, куда прицеливаться, и отдача, соответствующая, отдаче при стрельбе свинцовой пулей, так чтобы "ощущение" при стрельбе было таким же, как при стрельбе свинцовой пулей. Если эти различия достаточно велики, опыт, накопленный при практических стрельбах, теряет свою ценность.
Уровень техники известен из охотничьей пули, сердечник которой состоит из свинца, и металлической оболочки. (Патент РФ №2056621, заявка МПК6 F42B 30/02, 20.03.96.) Недостаток пули заключается, в том, что сердечник выполнен из свинца. Опасность свинца для окружающей среды хорошо известна. Пули из свинца, попадая в землю, подвергают загрязнению грунтовые воды в результате выщелачивания. Кроме этого, при выстреле пулей со свинцом в открытом виде, пуля выделяет пыль, содержащую свинец. Эти микрочастицы свинца токсичны и представляют опасность для стреляющего.
Известна пуля, сердечник которой выполнен из чистого олова, содержание олова, 99,85%, предел текучести 11 МПа или менее и твердость около 3-5 НВ. (Патент РФ №2224210, заявка №200119145 от 04.12.98, МПК6 F42B 12/74.).
2
Недостаток данной пуля является низкая плотность олова. Плотность химического элемента олово, из которого выполнен сердечник, равна 7,3 г/см, что в 1,5 раза меньше плотности свинца. Это снижает убойную силу сердечника.
Известен охотничий снаряд, состоящий из сферического сердечника из свинца, снабженного покрытием из химически стойкого и стойкого к истиранию полимера. (Патент США 5088415 МПК F42B 12/74.)
Недостаток данного технического решения заключается в том, что защита свинцового снаряда снижает плотность снаряда в целом, тем самым снижается его убойная сила.
3
Известна пуля охотничьего патрона для нарезного оружия, содержащая металлическую оболочку, свинцовую рубашку и стальной сердечник, размещенные в оболочке, при этом длина головной части с наконечником составляет 1,9-2,5 калибра. Плотность материала сердечника выполненного из стали не превышает 7,8 г/см, параметры пули определены с учетом данной плотности. (Патент РФ №2009445, заявка №914943439 от 07.06.1991 г. МПК F42B 12/34.)
К недостаткам данного технического решения относятся, то, что материал сердечника пули содержит материал с плотностью ниже плотности свинца, пуля не обладает баллистическими свойствами, присущими пулям из свинца.
Известно техническое решение бессвинцовой частично разрушающейся пули, состоящей из оболочки пули, запрессованного в нее заднего сердечника и запрессованного в оживальной области переднего сердечника, причем передний сердечник посажен на задний сердечник. В качестве материала сердечника используются бессвинцовые способные к формованию материалы, например Sn, Zn. (Патент РФ №2700745, заявка №2016136383 от 10.02.2015 г. МПК F42B 12/06.).
К недостаткам данного технического решения относятся, то, что материал сердечника пули содержит материал с плотностью ниже плотности свинца, пуля не обладает баллистическими свойствами, присущими пулям из свинца. Сложность изготовления сердечника состоящего из двух частей.
3
Известно техническое решение сердечника, которой имеет головную часть и хвостовую часть в форме цилиндра, рубашка выполнена из пластмассы в форме стаканчика с толщиной стенки 0,1-1,5 мм и толщиной основания 0,1-5,0 мм, головная часть сердечника выполнена длиной (0,8-2,3)d, имеет форму ожевала с отношением R:d=3,5-8, вершина головной части имеет плоскую площадку диаметром (0,1-0,5)d, длина сердечника составляет (2,6-4,2)d, где d -калибр пули, мм, R - радиус оживала, мм, сердечник выполнен из высокоплотного материала с плотностью в пределах 9,0-13,5 г/см, основой материала является шлам алмазного шлифования изделий из твердых сплавов. Рубашка закрывает от 40 до 100% наружной поверхности сердечника. Масса шлама в материале сердечника составляет 60-98%, остальное углерод, фосфор и один или несколько металлов, выбранных из группы олова, цинка, алюминия, железа, меди, висмута и их смесей. Материал является спеченным. (Патент РФ №177806, заявка №2017113531 от 19.04.2017 г. МПК F42B 7/00).
К недостаткам данного технического решения относятся не технологичность изготовления сердечника из наличия рубашки из пластмассы в форме стаканчика с толщиной стенки 0,1-1,5 мм и толщиной основания 0,1-5,0 мм,
Задачей заявляемого решения является создание сердечника для пули, обладающей баллистическими характеристиками, аналогичными пуле со свинцовым сердечником, но не содержащей свинца и не оказывающей пагубного воздействия на окружающую среду.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, повышение технологичности изготовления сердечника, в снижении стоимости изготовления сердечника.
