RU2557892C2 - Method of production of gun barrel - Google Patents
Method of production of gun barrel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557892C2 RU2557892C2 RU2013151826/11A RU2013151826A RU2557892C2 RU 2557892 C2 RU2557892 C2 RU 2557892C2 RU 2013151826/11 A RU2013151826/11 A RU 2013151826/11A RU 2013151826 A RU2013151826 A RU 2013151826A RU 2557892 C2 RU2557892 C2 RU 2557892C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- recess
- electrode
- surfacing
- titanium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к военной технике, а именно к технологии изготовления оружейных стволов, и может быть использовано при изготовлении всех типов огнестрельного оружия.The invention relates to military equipment, and in particular to the technology of manufacturing gun barrels, and can be used in the manufacture of all types of firearms.
Ствол огнестрельного оружия является основной частью оружия и представляет собой трубу, в которой метаемому элементу сообщается движение в заданном направлении и с определенной скоростью.The barrel of a firearm is the main part of the weapon and is a pipe in which the missile element is informed of movement in a given direction and at a certain speed.
Устройство ствола обусловливается назначением оружия и особенностями его эксплуатации. Ствол как часть оружия работает в особых условиях. Для того чтобы выдерживать большое давление пороховых газов при высокой температуре, трение пули или снарядов при движении их в канале ствола и различные служебные нагрузки, ствол должен обладать достаточной прочностью, которая обеспечивается толщиной его стенок и материалом, способными выдерживать высокое давление пороховых газов 250-400 МПа (до 4000 кг/см2) при температуре до 3000°C.The device of the barrel is determined by the purpose of the weapon and the features of its operation. The barrel as part of the weapon works in special conditions. In order to withstand the high pressure of the powder gases at high temperature, the friction of a bullet or shells when moving them in the barrel and various service loads, the barrel must have sufficient strength, which is provided by its wall thickness and material capable of withstanding the high pressure of powder gases of 250-400 MPa (up to 4000 kg / cm 2 ) at temperatures up to 3000 ° C.
Ввиду массового изготовления оружия особенно большое значение в настоящее время приобретает проблема живучести стволов. Вопрос о живучести стволов является чрезвычайно важным, так как в настоящее время ствол представляет самую недолговечную из ответственных деталей оружия. Нередко продолжительность службы автоматики в целом оказывается раз в десять больше, чем живучесть одного ствола. Эта диспропорция заставляет уделять вопросу живучести стволов серьезное внимание. Основными причинами, вызывающими износ стволов, являются: давление и температура пороховых газов; давление снаряда на боковую грань нареза; трение о поверхность канала при движении снаряда (пули) по нарезам (Благонравов А.А. Материальная часть стрелкового оружия. Книга 1 - М: Оборонгиз, 1945, стр.23-41; Орлов Б.В. Проектирование ракетных и ствольных систем. - М.: Машиностроение, 1974, стр.323-373; Орлов Б.В., Ларман Э.К., Маликов В.Г. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий. - М.: Машиностроение, 1976. - 431 с.).In view of the mass production of weapons, the problem of barrel survivability is currently of particular importance. The issue of barrel survivability is extremely important, since at present the barrel is the most short-lived of the crucial details of the weapon. Often, the duration of the automation service as a whole is ten times longer than the survivability of one barrel. This imbalance forces us to pay serious attention to the issue of trunk survivability. The main causes of barrel wear are: pressure and temperature of the powder gases; projectile pressure on the side face of the rifling; friction on the surface of the channel when the projectile (bullet) moves along the rifles (A. Blagonravov. Material of small arms. Book 1 - M: Oborongiz, 1945, pp. 23-41; Orlov B.V. Design of rocket and receiver systems. - M: Engineering, 1974, pp. 323-373; Orlov B.V., Larman E.K., Malikov V.G. Design and design of artillery gun barrels. - M .: Engineering, 1976. - 431 p.) .
В поисках путей для уменьшения износа канала, прежде всего, обратились к использованию сортов специальных сталей, обеспечивающих большую живучесть стволов. Имеется ряд сортов специальных сталей, достаточно стойких против износа. Специальные стали, имеющие в своем составе такие элементы, как хром, никель, вольфрам, дают некоторое повышение живучести. Однако технологические затруднения при применении специальных сортов стали, в сравнении с незначительностью повышения живучести стволов, заставили искать и другие методы увеличения живучести стволов.In search of ways to reduce channel wear, first of all, they turned to the use of special steel grades that provide greater barrel survivability. There are a number of grades of special steels that are quite resistant to wear. Special steels, incorporating such elements as chromium, nickel, tungsten, give some increase in survivability. However, technological difficulties in using special grades of steel, in comparison with the insignificance of increasing the survivability of the trunks, made us look for other methods of increasing the survivability of the trunks.
