火器弹药筒和制造方法与流程

本发明涉及用于火器的弹药筒，确切地说涉及用于弹药的弹壳。

发明背景

在火器领域中，弹药筒(也称作弹药壳)含有粉末，所述粉末被点燃时将子弹沿枪管朝向目标推进。现有技术弹药筒，特别是用于轻武器的弹药筒，通常包括由锻造黄铜制成的弹壳。通常是无烟炸药粉末的推进剂包含在弹壳内，并且通过枪的后膛块的撞针冲击弹壳底座处凹部中设置的起爆器而被点燃。

与本发明有关的弹药筒包括大体圆柱形弹壳，所述圆柱形弹壳具有本文称作底座端的大致闭合端和通常称作口部的相对开口端。口部的开口端在推进剂被放入弹壳的凹面中之后接纳子弹；并且视需要将所述弹壳压接在子弹周围，以将子弹固持在适当位置。弹壳的底座端通常具有细槽或凹槽，以使得弹壳能够通过枪的发射机构上的夹具而被啮合。底座端通常包括充当止动件的较大直径法兰部分，从而限制弹药筒插入到枪管腔室中的深度。

在由锻造金属(通常是弹药筒黄铜)弹壳组成的现有技术弹药筒中，固持起爆器的底座端与固持子弹的套管部分成一体。通常来说，套管内部是锥形的(开口端具有较大直径)，这归因于用以形成弹药筒的金属加工过程。靠近底座的壁厚是口部端的壁厚的几倍。有时，弹壳在捕获子弹的开口端附近具有逐渐减小的直径。

常见弹药筒的底座的外表面具有凹部，所述凹部内含有碰炸起爆器，所述碰炸起爆器含有少量的冲击敏感爆炸粉末。通常来说，起爆器位于底座的中心，并且包括内部砧座，所述内部砧座在发射过程期间由凹部的端部支撑。存在穿过底座的小通道，通常称作通风口或传火孔，使得点燃的起爆器气体能通过底座并且进入弹壳的凹面，以点燃推进剂。

预期弹药筒必定滑动配合到枪管的腔室中。弹药筒通常被后膛块(称作滑动件或螺栓)插入并藉此固持在适当位置，所述后膛块通常具有用于抓住弹壳底座的外缘中的凹槽的一个或多个卡爪。当起爆器被枪的后膛块内的撞针撞击时，推进剂爆炸性地变成气体，并且将子弹从弹药筒中推挤出，并沿着枪管的枪膛。在这个过程中，爆燃的推进剂气体的压力径向向外膨胀弹药筒的弹壳，有利地产生密封以防止气体通过弹壳与腔室的滑动配合间隙区域逸出。然后，弹壳可能会松弛，径向向内移动到其原始尺寸，使得废弃弹药筒的弹壳能够容易地移除。通常通过在细槽上拉动的后膛块的缩回动作将弹壳从腔室移除；或者通过加压气体在弹壳上的力与后膛块的向后运动相配合将其移除。在从后膛区域喷出后，通常可以通过更换起爆器和粉末并安装新的子弹来循环使用弹壳。

良好的弹药筒具有若干特征。弹药筒应该足够坚固以抵抗如刚才所讨论的爆燃气体的压力。弹药筒应该被配置以便在子弹的发射期间与枪的腔室形成密封。弹药筒应该具有耐久性和完整性，包括在放入火器之前抵抗可能的粗暴处理的能力以及能够被重新加工和重新装填的能力。弹药筒应该是耐腐蚀的。通常来说，黄铜合金弹药筒效果很好。

与各种铁和铝合金相比，以及与塑料相比，常用的和广泛使用的传统弹壳的黄铜是昂贵的合金。然而，诸如钢、铝合金和塑料等替换材料在市场上不太受欢迎，这通常是由于在上述特征方面认知到的缺陷。

其他发明人已经描述了用于弹药筒的多种替换构造和材料。例如：弹药筒可以全部或部分地由塑料和黄铜以外的金属制成。弹壳可以由塑料或纸张制成，并且附接至金属底座(就像猎枪弹常见的那样)。弹壳可以制成具有火门端的套管形式，所述火门端插入到底座中延伸至起爆器的通道中，并且所述火门径向张开以将两个部分固持在一起。作为参考，请参阅以下公布：milbank的美国专利号125,830；horn的美国专利号3,688,699；skochko的美国专利号3,765,297；anderson美国专利号3,977,326；horn的美国专利号3,688,699；dittrich的美国专利公布2007/0214992和2008091245以及neugebauer的美国专利公布2014/0224144。基于市场上缺乏大多数(如果不是全部)上述种类的弹壳和弹药筒，似乎需要进一步的改进。

