火工品资料二 胡世裕.doc

火工品资料二 胡世裕第二章 火帽2.1概述火帽：是点火和起爆序列中的首发元件。火帽是第一个作用的火工品，（1）在点火序列中它是由枪机（或炮闩）上的撞针撞击而发火，发火后产生的火焰点燃发射药或发射药的点火药。（2）在传爆序列中它是由击针刺入而发火，发火后产生的火焰点燃雷管或延期药，因此火帽是受机械作用而发出火焰，即火帽的作用就是把机械能转变成热能火焰，发出火焰这是火帽的共性。 传爆序列中，火帽由击针刺入而发火，产生的火焰点燃雷管或延期药。火帽：受机械能作用而发出火焰，即将机械能转化为热能火焰发出火焰石火帽的共性。分类：（1）按激发能方式分：撞击火帽，针刺火帽。摩擦火帽，压空火帽。 （2）按用途分：药筒火帽（底火火帽，用于各种枪弹，炮弹药筒上） 引信火帽（用于各种炮弹引信中） 结构与作用：火帽都是结构简单的炸药元件，由三个主要部分组成：帽壳，药剂和盖片（或加强帽）。（1）引信火帽是由击针发火的，而且耐震性要好，故采用加强帽或收口结构；（2）底火火帽是有撞针撞击发火，因此必须有火台，火台可以装在底火中，枪弹壳上或和火帽结合在一起，它的盖片是用纸或锡箔做成的，（3）摩擦火帽安放摩擦簧，所以中间有孔。击发药击发药（针刺药）：是火帽与底火或针刺雷管中接收击针提供的激发能量而发火。 击发药是由氧化剂+可燃剂+敏感剂组成。敏感剂为起爆药，保证产品感度和猛度，可燃剂保证点火能力。 几种起爆药的火焰感度次序： THPCHg(ONC)2DDNP四氮烯PbN6 针刺和撞击感度： 四氮烯Hg(ONC)2PbN6THPCDDNP 一、含雷汞击发药： 1典型雷汞击发药的组成和配比： 敏感剂：Hg(ONC)2 25% （26%） 可燃剂：Sb2S3 37.5% (38%) 氧化剂：KClO3 37.5% (36%) Hg(ONC)2决定感度，含量15%时感度不足，40%感度变化不大，一般采用25%含量。 Sb2S3粒子愈大，燃烧持续时间越长，有利于提高点火能力。2. 含雷汞击发药的优缺点： （1）优点：感度适中，含有一定量的高温热质点（Sb2O3),火焰持续时间长，点火能力好。 （2）缺点： a.高温高湿条件下，Hg(ONC)2化学安定性不好，长期存放金属汞游离出来，使击发药的感度产生变化（4050长期加热即能分解，纯度降低）。 b.Hg对射手及生产工人有毒害，对环境有污染。Hg和KCl都对枪膛有腐蚀作用。 雷汞爆炸反应方程式：3Hg(ONC)2+5KClO3+Sb2S3=3Hg+3N2+5KCl+6CO2+3SO2+Sb2O3其中N2，SO2，CO2，Hg是气体生成物；KCl是液体；Sb2O3是固体 。Hg：在燃烧温度下Hg是蒸汽状态，因其比重大，不易被发射药气体全部带出枪口之外，它少部分留在枪膛内，冷却后附于枪管壁上，和壁金属形成汞齐，汞齐是很软的合金，很容易掉下来，掉下后内壁就留下小坑，破坏了内壁的光洁度和膛线的表面，这样发射的精度就受到影响。KCl：高温下是液态（发射药爆温一般在2800，KCl熔点为768，沸点是1415），冷却后附在枪膛壁上，在空气中有吸湿而水解现象，生成氯离子（Cl-），对枪膛有强烈的腐蚀作用。Sb2O3：在高温下是固体，发射时随气体喷出，对枪膛有轰击作用，发生所谓烧蚀现象，随其火帽的猛度而增加。 二、无汞击发药 用四氮烯和THPC（LTNR）代替击发药中的雷汞，击发药的感度由四氮烯来保证（含量在3%5%），用THPC增加爆炸热量使KClO3分解。常用无汞击发药配方：四氮烯 THPC KClO3 Sb2S3 5% 35% 25% 35% 4% 22% 34% 40% 无汞击发药安定性比含雷汞击发药好。三、无锈蚀击发药 用Ba(NO3)2代替KClO3 （分解温度360）。Ba(NO3)2 Ba(NO3)2分解温度较高（560），放氧速度较慢；加PETN增加火焰感度；加PbN6增加猛度。 