工藝提升品質(zhì)

數(shù)控加工車間

目前我國(guó)輕武器科研與生產(chǎn)中，新型號(hào)、新項(xiàng)目的不斷增加，各種戰(zhàn)術(shù)技術(shù) 指標(biāo)的不斷提高，以及各種新型材料的廣泛應(yīng)用，都對(duì)工廠的加工工藝和設(shè)備 提出了更高的要求。216廠在國(guó)內(nèi)率先成功地將一系列有特色的工藝技術(shù)運(yùn)用在 輕武器制造中，如槍管精鍛技術(shù)、槍管激光表面改性技術(shù)、鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 染色技術(shù)、溫冷擠壓技術(shù)、QPQ表面改性技術(shù)等。其中槍管內(nèi)膛表面激光強(qiáng)化技 術(shù)具有世界先進(jìn)水平。

槍管精鍛技術(shù)

槍管是槍械的核心部件，槍管的好壞直接影響到槍械的性能和壽命。槍管精鍛技術(shù)是目前世界各軍事強(qiáng)國(guó)在輕武器領(lǐng)域普遍采用的加工方式。216廠于1970年代在國(guó)內(nèi)率先運(yùn)用精鍛技術(shù)使槍管線膛一次成形，經(jīng)過三十多年的技術(shù)積累，現(xiàn)已具有豐富的精鍛經(jīng)驗(yàn)，可以從事大、中、小口徑槍管和小口徑炮管的線膛精鍛加工。

槍管精鍛的過程是通過精鍛機(jī)來(lái)完成的。精鍛機(jī)是一種徑向鍛造機(jī)，是在坯料周圍對(duì)稱分布幾個(gè)錘頭，對(duì)坯料沿徑向進(jìn)行高頻率同步鍛打，坯料邊旋轉(zhuǎn)邊作軸向送進(jìn)，使坯料徑向斷面尺寸減小，軸向延伸。坯料在軸向送進(jìn)的同時(shí)，錘頭按程序前進(jìn)或后退，使坯料外形平整或具有一定錐度。精鍛機(jī)不但能鍛造膛線，而且能一次把線膛和彈膛同時(shí)鍛出。在鍛造槍管時(shí)，只需在坯料內(nèi)孔中插入外形與相應(yīng)線膛和彈膛尺寸吻合的的芯棒，并定位在錘頭部位，經(jīng)徑向旋轉(zhuǎn)冷擠壓，從而鍛出帶線膛﹑彈膛的槍管。另外，精鍛機(jī)在鍛造內(nèi)膛的同時(shí)能在槍管外圓上鍛出多個(gè)錐體，使其外形達(dá)到基本不再加工。

精鍛機(jī)鍛出的槍管內(nèi)膛尺寸精度高，一致性好，陰、陽(yáng)線直徑公差在0.03mm范圍內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其傳統(tǒng)加工精度的0.05～0.10mm范圍。

槍管精鍛技術(shù)的應(yīng)用使槍管的合格率達(dá)99％以上，降低了生產(chǎn)成本，節(jié)約了原材料。更重要的是，精鍛機(jī)通過高頻率同步鍛打，提高了材料的塑性變形，使金屬結(jié)構(gòu)更加致密，從而提高了槍管的強(qiáng)度﹑壽命，減少了壽命期內(nèi)初速的下降率，對(duì)提高全槍性能起到了關(guān)鍵的作用。

目前，在國(guó)內(nèi)槍械生產(chǎn)行業(yè)中，216廠是惟一成功應(yīng)用槍管精鍛技術(shù)的廠家。工廠采用槍管精鍛技術(shù)的產(chǎn)品有CQ 5.56mm自動(dòng)步槍槍管、95式5.8mm班用機(jī)槍槍管、9mm警用轉(zhuǎn)輪手槍槍管、89式12.7mm重機(jī)槍槍管、02式14.5mm高射機(jī)槍槍管，以及在研項(xiàng)目的所有槍管。

216廠具有可精鍛25mm口徑以下槍、炮管的能力，并實(shí)現(xiàn)了線膛芯棒、錘頭的自行設(shè)計(jì)和制造，在國(guó)內(nèi)居于領(lǐng)先水平。

由精鍛機(jī)鍛出的槍管內(nèi)膛尺寸精度高，一致性好

槍管激光表面改性技術(shù)

QJG02式14.5mm單管高射機(jī)槍是我國(guó)“八五”重點(diǎn)型號(hào)項(xiàng)目，在試制過程中，槍管采用常規(guī)工藝制造，一直存在使用性能達(dá)不到要求的致命缺陷。經(jīng)過一系列試驗(yàn)，最終選擇了激光表面改性工藝。

