Optimization of production process of frangible bullets based on bismuth powder

Optimización del proceso de producción de balas frangibles a base de polvo de bismuto

El artículo aborda el proceso de prensado de las muestras de polvo de bismuto, que se utilizaron en lugar de la bala para optimizar el proceso de fabricación de balas frangibles. Las muestras cilíndricas con un diámetro de 9 mm se compactaron mediante prensado en frío en una matriz rígida cilíndrica sin sinterizar. Se aplicaron varias condiciones de prensado (el cambio de la fuerza de prensado, la velocidad de prensado y el tiempo de permanencia) para compactar las muestras. Después de la compactación, se probó la resistencia axial de las muestras para determinar el proceso de fabricación óptimo de la bala frangible basada en los polvos de bismuto.

1. Introducción

La tecnología de la pulvimetalurgia también se utiliza en la fabricación de municiones para armas de fuego. En los cartuchos frangibles comerciales, las balas frangibles están hechas de varios tipos de polvo metálico, por ejemplo, Cu, Fe, W, etc., donde el Cu es el más extendido. Estos metales son menos dañinos para el medio ambiente que el plomo. Sin embargo, el hierro y el cobre se desplazan fácilmente en los tejidos ricos en agua, mientras que el cobre es tóxico en altas concentraciones en el cuerpo. Además, debido a la menor densidad (en comparación con el plomo), las balas hechas de polvo de metal de Cu y Fe son desventajosas desde el punto de vista balístico. En el caso del tungsteno, puede superar fácilmente la densidad del plomo después de la compactación, pero el precio del polvo de tungsteno es significativamente más alto que el del polvo más común de Cu y Fe. No es posible utilizar la W sola para fabricar un proyectil debido a su alta dureza, ya que provocaría un desgaste excesivo del orificio del cañón y de las herramientas de producción [1-3]. Considerando los metales comúnmente utilizados, el bismuto es el metal ecológico y balístico más cercano al ideal y es por eso que este metal ha sido utilizado en la investigación y desarrollo piloto de balas frangibles. Satisface muy bien los requisitos básicos para la producción de balas frangibles, porque:

- tiene una alta densidad, que es la más cercana a la densidad del plomo de los metales usados; la alta densidad Bi asegura las propiedades balísticas muy similares del proyectil frangible producido como en la bala clásica, cuyo principal componente (núcleo) está hecho de plomo,

- el precio del polvo de bismuto es alto, pero todavía más bajo que el precio del tungsteno,

- como metal no tóxico, el bismuto es un material ideal en términos de requisitos ecológicos para una bala frangible,

- El bismuto es difícil de oxidar, por lo que el óxido no aparece en su superficie y no se corroe ni siquiera en los tejidos ricos en agua viva, ni tampoco el polvo bismuto se corroe en la fabricación (la corrosión atmosférica de los polvos reduce la cohesión del material prensado),

- El bismuto tiene una baja temperatura de fusión (271 °C), lo que facilita el proceso de producción de proyectiles en el caso de su sinterización [4, 5].