我国常用无锈蚀击发药成： LTNR 50%；四氮烯5%； Sb2S3 25%； Ba(NO3)2 20% 。2# 针刺药。2.2针刺火帽针刺火帽定义：以击针刺击发火的火帽。主要用途：引信的传火序列和传爆序列。特点：击针刺激火帽发火。分类：1传爆序列（序列最后元件完成起爆作用） 2传火序列（序列最后元件完成点火作用）常见引信中的序列：1.击针火帽延期药扩焰药火焰雷管导引传爆药传爆药爆炸装药2击针火帽时间药盘扩焰药传火药抛射装药3击针火帽保险药4. 击针火帽延期药自炸药盘爆炸装药2,2,1针刺火帽应满足的战术技术要求1.有足够的点火能力：即输出的火焰能可靠的引燃爆炸序列中下段的延期药或时间药剂，或可靠的引爆下段的火焰雷管能力。2.合适的感度：指针刺感度，针刺火帽所需发火的能量一般为：8*10-3到12*10-3J.感度太小不能保证作用确实，太大又不能保证安全。可靠发火、安全。3.对发射震动的安全性：因为引发引信中的火帽是要在碰击目标后才受击针的刺击而发生作用。不然会引起早炸，炮口炸，膛炸。4.具有一些对火工品共同的要求：要经得起运输，勤务处理时的震动。 火帽要有长期储存性能安定，相容性好，不与药剂发生反应，一般要求15年性能不变。2.2.2针刺火帽结构针刺火帽结构：管壳，药剂，盖片（或加强帽）。火帽尺寸：直径一般36mm，高度一般25mm。外形：管壳：盂形，多数平底，也有凹底。 盖片：大多是盂形，也有的是小圆片。材料：管壳：用紫铜片冲成，表面镀镍而成。 盖片：用紫铜片冲成，材料较薄。药剂：称为击发药，由氧化剂+可燃剂+起爆药2.2.3针刺火帽的发火机理过程：击针通过盖片刺入火帽，进入压紧的药剂。通过冲击和摩擦的联合作用，产生针刺起爆。原理：当击针刺入药剂时，一方面药剂为腾出击针刺入的空间而受挤压，这个过程使药粒之间发生摩擦，宏观上炸药表面可能产生隆起。另一方面击针和药剂的接触面上产生摩擦。在击针表面和药剂中有棱角的地方，形成应力集中现象并产生热点，并起爆。实践证明击针进入药剂深1到1.5mm火帽就发火，并且首先是起爆药击发分解，然后是氧化剂和可燃物的反应。原理二：击针刺入火帽时，药剂受的力可以分解为两个分力，其一是平行击针面为T，另一个垂直击针面为N。由于击针尖角较小（在引信中一般为2530，试验击针为23），所以T远大于N。T力的作用是和药剂起爆摩擦作用，N力的作用是挤压和撞击。这样针刺时的发火过程就和摩擦火帽，撞击火帽相似了，也就是包括摩擦和撞击两种发火原理。 机理图：击针刺击帽壳变形应力集中产生热点击针刺入药剂一定深度热点达到所需温度且维持相应时间击发药中的起爆药分解整个药剂起爆热点：很小，直径为10-5到10-3cm，但温度很高，当维持时间10-5到10-3s时，火帽就被起爆。起爆的条件：外界：击针的硬度，刺入药剂的速度和深度。一般硬度大，刺入速度快，产生热点的可能性就大。 内部：药剂的性质（感度）。224影响针刺火帽感度的因素1药剂方面 火帽中的击发药主要是由氧化剂+可燃物+起爆药所组成的混合药剂。（1） 起爆药的感度。（2） 击发药的成分配比：起爆药不能太少，杂志硬度大，起爆感度就大。相反在造粒过程中我们所加入到虫胶漆，糊精，沥青等都是为了降低药剂的感度。 （3）药剂中各个组分的粒度：粒度大有利于能力集中在少量的热点上面，（因为大晶体的晶面及内部有许多的缺陷，在外力作用下缺陷容易断裂，晶面之间的摩擦就产生了热点）但实际操作中一般不使用增加粒度的方法来特高感度，因为粒度大了，精度就差了。此外晶形最好接近于球体，比较容易混合均匀。 （4）装药密度：针刺感度开始随着装药密度的增大而增大，但在密度一定之后基本保持不变，随着密度的进一步增大，感度反而降低。 （5）装药量：药量过于少感度下降，在针刺火帽中一般要求药层的厚度在11.5mm以上。2.盖片（加强帽）：击针刺入时一部分能量消耗在盖片上面，一次盖片厚度越大，硬度也就越大，在盖片上面消耗的能量也就越大，火帽的感度随之下降。