Componente de arma de fuego seleccionado de un bastidor, una culata,

un cañón o una carcasa, comprendiendo:

a. un sustrato (1) comprendiendo un material de base del componente de arma de fuego, teniendo el sustratouna superficie externa; y

b. una primera capa (5) cubriendo al menos una parte de la superficie externa del sustrato, comprendiendo almenos un primer metal resistente a la corrosión o primera aleación de metales; y

c. una segunda capa (10) depositada sobre al menos una parte de la primera capa (5) por deposición física oquímica con vapor, comprendiendo al menos un constituyente seleccionado de un segundo metal, una segundaaleación de metales, un nitruro metálico, un carbonitruro metálico, un carburo metálico, un sulfuro metálico,grafito, carbono adiamantado (DLC), o cualquier combinación de estos;

donde el primer metal es diferente del segundo metal, y la primera aleación de metales es diferente de la segundaaleación de metales, y donde la segunda capa (10) comprende una superficie externa que coincide con una superficieexterna del componente de arma de fuego o accesorio, dicha superficie externa de la segunda capa (10) siendoadyacente a un entorno sustancialmente no cerrado.

Arma de fuego con propiedades de resistencia a la corrosión y al desgaste mejoradas

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a composiciones y métodos que proporcionan propiedades de resistencia a la corrosión mejorada y de resistencia al desgaste mejoradas para armas de fuego y componentes de armas de fuego sometidos a ambientes hostiles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el curso de su uso rutinario, las armas de fuego pueden ser expuestas a ambientes hostiles en los que se someten a corrosión, abrasión, o ambos. Tales ambientes afectan contrariamente a los componentes externos e internos de un arma de fuego, dando como resultado oxidación, picadura, arañado, estropeado, desgaste excesivo y similares, y potencialmente llevan a vida de producto disminuida, falta de fiabilidad, e incluso condiciones peligrosas.

La GB 2326222 A divulga un sistema de obturación para armas de artillería con un anillo de base de cañón, un anillo obturador y un inserto de recámara formando parte de la recámara. Para evitar escape de gases de propulsión caliente entre el anillo obturador y el inserto de recámara incluso bajo presiones altas y frecuencias de disparo, al menos las zonas de superficie de los componentes del sistema de obturador se proveen con un recubrimiento de un material mecánicamente resistente o un metal resistente a la corrosión y desgaste o una aleación de metales o cerámica.

Mientras el interior de un cañón de arma de fuego se expone a extremos de presión, temperatura, velocidad de flujo de gas y desgaste cuando se dispara, muchas otras partes del arma de fuego tales como pernos, culatas, carcasas, mecanismos de disparo, y similares son también expuestos a estos extremos, que pueden acelerar oxidación y picadura. Incluso la humedad y compuestos corrosivos que pueden contactar con un arma de fuego de condiciones atmosféricas o simplemente de manipulación pueden provocar picadura y en última instancia fiabilidad disminuida.

Por lo tanto, métodos y composiciones se necesitan que puedan proporcionar propiedades de rendimiento mejoradas para armas de fuego y partes del arma de fuego hechas de acero u otros materiales sometidos a tales ambientes hostiles. En particular, métodos y composiciones que proporcionan resistencia a la corrosión y propiedades de resistencia mejoradas al desgaste para tales objetos son deseados.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención abarca métodos y composiciones que proporcionan resistencia a la corrosión y propiedades de resistencia mejoradas al desgaste para armas de fuego y partes de arma de fuego sometidas a ambientes hostiles. Los métodos de esta invención son aplicables para cualquier arma de fuego, parte de arma de fuego, si esta parte o accesorio está hecho de acero, otro metal o aleación de metales, un material compuesto, o cualquier número de otros materiales. Típicamente, los métodos y composiciones de esta invención son aplicables típicamente a cualquier parte de un fusil, escopeta, pistola hechos de un metal o una aleación de metales tal como cualquier tipo de acero. Varios recubrimientos y tratamientos que han sido proporcionados, por ejemplo, aquellos proporcionados en la patente US o números de publicación de patente 1, 886, 218, 2, 799, 959, 3, 112, 553, 3, 503, 787, 3, 523, 035, 4, 138, 512, 4, 641, 450, 5, 039, 357, 6, 511, 710 B2, 2003/0078170 A1, 6, 576, 598 B2.

