Luận Văn Thạc Sỹ Về Công Nghệ Chế Tạo Vỏ Đầu Đạn 30mm Dùng Trong Hải Quân

Việc phát triển vỏ đạn 30mm cho pháo hải quân có một lịch sử lâu dài, bắt đầu từ những năm 1960 với sự ra đời của pháo cao tốc AK-630. Các nghiên cứu ban đầu chủ yếu dựa trên các mẫu vỏ đạn từ Nga. Đến năm 2013, Nhà máy Z113 đã chế thử thành công vỏ liều đạn 30mm theo mẫu của Nga. Năm 2014, Viện Vũ khí đã xây dựng tài liệu thiết kế đạn 30mm cho hải quân. Tuy nhiên, các phương pháp chế tạo ban đầu chủ yếu dựa vào gia công cắt gọt cơ khí, tốn nhiều vật tư và năng lượng.

Vỏ đạn 30mm đóng vai trò then chốt trong hệ thống vũ khí hải quân, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất chiến đấu của pháo hạm. Vỏ đạn phải đảm bảo độ bền, độ chính xác và khả năng chịu áp lực cao trong quá trình bắn. Đồng thời, tuổi thọ vỏ đạn cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét. Việc tối ưu hóa cấu trúc vỏ đạn 30mm và lựa chọn vật liệu chế tạo vỏ đạn phù hợp sẽ giúp nâng cao đáng kể hiệu quả chiến đấu của hệ thống vũ khí.

Vật liệu chế tạo vỏ đạn phải đáp ứng nhiều yêu cầu kỹ thuật khắt khe, bao gồm độ bền cao, khả năng chịu nhiệt tốt và khả năng chống ăn mòn. Các loại thép hợp kim đặc biệt thường được sử dụng, nhưng việc lựa chọn thành phần hợp kim vỏ đạn phù hợp đòi hỏi nhiều nghiên cứu và thử nghiệm. Thép S10C, được sử dụng trong nghiên cứu của Nguyễn Đức Thanh, là một lựa chọn tiềm năng nhưng cần được đánh giá kỹ lưỡng về các tính chất cơ học.

Kiểm tra chất lượng vỏ đạn là một bước không thể thiếu trong quy trình chế tạo. Các phương pháp kiểm tra bao gồm kiểm tra kích thước, kiểm tra độ cứng, kiểm tra thành phần hóa học và kiểm tra khuyết tật. Các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt phải được tuân thủ để đảm bảo vỏ đạn 30mm đạt yêu cầu về an toàn và hiệu suất. Bất kỳ sai sót nào cũng có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng trong quá trình sử dụng.

Dập vuốt là một công đoạn quan trọng trong quy trình chế tạo vỏ đạn 30mm. Việc tối ưu hóa các thông số dập vuốt, bao gồm lực dập, tốc độ dập và lượng bôi trơn, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các thông số tối ưu để giảm thiểu biến dạng, tránh nứt và đảm bảo độ chính xác kích thước. Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng như Deform 3D V6 cũng giúp dự đoán và tối ưu hóa quy trình.

Hàn đai dẫn đồng M1 vào vỏ đạn là một công đoạn quan trọng để đảm bảo độ kín và khả năng dẫn điện. Phương pháp hàn PTA (Plasma Transferred Arc) được lựa chọn vì nó cho phép kiểm soát chính xác nhiệt độ và giảm thiểu biến dạng. Nghiên cứu tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số hàn, bao gồm dòng điện, điện áp và tốc độ hàn, để đạt được mối hàn chất lượng cao với độ bền và độ dẫn điện tốt.

Thiết kế cối dập bát ba lớp là một giải pháp hiệu quả để tăng cường khả năng chịu áp lực. Các lớp cối được ghép với nhau bằng phương pháp ép chặt, tạo ra ứng suất nén trước giúp giảm ứng suất kéo trong quá trình dập. Nghiên cứu tập trung vào việc lựa chọn vật liệu phù hợp cho từng lớp và tính toán lượng dư ép để đạt được hiệu quả tối ưu.

Lượng dư ép là một thông số quan trọng trong công nghệ chế tạo cối ghép. Việc tính toán lượng dư ép một cách chính xác giúp đảm bảo cối dập có đủ độ bền để chịu được áp lực cao trong quá trình dập bát. Nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích ứng suất để xác định lượng dư ép tối ưu, đảm bảo cối dập không bị phá hủy trong quá trình sử dụng.

Việc kiểm tra chất lượng vỏ đạn bao gồm nhiều phương pháp khác nhau. Rò khuyết tật sử dụng các kỹ thuật như siêu âm hoặc chụp X-quang để phát hiện các vết nứt hoặc lỗ rỗng. Thử áp suất đảm bảo vỏ đạn có thể chịu được áp lực lớn khi bắn. Kiểm tra cơ tính đánh giá độ bền và độ dẻo của vật liệu.

Thử nghiệm nổ sinh mảnh là một phương pháp quan trọng để đánh giá khả năng sát thương của đầu đạn. Bắn kiểm tra độ bền đảm bảo vỏ đạn không bị vỡ hoặc biến dạng trong quá trình bắn. Các thử nghiệm này cung cấp thông tin quan trọng để cải thiện thiết kế và quy trình chế tạo.

Nghiên cứu đã thành công trong việc hoàn thiện quy trình dập nguội, lựa chọn vật liệu phù hợp và thiết kế cối dập bền vững. Việc áp dụng các kết quả nghiên cứu vào sản xuất đã mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao. Đặc biệt, nghiên cứu đã góp phần nâng cao năng lực tự chủ trong sản xuất vỏ đạn 30mm cho hải quân.

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của quy trình chế tạo. Các hướng nghiên cứu bao gồm sử dụng các vật liệu mới có tính năng cao hơn, áp dụng các phương pháp gia công cơ khí chính xác tiên tiến hơn và phát triển các hệ thống kiểm tra chất lượng tự động. Việc áp dụng các công nghệ chế tạo vỏ đạn tiên tiến sẽ giúp nâng cao sức mạnh quốc phòng.