为保证火帽感度，针刺端盖片厚度为0.07mm0.12mm。 3.使用条件： （1）装配条件：松动装配的火帽感度低而且安全性不好。 （2）击针性质：击针硬度大感度也就大，目前采用平头，我国规定平头的直径为0.25mm。 （3）输入能量的速度快，则损失的能力少，则越敏感。2.2.5影响火帽点火能力的因素 1.击发药的组成：击发药中有起爆药，氧化剂，可燃物。点火能力主要依靠氧化剂和可燃物之间的反应。 2.击发药的物理状态：击发药是非均相体系，反应速度主要取决于击发药中不活泼成分。粒度大持续时间长，点火能力能力大，但是感度均一性就差了，因此可以通过造粒来增大粒度。 3药剂的密度和药量：药量大，持续时间就长，点火能力就大。一般密度越大点后能力也就越大，但密度增大到一定程度之后就医不再影响了。 4.环境条件：总体来说，气压低不容易燃烧，温度低也不容易燃烧。2.3撞击火帽撞击火帽的定义：以撞击激发的火帽。传火序列：1.小口径炮弹中：击针撞击药筒中的火帽火帽发出火焰点燃发射用火药装药2.大中口径弹药中：击针撞击底火底火变形药筒火帽变形火台阻止击发药前冲击发药发火点燃底火中的点火药点燃火药装药2.3.1撞击火帽的作用和一般要求 作用：用来点燃火药，所产生的火焰足以点燃发射装药或其他点火药。 一般要求：（1） 具有点燃火药的可靠性和作用一致性。包括点火时间一致，点火效果一致，保证火药装药弹道性能一致。（2） 有适当的撞击感度。（3） 壳体有一定的强度。（4） 撞击火帽爆炸反应的产物不会对武器产生有害影响。2.3.2撞击火帽的结构组成：火帽壳，盖片，击发药，火台。火台：阻止击发药前冲。可以装在底火中，抢弹壳上或和火帽结合。材料：由黄铜冲压而成，再涂虫胶漆或采用镀镍的方法提高火帽壳和药剂的相容性。击发药：保证火帽有合适的感度和足够的点火能力。2.3.3撞击火帽的发火原理： 撞针作用于火帽上时，火帽的底部变形向内凹入，由于火台是紧压在火帽盖片上并且固定在药筒或底火中，所以火帽中的药剂受到火台和底火底部变形引起挤压而发火。最初发火的部分就是处于火台尖端面和帽壳凹入的那部分；（药剂受到挤压时，其中的起爆药受到撞击，压碎，摩擦等形式的作用，药粒之间相互移动。在起爆药的棱角或棱边上产生热点，从而使装药发火，产生的火焰点燃发射药或底火中的黑火药。2.3.4撞击火帽设计中的几个问题1.击发药成分，药量以及压力的选择。2零件的材料，尺寸，和配合对撞击火帽性能的影响。3火台对撞击火帽感度的影响。 在规定范围内火台工作面越窄，发货率也就越高。用硬质合金作为火台比碳钢做火台的火帽发火率高。要使产生的热点温度高，要求撞针给出的能量集中于部分药剂上去，因此火台的尖端面积，撞击的半径，帽壳底的硬度，厚度等都影响火帽的感度。 4.性能试验和验收。 外观检验，尺寸检验，撞击感度试验，震动试验，温湿度变化安定性试验，实弹射击，包装质量的检查和试验。摩擦火帽摩擦火帽：是靠摩擦簧和药剂摩擦而发火的，结构由摩擦药和火帽壳组成。发火原理： 摩擦簧表面是凹凸不平的，它和药剂的接触也是有一些接触点的，当摩擦簧在药表面上运动时产生许多热点（由机械能变成热能），特别是在药粒的棱角，棱边上更明显，这些热点达到一定的温度（500），一定的大小（10-5cm），能维持一定的时间（10-5s）爆炸就可以扩张，这些热点就是爆炸的热源。 影响点火能力的因素1.药剂性能和成份： 2.压药压力：3.装药量：火帽点火能力包括的几个因素：火焰的组成（气体，固体热质点，液体微滴）；火焰温度；火焰长度；火焰持续时间；火焰气体的压力脉冲高度。2.4火帽的装压药工艺2.4.1针刺火帽装配工艺流程： 火帽壳入模装药预压放盖片（加强帽）终压收口去浮药滚光筛分涂漆（虫胶漆，紫漆）外观检查组批包装入库2.4.2重要工序的介绍 压药：是危险工序，火帽压药分两次，第一次目的是铺平