К таким методам относится специальная обработка поверхности канала с целью повышения твердости: например отложение на поверхности слоя хрома, специальные виды цементирования поверхности канала ствола, наклеп, сообщаемый поверхностному слою металла. Таким образом удается повысить живучесть стволов иногда раза в полтора (Благонравов А.А. Действие выстрела на орудийные стволы. - Л.: Издательство Артиллерийской Академии РККА, 1933, стр.2-49).Such methods include special treatment of the surface of the channel in order to increase hardness: for example, deposition of a chromium layer on the surface, special types of cementing of the surface of the bore channel, and hardening communicated with the surface metal layer. Thus, it is possible to increase the survivability of the trunks sometimes one and a half times (Blagonravov A.A. The effect of a shot on gun barrels. - L .: Publishing House of the Artillery Academy of the Red Army, 1933, pp. 2-49).
Для защиты поверхности каналов стволов от атмосферной коррозии широко используется хромирование. Однако появление белых и темных пятен, точек, сыпи на поверхности канала ствола в процессе использования оружия нарушает и ухудшает эксплуатационные качества каналов стволов и оружия в целом.Chrome plating is widely used to protect the surface of barrel channels from atmospheric corrosion. However, the appearance of white and dark spots, dots, rashes on the surface of the barrel in the process of using weapons violates and degrades the performance of the barrel channels and weapons in general.
Более совершенный способ нанесения покрытия на каналы ствола огнестрельного оружия описан в патенте RU 2338990, F41A 21/22, 20.11.2008, который включает в себя операцию предварительной обработки поверхности канала и операцию нанесения покрытия. Операцию предварительной обработки поверхности канала осуществляют смесью природных минералов и биологических ферментных систем, растворенных и взвешенных в изопропиловом спирте при температуре 50-80°C в течение 60-90 минут. Затем наносят слой полифункционального состава, состоящего из смеси гомогенных и гетерогенных катализаторов и дисперсионно-упрочняющих систем в вязком носителе. Далее слой подвергают термообработке в течение 2-4 часов при температуре 110-120°C.A more advanced method of coating the channels of a barrel of a firearm is described in patent RU 2338990, F41A 21/22, 11/20/2008, which includes a preliminary surface treatment of the channel surface and a coating operation. The preliminary surface treatment of the channel surface is carried out with a mixture of natural minerals and biological enzyme systems, dissolved and suspended in isopropyl alcohol at a temperature of 50-80 ° C for 60-90 minutes. Then a layer of multifunctional composition is applied, consisting of a mixture of homogeneous and heterogeneous catalysts and dispersion hardening systems in a viscous carrier. Next, the layer is subjected to heat treatment for 2-4 hours at a temperature of 110-120 ° C.
В другом способе изготовления износостойкого ствола огнестрельного оружия осуществляют нанесение ультрадисперсного порошка или его смеси с технологической средой на поверхность каждого снаряда и внутреннюю поверхность ствола перед каждым выстрелом серии, состоящей не менее чем из 3-5 выстрелов, при этом ультрадисперсный порошок готовят из природных минералов или смеси природных минералов из ряда слоистых силикатов, включающих различные структурные модификации состава Mg3[Si2O5](OH)4 (RU 2169328С1, F41A 21/02, F41A 21/22, 20.06.2001).In another method of manufacturing a wear-resistant barrel of a firearm, an ultrafine powder or its mixture with a process medium is applied to the surface of each projectile and the inner surface of the barrel before each shot of a series of at least 3-5 shots, while the ultrafine powder is prepared from natural minerals or mixtures of natural minerals from a number of layered silicates, including various structural modifications of the composition Mg 3 [Si 2 O 5 ] (OH) 4 (RU 2169328С1, F41A 21/02, F41A 21/22, 06/20/2001).
Известные способы позволяют формировать антифрикционное, износостойкое и антикоррозионное защитное покрытие канала ствола, однако покрытие имеет высокую степень износа, что снижает живучесть ствола.Known methods allow the formation of anti-friction, wear-resistant and anti-corrosion protective coating of the bore, however, the coating has a high degree of wear, which reduces the survivability of the barrel.
