Proizvodnja municije

[Meteor]

TABELA 3-8. OZNAČAVANJE TEMPER ALUMINIJUMA



Simboli su predstavnici baznih tempera. Kada je potrebno, oni mogu biti prošireni sa
jednim ili dva mjesta (cifre) koje označavaju specifične korake u tretmanu, tj. 7075-T6
prikazuje termičko tretiranje i rastvor za starenje.

3-4.2.3 Primjena i ograničenja
3-4.2.3.1 Aluminijum

U principu se aluminijum, u okviru primjene za metalne dijelove projektila, koristi za
krilca i stabilizatore minobacačke municije, kao i za krilca i sabote tenkovskih zrna koja imaju
stabilizator, te za oživale i baze za nosače projektila.
Aluminijum se koristi za ove namjene zbog male mase, visokog odnosa čvrstoća masa
i otpornosti na koroziju. Time je konstruktoru data široka sloboda da se skoncentrira na
koristan teret i održavanje balističkih zahtjeva. Izbor legure zavisi od konstrukcije dijela. Npr.
krilca za 81 mm trebaju leguru iz okvira ASTM B221 (Ref. 9) koja propisuje minimalnu
granicu razvlačenja od 241 MPa (35 ksi) i izduženje od 8%, što proizvođaču daje slobodu
izbora legure.

U većini slučajeva, međutim, posebno kod visokih zahtjeva za mehaničke osobine koji
se moraju ostvariti, konstruktor treba da specificira mehaničke osobine, termičku obradu,
stanje legure. Odstupanja od ovih zahtjeva ne smije biti bez ponovnog ispitivanja sa
stanovišta sigurnosti komponente. Npr. legura za neku komponentu može biti aluminijumska
legura 7075-T651, ASTM B221, sa min. granicom razvlačenja od 558 MPa (81 ksi) - za
sabot projektila 120 mm M833

[Meteor]

TABELA 3-9. MEHANIČKE OSOBINE TIPSKIH LEGURA ALUMINIJUMA KORIŠTENIH U METALNIM DIJELOVIMA PROJEKTILA (Ref. 11)



Kada se specificiraju materijali za kovanje, treba imati u vidu razlike u mehaničkim
osobinama u podužnom i poprečnom pravcu, kao i uticaj veličine deformacije na materijal. U
takvim slučajevima standardna procedura specificiranja čvrstoće i žilavosti može da ne bude
odgovarajuća za osiguranje prijemljivosti komponente. Takođe može biti potrebno ustanoviti
postupak metalografske kontrole. Veličina deformacije utiče na kovane ili presovane
proizvode i može biti od kritičnog uticaja na čvrstoću ili otpornost na koroziju legura visoke
čvrstoće, koje imaju visok procent legirajućih elemenata (Ref. 11 i 13).

Skori problem sa konstrukcionom čvrstoćom se desio na oživalu 155 mm M483 koji je
na kraju rezultirao potrebom smanjenja istiskivanja sa 0,36 m (14 inča) na 0,18 m (7 inča)
prečnika odlivka. Uticaj dodatnog rada je povećanje reduciranja i prekidi polukontinuiranih
unutrašnjih-dentrita na granicama zrna, što je vidljivo na slici mikrostrukture 3-4. Treba
obratiti pažnju na nerastvorljive sastojke poluprekinutih vlakana u dijelu prikazanog na slici 3-
4 (A); ovi sastojci su indikacija da se istiskivanje radi sa ograničenom redukcijom.
Mikrostruktura višestruko istiskivanog materijala prikazana je na slici 3-4 (B) i pokazuje samo
rasijane podužne trake i zamjetljivu količinu rekristalizacije.

Specijalni tretman se može zahtijevati za dijelove od aluminijuma radi prevencije
narušavanja otpornosti na koroziju aluminijuma u kiselim uslovima, kada dolazi do
“iznojavanja”. Većina dijelova se specificira sa anodnim prevlakama, koje pružaju dalju
zaštitu od uticaja okoline.

Anodiziranje je pretvaranje površine aluminijuma u aluminijum-oksid. Proces se sastoji
od smanjenja para, čišćenja alkalnosti i anodiziranja u sumpornoj kiselini, sa ispiranjem
vodom između operacija. Može se primjeniti i vodo-zaptivanje kao završna operacija
procesa. Aluminijumska krilca za tenkovska zrna se izrađuju sa specijalnim tvrdim slojem,
završnim anodiziranjem, radi sprječavanja ablacije usljed visokih temperatura koje nastaju
kao posljedica izgaranja baruta i trenja pri visokim brzinama lansiranja.

[Meteor]

Magnezijum

Primjena magnezijuma u projektilima je ograničena na sabot za 105 mm M392 familiju
oklopno-probojnih zrna koja odbacuju sabot. Glavna prednost magnezijuma za upotrebu za
sabot je njegova mala masa. Vučene šipke ili profili magnezijuma imaju mehaničke osobine
ograničene na 200-331 MPa (29-48 ksi) zatezne čvrstoće, odnosno 110-262 MPa (16-38 ksi)
granice razvlačenja. Ograničavajući faktor za upotrebu je činjenica da je magnezijum
samozapaljiv i zahtjeva poseban oprez pri mašinskoj obradi i rukovanju.