3
Технический результат достигается сердечником пули из бессвинцовых сфероидов, имеющего головную и хвостовую части, головная часть выполнена в форме оживала, длиной (0,8-2,3)d, с плоской площадкой диаметром (0,1-0,5)d в верхней части, а хвостовая часть состоит из цилиндрической части диаметром (0,72-0,86)d, и усеченного конуса высотой (0,1-1,0)d, длина сердечника составляет (2,6-4,2)d, где d - калибр пули мм, меньший диаметр конуса равен (0,8-0,99) диаметра цилиндрической части, сердечник выполнен из композитного материала, состоящего из сфероидов диаметром (0,2-2,0) мм и плотностью в пределах 9,0-13,5 г/см связанных между собой полиуретаном, основой материала сфероидов является шлам алмазного шлифования изделий из вольфрамокобальтовых сплавов с содержанием кобальта (3-15)%. Кроме этого, масса шлама в материале сфероидов составляет не менее 90%, остальное углерод, фосфор и примеси металлов из группы олова, цинка, алюминия, железа, меди, висмута и их смесей, сфероиды является спеченными.
3
Снижение использования дорогостоящих материалов достигается за счет того, что сердечник выполнен из сфероидов диаметром (0,2-2,0) мм, из материала, с плотностью в пределах (9,0-13,5) г/см, основой которого является шлам алмазного шлифования изделий из вольфрамокобальтовых сплавов с содержанием кобальта (3-15)%. Необходимые физико-механические свойства сердечника достигаются условиями термомеханической активации шлама, и получение из него сфероидов диаметром (0,2-2,0) мм. Шлам получают при шлифовании алмазным кругом при скорости 30 м/сек твердых сплавов группы ВК, содержащих (3-15) мас. % кобальта, остальное - карбида вольфрама. Полученный шлам подвергался термомеханической активации путем прокаливания и последующего размола и сфероидизации. Использование шлама, который является отходом при производстве изделий из твердого сплава, и недорогих технологических процессов, позволяет снизить стоимость бессвинцового сердечника. Последующее разделение сфероидов на фракции по размерам от 0,2 мм до 2,0 мм позволяет создавать сердечник по массе, идентичный сердечнику из свинца. Использование полиуретана в качестве связки сфероидов, позволяет исключить процесс спекания сердечника, а также придать материалу сердечника пластичность, необходимую для создания пули и ее прохождения по стволу при выстреле.
Использование сфероидов различного размера от 0,2 мм до 2,0 мм и связывание сфероидов полиуретаном позволяет плотного заполнить объем оболочки, что исключает использование рубашки, выполненной из пластмассы в форме стаканчика с толщиной стенки 0,1-1,5 мм и толщиной основания 0,1-5,0 мм, что упрощает технологический процесс изготовления пули. Наличие площадки диаметром (0,1-0,5)d, в вершине головной части сердечника, которая контактирует с внутренней площадкой оболочки, позволяет после встречи пули с преградой, передать ударный импульс на весь объем сердечника, фрагментируя материал сердечника на отдельные части, что обеспечивает повышение поражающего действия. Геометрические параметры сердечника определяли с учетом максимального заполнения сердечником внутреннего объема оболочки пули с сохранением центра тяжести пули близким к центру тяжести пули со свинцовым сердечником.
На фигуре 1 представлена конструкция заявляемого сердечника пули из бессвинцовых сфероидов.
3
Сердечник имеет головную часть 1.1 и хвостовую часть, состоящую из цилиндрической части 2.1 и усеченного конуса 2.2. Головная часть 1.1 сердечника выполнена длиной 1 (0,8-2,3)d, имеет форму оживала, вершина головной части имеет плоскую площадку 1.2 диаметром D1=(0,1-0,5)d. Усеченный конус 2.2  хвостовой части выполнен высотой h=(0,1-1,0)d и меньшим диаметром конуса D2=(0,80-0,99)D, где D=(0,72-0,86)d - диаметр цилиндрической части 2.1 сердечника. Длина сердечника L=(2,6-4,2)d, где d - калибр пули, мм. Сердечник выполнен из композитного материала, состоящего из сфероидов 3 диаметром (0,2-2,0) мм и плотностью в пределах 9,0-13,5 г/см и связки из полиуретана 4, основой материала сфероидов является шлам алмазного шлифования изделий из вольфрамокобальтовых сплавов с содержанием кобальта (3-15)%. Масса шлама в материале сфероидов составляет не менее 90%, остальное - углерод, фосфор и примеси металлов из группы олова, цинка, алюминия, железа, меди, висмута и их смесей, сфероиды является спеченными.
Разработана технология изготовления сердечника, изготовлена опытная партия.