始终需要成本更低的弹药筒，特别是大量使用的轻武器弹药筒。另外，始终持续需要提高弹药筒性能。例如，对于任何特定口径的弹药筒，通常希望容纳火药的体积能够最大化。出于经济和环境原因，收集在发射后从枪支中排出的废弃弹壳是有利的。当弹壳由黄铜或塑料制成时，基本上意味着使用视觉或光学手段。另一个需要是区分具有相同外观的弹药筒，例如火药装填量不同的相同尺寸弹药筒。

附图简述

图1是具有用虚线示出的子弹的典型现有技术弹药筒的透视图。

图2是现有技术弹壳的底座端的部分截面。

图3是本发明的弹壳以及起爆器的分解视图。

图4是穿过图3中所示出的弹壳实施方案的截面。

图5是穿过弹壳的纵向截面。

图6是图5中所示出的底座的更加详细的截面视图。

图7是穿过图5的弹壳的部分纵向截面，示出套管是如何固定至底座的。

图7a是套管的部分纵向截面，示出火门的顶端处的倒角。

图7b是与图7a类似的视图，示出替换实施方案套管。

图7c是底座内的套管的部分纵向截面，示出密封区域。

图7d是套管的火门的一部分唇部的纵向截面。

图7e与图7d类似，示出替换配置唇部。

图8是穿过具有套管的弹壳的纵向截面，所述套管具有围绕堵头的周向波纹。

图9是堵头中具有一个波纹的套管的纵向截面。

图10是堵头中具有两个波纹的套管的部分纵向截面。

图10a是具有替换波纹的套管的纵向截面。

图11是底座和相邻套管的部分截面，示出在火门附近的空间。

图12是示出弹壳的套管的不同成型阶段的图解。

图13是现有技术中已知起爆器的透视图。

图14是弹壳底座的部分截面，示出起爆器是如何被按压配合到底座凹部中的。

图15是与图14类似的视图，示出插入底座凹部中的起爆器。

图16是本发明的弹壳的纵向截面。

图17是现有技术弹壳的纵向截面。

发明概要

本发明的目标是提供一种在火器中使用的弹药筒，其在以下方面得到改进：重量轻且制造费用低、耐腐蚀、操作过程中不易损坏、适应目前使用的起爆器、适合于使用后重新装填。另一目标是提供一种由被磁体吸引的弹壳组成的弹药筒，以实现对废弃弹壳的这种收集的改进。本发明的目标是制造一种与现有技术弹药筒相同或更好的较低成本弹药筒，特别是用于轻武器的弹药筒。

在本发明的实施方案中，一种用于火器的弹药筒包括弹壳。在一个实施方案中，弹壳包括借助于中空火门固定至底座的套管，所述中空火门从套管一端处的堵头延伸，并且紧固在穿过底座的通道中。套管的相对纵向端是圆柱形的，并且包括用于固持子弹的口部或其它壳体。通道中的凹部接纳起爆器。套管的堵头接触底座的第一表面或者紧密地安置在底座的第一表面处。火门的终端张开成唇部，所述唇部密封地啮合凹部的肩部。在弹壳实施方案中，通道内有沿火门的长度的两个密封，一个靠近堵头，且一个位于唇部/肩部处；并且所述密封被围绕火门的锥形圆柱空间隔开。

在本发明的另一实施方案中，火门的包括唇部的终端在弹壳的纵向截面中具有特殊形状：(a)唇部的第一侧与肩部接触，所述肩部优选与弹壳长度成90度延伸；以及(b)第二侧(面向起爆器)具有波状外形，且唇部外缘处比更靠近穿过火门的通道(传火孔)处更薄。唇部的第二侧以有利的方式与起爆器的砧座的支脚接触，并且实现直径增大的传火孔。

在本发明的其它实施方案中，堵头在与底座的端部匹配的一侧上具有一个或多个凹陷部，优选地具有以纵向轴和火门为中心的一个或多个圆形波纹或脊线。这个波纹在堵头与和堵头所接触的底座的表面之间形成凹陷部和空间，并且在套管的火药固持凹面中形成凸起区域。除了在火门处以外，堵头不与底座紧固或联锁。因此，波纹使得堵头在与发射子弹相关联的压力瞬变期间径向膨胀，密封地接触腔室的孔，并且减小原本会致使过早损坏的应力。弹壳实施方案具有底座，其中一个表面具有与和其邻接的堵头相同直径，并且所述细槽与所述底座表面间隔开。

在另一实施方案中，弹壳由奥氏体不锈钢制成，所述奥氏体不锈钢具有在冷加工时变得具有磁性的特殊特性。套管具有：具有第一硬度和第一导磁率的圆柱形口壁部分；具有较小硬度和导磁率的堵头；以及具有较小硬度和导磁率的火门。因此，可以形成对固定至底座的套管进行固持的唇部，而弹壳的圆柱形部分将被吸引到磁体上，从而便于收回废弃弹壳。并且，底座优选地由硬度比套管的任何部分小的铝合金制成。