Известен способ изготовления ствола автоматического стрелкового оружия, включающий изготовление заготовки ствола из легированной стали, термическую обработку заготовки на заданный комплекс механических свойств, механическую обработку наружной и внутренней поверхностей, формирование нарезной части канала ствола, образование патронника, осаждение на поверхности канала ствола хрома путем гальванического хромирования с последующим прогревом, при этом для изготовления заготовки ствола используют специальные легированные стали: 25Х4МФ1СА-Ш, 30Х3М3ФА-Ш, 25Х3М3НБЦА-Ш с содержанием углерода не выше 0,3 мас.% и легирующих элементов, обеспечивающих в совокупности высокое положение критической точки Ас1, затем заготовку подвергают закалке, при этом охлаждение осуществляют в перлитном интервале температур со скоростью, обеспечивающей подавление процесса выделения карбидов по границам зерен аустенита, а для гальванического хромирования канала используют источник постоянного тока и напряжения с пульсацией силы тока и напряжения не более 1% от номинала (RU 2458157 C1, 10.08.2012). Недостатком способа получения ствола является длительность процесса в целом, только в части хромирования до 3 часов, использование ядовитых соединений хрома. Кроме того, в процессе использования оружия происходит растрескивание и отслаивание хромового покрытия, что снижает эксплуатационные характеристики оружия.A known method of manufacturing a barrel of automatic small arms, including the manufacture of a billet barrel of alloy steel, heat treatment of the workpiece for a given set of mechanical properties, machining of the outer and inner surfaces, the formation of the threaded portion of the bore, the formation of the chamber, the deposition on the surface of the bore of the chromium by galvanic chromium plating followed by heating, while for the manufacture of the billet barrel use special alloy steels: 25X4MF 1CA-Sh, 30Kh3M3FA-Sh, 25Kh3M3NBTSA-Sh with a carbon content of not higher than 0.3 wt.% And alloying elements, which together provide a high position of the critical point Ac 1 , then the workpiece is quenched, while cooling is carried out in a pearlite temperature range with at a rate that suppresses the process of carbide precipitation along austenite grain boundaries, and for galvanic chromium plating of the channel, a direct current and voltage source with a ripple of current and voltage no more than 1% of the nominal value is used (RU 2458157 C1, 08/10/2012). The disadvantage of the method of obtaining the barrel is the duration of the process as a whole, only in terms of chromium plating up to 3 hours, the use of toxic chromium compounds. In addition, in the process of using weapons, the chrome coating is cracked and peeled off, which reduces the operational characteristics of the weapon.
Таким образом, все известные способы изготовления ствола оружия требуют использования в качестве материала ствола сталей высокого качества с достаточно толстыми стенками трубы ствола, что сильно утяжеляет массу оружия, а способы нанесении покрытия на внутренние поверхности канала трудоемкие, длительные по времени и не относятся к ряду экологически чистых процессов.Thus, all known methods for manufacturing a barrel of a weapon require the use of high-quality steels with sufficiently thick walls of the barrel pipe as a barrel material, which greatly complicates the mass of the weapon, and the methods of coating the inner surfaces of the channel are labor-intensive, time-consuming and not environmentally clean processes.
Технической задачей изобретения является создание принципиально нового способа изготовления износостойкого ствола для любого типа оружия с облегченной массой при сохранении/улучшении эксплуатационных характеристик стволов.An object of the invention is the creation of a fundamentally new method of manufacturing a wear-resistant barrel for any type of weapon with light weight while maintaining / improving the operational characteristics of the trunks.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение массы оружия, снижение изгибных колебания ствола, что приводит к равномерному распределению в рассеивании пуль и точности стрельбы, повышение износостойкости покрытия.The technical result of the invention is to reduce the mass of weapons, reduce bending vibrations of the barrel, which leads to a uniform distribution in the dispersion of bullets and firing accuracy, increasing the wear resistance of the coating.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления ствола оружия заключается в том, что сплошную заготовку по длине ствола из сплава на основе титана, железа или алюминия разрезают вдоль горизонтальной оси по крайней мере на две части, прорезают в каждой из частей заготовки углубление под канал ствола, поверхность углубления подвергают механической обработке, затем на подготовленную поверхность наносят покрытие методом аргонно-дуговой наплавки в сочетании с самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, при этом в качестве нерасходуемого электрода используют вольфрамо-рениевый, в качестве присадочного электрода в зону дуги подают электрод из спрессованной экзотермической смеси порошков титана с бором и/или углеродом при массовом отношении бора или углерода к титану, равном 1:15-30, в процессе наплавки в экзотермической смеси возникает реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), продукты синтеза которой плавятся в дуге, стекают на поверхность углубления, образуя покрытия в виде наплавки, после наплавки проводят финишную обработку горизонтальных поверхностей заготовок и поверхностей наплавки углублений до нужного калибра ствола, соединение обработанных частей заготовок между собой в ствол осуществляют по внешней поверхности намоткой с натягом слоями высокопрочной стальной проволокой или лентой, или лентой из углеродного волокна.The technical result is achieved by the fact that the method of manufacturing the barrel of the weapon is that a continuous billet along the length of the barrel of an alloy based on titanium, iron or aluminum is cut along the horizontal axis into at least two parts, a recess under the bore is cut in each part of the billet , the surface of the recess is subjected to mechanical treatment, then the prepared surface is coated by argon-arc surfacing in combination with self-propagating high-temperature synthesis, while As a non-consumable electrode, a tungsten-rhenium electrode is used; an electrode from a pressed exothermic mixture of titanium powders with boron and / or carbon is supplied to the arc zone as a filler electrode with a mass ratio of boron or carbon to titanium equal to 1: 15-30 in the process of surfacing in exothermic of a mixture, a reaction of self-propagating high-temperature synthesis (SHS) occurs, the synthesis products of which melt in an arc, flow to the surface of the recess, forming coatings in the form of surfacing, after surfacing they finish The horizontal surfaces of the workpieces and the surfacing surfaces of the recesses are worked up to the desired caliber of the barrel, the processed parts of the workpieces are connected to each other in the barrel on the outer surface by winding with interference with layers of high-strength steel wire or tape or carbon fiber tape.