[Meteor]

LEGURE TEŠKIH METALA

Legure teških metala se koriste u proizvodnji municije kao komponente penetratora za
probijanje oklopa. Uz visoku gustoću ove legure moraju imati dodatne mehaničke osobine da
izdrže visoke brzine lansiranja i da ostanu nepovrijeđeni u toku početne faze penetracije.
Dvije legure koje se koriste su volfram i uranijum. Oni su nezamjenjivi za takve metalne
dijelove jer se drugi materijali isporučuju u gredicama, šipkama ili profilima, a legure teških
metala se isporučuju u hemijski prerađenom obliku i procesiraju u završni proizvod potpuno
unutar proizvodne opreme.

[Meteor]

Legure volframa

Volfram kao metal ima tačku topljenja na približno 3316°C (6000°C) koja je u krajnjem
slučaju, viša za 1927°C (3500°F) u odnosu na konvencionalne tehnike topljenja. Tehnika
praškaste metalurgije se ovdje mora koristiti, pri čemu se volfromov prah i legirajući elementi
miješaju i kompaktiraju u približno završni oblik, te sintezuju na temperaturi od 1482°C
(2700°F). Čestice praha se konsolidiraju difuzijom u čvrstom stanju, da bi se postigla čvrsta
komponenta za upotrebu

Za dobivanje volframovog praha koristi se hemijski prečišćeni amonijum paravolfram
(APT) koji se zagrijava na zraku, na približno 371°C (700°F), pri čemu, za to vrijeme
amonijum isparava, a zadržava se oksid. Koristi se vodik u gasnom stanju za redukciju
oksida elementarnog praha. Veličina i raspored čestica, koji su vrlo važni u daljem postupku i
postizanju teoretske krajnje gustoće, primarno se kontroliraju u toku ove operacije, pomoću
brzine toka vodika. Tacne sa APT se postavljaju u peći cjevnog tipa, kroz koje struji vodik u
suprotnom smjeru. Temperatura peći je približno 1093°C (2000°F).

Kad je u obliku praha, volfram se miješa sa drugim elementima u prahu, kao što su
nikl, bakar, željezo i kobalt. Nakon mješanja, prahovi se kompaktiraju livenjem u gumene
modele koji imaju oblik približno jednak obliku konačnog komada. Modeli se ostave u komoru
napunjenu vodom i komora se dovede pod pritisak od 69 MPa (10 ksi). Ova operacija
omogućava kasnije rukovanje dobivenim oblikom i mašinsku obradu prije sinterovanja.

Da bi se postigla krajnja gustoća, završni oblik i mehaničke osobine, dijelovi se
postavljaju na tacne i unose u peći cjevastog tipa, sa atmosferom vodika, radi sinterovanja.
Atmosfera vodika je važna zbog redukcije svih oksida koji mogu zaostati na pojedinim zrnima
praha tokom proizvodnje i skladištenja. Operacija sinterovanja odstupa od konvencionalnih
metoda sa praškastim metalom u tome što se sinterovanje provodi na temperaturi višoj od
tačke topljenja legiranih prahova, i to se zove tečna faza sinterovanja. Da bi se zadržala
kompaktnost oblika, peć je podijeljena u zone s različitim temperaturama, radi konsolidiranja
praha volframa u čvrstom stanju, a zatim se temperatura podiže iznad tačke topljenja,
odnosno nastupa tečna faza. Nakon sinterovanja, kao rezultat se dobije jedan kompozit
volframovih zrna koja su okružena matricom legirajućeg metala.

Da bi se dobio konačan oblik, komad se mašinski obrađuje, na konvencionalan način.
Tipske mehaničke osobine su: 552 MPa (80 ksi) granica razvlačenja i 8% izduženje.

[Meteor]

Osiromašeni uranijum

Osiromašeni uranijum je nus-proizvod u procesu obogaćenja uranijuma, gdje se
izdvaja izotop U235 (može se atomski cijepati) i izotop U238 (ne može se atomski cijepati).
Ova dva izotopa u prirodi se pojavljuju u odnosu 99,3% U238 i 0,7% U235. Zbog vrlo velike
gustoće, od približno 19 g/cm3 u poređenju sa 7,87 g/cm3 čelika, U238 je vrlo male
vrijednosti kao konstrukcioni materijal. On je međutim jako dobar za namjenu probijanja.
Osiromašeni uranijum (DU) je prihvaćen od strane Ministarstva energije kao uranijumheksafluorid UF6 zbog reakcije sa vodikom da otpočnu rad sa UF4. Radi pretvaranja UF4 u
metal uranijuma, miješa se sa grupom magnezijuma dobijena mašinskim putem, zatvoren u
reaktivnu bombu (reaktor) i zagrijava na temperaturu od približno 816°C (1500°F). Kad je
unutrašnje punjenje dostiglo ovu temperaturu, događa se jedna egzotermička reakcija, pri
kojoj se temperatura penje na 1649°C (3000°F) i magnezijum reagira sa UF4 tako da dolazi
do stvaranja magnezijum hlorida i metala uranijuma.