En un aspecto, esta invención se refiere a armas de fuego, componentes de arma de fuego con propiedad de corrosión y de desgaste mejoradas, hechas posiblemente mediante el revestimiento del arma de fuego, componente, o accesorio con una combinación de chapado de metales resistentes a la corrosión, seguido de un recubrimiento de película delgada de otro material tal como otro metal; un material cerámico tal como un nitruro metálico, un carbonitruro metálico, un carburo metálico, o un sulfuro metálico; materiales tales como grafito o carbono adiamantado (DLC) ; o cualquier combinación de cualquiera de estos materiales. Específicamente, esta invención proporciona un componente de arma de fuego, con las características de reivindicación 1, un arma de fuego según la reivindicación 13 y un método para hacer un componente de arma de fuego según la reivindicación 14.

En otro aspecto, por ejemplo, esta invención abarca un acero inoxidable, acero al carbono, o componente de arma de fuego de acero aleado o accesorio, sobre el que se reviste una primera capa comprendiendo níquel, tal como una capa de níquel no electrolítico (ENi) , y sobre la que se reviste una segunda capa comprendiendo una película fina de nitruro de zirconio. Si bien no se pretende estar atados a la teoría, se cree que el recubrimiento ENi mejora la resistencia a la corrosión del componente, mientras el recubrimiento de nitruro metálico proporciona un recubrimiento fino duro resistente al desgaste, mientras también proporciona alguna resistencia a la corrosión. Incluso en casos donde el componente de arma de fuego comprende materiales que no están sujetos a corrosión, tales como varios materiales compuestos, estas capas pueden proporcionar recubrimientos duros resistentes al desgaste y mejorar las características cosméticas y decorativas del componente.

Mientras los recubrimientos de esta invención se pueden aplicar a sustratos no metálicos o metálicos, en un aspecto, se aplican típicamente a un metal o aleación de metales tal como cualquier tipo de acero. En un aspecto, ejemplos de los metales resistentes a la corrosión que son útiles para preparar la primera capa incluyen, pero de forma no limitativa, níquel, cromo, una aleación de níquel, una aleación de cromo, y similares, o una combinación de estos. Ejemplos de los recubrimientos de película delgada que son útiles para preparar la segunda capa incluyen, pero de forma no limitativa, metales, no metales, aleaciones, materiales cerámicos, materiales no cerámicos, materiales amorfos, materiales cristalinos, o cualquier combinación de estos materiales. En un aspecto, por ejemplo, materiales útiles para preparar la segunda capa de película delgada incluyen, pero de forma no limitativa, metales, aleaciones de metales, nitruros metálicos, carbonitruros metálicos, sulfuros de metal de carburos metálicos, grafito y carbono adiamantado. En otro aspecto, por ejemplo, materiales útiles para preparar la segunda capa de película delgada incluyen, pero de forma no limitativa, nitruro de zirconio, nitruro de boro, nitruro de titanio, nitruro de aluminio de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de cromo, carbonitruro de cromo, nitruro de tungsteno, carburos de tungsteno, carburo de tungsteno/tungsteno, carburo de boro, nitruro de cromo de aluminio, carburos de cromo, disulfuro de molibdeno, molibdeno, níquel, renio, tungsteno, cromo, grafito, carbono adiamantado (DLC) , carbono amorfo, carbono amorfo hidrogenado, o cualquier combinación de estos.

En otro aspecto, los recubrimientos de película delgada de la segunda capa, por ejemplo, el metal, aleación de metales, nitruro metálico, carbonitruro metálico, carburos metálicos, sulfuro metálico, recubrimiento de carbono adiamantado, grafito, y similares, pueden ser referidos colectivamente como deposición con vapor física o recubrimientos "PVD", aunque típicamente, recubrimientos de película delgada se pueden aplicar por cualquier proceso de transporte de vapor, incluyendo deposición química con vapor (CVD) , deposición física con vapor (PVD) , o una combinación de ambos métodos de deposición físicos y químicos.