Сущность способа заключается в следующем.The essence of the method is as follows.
Для изготовления ствола берут заготовку круглого сечения, диаметр и длина которой зависят от будущей длины ствола и его калибра. Заготовку разрезают по крайней мере на две части по горизонтальной оси. Для стволов малого и среднего диаметра заготовку разрезают на две части, для стволов выше 25 мм на три и более части. В качестве материала заготовки ствола используют сплавы на основе титана с высокой жаропрочностью и высокой прочностью, например, марки ВТ 6 (ГОСТ 19807-74); сплавы на основе железа, например, марки 36 Н (инвар), содержащий 35-37 процентов никеля, марки 32 НКД (суперинвар), 29 НК (ковар); высокопрочные сплавы на основе алюминия: сплавы марок В 65, В 95, В 96, в состав этих сплавов входят медь, цинк и другие легирующие элементы, по прочности указанные сплавы алюминия выше низколегированных сталей.For the manufacture of the barrel, a round billet is taken, the diameter and length of which depend on the future length of the barrel and its caliber. The workpiece is cut into at least two parts along the horizontal axis. For trunks of small and medium diameter, the workpiece is cut into two parts, for trunks above 25 mm into three or more parts. As the material for the billet barrel use alloys based on titanium with high heat resistance and high strength, for example, grade VT 6 (GOST 19807-74); iron-based alloys, for example, grade 36 N (Invar), containing 35-37 percent nickel, grade 32 NKD (superinvar), 29 NK (Kovar); high-strength aluminum-based alloys: alloys of grades B 65, B 95, B 96, these alloys include copper, zinc and other alloying elements, the strength of these alloys of aluminum is higher than low alloy steels.
Заготовки могут быть поставлены по размерам заказчика или изготовлены на месте из сплошного проката. Сплошную заготовку из указанных материалов по размеру ствола разрезают вдоль горизонтальной оси по крайней мере на две части, прорезают в каждой из частей заготовки углубление под канал ствола, поверхность углубления шлифуют, затем на подготовленную поверхность наносят покрытие методом аргонно-дуговой наплавки в сочетании с самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС - дуговая наплавка), который подробно описан в статье (Кванин В.Л., Балихина Н.Т., Мержанов А.Г., Карабахин В.Г. «Использование самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и аргонно-дуговой наплавки при упрочнении поверхности изделий из титановых сплавов», Известия вузов. Цветная металлургия, №2, 2012, с.46-52).Billets can be delivered according to the size of the customer or made on site from solid rolled products. A continuous billet of these materials according to the size of the barrel is cut along at least two parts along the horizontal axis, a recess is cut in each part of the billet under the bore, the surface of the cavity is ground, then the prepared surface is coated by argon-arc surfacing in combination with self-propagating high-temperature synthesis (SHS - arc surfacing), which is described in detail in the article (Kvanin V.L., Balikhina N.T., Merzhanov A.G., Karabakhin V.G. "Use of self-propagating heights mperaturnogo synthesis and argon arc surfacing at hardening the surface of titanium alloy products, "Proceedings of the universities. Non-Ferrous Metallurgy,
Наплавку наносят на внутреннюю поверхность углубления под канал всех частей заготовок, для чего заготовки размещают на столе, который перемещается вдоль оси канала в камере, в атмосфере аргона. В камере устанавливают нерасходуемый вольфрамо-рениевым электрод, возбуждают дугу между ним и покрываемой поверхностью углублений заготовок ствола, после чего подают в зону дуги присадочный электрод из спрессованной экзотермической смеси исходных компонентов порошков титана с бором и/или углеродом при массовом отношении бора или углерода к титану, равном 1:15-30. В процессе наплавки в экзотермической смеси возникает реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, горячие продукты синтеза плавятся в дуге, стекают на поверхность углубления заготовок ствола, образуя покрытия в виде наплавки, толщина которого в зависимости от калибра составляет от 0,5 до 15 мм.Surfacing is applied to the inner surface of the recess under the channel of all parts of the workpieces, for which the workpieces are placed on a table that moves along the axis of the channel in the chamber, in an argon atmosphere. A non-consumable tungsten-rhenium electrode is installed in the chamber, an arc is excited between it and the covered surface of the recesses of the barrel blanks, after which a filler electrode is supplied from the compressed exothermic mixture of the starting components of titanium powder with boron and / or carbon with a mass ratio of boron or carbon to titanium equal to 1: 15-30. In the process of surfacing in an exothermic mixture, a reaction of self-propagating high-temperature synthesis occurs, hot synthesis products melt in an arc, flow onto the surface of the recess of the barrel blanks, forming coatings in the form of surfacing, the thickness of which varies from 0.5 to 15 mm depending on the caliber.