Za izradu penetratora koristi se uranijum sa 0,75% titana; ova legura omogućava
otvrdnjavanje uranijuma u procesu termičke obrade. Zbog njegove hemijske reaktivnosti, on
se legira u vakumskim pećima, topljenjem uranijuma na približno 1316°C (2400°F). Na dnu
kružnog držača se nalazi jedno dugme koje se izvodi i istječe u modele ingota direktno ispod
držača. Kada se peć ohladi i ingoti očvrsnu, vrši se ponovno zagrijavanje na 649°C (1200°F)
i valjanje ili izvlačenje u profile prečnika 29,2 mm (1,15 inča). Profil se tada siječe u
penetratore sirove dužine i izlaže termičkoj obradi (potapanje u rastvor, žarenje, starenje),
radi postizanja krajnjih mehaničkih osobina 758 MPa (110 ksi) granice razvlačenja i 15%
izduženja i tvrdoće od 40 do 45 Rokvela. Dio se tada mašinski obrađuje do konačnog oblika i
mora biti pretvoren u uranijum- tetrafluoridom, UF4.

[Meteor]

Primjena i ograničenja

Visoka gustoća Du i volframa čini ove materijale jedinstvenim za penetratore, ali zato
su nepodesni za druge namjene. U proizvodnji penetratora probijanje balističke ploče je
zahtjev koji proizvođač mora zadovljiti. Zahtjevi za hemijski sastav volframnih legura nisu
strogi, tako da se tolerira uključivanje jednog ili više legirajućih elemenata. Balistički zahtjevi
su važniji od zahtjeva za hemijski sastav.

[Meteor]

LEGURE BAKRA

Postupak proizvodnje

Bakar, kao i aluminijum, proizvodi se postupkom elektrolize za finalno prečišćavanje,
međutim, prvi korak se razlikuje od postupka dobivanja aluminijuma. Kod bakra se vrši
flotacija iz tabli raznovrsnog bakra ili nekog drugog materijala, a kod aluminijuma se koristi
proces hemijskog rastvaranja.

Metal se drobi mljevenjem u rastvoru vode i formira se gusta tekuća masa koja se tada
stavlja u ćeliju za flotaciju, gdje će bakarni prah biti zadržan u mjehurićima u ulju i vodi
zadržani (suspendirani) bakar isplivava iz ćelije i odvaja se od drugih materijala (troska,
otpad), taloži se na dnu i odvaja. Na tom stepenu prerade koncentracija bakra ima čistoću
približno 25%.

Koncentrirani bakar se tada smješta u reverzibilne peći u kojima se masa topi i uključi,
kao što je silicijum, željezo i kreč, isplivavaju gore iznad bakra kao troska, izvlače se i
odvajaju. Ovaj bakar je poznat pod nazivom “mat-bakar” i sastoji se od mješavine CuS/FeS,
sa približno 50% bakra.

Mat-bakar se postavlja u konvertore, gdje se FeS pretvara u željezni oksid. Željezni
oksid u kombinaciji sa krečnjakom stvara trosku; CuS se reducira na bakar. Ovaj bakar se
zove blister-bakar zato što u toku glađenja gasovi izlaze u obliku mjehurića na površinu.
Anodni blister bakar sadrži do 98,5% čistog bakra.

Ovaj anodni bakar se potom stavlja u elektrolitičku ćeliju i potom se platira u tanki lim,
čisti katodni bakar. Rezultirajuće teške katode sadže približno 99,95% bakra.
Ovaj čisti bakar se pretapa, dodaju se po potrebi legirajući elementi, i lije se u ingote ili
gredice za dalju obradu, u ploče, trake, folije, profile, cijevi ili otpreske.

[Meteor]

Osobine

Najčešće bakarne legure su one koje ugrađuju kompatabilne elemente u obliku čvrstog
rastvora. To su mesing (Zn), bronza (Sn), aluminijumska brozna (Al), silicijumska bronza (Si)
i legure bakar-nikl ili nikl-srebro (Ni). Ove sve legure su u obliku alfa faze i kao takve se lako
obrađuju i imaju tvrdoću za hladnu obradu. Krtost je obično karakteristična za drugu fazu ili
kompounde, i kao takva se ne uzima u obzir. Uticaji hladne obrade su prikazani na slici 3-5
za reprezentativni komercijalni bakar i leguru bakra sa cinkom. Veliki broj proizvoda je ove
vrste, a ne mogu se otvrdnjavati termičkom doradom. Specijalne legure koje sadrže željezo
(Fe), berilijom (Be), cirkonijum (Zr) ili krom (Cr) se mogu termički obraditi, ali one nisu
specificirane za komponente projektila u ovom priručniku.

Na raspolaganju je široki opseg mehaničkih osobina za konstruktora pri izboru bakra i
legura bakra, što je prikazano u Tabeli 3-10.

