CN104708267A - 一种火炮身管内膛修复方法 - Google Patents
一种火炮身管内膛修复方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104708267A CN104708267A CN201510153857.1A CN201510153857A CN104708267A CN 104708267 A CN104708267 A CN 104708267A CN 201510153857 A CN201510153857 A CN 201510153857A CN 104708267 A CN104708267 A CN 104708267A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- barrel
- cannon
- bore
- thickness
- surfacing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
本发明公开了一种火炮身管内膛的修复方法，包括以下步骤：（1）将火炮的身管内膛表面的特定区域镗削加工，切削厚度为5-6毫米，加工面与炮膛同轴；特定区域是指自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍距离处所形成的炮膛内壁面；（2）使用内孔感应加热设备将内膛孔预热至600—700°C；（3）将火炮身管置于卧式车床，在车床刀架上安装堆焊设备，使用堆焊设备利用堆焊材料对步骤（1）中的切削区域进行堆焊，厚度6-7mm；（4）使用内孔感应加热设备对堆焊镗面回火（5）在卧式车床刀架上安装膛刀，对堆焊后的身管内膛表面进行镗削和磨削；（6）将火炮身管自卧式车床移至拉床，拉刀从炮口沿阴膛线送入身管向炮尾方向运动，对修复表面进行膛线加工。
Description
技术领域
本发明属于火炮技术领域，具体地说是涉及一种火炮身管内膛修复方法。
背景技术
火炮身管造价昂贵，约占火力系统购置费的70%。大、中口径火炮身管通常不可修复，身管报废则全炮报废。某新型155mm榴弹炮寿命在1000发以内；滑膛火炮因膛压高、初速大，其寿命问题非常突出，例如：某型突击炮在发射I型穿甲弹时，当药温为50°C时的最大膛压达593Mpa，内膛表面温度可达3000K，弹丸初速约1650m/s，身管寿命只有60-70发，在发射药加入缓蚀剂后身管寿命未得到明显改善。
目前国外采用和正在发展的炮膛抗烧蚀技术主要是镀层、衬管和缓释添加剂技术。镀铬技术是已应用于炮膛身管抗烧蚀的主要手段。目前，柱面磁控溅射钽和钽金属薄衬管爆炸焊接工艺是有望走出实验室并替代电镀铬的工艺：
1、陶瓷基、金属基复合材料身管制造工艺
美国材料与电化学研究公司提出一种陶瓷基/金属基复合材料身管制造技术专利，该技术是在石墨芯轴上多层缠绕碳纤维、石墨纤维或碳化硅纤维。之后用液态预陶瓷聚合体对纤维缠绕层侵渗或者用甲基三氯甲苯、二甲基二氯硅烷或SiC4进行化学气相侵渗和热解。经过多次侵渗和热解可形成致密的碳、石墨或SiC4基体的陶瓷基复合材料衬管。
用氧化铝纤维在陶瓷基复合材料衬管上缠绕之后，再69Mpa压力下进行铝液挤压铸造，使铝液进入氧化铝纤维和衬管的空隙中，得到陶瓷基和金属基复合材料身管。最后去除心轴后精加工内孔。
美国材料与电化学研究公司提出的另一项金属基复合材料身管制造技术是在钢管芯轴表面沉积Ta-50Cr约2mm，然后沉积纯钛1mm或用氧化铝纤维缠绕和铝液挤压铸造获得难熔金属衬管和金属基复合材料结构炮管。最后钻去芯轴，拉削或以电化学法加工膛线。
2、具有全陶瓷衬管的复合结构身管制造工艺
2007年11月一项美国专利提出复合结构衬管炮管制造技术。衬管由多个壁厚较薄的金刚石或立方碳化硼衬管组成，炮管外套材料为Invar36、Invar42不胀钢。衬管和外套间有Invar36、Invar42不胀钢作为隔热中间层。衬管内表面由电火花加工成型，各段衬管间通过粘接剂焊接或通过凸笋和凹槽配合连接，在金属外套受加热膨胀的条件下插入衬管完成装配。
2008年一项美国专利提出采用注射成型技术（PIM）制造全陶瓷或全硬质金属衬管的工艺。PIM技术是将所需的陶瓷粉末添加到熔化的蜡中混合，将混合原料送入注射成型机的一个模型腔中注成衬管，在100°C左右温度下将衬管中的蜡脱去，再高温烧结成型，有时需要预烧结进一步脱蜡。
ZL201010048072.5提出的复合结构身管制造技术是衬管和压筒装入加工后的身管，压筒由炮尾和连接筒压住实现固定。衬管内涂层是通过将衬管切成半环喷涂，然后焊接成衬管的方法加工的。该方法需要保证衬管与身管的同轴度，工艺难度较大，加工成本价高。
上面的方法工艺复杂，而且不适于对于已经被烧蚀的火炮进行再次修复。
发明内容
本发明的目的就是提供了一种火炮身管内膛的修复方法，以解决现有技术中存在的身管内膛的修复方法复杂、修复后不能够再次修复和修复成本较高的技术问题。
本发明是这样实现的：
火炮身管内膛的修复方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）对火炮身管内膛表面的特定区域镗削加工，切削厚度为5-6毫米，加工面与炮膛同轴；特定区域是指自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍距离处止所形成的炮膛内壁面；
（2）使用内孔感应加热设备将内膛孔预热至600—700°C；
（3）将火炮身管置于卧式车床，在车床刀架上安装堆焊设备，使用堆焊设备利用堆焊材料对步骤（1）中的切削区域进行堆焊，厚度6-7mm；
（4）使用内孔感应加热设备对堆焊镗面回火；
（5）拆除堆焊设备，在卧式车床刀架上安装膛刀，对堆焊后的身管内膛表面进行镗削和磨削；
（6）将火炮身管自卧式车床移至拉床，拉刀从炮口沿阴膛线送入身管向炮尾方向运动，对修复表面进行膛线加工。
所述的火炮身管内膛的修复方法中，所述第（3）步中，所述堆焊材料可以选自以下复合材料中的一种：
a. 底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm，上层金属钽（Ta）厚度3 mm；
