Способ высокотемпературного отжига заготовки ствольной коробки


 


Владельцы патента RU 2510807:

Общество с ограниченной ответственностью "ПРОМТЕХНОЛОГИЯ" (RU)

Изобретение относится к области термической обработки. Для повышения надежности стрелкового оружия в процессе стрельбы, в том числе и в критической ситуации, за счет стабилизации структуры металла ствольной коробки и снижения остаточных напряжений проводят высокотемпературный отжиг заготовки ствольной коробки стрелкового оружия из стали мартенситно-стареющего класса. Заготовку ствольной коробки нагревают в застойном аргоне выше температуры перехода альфа-фазы в гамма-фазу на 35-55°С до температуры 760-780°С со скоростью 25-30°C в минуту, затем производят выдержку заготовки в течение 35-40 минут и далее охлаждают заготовку в проточном аргоне со скоростью, не превышающей 25°C в минуту. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к способу термообработки заготовки ствольной коробки стрелкового оружия, в частности ствольной коробки для высокоточных карабинов или снайперских винтовок.

Известна технология изготовления ствольной коробки стрелкового оружия по патенту EP 0130253 А2, 09.01.1985, выбранная в качестве аналога и включающая различные этапы технологического процесса, кроме упоминания о термообработке. Недостатки аналога заключаются в том, что в описании к указанному патенту нет упоминания о важной с точки зрения изготовления ствольных коробок операции по термообработке, в частности операции отжига, влияющей на структуру металла.

Известна технология изготовления ствольной коробки по патенту US 2011/0099868 A1, 05.05.2011, выбранная в качестве прототипа и включающая этап термообработки в ходе технологического процесса. Недостатки прототипа заключаются в том, что этап термообработки упоминается в описании только в качестве наименования операции без указания наиболее важных значений и параметров термообработки, влияющих на параметры ствольной коробки при изготовлении и эксплуатации.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности стрелкового оружия в процессе стрельбы, в том числе в критической ситуации, благодаря стабилизации структуры металла ствольной коробки и релаксации (снижения) остаточных напряжений. Кроме этого, изобретение направлено на обеспечение однородности металла и химического состава и уменьшение остаточных напряжений в поверхностном слое отверстия заготовки после электроэрозионной обработки.

Технический результат достигается тем, что способ высокотемпературного отжига заготовки ствольной коробки, изготовленной из мартенситно-стареющей стали, заключается в нагреве заготовки в застойном аргоне выше температуры перехода альфа-фазы в гамма-фазу на 35-55°C до температуры не ниже 760-780°C со скоростью 25-30°C в минуту, выдержке в течение 35-40 минут и затем охлаждении в проточном аргоне со скоростью, не превышающей 25°C в минуту.

Приемлемым способом для стабилизации структуры и релаксации (снижения) остаточных напряжений является высокотемпературный отжиг металла ствольной коробки. Способ позволяет обеспечить однородность структуры и химического состава в зоне прожигания путем диффузионных процессов и релаксации (снижения) напряжений.

Предварительно в заготовке ствольной коробки стрелкового оружия прожигают отверстие посредством операции электроэрозионной обработки диаметром 17,9 мм с допуском +0,05 мм, длину заготовки выбирают равной 210 мм и проводят последующий температурный отжиг следующим образом. Заготовку в виде прутка с отверстием после прожигания устанавливают в печи в вертикальном положении. Застойная среда - аргон. Избыточное давление застойного аргона 0,1 атм, температура нагрева не ниже 760-780°C. Нагрев щадящий со скоростью не более 20-30°C в минуту. Заготовка нагревается вместе с печью с целью предотвращения коробления заготовки. При достижении указанной температуры осуществляется выдержка в течение 30-40 минут. По окончании выдержки осуществляют охлаждение заготовки в аргоне (на проток) со скоростью охлаждения 25-30°C в минуту. При температуре 70-80°C заготовку извлекают из объема печи и производят дальнейшую обработку, предусмотренную технологическим процессом. Щадящий нагрев и умеренное охлаждение позволяют исключить коробление заготовки, получить однородность и стабильность структуры, а также снять остаточные напряжения в поверхностном слое металла, появляющиеся при прожигании отверстия электроэрозионным способом. Причина появления неоднородности в зоне прожигания, а также остаточных напряжений обусловлена тем, что тепловое воздействие в зоне снятия металла при прожигании способствует системному кратковременному переходу α (альфа)-фазы в γ (гамма)-фазу при температуре свыше 720°C и дальнейшему переходу в мартенсит при охлаждении в местах с уже выполненным отверстием. Кроме того, в процессе прожигания в образующейся поверхностной прослойке в отверстии толщиной 30-40 мкм появляется карбидная фаза, Cr23C6, представляющая собой хрупкое соединение хрома с углеродом. Помимо этого, здесь происходит изменение химического состава с обогащением хромом и углеродом в связи с их большим сродством друг к другу. Появление карбидной фазы и обогащение этой прослойки хромом и углеродом ведет к появлению в ней внутренних напряжений. Причиной тому является существенная разность размеров решеток (α-) альфа-железа и решетки карбида хрома (у карбида она существенно больше), а также увеличение параметра решетки объемно-центрированного куба (α-) альфа-железа при замене в ней атома железа атомом хрома, так как такая замена связана с энергетическим состоянием металла, а атомный радиус хрома несколько больше атомного радиуса железа. В то же время на границе с этой прослойкой происходит обеднение металла этими же элементами, что вызывает появление здесь зональной ликвации металла с менее прочными связями между атомами, расположенными в различных по типу решетках структуры. Появившиеся изменения в структуре поверхностного слоя резко влияют на работоспособность ствольной коробки и снижают надежность винтовки в целом, поскольку винтовка работает в динамических условиях. Поэтому от ствольной коробки требуется не только соосность со стволом винтовки, но и отсутствие появления в ней каких-либо неровностей на поверхности отверстия, а в металле внутренних напряжений. В противном случае появление неровностей будет тормозить движение затвора (сопряженной детали) в отверстии ствольной коробки, а напряжение может вызывать появление неровностей. Следует отметить, что причиной появления неровностей на поверхности отверстий и остаточных напряжений, как указывалось выше, являются разные по величине решетки карбидной α (альфа)- и γ (гамма)-фаз. Все три вида решеток имеют разные параметры, причем самая большая у карбида хрома. Кроме того, чистовая обработка отверстия после прожигания не предусмотрена технологическим процессом.