[Meteor]

Primjena i ograničenja

Bakar i legure bakra se koriste u procesu proizvodnje projektila, u principu, za vodeće
prstenove i kumulativne ljevke HEAT projektila. Kada se primjenjuju za vodeće prstenove,
izrađuju se u vidu traka, iz vučene cijevi, ili iz centrifugalnog liva. Kada se koriste kao
zavarene obložene trake, materijal se nabavlja u obliku žice i polaže na projektil aparatom za
zavarivanje. Vrhovi HEAT projektila se izrađuju iz kružnih komada, iz valjanih traka.



060 Mekano žaren H04 Tvrd
050 Lagano žaren H08 Opružni
H02 Polutvrd

Iz priručnika za metale, Vol. II, 9. izdanje, osobine i izbor, neželjezne legure i čisti
metali, objavljen od American Society for Metals, 1977.
Sl. 3-5 Uticaj hladne prerade na bakar i leguru bakar cink.
ASTM B152 (Ref. 14) je specifikacija za materijal nabavljen za proizvodnju
kumulativnih ljevaka. Detalji o proizvodnji su opisani u poglavlju 7.

Žica za zavarivanje, prema specifikaciji MIL-E-45829 (Ref. 15) se koristi za obložene
vodeće prstenove tankostjenih projektila. Ova primjena je opisana u ovom priručniku za
projektil 155 mm M483. Detalji su dati u poglavlju 4 i 6.

Vodeći prstenovi do debelostijenim granatama se ugrađuju na tijelo projektila presovanjem
prstena, iz cijevi, prema specifikaciji MIL-B-20292 (Ref. 16) u navedene žljebove na tijelu
projektila. Primjena presovanih prstenova na projektilu 155 mm M107 izložena je u poglavlju
5.

[Meteor]

Nemetalni materijali

Neki od savremenijih projektila su konstruirani sa nemetalnim komponentama u vidu
zaptivača, čepova, kliznih i vodećih prstenova, i kao sredstvo za uštedu mase, kao i uređaji
smanjene mase.

Materijali koji se koriste za ove proizvode su komercijalno dostupni i opisani u
poglavljima izloženih komponenata.

TABELA 3-10. REPREZENTATIVNE MEHANIČKE OSOBINE BAKRA I LEGURA BAKRA
(Ref. 11)



Iz priručnika za metale, Vol. II, 9. izdanje, osobine i izbor, neželjezne legure i čisti
metali, objavljen od American Society for Metals, 1979.
Takvi primjeri su:

1.Neki nosači projektila koriste oksidne fiber-glas omotače za popunjavanje izreza
u dnu tijela, da bi se dobila potrebna čvrstoća po obodu i istovremeno smanjila masa, radi
propisanog balističkog leta. Ovo je opisano u poglavlju 6.

2.Visoko-eksplozivni protivtenkovski projektili koriste najlonske klizne prstenove
radi zaptivenosti na zrak, time se smanjuje broj obrtaja projektila u ožljebljenoj cijevi. Ovo je
opisano u poglavlju 7.

3.Kinetička energija (KE) tenkovskog zrna takođe zahtjeva klizne prstenove i za to
se koriste modelirani gumeni vulkanizirani prema dnu, da bi se spriječilo isticanje baruta u
sklop projektila. Ovo je opisano u poglavlju 8.

4.Neke minobacačke mine koriste plastične čepove za zaptivanje cijevi u toku
propulzije. Ovo je opisano u poglavlju 9.

5.Dno čahure metka 120 mm za sagorljivu čahuru tenkovske municije koja ima
gumeni zaptivač vulkanziran na čeonom kraju dna čahure koji ima funkciju čepa. Ovo je
opisano u poglavlju 10.

[Meteor]

REFERENCE

1. Steel Products Manual, Carbon Steels Semifinished; Hot-Rolled and Cold-Finished Bars,
American Iron and Steel Institute, Washington, DC, Undated.
2. Metals Handbook, Volume I, 8th Edition, Properties and Selection of Metals, American
Society for Metals, Metals Park, OH, 1961.
3. ASTM A576-87, Steel Bars, Carbon, Hot-Wrought, Special Quality, American Society for
Testing and Materials, Philadelphia, PA, 27 February 1987.
4. MIL-S-10520D, Steel, Forging, for Projectile Stock, 1 April 1988.
5. ASTM A711-81, Steel Alloy and Carbon Blooms, Billets, and Slabs for Forging, American
Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 31 July 1981.
6. Steel Products Manual, Alloy Steel: Semifinished; Hot-Rolled and Cold-Finished Bars,
American Iron and Steel Institute, Washington, DC, 1960.
7. Republic Alloy Steels, Republic Steels, Cleveland, OH, 1968.
8. ASTM B211-83, Bar, Rod, and Wire, Aluminium Alloy, 29 May 1983.
9. ASTM B211-85, Aluminium Alloy Extruded Bars, Rods, Wire, Shapes, and Tubes,
American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 19 August 1985.
10. James V. Rinnovatore and Karl F. Lukens, Metallurgical Investigation of an M483
Aluminium Ogive Failure, Report No. ME-4-78, US Army Armament Research and
Development Command Dover, NJ. 25 January 1978.
11. Metals Handbook, Volume 2, 9th Edition, Properties and Selection: Nonferrous Alloys
and Pure Metals, American Society for Metals, Metals Park, OH, 1979.
12. ASTM B107-82, Magnesium Alloy Extruded Bars, Rods, Shapes, Tubes and Wire,
American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, April 1982.
13. James V. Rinnovatore and Karl F. Lukens, Metallurgical Analysis of M483 Aluminium
Ogive Flight Failures, Report No. ME-7-78, US Army Armament Research and
Development Command, Dover, NJ, 10 February 1978.
14. ASTM B152-86, Copper Sheet, Strip, Plate, and Rolled Bar, American Society for Testing
and Materials, Philadelphia, PA 19 August 1986.
15. MIL-E-45829, Electrode, Welding, Copper, Silicon-Deoxidized Solid, Bare, 19 January
1970.
16. MIL-B-20292A, Blanks, Rotating Band for Projectiles, 10 September 1968.

[Meteor]

BIBLIOGRAFIJA

Althouse, Turnquist, Bowditch, Modern Welding, 4th Edition, The Goodheart-Willcox Co.,
Inc., South Holland, 1L, 1980.
American Society for Metals, Source Book Of Industrial Alloy and Engineering Data, Metals
Park, OH, 1978.
Annual Book of ASTM Standards, Volume 01.05, Steel Bars, Forgings, Bearings, Chains,
Springs, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA,1986.
Annual Book of ASTM Standards, Volume 02.01, Copper and Copper Alloys, American
Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1986.
Annual Book of ASTM Standards, Volume 02.02, Aluminium and Magnesium Alloys,
American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA 1986.
Bethlehem Steel, Modern Steels and Their Properties, 4th Edition, Bethlehem, PA, 1965.
George S. Brady, Materials Handbook, 10th Edition, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York,
NY, 1971.
Clauser, Fabian, Pechner, and Riley, Encyclopedia of Engineering Materials and Processes,
Reinhold Publishing, New York, NY, 1963.
C.A. Hampel, Rare Metals Handbook, 2nd Edition, Reinhold Publishing Corp., Chapman &
Hall, Ltd., London, England, 1960.
C.C. MacCrindle and W. Sharpe, High-Fragmentation Steel Production Process, Large
Caliber Weapon Systems Laboratory, US Army Armament Research and Development
Command, Dover, NJ, 1981.
MIL-HDBK-723A, Steel and Iron Wrought Products, 30 November 1970.
MIL-HDBK 694A(MR), Aluminium and Aluminium Alloys, 15 December 1966.
Modern Pearlitic Malleable Castings Handbook, Malleable Researach and Development
Foundation, Granville, OH, 1958.
M.J. Wahll, M. Goldman, S.L. Case, M.C. Udy and F. W. Boulger, Survey Report on Shaping
of Steel by Extrusion Methods, Battelle Memorial Institute, Columbus, OH, 1954.

[Meteor]

POGLAVLJE 4

METODE PROIZVODNJE

Ovo poglavlje objašnjava preovladavajuće postupke proizvodnje koji čine proizvodnu
bazu za projektile minobacača, artiljerije, i tenkova. Također je razmotreno šta je racionalno
za izabiranje svakog postupka i glavne operacije.

UVOD

Načini primjenjeni u oblikovanju metala sadržavaju livenje, utiskivanje, kovanje,
izvlačenje, istiskivanje i mašinsku obradu. Biranje jedne ili više od ovih tehnika, u
odgovarajućem redoslijedu, određeno je kako troškovima tako i mogućnostima.Pravilna
primjena tehnika oblikovanja u proizvodnji tehničkih dijelova municije, je ključ u efikasnoj
proizvodnji projektila i dužnost je inženjera da odredi redoslijed operacija koje su
predstavljene u ovom poglavlju.

[Meteor]

ISTORIJAT

Za vrijeme drugog svjetskog rata projektili duboke gravure su bili rađeni kovanjem u
toplom stanju-termičkom obradom (HF-HT) i postupkom mašinske obrade. Otkivci su bili
dobavljani prvim ugovarateljima kao materijal koji je isporučila Vlada (GFM) ili su kupljeni od
radionica za kovanje pod okriljem podugovora. Prvotni ugovaratelj bio je odgovoran za
operacije proizvodnje projektila kao što su grubo tokarenje, sužavanje, termička obrada,
završna mašinska obrada, površinska priprema, farbanje i ambalažiranje.

U to vrijeme kovački postupak nije bio uniforman kroz cjelokupnu industriju; dodatna masa
međuproizvoda bila je potrebna da kompenzira slab kovački postupak. Ovaj nedostatak
uniformnosti je povećao gubitke zbog otpadaka i troškove mašinske obrade radi materijala
koji je poslije bio skinut grubom mašinskom obradom. Proizvodnja otkivaka pod okriljem
posebnog ugovora poslije je postupno ukinuta, nakon što je Vlada zahtijevala od prvotnih
ugovaratelja proizvodnju domaćih otkivaka.

Ova izmjena je eliminisala probleme oko nabavke vezane za podijeljene odgovornosti između ugovaratelja za kovanje i
ugovaratelja za mašinsku obradu i dopustila je prvotnom ugovaratelju da kontroliše dimenzije otkivka radi
osiguranja kompatibilnosti sa operacijama mašinske obrade i obratno. Poslijeratne studije su
dokazale da komercijalni čelik za obradu kovanjem treba dati zadovoljavajuće otkivke ako se
operacije oblikovanja rade postupkom ubadanja i ljuštenja, koje osigurava da je kružni ili
kvadratni pripremak zbijen i deformisan radi ispunjavanja cilindričnog kalupa i da je
osigurano početno centriranje probojca gravure. Također, upotreba kvalitetnog čelika kao
poluproizvoda za otkivak je rezultirao u značajnoj redukciji troškova preko eliminacije
dodatnih troškova vezanih za vojne specifikacije. (vidi glavu 3, razmatranje o materijalima).
Istiskivanje u hladnom stanju (CE) projektila sa dubokom gravurom i drugih metalnih
komponenata dobilo je na popularnosti kao rezultat tehnologije razvijene u Njemačkoj prije i
za vrijeme drugog svjetskog rata.

Neke od njemačkih teških presa bile su preseljene i instalirane u Americi i nakon perioda, u kojem je postupak
dalje poboljšavan, utemeljeno je nekoliko postrojenja za proizvodnju različitih projektila, od 3 inča do 155 mm.

Očekivano je da će projektili proizvedeni CE postupkom imati manje troškove nego projektili HF-TF, radi
toga što su nekoliko manjih mašinskih operacija koje su bile potrebne, zahtjevi termičke
energije i gubici na otpadke, bili reducirani, a uobličene dimenzionalne kontrole i površinske
obrade bile su znakovito poboljšane. Na drugoj strani, investicija kapitala za ovaj tip
postrojenja bila je veća nego za HF-HT linije, radi toga što su za operacije hladnog
oblikovanja zahtijevale mnogo skuplje visoko tonažne prese.

Kombinacija najboljih karakteristika HF-HT i CE metoda obrade je rezultirala u
usvajanju postupka hladnog izvlačenje - čašica u vrućem stanju (HC-CD) za vrijeme 50-ih. U
ovom postupku čašica je iskovana u vrućem stanju i mašinski obrađena na koncentričnost,
kontrolu mase i uklanjanje površinskih nedostataka. Izvlačenje mašinski obrađene čašice u
oblik projektila sa otvorenim krajem je postignut hladnim oblikovanjem sa međužarenjem,
koliko je potrebno. Nekoliko postrojenja u vlasništvu ugovaratelja su utemeljeni sa vladinom
opremom radi proizvodnje projektila sa dubokom gravurom 105 mm i 8 inča, metodom HCCD; jedinična cijena projektila 105mm proizvedenih ovim postupkom u prilog Vietmen
zahtjeva bili su znakovito manji nego oba od preostala dva metoda.

Kada su razvijeni bazični CE i HC-CD procesi, postojala je potreba da se poboljša
kvalitet i reduciraju proizvodni troškovi. Hemijski sastav i tvrdoća jačih čelika, odobrenih
važećim zahtjevima za fragmentaciju i konstrukciju sa tankom stijenkom, je prelazila
ograničenja postupaka HC-CD i CE. Jedino su postrojenja HF-FT koja su modernizirana za
proizvodnju čeličnih projektila visoke fragmentacije i projektila nosača od legiranih čelika
veće čvrstoće određena da imaju potencijal u proizvodnji sadašnje i buduće generacije
artiljerijske municije.

HC-CD postupak može imati ograničenu aplikaciju za buduću generaciju projektila ako
granica razvlačenja bočnih stijenki ne prelazi 689 MPa (100000 funti). Hladno se istiskivanje
pojavljuje radi postojanja jednako manjeg potencijala u proizvodnji projektila sa dubokom
gravurom i to je najmanje fleksibilna od tri osnovna postupka

[Meteor]

POSTROJENJA ZA PROIZVODNJU

Izuzev za postrojenja za proizvodnju radi podupiranja projekata istraživanja i razvoja
(R&D) u Vladinom arsenalu, proizvodnja opreme projektila je izvršena u postrojenjima u
svojini Vlade-pod upravom ugovaratelja (GOCO) i u svojini ugovaratelja - pod upravom
ugovaratelja (COCO).

GOCO postrojenja i nekretnine su u svojini Vlade i rad i održavanje ovih objekata su
ugovoreni između Vlade i poslovne kompanije. Poslovni ugovaratelj je kompanija privatnog
sektora sa garancijama o kvalifikacijama u rukovođenju pogonom i srodnim disciplinama
proizvodnje. Proizvodnja opreme municije je generalno odobreno pod okriljem čvrstog
ugovora sa fiksnom cijenom. Neki tipovi ugovora sa cijenama su također podnešeni u
odnosu na GOCO postrojenja za tehničke studije i proizvodnu izvedivost. Glavna GOCO
proizvodna postrojenja za opremu (Vojna postrojenja za municiju (AAP)) su prikazana u
tabeli 4-1.