激光表面改性是通過高能激光束以105℃～106℃／s加熱速度作用在槍管膛線表面，使其溫度迅速上升至相變點(diǎn)以上，并通過基體的熱傳導(dǎo)，以105℃／s冷卻速度實(shí)現(xiàn)冷卻淬火，在槍管徑向形成螺旋形的、致密的、微觀凸凹不平的強(qiáng)化帶。這種結(jié)構(gòu)使槍管內(nèi)膛表面具有很高的硬度、耐磨性和回火穩(wěn)定性。

激光表面改性后的槍管內(nèi)膛表面硬化區(qū)的晶粒變得非常細(xì)小，這種細(xì)小晶粒相應(yīng)地增大了晶界面積，使晶界上的應(yīng)力集中相對(duì)減小，對(duì)裂紋的擴(kuò)展起阻礙作用，同時(shí)也使裂紋擴(kuò)展方向不斷變化，從而使材料的疲勞壽命得到提高。這種細(xì)晶粒不僅提高了金屬材料的強(qiáng)度和耐磨性，而且還改善了韌性，使陽(yáng)線受彈頭擠壓時(shí)不易變形；強(qiáng)化后的槍管內(nèi)膛表面呈凸凹不平的微觀結(jié)構(gòu)，提高了鍍鉻層的結(jié)合力，保證了鍍鉻層完整，從而提高了鍍鉻層的使用壽命，延長(zhǎng)了槍管的使用壽命。

該技術(shù)雖已達(dá)到世界先進(jìn)水平，但還僅僅局限于在QJG02式14.5mm單管高射機(jī)槍上的應(yīng)用，在其他槍械上的應(yīng)用仍需資金和技術(shù)的支持。

精鍛機(jī)待加工槍管坯料

精鍛機(jī)錘頭

槍管激光表面改性專用機(jī)床，目前這一加工技術(shù)達(dá)到世界水平

鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化染色技術(shù)

目前，鋁合金材料以其質(zhì)量輕、價(jià)格適中以及與鋼材接近的性能，在槍械的非運(yùn)動(dòng)件，如機(jī)匣、導(dǎo)軌、槍托等大型零部件上應(yīng)用廣泛，對(duì)槍械的減重起到了很大作用。

眾所周知，鋁合金材料的表面硬度較低，直接作為槍械的零部件，顯然不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須對(duì)其表面進(jìn)行硬質(zhì)氧化處理。氧化膜必須要有一定的硬度及厚度，以達(dá)到耐磨、抗腐蝕的效果。同時(shí)氧化膜必須具有較高的韌性，以保證使用過程中不掉膜。另外，氧化膜還需呈純正的黑色，與槍上其他鋼件（鋼件一般采用黑色磷化處理）和塑料件顏色相匹配。216廠通過對(duì)鋁合金材料硬質(zhì)陽(yáng)極氧化工藝進(jìn)行摸索和工藝參數(shù)優(yōu)化，基本達(dá)到上述要求。

1980年代，216廠率先在輕武器上大量使用鋁合金材料，并采用硬質(zhì)陽(yáng)極氧化技術(shù)對(duì)鋁合金零件進(jìn)行表面處理。該廠開發(fā)的CQ 5.56mm自動(dòng)步槍共采用十多個(gè)鋁合金零件，全部進(jìn)行了硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理。但由于當(dāng)時(shí)的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化工藝還不夠成熟，氧化膜的顏色幾乎不能達(dá)到黑色。

為了解決氧化層顏色問題，科研部門進(jìn)行了“噴漆改色”、“常溫全色硬質(zhì)陽(yáng)極氧化”及“酸性黑ATT染料有機(jī)染色”工藝試驗(yàn)?！八嵝院贏TT染料有機(jī)染色”工藝在89式12.7mm重機(jī)槍和95式5.8mm班用機(jī)槍的鋁合金零件上得到應(yīng)用。但這種工藝在前期應(yīng)用中，也發(fā)生一些問題。酸性黑ATT染料屬有機(jī)染料，在紫外光線照射下，存在從黑色到灰色的漸變過程，氧化膜中的染料越多，變色越慢。這種染料存在的另一個(gè)致命弱點(diǎn)是即遇酸、遇堿易變色。因該染料在氧化膜中的吸附屬于物理吸附，化學(xué)環(huán)境改變時(shí)，易產(chǎn)生解析，比如95式班用機(jī)槍的機(jī)匣體采用鋁合金材料，在機(jī)匣裝配過程中，其鋼件有修銼時(shí)，須進(jìn)行黑色磷化處理，而裝配好的機(jī)匣無(wú)法拆開，只有將整個(gè)機(jī)匣放入黑色磷化槽中，此時(shí)，鋁合金材料吸附在氧化膜中的染料被解析出來(lái)，輕者影響到零件的耐曬性，重者直接折現(xiàn)出氧化膜的底色，使顏色偏紅。

