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弹药筒
申请号	CN201410067986.4	申请日	2014-02-27	公开(公告)号	CN104019702A	公开(公告)日	2014-09-03
申请人	埃利有限公司;			发明人	J·史密斯;
摘要	本发明提供了具有外壳 5和弹头3的弹药筒1。外壳5具有在一端封闭且在另一端附接于弹头3的管状体。在外壳5的附接于弹头3的内表面设有铜氧化物涂层。该涂层可以为黑色，并且可以设置在外壳5的内表面和外表面上。
权利要求	1.一种包括外壳和弹头的弹药筒，所述外壳具有在一端封闭且在另一端附接于所述弹头的管状体，其中所述外壳的附接于所述弹头的内表面设置有铜氧化物涂层。 2.如权利要求1所述的弹药筒，其中将所述铜氧化物涂层施加于所述外壳的内表面和外表面。 3.如权利要求1或2所述的弹药筒，其中所述铜氧化物涂层是氧化铜。 4.如权利要求1或2所述的弹药筒，其中所述铜氧化物涂层是黑色氧化铜。 5.如权利要求1所述的弹药筒，其中所述铜氧化物涂层是由制成所述外壳的材料中的铜制备，或由施加于所述外壳的铜制备。 6.如权利要求1所述的弹药筒，其中所述铜氧化物涂层的表面粗糙度为0.16～0.25，所述表面粗糙度以根据ISO4287测定的Ra值表达。 7.如权利要求6所述的弹药筒，其中所述铜氧化物涂层的表面粗糙度为0.175～ 0.185。 8.一种制备弹药筒的方法，所述方法包括：提供弹头和外壳，在所述外壳的内表面上为所述外壳提供铜氧化物涂层，和将所述外壳附接至所述弹头。 9.如权利要求8所述的方法，该方法还包括在所述外壳的外表面上为所述外壳提供铜氧化物涂层。 10.如权利要求8或权利要求9所述的方法，其中所述铜氧化物涂层为氧化铜。
说明书全文	弹药筒技术领域 [0001] 本发明涉及弹药筒，特别涉及但不限于打靶和体育用弹药筒、尤其是缘发式弹药筒的应用。下文将参考缘发式弹药筒对本发明进行更详细的说明，但应该意识到，其并非旨在将其限制于缘发式弹药筒。背景技术 [0002] 传统上，缘发式弹药筒包括在一端封闭且在另一端开口的圆筒形外壳，该外壳通常为黄铜制，但也可采用如钢等其它金属或合金，开口端朝弹头卷曲，弹头通常为铅制。外壳的封闭端或头部限定出环形凸缘(flange)或边缘，该环形凸缘或边缘含有可由缘发式击发而点燃的底火组合物(priming composition)，并且外壳的中空体含有发射药(propellant)，该发射药通过底火的点燃而发射，从而导致热气体的快速膨胀以迫使弹头离开其底座。 [0003] 弹头通常具有可以为实心或中空的圆筒形主体部，以及从圆筒形主体延伸至弹头的头部的锥形曲部。主体部往往具有保持润滑剂的外部压纹(external knurls)，提供润滑剂来避免在弹头沿枪管排出时材料从弹头的周缘被剥落。 [0004] 对于打靶和体育应用而言尤为期望的是，相同类型的弹药筒表现得一致并且可靠。不同弹药筒之间的小变动可能对弹药的精度产生显著的影响。因此，一直期望改进弹药筒的精度。发明内容 [0005] 本发明是考虑到上述内容而做出的，并意在提供解决对提高精度的需求的弹药筒、尤其是缘发式弹药筒。 [0006] 因此，在第一方面，本发明提供了一种包括外壳和弹头的弹药筒，所述外壳具有在一端封闭且在另一端附接于弹头的管状体，其中所述外壳的附接于弹头的表面设置有铜氧化物涂层。 [0007] 本发明人惊讶地发现，附接于弹头的外壳表面能够改善弹药筒的一致性和可靠性，并且能提供提高的精度。