前述实施方案的不同组合是有用的。本发明还包括制造具有上面所描述的所需的特征的弹壳和弹药筒的方法。

具有本发明的弹壳的弹药筒满足本发明的目标。弹壳比替代的现有技术黄铜弹药筒弹壳更坚固。弹壳具有增加的容积，这实现了对燃烧较慢的粉末的使用。弹壳异常地耐用，并且抵抗疲劳破坏。它可以被重新装填和发射的次数远超过传统的弹药筒。根据下面的更加详细的描述和相关联的附图，将充分地了解前述和其它特征和优点。

具体实施方式

图1是具有中心长度轴c的现有技术弹壳19的透视图；所述弹壳包括圆柱形套管状的部分21，所述部分21大多数情况下与底座23成一体。套管21具有开口端或口部33。在推进剂被放到弹壳的内部空腔内之后，如虚线中示出的子弹23摩擦地固持在套管的口部52处。在常见的9mm弹药筒中，子弹将在套管端部内设置约0.19英寸(4.8mm)深。

图2是穿过弹壳19a的底端的部分纵向截面，与那些常见地由黄铜制成的弹壳类似。底座部分23a在其端部处具有圆柱形凹部27a，所述凹部27a被成型来接纳按压配合的起爆器。通常称作传火孔或通风口的通道29a在凹部27a与弹壳的套管的内部凹面31a之间延伸。弹壳19a的部分21a具有圆筒形的外表面壁，所述外表面壁的厚度随着远离口部并且接近底座部分23a而增加。厚度的这种变化通常归因于使用的制造过程的限制；也可能需要在底座附近提供增加的壁强度，用于抵抗由于在发射子弹期间弹壳内侧生成的高压而导致的变形或损坏。类似地，存在圆形内部转角15a，圆柱形部分在所述转角15a处与底座汇合。其它射弹和壳体可以用于将火药容纳在弹壳中，例如可以在所谓的空白圆形中使用填充物。在本文的描述中，弹壳的任何壳体应在术语“子弹”的范围内。

图3是本发明的弹壳20的实施方案以及起爆器47的分解视图。弹壳由两个匹配件组成：以纵向轴c为中心的套管22和底座24。通道30延伸穿过底座，以接纳套管的火门28。在底座的近端，通道具有较大的直径，即凹部32，以利用按压配合接纳圆柱形起爆器47。底座24具有也称作提取凹槽的细槽46。

图4是由套管22组成的组装弹壳20的部分切开纵向视图，所述套管22已经通过套管的火门28的变形而紧固至底座24。参看图3和图4二者，在与底座匹配之前，套管22具有被成型用于接纳和固持子弹的细长圆柱形部分和第一端52。端部52通常称作弹壳的口部。在套管的相对端处，火门28从向内延伸的堵头26延伸。如在与底座匹配之前所形成，火门28具有开口端54。当两个部分22、24匹配时，使得火门在通道30内，火门的开口端向外张开以形成唇部34，由此将套管固持到底座。

本发明的一些方面涉及弹壳以及其组件的机械配置，其中材料不一定具有所需的独特性能组合。本发明的实施方案的机械配置包括套管和底座是如何各自成型的，以及它们是如何彼此匹配的。简单地说：套管具有接近恒定厚度的圆柱形壁部分、任选地具有波纹(环形脊线)的堵头部分，并且火门的终端在底座内向外张开以形成唇部，由此将套管固持到底座。唇部具有适合于支撑起爆器的表面形状。与具有相同外部大小的现有技术壳体相比，本发明的弹壳具有最大内部容积。

虽然具有前述特征的弹药筒和弹壳可以使用各种材料制成，但是本发明的实施方案涉及具有特殊性能和性能组合的材料。简单地说：本发明的实施方案包括由硬化且具有磁性的奥氏体不锈钢制成，并且底座由诸如铝基合金的较软金属制成。

下面的描述首先集中于本发明的机械方面。本发明的弹壳可以由不同的材料和材料组合制成。优选地，如下面更加详细地讨论，套管由具有马氏体微观结构的奥氏体不锈钢制成，并且底座是可锻铝合金。

图5示出弹壳120，所述弹壳120由以纵向轴c为中心的套管122和底座124组成。套管122具有用于接纳子弹的开口端152、具有厚度t的圆柱形壁138和大体封闭套管接近底座表面的端部的堵头126。同时参考图6和图7。不同实施方案中与另一元件编号共享后两位数字的元件是名称相同且功能大致上相同的元件。

参考图6中的底座124的部分截面，底座具有圆周台肩或肩部144，在所述肩部144处通道130的凹部132过渡至通道156。肩部144的表面优选地垂直于长度轴c，在任选情况下可倾斜。唇部134与肩部144的啮合有助于将套管固持到底座，并且唇部与肩部形成密封，以防止或抑制从起爆器区域流入存在于火门外部与通道156的孔之间的任何空间。