COCO postrojenja zahtijevaju istu stručnost u operiranju kao i GOCO postrojenja, ali
nekretnina je vlasništvo ugovaratelja. Vlada plaća za upotrebu nekretnina u posjedu
ugovaratelja i održavanje opreme pod posebnim ugovorom, ali oprema u GOCO
postrojenjma je predominantno u vlasništvu Vlade. Može postojati neka oprema u vlasništvu
ugovaratelja, koja je obično, ali nije neophodno, posvećena proizvodnoj bazi. Program
modernizacije proizvodne baze on-going sadrži i GOCO i COCO postrojenja i prepoznaje
potrebu da udovolji sadašnjim i budućim zahtjevima proizvodnje municije.

Ukratko, postoji vrlo bliska veza između američke industrije i vlade za vrijeme nacrta i
postupka proizvodnje i tehničkih faza proizvodnje radnog ciklusa stavke radi toga što
stručnost u proizvodnji municije sada skoro isključivo leži na privatnom sektoru.

[Meteor]

STANDARDIZACIJA

Aktuelna proizvodna praksa je diktirana zahtjevima krajnjeg produkta. U mjeri koja je
moguća, kompatibilnost datog postupka sa sadašnjim i budućim nacrtima opreme municije je
prva odluka u rasporedu početne linije i nabavci opreme. Standardizacija redoslijeda
operacija proizvodnje i opreme je usmjerena prema gradnji postrojenja sa mogućnošću
prilagodbe širokom opsegu opreme.

AKTUALNI KORIŠTENI POSTUPCI

Većina zajedničkih postupaka proizvodnje opreme municije, obično korištenih,
razmatrani su detaljnije u ovom poglavlju. To su (1) kovanje u toplom stanju-termička obrada
i mašinska obrada, (2) čašica u toplom stanju-hladno izvlačenje, (3) hladno istiskivanje, (4)
mašinsko oblikovanje pune šipka i (5) duboko izvlačenje. Redoslijed operacija za procese
proizvodnje za veće trenutno fugasne projektile (HE), prikazan je na slikama 4-1, 4-2 i 4-3.

[Meteor]

KOVANJE U TOPLOM STANJU - TERMIČKA OBRADA (HF-HT) I MAŠINSKA OBRADA

Ovaj je postupak najfleksibilniji od svih postupaka oblikovanja metala upotrebljanih u
proizvodnji projektila sa dubokom gravurom i projektila tipa nosača. Osnovna oprema
potrebna za ovu metodu može biti prilagođena širokom rasponu oblika projektila
modifikacijom alata za operacije oblikovanja i mašinske obrade.Također, mehaničke osobine
ovih projektila mogu biti reducirane ili povećane pomoću izmjena u termičkoj obradi i
hemijskim svcojstvima sirovog materijala bez znakovitih promjena u ostalim operacijama
proizvodnje.

Započinjući sa čeličnom šipkom ili gredicom, dobivenih u nepravilnim dužinama iz
valjaonica, pripremak je odvojen rezanjem, odsjecanjem ili kidanjem. Ova je operacija dalje
opisana u dijelu 4-2.1.2. veličina odvojenog pripremka zavisi od završne mase i kalibra
projektila i predviđenog gubitka na struganju za vrijeme proizvodnje. Gredica je zagrijana na
temperaturu od 1038 ° - 1204 °C(1900 ° - 2200 °F), u pećima sa električnom indukcijom ili sa
napajanjem gasom, prije kovanja. Zagrijavanje gredice opisano je u dijelu 4-2.1.3.

Odmah nakon kompletiranja operacije zagrijavanja, gredica odlazi na presu za prvo
otkivanje, u kojoj se dešavaju i operacije ubadanja i ljuštenja (Ove operacije mogu također
biti urađene u odvojenom postupku.). Ubodeni otkivak se dalje postavlja na alat za drugo
utiskivanje ili na alat za izvlačenje, te gura kroz niz prstenova ili cilindara čiji se prečnik
postepeno smanjuje, tako da se reducira vanjski prečnik otkivaka, povečava njegova dužina i
reducira debljina stijenke.