В результате наплавки на поверхности углублений под канал образуется слой покрытия из композиционного материала на основе титана, упрочненного твердыми частицами моноборида и/или карбида титана. После наплавки заготовки ствола при необходимости могут подвергаться термообработке по особому режиму в зависимости от калибра, материала ствола и состава наплавки. Механическую обработку поверхностей наплавки и горизонтальных поверхностей заготовок проводят, например, алмазным шлифованием до нужного калибра ствола. После чего готовые части заготовок соединяют между собой в форму ствола и укрепляют их по внешней поверхности ствола намоткой с натягом слоями высокопрочной стальной лентой или проволокой, или лентой из углеродного волокна.As a result of surfacing on the surface of the recesses under the channel, a coating layer is formed of a composite material based on titanium, hardened by solid particles of monoboride and / or titanium carbide. After surfacing the billet blanks, if necessary, can be subjected to heat treatment in a special mode, depending on the caliber, barrel material and composition of the surfacing. The machining of surfacing surfaces and horizontal surfaces of the workpieces is carried out, for example, by diamond grinding to the desired caliber of the barrel. After that, the finished parts of the workpieces are connected to each other in the form of a barrel and reinforced along the outer surface of the barrel by winding with interference with layers of high-strength steel tape or wire or carbon fiber tape.
В качестве высокопрочной стальной проволоки и ленты используют сталь с пределом прочности не ниже 1800÷2000 МПа и с высоким сопротивлением хрупкому разрушению.Steel with a tensile strength of at least 1800 ÷ 2000 MPa and with high resistance to brittle fracture is used as a high-strength steel wire and tape.
В качестве углеродного волокна используют материалы типа кевлар, карбон, например, немецкой фирмы «Graphite PRO».As the carbon fiber using materials such as Kevlar, carbon, for example, the German company "Graphite PRO".
Соединение заготовок в ствол с использованием намотки с натягом позволяет снизить изгибные колебания ствола, что приводит к равномерному распределению в рассеивании пуль. Преимуществом намотки в сочетании с покрытием канала ствола является исключение аварийного разрыва ствола в результате повышенного давления выделяющихся пороховых газов, т.к. происходит ступенчатое снижение давление.The connection of the blanks in the barrel using winding with interference allows you to reduce the bending vibrations of the barrel, which leads to a uniform distribution in the dispersion of bullets. The advantage of winding in combination with the coating of the bore is the elimination of emergency rupture of the barrel as a result of increased pressure of the released powder gases, because a stepped decrease in pressure occurs.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1-4: на фиг.1 показан момент нарезки углубления под канал фрезой, где 1 - сплошная половина заготовки ствола, 2 - углубление под канал до нанесения покрытия, 3 - горизонтальные поверхности заготовки ствола; на фиг.2 показан момент наплавки, где 4 - присадочный электрод, 5 - нерасходуемый вольфрамо-рениевый электрод, 6 - покрытие на поверхности углубления до обработки шлифовальным алмазным кругом; на фиг.3 показан момент обработки алмазным шлифовальным кругом нанесенного покрытия, где 7 - готовое покрытие на заготовке; на фиг.4 показан вид готового ствола из двух частей, соединенных между собой стальной многослойной лентой 8, с покрытием 9 и каналом 10, F - направление намотки.The invention is illustrated in FIG. 1-4: in Fig. 1, the moment of cutting a depression under the bore channel is shown, where 1 is the continuous half of the barrel billet, 2 is the depression under the channel before coating, 3 is the horizontal surface of the barrel billet; figure 2 shows the time of surfacing, where 4 is a filler electrode, 5 is a non-consumable tungsten-rhenium electrode, 6 is a coating on the surface of the recess before processing with a diamond grinding wheel; figure 3 shows the moment of processing by the diamond grinding wheel of the applied coating, where 7 is the finished coating on the workpiece; figure 4 shows a view of the finished barrel of two parts interconnected by a steel multilayer tape 8, with a coating 9 and a
Сущность изобретения подтверждается примерами.The invention is confirmed by examples.