在制造弹壳期间，套管火门128放置在底座的通道130中，并且径向向外张开以啮合肩部144，如由图7中的虚线和箭头d所指示，从而形成唇部134。优选地，如图7a中所示，在火门插入底座的通道中之前，火门的顶端有大幅倒角。或者，可以通过在火门的孔内形成倒角来使尖端变薄。形成倒角和成型过程导致唇部的厚度在向外的方向上减小，即，距中心线c的径向距离减小。参见图7c。图7d和图7e是示出一部分火门的纵向截面和唇部实施方案的形状的详细截面。唇部34具有连续弯曲的表面。唇部434具有一个表面，所述表面具有弯曲的内部部分和外部部分以及位于表面277上的平坦部。

在本发明中，当在纵向截面中观察套管时，优选的唇部在面向底座的具有用于起爆器的凹部的端部的方向上的唇部表面上具有弯曲的表面部分。相对侧在底座的通道中密封地设置在肩部上。重申的是，优选的套管具有唇部，所述唇部在唇缘或外边缘处比在火门开始沿底座的通道向下流动的位置处更薄，并且具有完全或部分弯曲的表面。在下面关于图15的描述中，将了解较薄的外边缘和弯曲的第二表面的优点。

优选的套管包括特别适于以所需形状和密封效果张开的火门。火门顶端或终端的倒角以及扩口期间的拉伸达到所需配置。如下面所描述，有效密封也是选择优选材料和制造过程的结果，这导致沿底座内火门长度的不同特性。确切地说，优选地，火门的顶端比套管的其余部分软，所述套管的其余部分具有高硬度、高强度和磁性特征的所需组合。

如下面结合图14和图15所描述，在后续制造步骤中，起爆器被按压配合到凹部132中，所述凹部132具有倒角142，从而可简化所述布置。所述起爆器具有内部砧座，所述内部砧座的支脚搁置在套管的唇部上。

虽然肩部优选地与底座和弹壳的长度轴成90度，唇部朝向所述肩部张开，但是在替换实施方案中，肩部是截头圆锥形形状。在此种情况下，薄缘唇部可以表示成与长度轴成90度的表面。在本发明的另一替换实施方案中，唇部具有大致恒定的厚度。为了实现这个实施方案，当第一次成型时，火门可以在其终端处具有很小的倒角或者没有倒角，并且在扩口或唇部成型过程中，火门端部处的材料被收集，并且另外通过一个或多个成型工具适当地进行加工。

在本发明的实施方案中，火门可以滑动到通道156中，并且仅存在与唇部134相关联的第一密封。优选地，在通道156的孔内，火门与底座之间存在第二密封，更优选地，接近堵头。

图7c示出具有所需的第一密封和第二密封的弹壳的一部分。第一密封41在唇部34与底座的肩部之间环形地延伸。位置39处的第二密封是大致圆柱形的。当锥形火门或与图7b中所示出的火门有关的火门被按压到通道中，且火门的终端张开时，弹壳的特征在于非常薄的空隙空间43，即一个表面尚未挤压到另一个表面的区域。出于说明目的尺寸被严重夸大的空间43外切靠近第一密封的火门，并且往往具有锥形壁薄壁圆筒的形状。具有空隙43可确保位置39处实现良好密封，并且有助于确保当火门被按压到底座的通道中时，火门的端部将正确地定位，并且可以被适当地成型以制造唇部34。

在一种构造具有两个间隔开的密封的弹壳的方式中，通道156具有恒定的直径，并且火门的外部是锥形的。参考图9中的套管222，火门228的外表面远离堵头126以角度b向内呈锥形。角度b介于0度与10度之间，优选地介于1度与3度之间。火门的(最靠近堵头)底座的直径相对于表面136处的通道156的开口设定大小，使得存在0.002英寸至0.005英寸(0.05mm至0.13mm)的过盈配合或按压配合。

图7b示出替换套管实施方案422，其具有位于火门428上的外切脊线445，目的是加强完成第二密封39的形成。脊线具有中间点。火门可以可选地是锥形的，或具有大致上恒定的外直径。在其它套管实施方案中，火门的直径可以沿火门的长度逐步变化。

在弹壳的另一实施方案中，通道156以如图6中所示出的角度bb呈锥形，使得靠近底座的表面136的孔直径较大。与具有此种通道的底座一起使用的火门可以具有大致上恒定的直径，或者可以以相同的角度或比角度bb小的角度呈锥形。在这个实施方案中，第二密封将通过与表面136分隔开的位置处的按压配合来形成，并且可以接近唇部密封。

如上面所提及，在不存在第二密封的弹壳的另一实施方案中，火门外部和通道156的孔的相对形状可以使得沿火门的长度不存在按压配合，仅存在位于终端处的唇部。在所述实施方案中的任何一个中，可以围绕火门或在唇部位置处任选使用有机或无机密封剂。

火门的孔可以是笔直的或者是锥形的；优选地，火门具有与套管的圆柱形区段的厚度近似相同的壁厚。如图7和图11中所示，火门的孔(弹壳的传火孔)随着接近堵头和套管的凹面直径而增加，即与图9中的角度b一致，其中b介于1度与5度之间。这种圆锥的形状是为了增强将来自起爆器的热气体输送到火药的方式。

再次参看图5至图8，套管120的堵头接触或紧密接近底座的表面136。底座表面136可以是平面的，且垂直于弹壳和底座的长度轴c。或者，表面136可以是中凹的，使得其在靠近中心处凹陷，与平面d(与轴c正交的平面)成介于0度与5度之间的倾斜角a，优选地为约3度。参见图6。

在优选实施方案中，底座的邻接堵头的外直径与套管的笔直圆柱形部分的直径相同。当不相同时，底座的外部与枪的腔室之间将存在圆周空间；并且，套管的外“边缘”或“转角”，即区域140、240，可以由于张力或弯曲过载或疲劳损坏而优先地或过早地出现故障。这归因于区域140、240处相对于变形为圆周空间缺乏支撑。本发明的优选弹壳包括底座，所述底座具有面(例如，表面236)，所述面具有与套管堵头及其一体式圆柱形壁(例如，壁138)相同的直径。因此，弹壳的具体体现具有细槽(提取槽)，所述细槽与堵头轴向间隔开，即它是底座中的外切通道。这类构造相当于邻近堵头具有缩小的直径的弹壳，以限定提取槽。

为了实现前面提及的目的，并且出于外观原因，边缘或转角140、240与堵头、表面136之间必须有最小间隙。有助于实现这种情况的一种方法在于，底座的表面236与堵头226的匹配表面之间具有如图11中所示出的角度a。在图11的实施方案中，底座的表面以角度a中凹，并且相邻堵头的表面位于与中心轴c正交的平面d中。因此，堵头被认为是相对于底座端部的表面径向地成角度的。这在堵头与底座224的表面236之间产生小空间260，与通道230相邻。

当本发明的弹壳装配有推进剂和子弹，并且被插入火器的腔室中时，所述弹壳应当滑动配合到所述腔室中。例如，具有约0.386英寸(9.8mm)外直径的典型弹药筒的每一侧上的间隙可以是几千分之几英寸。在发射子弹期间，存在巨大的内部压力上升，这就会推挤圆柱形壁径向向外抵靠枪的腔室。在本发明的实施方案中，在推进剂的燃爆期间，弹壳将弹性地径向向外变形，然后弹性地恢复到接近其原始尺寸，足以实现从火器的腔室轻松移除废弃弹壳。然而，当存在向外的膨胀力时，在套筒堵头与圆柱形壁汇合的圆周位置140处可能会产生过多应力。通过分析和实验已经发现，通过以下中的任何一者或二者可减轻位置140处的故障倾向：(a)使位置140处的曲率半径足够小；以及(b)在堵头上提供圆形波纹250或脊线。

就半径而言：对于具有约0.012英寸(约0.3mm)的壁厚的套管实施方案，位置140处的平均曲率半径优选地小于约0.12英寸(32mm)；更优选地小于约0.05英寸(1.27mm)。较大的半径使得弹壳更易于出现故障。更优选地，在内表面测量的半径为约0.008英寸(0.2mm)，在外表面测量的半径为约0.020英寸(2mm)，其中平均半径为约0.014英寸(0.36mm)。在另一优选实施方案中，平均半径比材料厚度小约两倍。

图8是与底座224匹配的弹壳220的视图。火门228在底座224的通道230的较小直径通道部分256内纵向地延伸。弹壳的堵头226包括圆形脊线，在本文中称作波纹。图9是套管222与底座224锁定在一起之前的部分纵向截面。所述附图示出套管222和底座224，它们与弹壳120的那些套管和底座类似，但是堵头226中存在波纹250。圆形或环形波纹250以长轴c和火门长度为中心。当在如图9中的纵向截面中观察时，波纹250为径向延伸的堵头提供不规则廓线。

优选的堵头具有波纹，所述波纹(a)在堵头的外侧(面向底座)上产生凹陷部，并且(b)不受与底座的邻接表面的啮合限制。所述波纹限定堵头的外表面上的环形凹陷部或空洞258。堵头优选地具有恒定厚度，并且与底座端部处的表面236非常紧密或紧密地接近底座端部处的表面236；并且所述波纹限定堵头与表面236之间的空间。当推进剂在弹壳内燃爆时，波纹的存在降低了区域240处的冯米塞斯应力，在所述区域240处套管的圆柱形侧壁与堵头汇合。据信，当火药被点燃时弹壳内的高气体压力致使波纹弹性地变形或变平。这允许堵头和位置240处相邻套管圆柱形部分的外周长增加至它们接触腔室的孔的点，其中弹药筒定位在所述孔内，由此暂时地形成防止弹壳与腔室孔之间的枪管气体流动的密封。在本发明中，底座表面上不存在脊线或啮合特征，并且堵头能够相对于表面236径向地移动。优选地，前面提及的小曲率半径结合波纹存在于区域240处。