Таким образом, нагрев до температуры 760-780°C позволяет растворить карбидную фазу и выровнять химический состав металла благодаря процессам диффузии. Следует здесь отметить, что нагрев свыше 800°C невозможен, так как появится карбидная фаза (высокотемпературная) Cr7C3 и ее растворение возможно лишь при температуре выше 1050°C.

Ниже приведен пример осуществления предложенного способа.

Заготовка с отверстием, выполненным путем прожигания электроэрозионным методом. Материал заготовки - сталь мартенситно-стареющего класса 03Х11Н10М2Т. Заготовка размещается в печи сопротивления в подвешенном (вертикально) положении. Нагрев осуществляется в инертной среде - застойный аргон. Давление в объеме печи - 0,1 атм. Скорость нагрева составляет 25°C в минуту. При достижении температуры не ниже 760-780°C осуществляют выдержку в течение 35-40 минут. После окончания выдержки деталь охлаждают со скоростью 25-30°C в минуту до температуры 70-80°C. Охлаждение осуществляют в протоке аргона. При температуре 75°C деталь вынимают из печи и отправляют на дальнейшую обработку в соответствии с технологическим процессом.

1. Способ высокотемпературного отжига заготовки ствольной коробки из мартенситно-стареющей стали, отличающийся тем, что нагревают заготовку в застойном аргоне выше температуры перехода альфа-фазы в гамма-фазу на 35-55°C до температуры 760-780°C со скоростью 25-30°С в минуту, осуществляют выдержку в течение 35-40 минут и затем охлаждение заготовки в проточном аргоне со скоростью, не превышающей 25°C в минуту.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала заготовки используют мартенситно-стареющую сталь 03Х11Н10М2Т.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составным ствольным коробкам для огнестрельного оружия. .

Изобретение относится к способам производства ружейных стволов и может применяться для изготовления всех типов огнестрельного оружия. .