Пример 1Example 1
Изготовление ствола пулемета калибра 7,62 мм. Сплошную заготовку по длине ствола из сплава титана ВТ 6 прочностью (150-180 кг/мм) разрезают на две части 1 вдоль горизонтальной оси, прорезают в каждой из частей заготовок углубления 2 под канал, поверхность углубления шлифуют, на подготовленную поверхность наносят покрытие методом аргонно-дуговой наплавки в сочетании с самораспространяющимся высокотемпературным синтезом, в котором в качестве нерасходуемого электрода 5 используют вольфрамо-рениевый, в зону дуги подают присадочный электрод 4 из спрессованной экзотермической смеси титана и бора при соотношении бора к титану 1:15. В процессе наплавки в экзотермической смеси возникает реакция самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и горячие продукты синтеза в виде композиционного материала на основе титана и моноборида титана плавятся в дуге, стекают на поверхность углубления и образуют на них литое покрытие 6, после наплавки заготовки ствола отжигают при температуре 500°C в течение 3 часов, затем проводят механическую обработку поверхностей наплавки и горизонтальных поверхностей заготовок шлифованием алмазным кругом до размера калибра 7,62 мм. Соединение подготовленных двух заготовок между собой в форму ствола осуществляют намоткой с натягом слоями высокопрочной стальной проволокой или лентой 8 в 4 ряда по внешней поверхности ствола с образованием канала 10 ствола. Общий вид полученного ствола представлен на фиг.4, где 9 - вид готового покрытия на заготовке с намоткой.Making the barrel of a machine gun 7.62 mm caliber. A solid billet along the length of the barrel of titanium alloy VT 6 with a strength (150-180 kg / mm) is cut into two
Износ полученного покрытия толщиной 0,5 мм составляет 61 мкм/ч, предел прочности при изгибе 750 МПа, предел прочности при сжатии 2400 МПа, твердость 76 HRA.The wear of the resulting coating with a thickness of 0.5 mm is 61 μm / h, the ultimate tensile strength in bending is 750 MPa, the ultimate tensile strength in compression is 2400 MPa, and the hardness is 76 HRA.
Предварительные испытания пулемета с полученным стволом показали, что при исходной кучности боя 8,5 см после серии из 10 выстрелов она устанавливается не хуже 4,5 см и сохраняется после более 1000 выстрелов. Такие эксплуатационные данные соответствуют требованиям ГОСТ.Preliminary tests of the machine gun with the received barrel showed that with the initial accuracy of the battle 8.5 cm after a series of 10 shots, it is installed no worse than 4.5 cm and remains after more than 1000 shots. Such operational data meets the requirements of GOST.
Пример 2Example 2
Изготовление ствола из дюраля для стрелкового оружия калибра 5,5 мм. Все как в примере 1, но после наплавки заготовки ствола не отжигают, а намотку осуществляли лентой из углеродного волокна (карбон) в 3 ряда, а в качестве экзотермической смеси используют титан и углерод (графит) при соотношении графита к титану 1:20. Износ полученного покрытия толщиной 0,5 мм составляет 50 мкм/ч, предел прочности при изгибе 650 МПа, предел прочности при сжатии 2450 МПа, твердость 86 HRA.Production of a trunk from duralumin for small arms of 5.5 mm caliber. Everything is as in example 1, but after surfacing the billet blanks are not annealed, and winding was carried out with a carbon fiber (carbon) tape in 3 rows, and titanium and carbon (graphite) are used as an exothermic mixture with a ratio of graphite to titanium of 1:20. The wear of the resulting coating with a thickness of 0.5 mm is 50 μm / h, the flexural strength is 650 MPa, the compressive strength is 2450 MPa, and the hardness is 86 HRA.
Эксплуатационные свойства оружия с использованием полученного ствола близки к данным примера 1.The operational properties of the weapon using the resulting barrel are close to the data of example 1.
Пример 3Example 3
Изготовление ствола длиной 2 м для танка Т-90 калибра 125 мм. Заготовку для ствола из сплава на основе железа марки 36 Н (инвар) разрезают по горизонтальной оси на 4 части. Далее как в примере 1, но в качестве экзотермической смеси используют порошки бора и титана при их массовом соотношении 1:30, а соединение подготовленных 4-х частей заготовок между собой в ствол осуществляют намоткой с натягом слоями высокопрочной стальной проволокой в 5 рядов по внешней поверхности ствола. Толщина покрытия 15 мм. Износ полученного покрытия составляет 30 мкм/ч, предел прочности при изгибе 850 МПа, предел прочности при сжатии 2850 МПа, твердость 88 HRA.Production of a 2 m long barrel for a T-90 tank of 125 mm caliber. A blank for a barrel made of an alloy based on iron of 36 N grade (Invar) is cut along the horizontal axis into 4 parts. Further, as in example 1, but as an exothermic mixture, boron and titanium powders are used at a mass ratio of 1:30, and the prepared 4-part preforms are joined together into the barrel by winding with interference with layers of high-strength steel wire in 5 rows on the outer surface the trunk. Coating thickness 15 mm. The wear of the resulting coating is 30 μm / h, the ultimate tensile strength in bending is 850 MPa, the ultimate tensile strength in compression is 2850 MPa, and the hardness is 88 HRA.
Из орудия, оснащенного полученным стволом, произвели 5 контрольных выстрелов для определения кучности боя и дальности. После серии из 10 выстрелов кучность боя улучшилась в 2,0 раза, дальность полета снаряда увеличилась в 2,5 раза. Достигнутые показатели кучности и дальности сохранились и после 1000 выстрелов.From the guns equipped with the received barrel, 5 control shots were fired to determine the accuracy of the battle and range. After a series of 10 rounds, the accuracy of the battle improved by 2.0 times, the range of the projectile increased by 2.5 times. The achieved indicators of accuracy and range remained after 1000 shots.