[Meteor]

TABELA 4-1. POSTROJENJA ZA PROIZVODNJU DIJELOVA ZA MUNICIJU



(1) Zagrijati otpresak, skinuti ljuske i izmjeriti ga
(2) Kontrolisano hladiti i sačmariti gravuru
(3) Podmazati i indukcijom zagrijati otvoreni kraj
(4) Termički obraditi i sačmariti gravuru
(5) Postaviti vodeći prsten i zavariti pokrivku dna
(6) Pripremiti i obojiti površinu

Slika 4-1. Postupak kovanje u vrućem stanju-termičke i mašinske obrade

(1) Izvagati, oprati i osušiti, skinuti ljuske i zagrijati pripremak
(2) Ciklički žariti i sačmariti
(3) Očistiti, fosfatirati, prati sapunom i osušiti
(4) Žariti, očistiti, fosfatirati, prati sapunom i osušiti otvoreni kraj
(5) Popuštati i ID sačmariti te OD površinski obraditi
(6) Nareckati ležište prstena, postaviti rotirajući prsten i zavariti pokrivku dna
(7) Pripremiti i obojiti površinu

Slika 4-2. Postupak hladnog izvlačenja- čašica u toplom stanju

(1) Očistiti, fofsfatirati, prati sapunom i osušiti
(2) Postupno žariti
(3) Žariti otvoreni kraj
(4) Popuštati
(5) Brusiti centrirajući prsten
(6) Nareckati ležište prstena, postaviti vodeći prsten, te zavariti pokrivku dna
(7) Pripremiti i obojiti površinu
Slika 4-3. Postupak hladnog istiskivanja

Operacije kovanja su objašnjenje detaljnije u dijelu 4-2.1.4. Nakon hlađenja na
temperaturu okoline, vanjska površina otkivka je mašinski obrađena radi reduciranja
ekscentriciteta između vanjske i unutrašnje površine i radi obezbjeđivanja konture za
operaciju sužavanja. Pogledati dio 4-2.1.5 za dalja objašnjenja ovih operacija mašinske
obrade. Radni komad tada se provjerava radi osiguranja da površina šupljine i vanjske
dimenzije udovoljavaju zahtjevima. Operacija sužavanja može biti izvršena u vrućem ili
hladnom stanju zavisno od hemijskih osobina, jačine i debljine stijenke materijala i u
zavisnosti od veličine tražene deformacije. Sužavanje trenutno oblikuje ožival projektila i
kreira ravninu, unutarnji dio na otvorenom kraju, koji je kasnije narezan radi postavljanja
osigurača.

Sužavanje je više obrađeno u dijelu 4-2.1.6. Termička obrada slijedi nakon
operacije sužavanja i obično sadrži očvršćavanje, kaljenja i otpuštanja radnog komada na
specifičnu temperaturu u određenom periodu u zavisnosti od hemijskih osobina i zahtijevanih
mehaničkih osobina čelika. Dalje informacije s obzirom na termičku obradu nalaze se u dijelu
4-2.1.7. Završna mašinska obrada projektila je esencijalna za udovoljavanje zahtjeva
funkcionisanja, montaže i oblika. Operacije skidanja metala su obično izvedene na opremi
konstruisanoj ili namjenjenoj za specifiČne operacije-npr. specijalni strug za obradu otvora,
poravnavanje čela i obaranje ivica koji su prilagođen da obezbjedi podužnu obradu otvora i
centriranje oživala projektila radi osiguranja funkcionalne veze sa ostalim površinama. U
operacije mašinske obrade uključeni su postavljanje vodećeg prstena, urezivanje navoja,
brušenje i ostale operacije završne obrade. Mašinska obrada je više objašnjena u dijelu 4-
2.1.8

[Meteor]

Parametri sirovina

Niska cijena čelika i njegova prilagodivost širokom rasponu specifikacija, posebno onih
za jačinu i tvrdoću, stvarno isključuje svaki drugi materijal iz odlučivanja u proizvodnji
projektila sa dubokom gravurom. Kod kovanja u vrućem stanju, temperatura čelika uvijek
prekoračuje kritični opseg; uslijed toga, njegova je struktura austenitna (ref. 1). Deformacije u
ovakvim uslovima ne štete čeliku ni na koji način; u stvari, to poboljšava čelik proizvodeći
finija zrna.

Važeća GOCO i COCO postrojenja za proizvodnju, izgrađena su i modernizirana da
proizvedu otkivke za projektile iz poluobrađenog kvalitetnog čelika za kovanje, kako je
definisano od strane Američkog društva za ispitivanje i materijale (ASTM) i umnoženo
Vladinim specifikacijama. Neki od glavnih specifikacija koji objašnjavaju hemijske osobine,
postupak taljenja, unutarnju solidnost i druge uslove za odobrenje, obuhvaćeni su poglavljem
3. Inženjer za konstrukciju mora biti upoznat sa specifikacijma koje pojašnjavaju kvalitet
čelika, hemijske osobine, ispitivanje, reakciju na termičku obradu i dodatne zahtjeve, tako da
može odrediti njihov uticaj na materijal koji je dostupan i pouzdanost proizvoda,
produktivnost i izvedbu. Čelik proizveden Simens-Martenovoj, električnoj peći, i postupcima u
pećima sa baznim kisikom, prihvatljiv je za upotrebu u proizvodnji municije. (vidi glavu 3 za
dalje informacije).

Imajući utemeljene zahtjeve za mehaničke osobine pomoću analize napona, inženjer
za konstrukcije treba specifirati najširi opseg hemijskih osobina čelika i termičku obradu
usklađenu sa ispravnošću postupka i ekonomičnošću proizvodnje. Mehaničke osobine i nivo
kvalitete rezultiraju većim troškovima nabavke.