Así, el segundo recubrimiento se puede aplicar por un proceso de transporte de vapor que se basa en el material de recubrimiento para ser entregado al material de base en el vapor o fase gaseosa, en el que las especies de deposición pueden incluir átomos, moléculas, agrupaciones pequeñas, y similares, o cualquier combinación de estos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Figura 1 ilustra una vista en sección transversal parcial de una carcasa de arma de fuego en un aspecto de esta invención, que demuestra la relación entre un material de sustrato (1) , una primera capa de metal resistente a la corrosión (5) y una película delgada de una segunda capa decorativa o resistente al desgaste PVD o recubrimiento CVD (10) . La Figura 2 ilustra la comparación de prueba de corrosión de cañones de fusil inventivos y de control. Los dos cañones inventivos aparecen en la parte superior de la figura 2, mientras las seis... [Seguir leyendo]

1. Componente de arma de fuego seleccionado de un bastidor, una culata, un cañón o una carcasa, comprendiendo:

a. un sustrato (1) comprendiendo un material de base del componente de arma de fuego, teniendo el sustrato una superficie externa; y

b. una primera capa (5) cubriendo al menos una parte de la superficie externa del sustrato, comprendiendo al menos un primer metal resistente a la corrosión o primera aleación de metales; y

c. una segunda capa (10) depositada sobre al menos una parte de la primera capa (5) por deposición física o química con vapor, comprendiendo al menos un constituyente seleccionado de un segundo metal, una segunda aleación de metales, un nitruro metálico, un carbonitruro metálico, un carburo metálico, un sulfuro metálico, grafito, carbono adiamantado (DLC) , o cualquier combinación de estos;

donde el primer metal es diferente del segundo metal, y la primera aleación de metales es diferente de la segunda aleación de metales, y donde la segunda capa (10) comprende una superficie externa que coincide con una superficie externa del componente de arma de fuego o accesorio, dicha superficie externa de la segunda capa (10) siendo adyacente a un entorno sustancialmente no cerrado.

2. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde el sustrato (1) comprende un tercer metal, una tercera aleación de metales, un material compuesto, un polímero, o cualquier combinación de estos.

3. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde el sustrato (1) comprende acero al carbono, acero bajo en carbono, acero aleado, acero sin estaño, acero calmado, acero semicalmado, acero tapado, acero efervescente, acero calmado de aluminio, acero endurecido por cocción, acero inoxidable, acero inoxidable austenítico, acero inoxidable férrico, acero inoxidable martensítico, o cualquier combinación de estos.

4. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la primera capa (5) comprende níquel, cromo, una aleación de níquel, una aleación de cromo, o cualquier combinación de estos.

5. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la primera capa (5) comprende níquel no electrolítico (ENi) .

6. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la segunda capa (10) comprende nitruro de zirconio, nitruro de boro, nitruro de titanio, nitruro de aluminio de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de cromo, carbonitruro de cromo, nitruro de tungsteno, carburo de tungsteno, carburo de tungsteno/tungsteno, carburo de boro, nitruro de cromo de aluminio, carburo de cromo, disulfuro de molibdeno, molibdeno, níquel, renio, tungsteno, cromo, grafito, carbono adiamantado (DLC) , carbono amorfo, carbono amorfo hidrogenado, o cualquier combinación de estos.

7. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la segunda capa (10) comprende nitruro de zirconio.

8. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la segunda capa (10) es aplicada usando un proceso de transporte de vapor.

9. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la segunda capa (10) es aplicada usando un método de deposición física con vapor (PVD) , un método de deposición química con vapor (CVD) , o una combinación de estas.

10. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde la segunda capa (10) es aplicada usando deposición física con vapor de arco catódico (PVD) , deposición física con vapor de arco mejorado (PVD) , deposición magnetrónica desequilibrada, deposición química con vapor orgánica de metal (MOCVD) , deposición química con vapor asistida por plasma (PaCVD) , o cualquier combinación de estas.

11. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde el arma de fuego es una escopeta, un fusil, o una pistola.

12. Componente de arma de fuego según la reivindicación 1, donde el sustrato (1) comprende acero inoxidable, la primera capa comprende níquel y la segunda capa comprende nitruro de zirconio.

13. Arma de fuego comprendiendo un componente como proporcionado en la reivindicación 1.

14. Método para hacer un componente de arma de fuego se selecciona de un bastidor, una culata, un cañón o una carcasa, comprendiendo:

a. provisión de un sustrato (1) comprendiendo un material de base del componente de arma de fuego, el sustrato (1) teniendo una superficie externa; y

b. recubrimiento de al menos una parte de la superficie externa del sustrato (1) con una primera capa (5) comprendiendo al menos un primer metal o primera aleación de metales resistentes a la corrosión; y

c. recubrimiento de al menos una parte de la primera capa (5) con una segunda capa (10) por deposición con vapor, la segunda capa (10) comprendiendo al menos un constituyente seleccionado de un segundo metal, una segunda aleación de metales, un nitruro metálico, un carbonitruro metálico, un carburo metálico, un sulfuro metálico, grafito, carbono adiamantado (DLC) , o cualquier combinación de estos;

donde el primer metal es diferente del segundo metal, y la primera aleación de metales es diferente de la segunda aleación de metales, y donde la segunda capa (10) comprende una superficie externa que coincide con una superficie externa del componente de arma de fuego o accesorio, dicha segunda capa (10) siendo adyacente a un entorno sustancialmente no cerrado.

15. Método según la reivindicación 14, donde el sustrato (1) comprende un tercer metal, una aleación de metales, un material compuesto, un polímero, o cualquier combinación de estos.

16. Método según la reivindicación 14, donde el sustrato (1) comprende acero al carbono, acero bajo en carbono, acero aleado, acero sin estaño, acero calmado, acero semicalmado, acero tapeado, acero efervescente, acero calmado de aluminio, acero endurecido por cocción, acero inoxidable, acero inoxidable austenítico, acero inoxidable férrico, acero inoxidable martensítico, o cualquier combinación de estos.

17. Método según la reivindicación 14, donde la primera capa (5) comprende níquel, cromo, una aleación de níquel, una aleación de cromo, o cualquier combinación de estos.

18. Método según la reivindicación 14, donde la primera capa (5) comprende níquel no electrolítico (ENi) .

19. Método según la reivindicación 14, donde la segunda capa (10) comprende nitruro de zirconio, nitruro de boro, nitruro de titanio, nitruro de aluminio de titanio, carbonitruro de titanio, nitruro de cromo, carbonitruro de cromo, nitruro de tungsteno, carburo de tungsteno, carburo de tungsteno/tungsteno, carburo de boro, nitruro de cromo de aluminio, carburo de cromo, disulfuro de molibdeno, molibdeno, níquel, renio, tungsteno, cromo, grafito, carbono adiamantado (DLC) , carbono amorfo, carbono amorfo hidrogenado, o cualquier combinación de estos.

20. Método según la reivindicación 14, donde la segunda capa (10) comprende nitruro de zirconio.

21. Método según la reivindicación 14, donde la segunda capa (10) es aplicada usando un proceso de transporte de vapor.

22. Método según la reivindicación 14, donde la segunda capa (10) es aplicada usando un método de deposición física con vapor (PVD) , un método de deposición química con vapor (CVD) , o una combinación de estos.

23. Método según la reivindicación 14, donde la segunda capa (10) es aplicada usando deposición física con vapor de arco catódico (PVD) , deposición física con vapor de arco mejorado (PVD) , deposición magnetrónica desequilibrada, deposición química con vapor orgánica de metal (MOCVD) , deposición química con vapor asistida por plasma (PaCVD) ,

o cualquier combinación de estas.

24. Método según la reivindicación 14, donde el arma de fuego es una escopeta, un fusil, o una pistola.

25. Método según la reivindicación 14, donde el sustrato (1) comprende acero inoxidable, la primera capa (5) comprende níquel y la segunda capa (10) comprende nitruro de zirconio.