Пример 4Example 4
Изготовление ствола пулемета калибра 7,62 мм. Все как в примере 1, но две части ствольной заготовки выполнены из высокопрочного сплава на основе алюминия марки В 65, присадочный электрод выполнен из титана и бора при соотношении бора к титану 1:20 и титана с углеродом при соотношении углерода к титану 1:10. а соединение заготовок в ствол проводят лентой углеродной ленты (карбон) в 4 ряда с натягом.Making the barrel of a machine gun 7.62 mm caliber. Everything is as in example 1, but two parts of the barrel billet are made of high-strength alloy based on aluminum of grade B 65, the filler electrode is made of titanium and boron at a ratio of boron to titanium of 1:20 and titanium with carbon at a ratio of carbon to titanium of 1:10. and the connection of the blanks in the barrel is carried out with a carbon tape (carbon) tape in 4 rows with an interference fit.
Толщина покрытия 1,0 мм. Износ полученного покрытия составляет 40 мкм/ч, предел прочности при изгибе 800 МПа, предел прочности при сжатии 2800 МПа, твердость 86 HRA.Coating thickness 1.0 mm. The wear of the obtained coating is 40 μm / h, the ultimate tensile strength in bending is 800 MPa, the ultimate tensile strength in compression is 2800 MPa, and the hardness is 86 HRA.
Достигнутые показатели кучности и дальности соответствуют данным примера 3.The achieved indicators of accuracy and range correspond to the data of example 3.
Приведенные примеры не ограничивают возможности предложенного способа и специалисты в области СВС и вооружения могут опробовать другие варианты предложенного способа.The above examples do not limit the possibilities of the proposed method and specialists in the field of SHS and weapons can try other options of the proposed method.
Таким образом, заявленная совокупность признаков позволяет получать стволы оружия с износом покрытия в зависимости от толщины наплавки не более 65 мкм/ч; коэффициентом эрозионной стойкости покрытия порядка 4,3×10-12 м/ч, твердостью до 90 HRA, пределом прочности при изгибе до 850 МПа, пределом прочности при сжатии до 2800 МПа, что значительно превосходит аналогичные данные для известных покрытий стволов. Такие свойства покрытия обеспечивают живучесть стволов в три и более раз, улучшают точность стрельбы за счет повышения точности изготовления канала, улучшают распределение попадания пуль из огнестрельного оружия, уменьшают неравномерное распределение при рассеивании пуль, улучшают кучность боя.Thus, the claimed combination of features allows to obtain gun barrels with wear of the coating, depending on the thickness of the surfacing not more than 65 microns / h; the coefficient of erosion resistance of the coating is about 4.3 × 10 -12 m / h, hardness is up to 90 HRA, tensile strength in bending is up to 850 MPa, tensile strength in compression is up to 2800 MPa, which significantly exceeds the similar data for the well-known coatings of the shafts. Such coating properties provide barrel survivability by three or more times, improve firing accuracy by increasing the accuracy of manufacturing the channel, improve the distribution of bullets from firearms, reduce the uneven distribution during dispersal of bullets, and improve the accuracy of the battle.
Кроме того, способ упрощает технологию изготовления стволов, а стволы, изготовленные согласно изобретению из сплавов на основе титана или алюминия, имеют вес на 30-50% ниже стальных, что в свою очередь снижает общую массу оружия.In addition, the method simplifies the manufacturing technology of barrels, and barrels made according to the invention from alloys based on titanium or aluminum have a weight of 30-50% lower than steel, which in turn reduces the total mass of weapons.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151826/11A RU2557892C2 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of production of gun barrel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013151826/11A RU2557892C2 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of production of gun barrel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013151826A RU2013151826A (en) | 2015-05-27 |
| RU2557892C2 true RU2557892C2 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53284907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013151826/11A RU2557892C2 (en) | 2013-11-21 | 2013-11-21 | Method of production of gun barrel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2557892C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU206560U1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-09-15 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | 30 mm rifled artillery barrel |
| RU206605U1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | 30 mm rifled artillery barrel |
| RU2760477C1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-11-25 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | Method for manufacturing a rifled artillery barrel, rifled artillery barrel and barrel workpiece for rifling |
| US11385013B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-07-12 | Blackpowder Products, Inc. | Hybrid carbon—steel firearm barrel |