除了由于堵头与底座的邻接表面之间的任何角度差异而可能存在于这个区域中的任何小空隙空间以外，还可能存在波纹在堵头与底座端部的邻接表面236之间产生的空隙空间。

在本发明的套管具有波纹的实例中，套管的0.010英寸至0.012英寸(0.25mm至0.30mm)厚圆柱形壁的直径为约0.39英寸(9.9mm)直径，波纹250将具有约0.23英寸(5.8mm)的平均直径，并且将从堵头的平均内表面投射约0.002英寸至0.050英寸(0.05mm至1.27mm)，更优选约0.002英寸至0.010英寸(0.051mm至0.25mm)的尺寸h。投影h可以被称作波纹的高度。

图10示出具有两个波纹的套管222a的一部分。两个波纹250a在堵头226a上环形地延伸，外切火门228a的长轴c。图10a示出具有火门328和堵头326的另一套管322的一部分，其中存在另一波纹实施方案。在截面中，由波纹350提供的凹陷部358在火门处开始，并且向外延伸到堵头表面变得更接近底座的邻接表面(图10a中未图示)的点。

简而言之，在本发明的这个方面的概述中，弹壳具有堵头，所述堵头在面向底座的表面上具有一个或多个凹陷部。其它堵头配置可以实现本发明的这个方面的目标，所述波纹的第一堵头表面凸起或突出到套管的凹面中，并且堵头的第二相对侧表面具有相关联的凹陷部或空洞。

图13是常见起爆器47的透视图，所述起爆器47包括具有在其凹面内的砧座51的盖罩49。砧座51具有头部57和三个支脚60。存在用虚线圆示出的圆周ca，其限定支脚60的内部界限。图14示出被插入到弹壳20的底座24的凹部32中的起爆器47，如由附图中的箭头所指示。图15示出完全定位在弹壳底座的凹部内的盖罩。如上面所描述，在现有制造步骤中，套管22的火门28的端部已经向外张开，因此所产生的唇部34表示凹部32的底部处的弯曲环形表面。当起爆器完全插入并且当起爆器被撞针撞击时，砧座的支脚60接触唇部的表面。

唇部34的外边缘或外缘35比唇部的其余部分薄，如结合图7c、图7d和图7e所讨论。参考图15，砧座的头部57与盖罩49的内壁之间存在空间53，其中起爆器制造商放置一定量的冲击引爆物质(未图示)。当火器的撞针使盖罩的表面55在砧座51的头部57的方向上变形时，其致使起爆器物质引爆。砧座支脚由唇部34支撑。响应于所施加的力，砧座支脚倾向于相对于弹壳的中心线c向外推挤。所发射的弹药筒的分段指示在发射过程期间许多砧座的支脚被向外推挤达一定程度。唇部的弯曲表面被认为用于增强对砧座的支脚的支撑。

对于给定的外部形状弹药筒，与外部形状相同的现有技术一件式弹药筒相比，本发明可以提供较大直径传火孔较大容积弹壳。图16和图17将根据本发明制造的弹壳20的内部配置与现有技术一件式黄铜弹壳21进行比较，各自具有相同的相应内部空腔长度li、lp。

与现有技术弹壳21中的传火孔29a的直径vp相比，本发明实现了弹壳20中的传火孔29的增加的直径vi，辅以唇部34的形状，所述形状为起爆器的砧座支脚提供良好支撑，实现了凹部32底部处台肩的较小宽度。

与现有技术弹壳21中的传火孔29a的直径vp相比，弹壳20具有直径vi增大的传火孔29。所述增大的直径借助于唇部34的形状实现，所述形状为起爆器的砧座支脚提供良好支撑，实现了凹部32底部处台肩的较小宽度。套管22的传火孔的直径大于砧座支脚的最内界限的直径da。直径da是触碰起爆器的砧座51的支脚60的最内部分的圆ca的直径。参见图13。在优选的弹壳22中，当沿如由图16中的箭头m所指示的中心轴c以适当的放大率观察时，支脚60的各部分是肉眼可见的。相比而言，当以如图17中所描绘的相同方式观察时，在示例性现有技术弹药筒中，仅砧座的头部而不是支脚的边缘是可见的。直径增大的传火孔改进来自起爆器区域的热气体到套管22的凹面31中的流通；这有助于火药在凹面内更加有利的燃爆。