b.50%Ni-50%Cr熔覆，厚度6-7 mm；
c.Ni60合金粉末熔覆，厚度6-7 mm；
d.底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm，上层20%Ni-80%Cr，3mm。
所述的火炮身管内膛的修复方法中，所述堆焊设备选自内孔等离子堆焊设备、内孔氩弧堆焊设备或内孔CO2保护堆焊设备。
本发明的方法用于火炮内膛修复时操作简单，仅包含内孔镗削、内孔堆焊和对堆焊的部分进行加工拉削膛线几个工艺环节，工艺难度小，适合于工厂化生产。本发明选取适宜的区域进行切削加工后再堆焊高温抗烧蚀材料，最后再进行拉削膛线的加工，可使火炮身管复原。这种修复方法，不受烧蚀程度的影响，对于已经修复过的火炮在寿命终止时也可以再次修复，延长身管寿命。另外，本发明的方法，修复成本主要集中于堆焊高温抗烧蚀材料和身管加工，其中等离子堆焊设备8.8万元人民币，内孔感应加热设备3-4万元人民币。修复一次的成本在5~8万元人民币，而火炮管成本在36-80万元人民币，通过对比可知，修复成本低，经济效益好，实现身管的再修复，以较低成本换取身管寿命的延长。
本发明选择弹性模量 、热膨胀系数、射击过程中膛面温差乘积（）最小的堆焊材料，以显著减少射击时膛面的热应力，从而避免膛面开裂，同时也可使堆焊后的膛面具备较好的机械加工性。另外，采用内孔感应加热设备对膛面预热以及对堆焊后的膛面回火的过程也可以显著减小堆焊过程中生成的热应力。
附图说明
图1为火炮身管在卧式车床上进行堆焊加工时加工方式示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
火炮身管内膛的修复方法，包括以下步骤：
（1）将火炮的身管内膛表面的特定区域镗削加工，切削厚度为5-6毫米，加工面与炮膛同轴；特定区域是指自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍距离处止所形成的炮膛内壁面；所述区域优选自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍倍距离处止所形成的炮膛内壁面。
（2）使用内孔感应加热设备将内膛孔预热至600—700°C；
（3）图1所示，将火炮身管5安装在卧式车床上，由车床卡盘3卡装并由车床的工件支撑架6支撑，以保证身管旋转时身管轴线基本居中。堆焊设备4和内孔感应加热设备7安装在卧式车床的刀架上。所述堆焊设备选自内孔等离子堆焊枪、内孔氩弧堆焊枪或内孔CO2保护堆焊枪4。所用堆焊材料可以选自以下复合材料中的一种：a. 底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm，上层金属钽（Ta）厚度3 mm；b.50%Ni-50%Cr熔覆，厚度6-7 mm。c.Ni60合金粉末熔覆，厚度6-7 mm；d.底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm，上层20%Ni-80%Cr，3mm。
堆焊枪伸入需要堆焊的内膛表面。启动车床，在车床卡盘3的带动下，火炮身管5缓缓转动。堆焊枪随刀架沿轴线方向工进，内孔感应加热设备位于堆焊枪前，其运动方向、速度与堆焊枪一致。
这样堆焊枪将抗高温烧蚀材料堆焊在第（1）步中切削过的高温预热表面，厚度6-7 mm。等离子喷焊设备一次喷焊厚度约1-2 mm。
（4）使用内孔感应加热设备对堆焊镗面回火；
（5）拆除堆焊设备，在卧式车床刀架上安装膛刀，对堆焊后的身管内膛表面进行镗削和磨削；完成堆焊修复后的表面的精加工。
（6）将火炮身管自卧式车床移至拉床，拉刀从炮口沿阴膛线送入身管向炮尾方向运动，对修复表面进行膛线加工。
Claims (3)
1.一种火炮身管内膛的修复方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将火炮的身管内膛表面的特定区域镗削加工，切削厚度为5-6毫米，加工面与炮膛同轴；特定区域是指自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍距离处止所形成的炮膛内壁面；
（2）使用内孔感应加热设备将内膛孔预热至600—700°C；
（3）将火炮身管置于卧式车床，在车床刀架上安装堆焊设备，使用堆焊设备利用堆焊材料对步骤（1）中的切削区域进行堆焊，厚度6-7mm；
（4）使用内孔感应加热设备对堆焊镗面回火；
（5）拆除堆焊设备，在卧式车床刀架上安装膛刀，对堆焊后的身管内膛表面进行镗削和磨削；
（6）将火炮身管自卧式车床移至拉床，拉刀从炮口沿阴膛线送入身管向炮尾方向运动，对修复表面进行膛线加工。
2.根据权利要求1所述的火炮身管内膛的修复方法，其特征在于所述第（3）步中，所述堆焊材料可以选自以下复合材料中的一种：
a.底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm；上层金属钽（Ta）厚度3 mm；
b.50%Ni-50%Cr熔覆，厚度6-7 mm；
c.Ni60合金粉末熔覆，厚度6-7 mm；
d.底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm；上层20%Ni-80%Cr，3mm。
3.根据权利要求1所述的火炮身管内膛的修复方法，其特征在于，所述堆焊设备选自内孔等离子堆焊设备、内孔氩弧堆焊设备或内孔CO2保护堆焊设备。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510153857.1A CN104708267A (zh) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | 一种火炮身管内膛修复方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510153857.1A CN104708267A (zh) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | 一种火炮身管内膛修复方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104708267A true CN104708267A (zh) | 2015-06-17 |