| USD1018757S1 (en) | 2020-09-17 | 2024-03-19 | Blackpowder Products, Inc. | Firearm barrel |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238792A (en) * | 1985-08-13 | 1987-02-19 | Toyota Motor Corp | Formation of alloy layer by co2 laser |
| UA72351C2 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-15 | M K Yangel State Design Office | Gun barrel and method for making it |
| RU2303651C1 (en) * | 2006-02-06 | 2007-07-27 | Институт прикладной механики УрО РАН | Method for strengthening of a long-measuring steel body of rotation |
| RU2338990C1 (en) * | 2007-01-25 | 2008-11-20 | Государственное Унитарное Предприятие "Конструкторское Бюро Приборостроения" (Гуп "Кбп") | Method of firearms barrel bore coatings |
| CN102618866A (en) * | 2012-02-23 | 2012-08-01 | 山东大学 | Method for reinforcing laser cladding layer on surface of titanium alloy |
-
2013
- 2013-11-21 RU RU2013151826/11A patent/RU2557892C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6238792A (en) * | 1985-08-13 | 1987-02-19 | Toyota Motor Corp | Formation of alloy layer by co2 laser |
| UA72351C2 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-15 | M K Yangel State Design Office | Gun barrel and method for making it |
| RU2303651C1 (en) * | 2006-02-06 | 2007-07-27 | Институт прикладной механики УрО РАН | Method for strengthening of a long-measuring steel body of rotation |
| RU2338990C1 (en) * | 2007-01-25 | 2008-11-20 | Государственное Унитарное Предприятие "Конструкторское Бюро Приборостроения" (Гуп "Кбп") | Method of firearms barrel bore coatings |
| CN102618866A (en) * | 2012-02-23 | 2012-08-01 | 山东大学 | Method for reinforcing laser cladding layer on surface of titanium alloy |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11385013B2 (en) | 2016-07-01 | 2022-07-12 | Blackpowder Products, Inc. | Hybrid carbon—steel firearm barrel |
| US11732988B2 (en) | 2016-07-01 | 2023-08-22 | Blackpowder Products, Inc. | Hybrid carbon—steel firearm barrel |
| USD1018757S1 (en) | 2020-09-17 | 2024-03-19 | Blackpowder Products, Inc. | Firearm barrel |
| RU206560U1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-09-15 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | 30 mm rifled artillery barrel |
| RU206605U1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | 30 mm rifled artillery barrel |
| RU2760477C1 (en) * | 2021-05-24 | 2021-11-25 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | Method for manufacturing a rifled artillery barrel, rifled artillery barrel and barrel workpiece for rifling |
| RU2760477C9 (en) * | 2021-05-24 | 2022-01-26 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "ТУЛАМАШЗАВОД" (АО "АК "Туламашзавод") | Method for manufacturing a rifled artillery barrel, rifled artillery barrel and barrel workpiece for rifling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013151826A (en) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2557892C2 (en) | Method of production of gun barrel | |
| US20200009632A1 (en) | Flowforming Gun Barrels and Similar Tubular Devices | |
| EP0201557B1 (en) | Gun barrel for use at high temperature | |
| US7721478B2 (en) | Gun barrel and method of forming | |
| EP0179877B1 (en) | Wear resistant gun barrel and method of forming | |
| US20140220380A1 (en) | Slide component and method for production of cladding on a substrate | |
| EP1183121B1 (en) | Blank for gunbarrel, method for producing said gunbarrel and gunbarrel | |
| EP3537094A1 (en) | Improved fragmentation projectile and method for its manufacturing | |
| US9186712B1 (en) | Gun barrel manufacturing methods | |
| US2780019A (en) | Gun barrel of aluminum alloy with metallic coatings | |
| US2990342A (en) | Method of making a gun barrel | |
| US9695489B1 (en) | Gun barrel manufacturing methods | |
| CN103615929A (en) | Composite gun barrel material for small-caliber antiaircraft gun or close-in gun and manufacturing method thereof | |
| RU2338990C1 (en) | Method of firearms barrel bore coatings | |
| Holley | A Treatise on Ordnance and Armor: Embracing Descriptions, Discussions, and Professional Opinions Concerning the Material, Fabrication, Requirements, Capabilities, and Endurance of European and American Guns for Naval, Sea-coast, and Iron-clad Warfare, and Their Rifling, Projectiles and Breech-loading. Also, Results of Experiments Against Armor, from Official Records. With an Appendix, Referring to Gun-cotton, Hooped Guns, Etc., Etc | |
| USH82H (en) | Composite gun barrels | |
| RU2458157C1 (en) | Method of manufacturing barrel of automatic small arms | |
| RU2169328C1 (en) | Method for manufacture of firearm wear-resistant barrel | |
| US20100282369A1 (en) | Noveske rifleworks extreme duty machine gun barrel | |
| RU190660U1 (en) | CARTRIDGE FOR SHOOTING WEAPONS WITH A SOLID ALLOY CORE | |
| RU2530218C2 (en) | Method of production of barrel of heavy machine gun | |
| EP0647308B1 (en) | Soft steel projectile | |
| DEMİR et al. | Materials and Manufacture Processes of Assault Rifle Barrels | |
| Kharel | SCHOOL OF ENGINEERING DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING | |
| Hazell | Making a Gun |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191122 |