因为可以在本发明的弹壳中使用强度比弹药筒黄铜高的钢，所以较薄的弹壳壁是有用的。本发明的示例性弹壳具有为约0.010英寸至0.012英寸(0.25mm至0.3mm)的几乎均匀的壁厚t。也就是比示例性现有技术弹壳21的平均0.027英寸(0.59mm)壁厚小约0.0.15英寸(0.381mm)。因此，弹壳20的平均内直径d1大于弹壳21的平均直径dp；并且，对于组装弹药筒的粉末特征，弹壳内可能多4％至15％的容积。通常来说，弹药筒制造商在子弹处于适当位置处时使用填充弹壳的凹面31、31p的火药。一般来说，为了实现枪管内提高子弹速度和重复性的特定所需的压力与时间变化，较之于具有较小容积的高燃烧率粉末，合乎需要的是具有较大容积的低燃烧率粉末。本发明实现了所需的结果。试验已经示出枪管出口处的子弹速度具有较高的重复性，并且这可产生更精确的子弹瞄准。

在本发明的涉及前述机械特性的概述中，套管可以由铁合金(例如，钢)制成，并且优选地由具有铁、铝和铜基的其它合金制成。如刚才所指出，本发明的弹壳/弹药筒的最佳性能在套管材料具有高强度时实现。

优选地，本发明的弹壳的示例性套管由一种奥氏体不锈钢制成，所述奥氏体不锈钢被充分地冷加工来形成马氏体微观结构，从而较之于使钢处于其退火条件，选择性地使钢硬化和具有磁性。用于底座的优选材料是处于t6回火的7075可锻造铝合金。

优选的奥氏体不锈钢是aisi304不锈钢合金。可以优先使用的其它合金包括aisi302、aisi308和aisi347。前述合金和性状类似的合金在冷加工条件下使用，但未退火。选择的合金具有所需的成型性、耐腐蚀性和强度的组合。在它们的退火条件下，合金不具有磁性；当被冷加工时，它们具有磁性。在优选材料中，存在于材料中的形变诱发的马氏体(铁磁相)被冷加工且未退火；并且这使得材料有利地被常见磁体吸引。本发明的优选合金属于特殊种类。例如，奥氏体不锈钢aisi316被冷加工时不具有磁性。aisi400系列的不锈钢是铁素体的且具有磁性，不论是否加工或存在马氏体。

当从自动或半自动武器排出优选材料的弹壳并且散落在地面上时，可以通过使用永磁体或常见电磁体对区域进行清扫而收回用过的弹壳。将黄铜、铝或非金属弹壳进行比较。

aisi304的加工还硬化并且增加最终强度，从而实现比合金未被冷加工时小的套管壁厚。优选地，aisi304套管材料为至少“四分之一硬”，其中其具有至少约洛氏硬度c(“rc”)30的硬度和约125,000psi(磅/平方英寸)(6×10⁶n/m²)的相关联最终抗张强度。这相当于常见退火可锻造aisi304材料条或材料带的洛氏硬度b83-92的硬度和约75,000psi(3.6×10⁶n/m²)的最终抗张强度。更优选地，aisi304材料被加工，以使得硬度大于约rc40，且最终抗张强度超过150,000psi(7.2×10⁶n/m²)。

优选地，套管在冲孔机(传送压膜机)中形成，从扁平钢圆盘开始。所述圆盘被顺序地加工以改变形状，如由图12中的步骤(a)至(e)所说明。步骤(e)说明了处于用于插入到弹壳的底座中的条件的套管。参看图12中的步骤(e)的说明，本发明的典型套管具有顶部/火门位置n、堵头位置b、中间点圆柱形区段位置m和口部端位置e，如图12中所示。反向参考整个成型步骤，可以近似地识别中间形状中的对应位置。

表1示出每一步骤处的磁特性和最终步骤(e)处的硬度分布。可以看出，在逐步加工的情况下，导磁率(即“磁化”)增加，测量单位为mu。同样地，可以看出，硬度在中间点m和口部端e处显著增加。hvn硬度(使用200gm载荷的维氏硬度值)在口部端处最高，超过400hvn。如所熟知的是，增加的硬度与增加的屈服/最终强度相关联，并且当套管壁具有较高应力时，即较之于火门部分在圆柱形部分处具有较高应力时，这个性能是合乎需要的。

优选地，本发明的弹壳的套管是导磁率至少为2mu且更优选地至少为3mu的奥氏体不锈钢。在本申请中，具有此种至少2mu性能的钢被认为是磁性的。由在此种磁性条件下的套管组成的弹壳可以被永磁体或电磁体所吸引；这对于收回和/或处理用过的弹壳目的是非常有用的。

表1.图12中所示出的套管的局部磁性能和硬度性能。

弹壳的磁性程度，也就是导磁率，可以根据标准astma342-方法no.6以mu单位进行测量。可以利用被称作theseverngage(美国阿拉巴马州奥本的severnengineeringco.inc.)的测量装置。