Family
ID=53408263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510153857.1A Pending CN104708267A (zh) | 2015-04-02 | 2015-04-02 | 一种火炮身管内膛修复方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104708267A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108406222A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-17 | 江苏大学 | 一种大深径比微深孔内壁微细裂纹的修复方法 |
| CN114029491A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-11 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 硬质合金毛坯内孔修复方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1491844A1 (de) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Rheinmetall W & M GmbH | Verfahren zur Beseitigung von Beschichtungs- und/oder Erosionsschäden |
| US20070256345A1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-08 | Hall David R | A Rigid Composite Structure with a Superhard Interior Surface |
| US20120227302A1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-13 | Matthew Fonte | Composite gun barrel with outer sleeve made from shape memory alloy to dampen firing vibrations |
| CN103510137A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-15 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 机械零部件磕伤修复用电刷镀装置及方法 |
| CN103526240A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-22 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法 |
-
2015
- 2015-04-02 CN CN201510153857.1A patent/CN104708267A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1491844A1 (de) * | 2003-06-25 | 2004-12-29 | Rheinmetall W & M GmbH | Verfahren zur Beseitigung von Beschichtungs- und/oder Erosionsschäden |
| US20050066568A1 (en) * | 2003-06-25 | 2005-03-31 | Rheinmetall W & M Gmbh | Method for removing coating damages and/or erosion damages |
| US20070256345A1 (en) * | 2006-05-04 | 2007-11-08 | Hall David R | A Rigid Composite Structure with a Superhard Interior Surface |
| US20120227302A1 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-13 | Matthew Fonte | Composite gun barrel with outer sleeve made from shape memory alloy to dampen firing vibrations |
| CN103510137A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-15 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 机械零部件磕伤修复用电刷镀装置及方法 |
| CN103526240A (zh) * | 2013-09-23 | 2014-01-22 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 铬镀层和碳钢复合基体电刷镀方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李大勇等: "火炮身管内膛修复技术研究", 《火炮发射与控制学报》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108406222A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-17 | 江苏大学 | 一种大深径比微深孔内壁微细裂纹的修复方法 |