針對(duì)硬質(zhì)陽(yáng)極氧化有機(jī)染色出現(xiàn)的問題，經(jīng)過大量試驗(yàn)及多年的工藝摸索，總結(jié)出以下幾方面的技術(shù)措施加以解決。

從前期工藝安排、染料的選用、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化全自動(dòng)電源等方面加以改進(jìn)，確保硬質(zhì)陽(yáng)極氧化染色質(zhì)量；正確選用堿蝕、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化、染色、封閉工藝參數(shù)，確保染色后的零件顏色為純黑色；控制好生產(chǎn)線用水水質(zhì)，特別是硬質(zhì)陽(yáng)極氧化清洗用水水質(zhì)、封閉工序用水水質(zhì)；選擇優(yōu)質(zhì)的染料和封閉鹽封閉，最大限度地保證零件的耐曬性；在封閉鹽封閉后，再加一道有機(jī)復(fù)合封閉。

通過以上措施，基本可以達(dá)到鋁合金零件下磷化槽不變色，500小時(shí)光老化試驗(yàn)無(wú)明顯變色，滿足了部隊(duì)使用要求。

表面處理車間，包括黑色磷化、電泳鍍漆、硬質(zhì)陽(yáng)極氧化和鍍鉻等生產(chǎn)線

工人正在對(duì)CQ自動(dòng)步槍彈匣進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理

溫冷擠壓成形技術(shù)

擠壓加工是把金屬坯料放入模具內(nèi)軸向加壓，利用金屬的塑性變形，達(dá)到成形的目的。一般坯料不升溫的稱為冷擠壓，升溫的稱為溫?cái)D壓。近年來(lái)，擠壓加工在216廠軍民品生產(chǎn)中，正逐漸得到應(yīng)用，如QJG02式14.5mm槍管彈膛鑲套采用冷擠壓成形，M4緩沖簧管采用溫?cái)D壓成形；民品中的傳動(dòng)軸以及射釘器也應(yīng)用了溫冷擠壓成形技術(shù)。

溫冷擠壓成形技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：解決了復(fù)雜零件加工尺寸難以保證的問題，如CQ-A 5.56mm卡賓槍緩沖簧管，由于形狀復(fù)雜，采用一般加工方式難以保證其尺寸；大量節(jié)約了原材料，如14.5mm槍管彈膛鑲套零件采用擠壓成形技術(shù)后，只需原機(jī)加制造原材料的40％。

立式高頻感應(yīng)淬火

QPQ表面改性技術(shù)

“QPQ”是英文Queech-Pol ish-Queech首字母的縮寫，原意為淬火-拋光-淬火。

該技術(shù)是在鹽浴中將（硫）氮、碳等原子滲入工件表層，再經(jīng)過氧化，賦予工件良好的耐磨、減摩、抗咬死、抗疲勞和耐腐蝕等性能。熔鹽本身是熱載體和（硫）氮、碳原子源，它與工件表面充分接觸，可使被處理件具有良好而穩(wěn)定的強(qiáng)化效果。經(jīng)QPQ技術(shù)處理后的工件表面具有富氧氮化層，不僅耐磨性，耐蝕性大幅提高，而且具有美麗的黑色外觀。

目前，216廠已成功將QPQ表面改性技術(shù)用于9mm警用轉(zhuǎn)輪手槍上，使該槍具有良好的耐蝕性能，提高了該槍的外觀質(zhì)量。

先進(jìn)的加工工藝對(duì)提高輕武器的品質(zhì)有著舉足輕重的作用。216廠作為我國(guó)輕武器重要的科研生產(chǎn)基地之一，在技術(shù)和工藝上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品以“過得硬”的品質(zhì)而享譽(yù)國(guó)內(nèi)輕武器業(yè)界及軍警部門，同時(shí)也力爭(zhēng)在國(guó)際市場(chǎng)打出一片天地。

擠壓加工在216廠的軍民品生產(chǎn)中正在得到越來(lái)越多的應(yīng)用