套管的延伸至口部的圆柱形部分e变得最坚硬，并且对应地具有磁性。堵头也是坚固的且具有磁性。相比而言，套管的火门部分被合乎需要地较少加工和较少硬化，并且这有助于其与底座的按压配合以及其借助于唇部捕获在底座内部。火门的小直径表示用于任何给定的内部压力的应力低于套管的圆柱形部分中的应力。而且，因为较小且嵌入底座内，火门对于弹壳对磁性收集工具的吸引力不大。因为其不太坚硬，所以火门终端更适合于径向向外张开，并且可以更好地实现所需的良好密封接触。用于制造张开的唇部的冷加工增加了唇部部分的硬度和透磁率，但是不会改变从通道156、256内的唇部朝向堵头延伸的纵向火门部分的对应性能，所述部分确切地说是在图7c中的空隙43附近的部分。

因此，弹壳和套管实施方案是一种组合，所述组合包括在火门中的具有较小透磁率和硬度的套管，在所述火门中所述套管从唇部和起爆器凹部的肩部延伸至套管所具有的堵头，位于堵头处或开口端。

底座可以通过冲压、压制或机器加工形成，较少通过铸造形成。底座优选地由可锻造铝合金制成，优选地处于t6回火条件的可锻造7075合金。所述合金具有高强度，足以固持起爆器，且足以忍耐制造过程的力，火门在所述制造过程期间变形。铝底座可以被阳极化以及被染色以进行彩色编码，以区分不同类型的弹药筒。或者，铝合金底座可以涂覆有无电镀镍磷金属。示例性铝合金底座的洛氏硬度b将介于范围70至98之间。底座具有足够强度以承受火门的变形和由后膛块所施加的力。

在本发明的概念中，包括口部的套管圆柱形部分具有最高强度和硬度，火门的具有底座通道的体积具有较小的强度和硬度，且底座具有最低硬度。出于上面所阐述的部分原因，并且因为与例如钢底座相比，或者与现有技术钢弹壳相比，较软的底座减轻磨损或增加抓握和喷出弹药筒/弹壳的火器部分的寿命，所以这个组合是有利的。

在本发明的概述中，底座可以可选地由其它金属制成，诸如弹药筒黄铜、其它黄铜和铸造锌基合金，所述金属没有弹壳材料硬。在本发明的其它实施方案中，如果枪部件的前面提及的磨损不那么重要，那么钢合金或陶瓷可以用于底座。

本发明包括壳体或弹药筒，所述壳体或弹药筒包括具有本文所描述的新特征的弹壳。确切地说，可以通过以下方式形成壳体：将起爆器按压到弹壳底座的凹部中的适当位置处；通过口部端将火药放到套管的凹面中；以及将子弹按压和压接到套管的口部中。这些步骤可以全部使用与已经用于制造例如黄铜弹壳的现有技术弹壳的设备相同类型的设备来完成。虽然已经就小口径弹药筒描述了本发明，但是本发明也可以应用于较大口径的壳体。

本发明还包括使用已经描述的方法制造具有本文所描述的特征的弹壳和弹药筒的方法。可以通过使用将两个部件相互匹配的自动化机械以及通过以下方法来由套管和底座组装弹壳：使用(a)工具，所述工具在底座被固持时配合在套管的口部内并且按压在火门和相邻堵头上，以将火门推挤到底座的通道中，使得堵头的外边缘与底座的面接触或紧密接近；以及使用(b)工具，所述工具配合在起爆器凹部内并且在火门的终端上轴向按压，以使端部径向向外张开并且形成唇部，所述唇部在凹部的底部处按压抵靠肩部，其中所述肩部优选地具有环形弯曲表面。此后，为了形成弹药筒，在步骤(c)中，将起爆器按压到底座端部处的凹部中，使得起爆器砧座的支脚接触或非常接近唇部的表面；在步骤(d)中，将火药放到套管的凹面中；以及在步骤(e)中，将子弹按压到套管的口部中，并且口部优选地压接到子弹上。

套管和底座的独特特征为本发明提供了令人惊讶的优势。与现有技术的弹壳相比，弹壳/弹药筒具有重量轻、成本低和性能高的特点。同时，弹壳/弹药筒在处理期间具有耐久性并且具有重新装填的能力。

已经就若干实施方案描述和说明了具有明确的和隐含的变化和优点的本发明。这些实施方案应被视为说明性的而非限制性的。与在空间中描绘的物品的取向有关的任何词语的使用都是为了便于理解，并且即使物品的取向不同也不应视为限制性的。诸如“优选的”及其变化形式等任何词语的使用都表示合乎需要但不一定是强制的特征或组合。因此，缺少任何所述优选特征或组合的实施方案可以在所附权利要求的范围内。在不脱离要求保护的本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的本发明的实施方案的形式和细节做出各种变更。