虽然不希望受限于任何特定的理论，据信相对传统弹药筒的改进的一个原因与铜氧化物涂层施涂在外壳表面有关，其导致外壳与弹头之间的表面相互作用的改善，这通过提高的一致性和可靠性而对弹药筒的性能产生了正面影响，从而可以使弹药筒的精度得到改善。 [0008] 可以对外壳的附接于弹头处的内表面施加表面处理。然而，也可以将表面处理施加于外壳的整个内表面。在优选形式中，表面处理可以施加于外壳的内表面和外表面。将铜氧化物施加于外壳的外表面可以为弹药筒提供其它期望特性，例如，提高的耐磨性和/或耐腐蚀性、通过均一的表面光洁度和/或颜色表现出的改进的外观。 [0009] 铜氧化物涂层可以是氧化铜。氧化铜可以是黑色的。 [0010] 铜氧化物涂层可以由制造外壳的材料或应用于外壳的材料中的铜制得。例如，外壳可以由黄铜制成，而铜氧化物外壳可以通过将黄铜中的铜转化为铜氧化物而制成。作为另一选择，外壳可以由钢制成，而铜氧化物通过用铜涂布钢然后将其转化为铜氧化物而制成。在某些情形中，外壳可以由含铜的材料制成，也可以由铜涂布。 [0011] 铜氧化物可以通过用氧化剂铜氧化物来制得。氧化剂可以含有氯(如亚氯酸盐、氯酸盐、次氯酸盐或高氯酸盐)、铬酸盐、高锰酸盐或过氧化物。可以用氧化剂的溶液对外壳进行处理。可以将外壳表面的一部分掩蔽或者保护起来，以免在该部分表面上形成铜氧化物。例如，当仅在外壳的内表面上设置铜氧化物涂层时，可以在氧化工序期间将外表面保护起来。 [0012] 优选的是，铜氧化物涂层具有均匀的覆盖，从而表面粗糙度(以根据ISO4287测定的Ra值表达)从约0.14(对于未经涂布的材料)增加至典型的0.16～0.25的范围。在优选实施方式中，涂层的表面粗糙度为0.175～0.185。 [0013] 因涂层所致的表面粗糙度的增加可能对弹药发射时使弹头从外壳分离所需的摩擦力(或拉拔力)产生正面影响，其结果是，与不具有所述涂层的相同弹药相比，弹头从外壳的分离更加一致和可靠。 [0014] 外壳的管状体可以为圆筒形，并且弹头可以具有由外壳的开口端所接收的圆筒形尾部(heel portion)，该尾部与外壳附接。例如，外壳可以被卷曲至弹头的尾部。 [0015] 外壳上的铜氧化物涂层可能影响外壳与弹头之间的附接，从而弹头从外壳分离所需的力(或拉拔力(pull out force))可以更加一致和可靠，结果可能使弹药筒的精度得到改善。通过铜氧化物涂布工艺可以实现14%至25%的拉拔力的增加。 [0016] 根据第二方面，本发明提供了制造弹药筒的方法，该方法包括：提供弹头和外壳，在外壳待附接至弹头的表面上为所述外壳提供铜氧化物涂层，并将外壳附接至弹头。 [0017] 待附接于弹头的表面可以是外壳的内表面。铜氧化物涂层可以施加于待附接至弹头的内表面部分。作为另一选择，铜氧化物涂层可以施加在外壳的整个内表面。 [0018] 可以将铜氧化物涂层施加至外壳的外表面的某部分或全部。对外表面的涂布可以提供耐磨性和/或耐腐蚀性、通过均一的表面光洁度和/或颜色表现出的改进的外观。 [0019] 铜氧化物涂层可以是氧化铜。氧化铜可以为黑色，导致外壳的经处理的表面为黑色。 [0020] 铜氧化物涂层可以由制造外壳的材料中的铜制得(例如，当外壳由黄铜制成时)，或由施加至外壳的铜制成(例如，当外壳由钢制成时)。 [0021] 根据第三方面，本发明提供了包括弹头和附接至弹头的外壳的弹药筒，其中所述外壳的表面在附接至弹头的部分经过改性(modify)。 [0022] 外壳在其附接于弹头的部分可以由铜氧化物覆盖。该铜氧化物可以是氧化铜。氧化铜可以为黑色，导致经处理的表面为黑色。 [0023] 铜氧化物可以由制造外壳的材料中的铜制得(例如，当外壳由黄铜制成时)，或由施加至外壳的铜制成(例如，当外壳由钢制成时)。 [0024] 根据第四方面，本发明提供了包括弹头和附接至弹头的外壳的弹药筒，其中所述外壳的外表面经过处理以改变外壳的外观。 [0025] 外壳的外表面可以由铜氧化物覆盖。该铜氧化物可以是氧化铜。氧化铜可以为黑色，导致经处理的表面为黑色。 [0026] 铜氧化物可以由制造外壳的材料中的铜制得(例如，当外壳由黄铜制成时)，或由施加至外壳的铜制成(例如，当外壳由钢制成时)。附图说明 [0027] 现在仅通过示例的方式并参考附图对本发明的实施方式进行说明，在附图中： [0028] 图1显示了体现本发明的缘发式弹药筒； [0029] 图2显示了图1所示弹药筒的外壳；且 [0030] 图3显示了图1所示弹药筒的弹头。具体实施方式 [0031] 参考附图，显示了缘发式弹药筒1具有弹头3和外壳5。 [0032] 弹头3具有圆筒形后尾部7，该后尾部在其后表面11具有凹形空腔9。阶部(step)13从尾部7的前沿延伸至直径略大的圆筒形中央主体部15。另一阶部17从中央主体部15的前沿延伸至锥形曲部19，该锥形曲部的前沿是头部21。弹头3可由铅制成。 [0033] 外壳5具有在一端通过环形边缘或凸缘25封闭的圆筒形主体部23。外壳5的另一开口端被设置来接收弹头3的尾部7，并且阶部13坐落抵靠在外壳5的末端以使弹头3定位。外壳5的圆筒形主体部23的外径与弹头的中央主体部15的外径匹配。外壳5可以由黄铜制成。 [0034] 对外壳5提供表面处理，以用铜氧化物涂布外壳5的内表面和外表面。 [0035] 在优选实施方式中，外壳5由黄铜制成，且所述方法的第一阶段可以包括用洗涤剂、皂液或有机溶剂(如三氯乙烯)将黄铜外壳5去油脂。 [0036] 然后根据黄铜的铜含量，可能需要用如盐酸或者硫酸等矿物酸对外壳5进行预处理，以耗尽表面层的锌含量。例如： [0037] Zn+2HCl+7H2O→Zn2+[H2O]6+2Cl-+H2↑ [0038] 作为另一选择，由于锌是两性的，也可使黄铜与碱的水溶液(如氢氧化钠溶液)反应，以耗尽表面层的锌含量。 [0039] Zn+2NaOH+4H2O→Na+2[Zn(OH)4(H2O)2]2-+H2↑ [0040] 如果黄铜外壳5的铜含量过低，则作为使用锌耗尽法的替代或补充，可能必须对外壳5 镀铜。 [0041] 然后通过氧化剂溶液将外壳氧化。 [0042] 合适的氧化剂的实例包括(但不限于)：金属盐溶液，如高锰酸盐([MnO4]-)、2- - - - 铬酸盐([CrO4] )、次氯酸盐([ClO])、亚氯酸盐([ClO2])、氯酸盐([ClO3])、高氯酸盐- ([ClO4])；过氧化物，如过氧化氢(H2O2)和金属过氧化物。 [0043] 在所有情形中，金属铜被氧化以产生铜II离子(Cu2+)，后者然后作为CuO(氧化铜)沉积在铜的表面基质内。进一步反应最终产生处于单斜晶体体系的连贯氧化铜膜，从而覆盖外壳5的经处理表面。氧化铜为黑色，从而给予外壳5的经处理表面黑色。 [0044] 当使用含氯氧化剂时，可以向溶液添加合适量的如氢氧化钠等碱(通常为5%至10% (重量/体积))，以将pH维持在高于5，以减少释放出有毒的氯氧化物气体的风险，并且含氯氧化剂的含量通常可以为2%至5%。 [0045] 当使用铬酸盐或高锰酸盐氧化剂时，可以在使用前将溶液酸化。 [0046] 当使用过氧化物氧化剂时，溶液通常为中性。 [0047] 反应如下： [0048] Cu(s)+2e-→Cu2+(aq) [0049] Cu2+(aq)+2OH-→CuO↓+H2O [0050] Cu+[CrOq]2-+2H+→CuO↓＋CrO2十H2O [0051] Cu+H2O2→CuO↓+H2O [0052] 覆盖外壳5的表面的黑色氧化铜涂层的颜色和回弹性(resilience)取决于反应条件，且在较高温度时形成较深的颜色。 [0053] 最后，通过用足够的水冲洗来除去反应溶液和过程中形成的盐，其后用皂(例如，二乙醇胺皂)、表面活性剂和脂肪酸、油或蜡在水中进行处理，以在黑色氧化铜上方提供薄的保护层。然后可以将黑化的外壳干燥，并用合适的试剂(例如，玉米、锯末)抛光。 [0054] 为形成弹药筒1，在外壳5的凸缘25处提供了底火组合物，并且对外壳5的主体部23填充发射药(未示出)。然后将弹头3的尾部7插入外壳5的开口端，随后使外壳5的主体部23的前端卷曲至弹头5的尾部7。最后，可以用合适的润滑剂涂布弹头5。涂布和卷曲技术以及合适的底火组合物和发射药均为本领域所公知。 [0055] 黑色氧化铜涂层据信会对弹药发射时使弹头3从外壳5分离所需的摩擦力(或拉拔力)产生正面影响，其结果是，与没有所述涂层的相同弹药相比，弹头3从外壳5的分离更加一致和可靠，并且据发现这有助于弹药的精度。氧化铜涂层优选具有均匀的覆盖率。表面粗糙度(以根据ISO4287测定的Ra值表达)可以从约0.14(对于未涂布的材料)增加至典型的0.16～0.25的范围(对于涂布的材料)。在优选实施方式中，经涂布材料的表面粗糙度为0.175～0.185。通过铜氧化物涂布工艺可以实现14%至25%的拉拔力的增加。 [0056] 所述涂层可以提供以下特性、益处和优点的一些或全部： [0057] ·与表面或基底强力附着； [0058] ·在整个表面均匀分布； [0059] ·平滑(优选具有提高的摩擦系数)； [0060] ·颜色均匀； [0061] ·耐腐蚀； [0062] ·耐摩擦； [0063] ·在普通储存条件下稳定； [0064] ·提供了外壳和弹头之间的最佳适配(良好密封)； [0065] ·不会在发射期间脱落或沉积在步枪上； [0066] ·不会干扰步枪机械结构(即，必然正确上膛)； [0067] ·不会与底火化合物、发射药或铅反应。 [0068] 在上文所述的实施方式中，外壳5在内表面和外表面上均设置有黑色氧化铜涂层。在其它实施方式中，涂层可以仅设置在内表面上，而在某些情形中，仅在外壳卷曲至弹头处的内表面上。 [0069] 虽然已具体参考设有黑色氧化铜涂层的外壳对本发明进行了说明，但应该理解，可以采用其它改变外壳的表面光洁度和/或外观的材料涂层，其能够提供黑色氧化铜表面涂层的特性、益处和优点中的一些或全部。 [0070] 因此，可以通过包括(但不限于)上油漆、上清漆、化学镀(非电镀或无电镀)、电镀、化学气相沉积、溅射沉积、薄膜沉积、上油和上蜡、受控腐蚀(通常为氧化)、铬或其它金属黑化、其它化学表面处理(如形成稳定的金属配合物膜)和仿古(antiquing)等多种多样的工艺来进行对弹药筒用外壳的表面的改性。 [0071] 涂层可以用于装饰、抑制腐蚀、硬化、改善耗损、减少摩擦、改变导电性或导热性、屏蔽辐射以及用于其它的目的。 [0072] 虽然已就制造缘发式弹药筒对本发明进行了说明，应该理解的使，本发明可应用于其它类型的弹药筒。此外，可以认识到，本发明不限于附图所示的弹头和外壳的形状和构造，在本发明的范围内也可以采用其它形状和构造。

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