| CN114029491A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-02-11 | 浙江恒成硬质合金有限公司 | 硬质合金毛坯内孔修复方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3209811B1 (en) | Method and apparatus for cladding a surface of an article | |
| EP1740899B1 (en) | Gun barrel and method of forming | |
| CA2939609C (en) | Metal matrix compositions and methods for manufacturing same | |
| US8261480B2 (en) | Rigid composite structure with a superhard interior surface | |
| EP0968316B1 (en) | Method of treating metal components | |
| CA1250476A (en) | Gun barrel for use at high temperature | |
| EP2190618B1 (en) | Method of forming or repairing an earth boring tool having particle-matrix composite bodies | |
| CN1826431B (zh) | 机械零件的修理和制造方法及修复机械零件的制造方法 | |
| JP7362595B2 (ja) | 脆性材料の表面破壊靭性を改善するための方法及びシステム、並びにそのような方法により製造される切削工具 | |
| EP0339692A2 (en) | Method of forming a wear resistant gun barrel | |
| US11079194B1 (en) | Carbon fiber barrel sleeve resiliently bonded to steel liner and method of construction | |
| US20130121777A1 (en) | Cutting tool having at least partially molded body and method of making same | |
| US5341719A (en) | Multi-layer composite gun barrel | |
| CN104708267A (zh) | 一种火炮身管内膛修复方法 | |
| CN104005020B (zh) | 一种螺杆钻具径向轴承的制造方法 | |
| CN103821456A (zh) | 填坑式烧结金刚石钻头及其制造方法 | |
| CN101220475A (zh) | 以陶瓷颗粒为增强相的表层复合材料的氩弧熔化注射方法 | |
| RU2557892C2 (ru) | Способ изготовления ствола оружия | |
| CN106583803A (zh) | 钻石镀膜切削刀具及其制法 | |
| CN111283205B (zh) | 一种超厚多晶金刚石复合材料、制备方法及其应用 | |
| CN104174964A (zh) | 钢体钻头表面二次硬化方法 | |
| US8333029B1 (en) | Extreme duty machine gun barrel | |
| US9939222B1 (en) | Multi-layered mortar tube | |
| CN104439589A (zh) | 一种磨鞋工装及其制造工艺 | |
| RU2389857C2 (ru) | Способ армирования корпусов алмазных буровых долот |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gan Lin Inventor after: Tao Fenghe Inventor after: Lu Ming Inventor after: Liu Guangsheng Inventor after: Zhang Xiqing Inventor after: Cao Jinhua Inventor after: Zhang Lihua Inventor after: Men Xiangdong Inventor before: Gan Lin Inventor before: Tao Fenghe Inventor before: Lu Ming Inventor before: Liu Guangsheng Inventor before: Cao Jinhua Inventor before: Zhang Lihua Inventor before: Men Xiangdong |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160408 Address after: 050000 Heping West Road, Hebei, Shijiazhuang, No. 97 Applicant after: Ordnance Engineering College of the Chinese People's Liberation Army Applicant after: Shijiazhuang Tiedao University Address before: 050000 Heping West Road, Hebei, Shijiazhuang, No. 97 Applicant before: Ordnance Engineering College of the Chinese People's Liberation Army |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150617 |