Изобретение относится к химико-термической обработке стальных изделий, а именно к способам получения износо-и коррозионностойких покрытий на поверхности стальных изделий, преимущественно стволов орудий.
Изобретение относится к области термической обработки. Для повышения стабильности и стойкости ствольной коробки, выполненной из мартенситно-стареющей стали, в нормальной и критической ситуации в процессе стрельбы за счет обеспечения стабильной и однородной структуры стали заготовку ствольной коробки сначала нагревают в застойном аргоне до температуры 710-720°С со скоростью нагрева 25-35°С в минуту, выдерживают в течение времени, обеспечивающего переход из альфа-фазы в гамма-фазу, а затем - до температуры закалки 1000°С и охлаждают заготовку в проточном аргоне с выдержкой при температуре перехода из гамма-фазы в альфа-фазу при скорости охлаждения 30-35°С в минуту. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к способам термообработки пенька стволов автоматического стрелкового оружия, изготовленного методом холодного радиального обжатия, например 6П6М, 6П7К, 6П41 и др. Способ включает нагрев под закалку пенька на длине 5-10 мм от торца ствола до температуры 890-910°C с использованием токов высокой частоты, при этом осуществляют вращение ствола с продувкой патронника инертным газом с расходом 0,35-0,41 м3/час. Для охлаждения на воздухе ствол переворачивают и устанавливают в приспособление для закалки казенной частью вниз на нагретый пенек. Отпуск совмещают со стабилизирующим отпуском хромированного канала ствола в электропечи сопротивления с двумя тепловыми зонами при температуре в верхней зоне 420-450°C. Технический результат заключается в повышении качества контактирующих поверхностей пенька. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области машиностроения. Способ стволов автоматического стрелкового оружия с гальваническим хромовым покрытием включает засыпку во внутренние полости стволов сухого кварцевого песка и установку их в шахтную печь сопротивления, снабженную термоизоляционной перегородкой с двумя тепловыми зонами при температуре в нижней тепловой зоне 150-200°C, выполненной в виде диска с отверстиями для установки стволов при помощи втулок высотой 10-123 мм. При этом казенную часть ствола располагают над термоизоляционной перегородкой, а дульную часть - под ней, нагревают и выдерживают казенную часть при температуре отпуска закаленного пенька на уровень твердости 38-44HRC, а дульную часть - при температуре не выше температуры отпуска ствольной заготовки. Шахтная печь снабжена термоизоляционной перегородкой, разделяющей нагревательную камеру на две секции, имеющие индивидуальные электронагреватели и образующие две тепловые зоны, изготовленную из стальных листов и зафутерованную внутри легковесным огнеупорным материалом. В перегородке выполнены сквозные отверстия для установки стволов, а для их извлечения из печи на перегородке установлен и отцентрирован шкворнями диск с проушиной. Печь снабжена вторым шкафом управления. Технический результат заключается в обеспечении повышения износостойкости гальванического хромового покрытия стволов и отсутствии сколов покрытия на дульной части стволов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области термической обработки. Для повышения стабильности и стойкости ствольной коробки, выполненной из мартенситно-стареющей стали, в нормальной и критической ситуации в процессе стрельбы за счет обеспечения стабильной и однородной структуры стали заготовку ствольной коробки сначала нагревают в застойном аргоне до температуры 710-720°С со скоростью нагрева 25-35°С в минуту, выдерживают в течение времени, обеспечивающего переход из альфа-фазы в гамма-фазу, а затем - до температуры закалки 1000°С и охлаждают заготовку в проточном аргоне с выдержкой при температуре перехода из гамма-фазы в альфа-фазу при скорости охлаждения 30-35°С в минуту. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение относится к способу обработки сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки стрелкового оружия под взаимодействие с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора. В способе проводят механическую обработку заготовки ствольной коробки с подготовкой базы точением наружного диаметра заготовки и сверлением в заготовке сквозного осевого цилиндрического отверстия под электроэрозионную обработку и термообработку заготовки ствольной коробки при температуре 710-720°С, выдержке, закалке при температуре 1000°С и охлаждении. Затем осуществляют электроэрозионную обработку охватывающей поверхности заготовки с выполнением контура боевых выступов, проводят отжиг заготовки ствольной коробки при температуре не ниже 760-780°С в среде аргона и осуществляют механическую чистовую обработку наружного диаметра для обеспечения его соосности с внутренним диаметром ствольной коробки. Затем осуществляют торцевание контура со стороны боевых выступов, зенкерование и развертывание осевого отверстия для обеспечения скользящей посадки под сборку с охватываемой поверхностью затвора и притирку сопрягаемых и торцевых поверхностей ствольной коробки с сопрягаемыми и торцевыми поверхностями затвора. В качестве материала заготовки ствольной коробки используют сталь мартенситно-стареющего класса 03X11H10М2Т. Обеспечивается повышение точности выстрела и повышение надежности стрелкового оружия. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к спортивной винтовке. Спортивная винтовка содержит ударно-спусковой механизм, камеру, вильчатый элемент, ствол, приклад и средства крепления приклада к вильчатому элементу. Камера соединена с вильчатым элементом посредством сварного соединения. Вильчатый элемент содержит по меньшей мере один выступающий буфер. Буфер закреплен на внешней стороне вильчатого элемента и расположен за сварным швом по отношению к положению стрельбы пользователя. При установке вильчатого элемента на приклад буфер входит в соответствующую выемку, предусмотренную на прикладе. Технический результат заключается в устранении проблемы механических повреждений, в увеличении долговечности сварного соединения между камерой и вильчатым элементом, в обеспечении механически прочной блокировочной точки, а также в улучшении позиционировании камеры и ствола по отношению к прикладу. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оружию, в частности к способу изготовления казенных частей для карабинов. Моноблочную казенную часть для карабина изготавливают из алюминия или алюминиевого сплава. Выполняют отдельные детали казенной части, которые в соединенном состоянии могут образовывать казенную часть. Осуществляют необходимые операции чистовой механической обработки. При помощи сварки выполняют соединение вышеуказанных деталей. Достигается быстрота и эффективность выполнения высококачественных казенных частей для карабинов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх