枪管为什么要用铁棒钻出来,直接铸为什么不行?

四节虾


枪支在射击时,枪管内部要承受几百兆怕的压强,相当于几千个大气压。也就是说,在枪管内部,每平方厘米要承受几千公斤的压力。我军的小口径步枪弹的膛压大概在280-290兆帕之间,而北约的小口径步枪弹的膛压要达到350兆帕以上。

枪管如果去浇筑的话,难免会造成很多砂眼、气泡,这是不能被用作枪管的。寿命短且不说,还会有炸膛的危险。现在的枪管都是用高强度的特种钢材,比较常见的有铬钼合金钢,铬钼钢抗高压、耐高温、淬火性加工性好。所以单从钢材的性能来看,肯定就不可能是浇铸。

做枪管需要的是无缝钢管,要用钻孔机在一段毛胚料(钢棒)上进行钻孔,内壁要做得非常光滑。钻完孔还要做膛线,做膛线的方法有很多种,在以前有刮刀法、勾刀拉削法等等。

随着技术的发展,现在做枪膛线普遍采用的方法是冷精锻法(多为常温下进行)。这种方法不需要专门的切削加工,简单来说就是将钻好的枪管套在刻有膛线的金属杆上进行锻压,锻压之后枪管会变薄变长。这种方法对技术的要求比较高,也需要专业的精锻机。但是枪管加工完膛线之后,内膛光滑整洁,膛线精度高,此外,枪管的寿命和枪的射击精度也有所提高。


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问题不对吧,枪管可不是用铁棒钻出来的,我记得用铁棒钻出来的,这东西应该是炮管吧。

说起铸造的话,小时候我家旁边有一个小铁厂那个时候铁厂里面经常会倒出来一些铁渣的废料,我仔细观察过有,除了部分地区比较光滑以外,铁渣的废料通常会有很多各种的小气泡,事实上,铁如果用来铸造的话,难以避免的,就是他的气泡无法消失,里面的杂质含量过多,并且铸造出来的钢铁的话,它的硬度,韧度是不够的。

在子弹出膛的那一刻,火药引燃,产生巨大的膛压,此时此刻枪的枪管是要承受住这样的压力,但是枪管的厚度却只有那么厚,在这种情况之下,对于步枪的枪管他的韧性要求就特别高,不能够炸膛。

很显然,铸铁它的硬度可以达标,但是它的韧度,却无法达标,如果强行的想要使用铸铁作为材料的话,那么你的枪管的厚度就必须得增强,比如说我们在中国近代史上一种比较著名的枪叫老套筒,就是在引进德国人的生产设备的时候,他的枪管的那个材料一直不达标,所以最后没办法加厚了枪管,感觉就像在枪管上加了一个套子一样,所以叫老套筒。

现在我们统一使用的方法叫做冷锻,什么意思呢?就是先找一个模型把枪管里面的膛线什么东西在上面先刻出来,然后再拿一块儿枪管的材料,放在上面,然后通过机器不断的锻打。

如果真的按照问题主所说的那样,一根枪管儿得使用钻孔来照出来的话,那么这个步枪的价格我们真的承受不起。

不过,钻孔这个制作手法的话确实在军事上有应用,比如说在弄一些火炮的炮管,一些比较精度要求高的炮管子的时候就可以用到钻孔,比如说比较著名的德国的虎式坦克的坦克炮,还有豹式坦克的主炮,这些都是通过钻孔工艺来达到的。

先找一块儿材料里面加入各种干的微量元素,达到传说中的炮钢,接着将炮钢用某种东西将它削到炮管的形状,然后再拿钻孔在里面打孔,刻上膛线,如果稍有不慎,这个炮管就废了,如此高昂的造价对于火炮而言,尤其是精度要求比较高的坦克炮而言是值得。


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这个道理其实很简单,因为铸造的枪管强度不够,承受不了膛压。举个例子,北约使用的5.56毫米SS109步枪弹的膛压大概是380兆帕,我国的95式自动步枪5.8毫米子弹的膛压大约285兆帕。对比一下,一个大气压大约是0.1兆帕,也就是说,步枪枪管内的膛压都在2500个大气压以上,相当于每平方厘米承受2500公斤的力量。手枪的膛压会略小一点,机枪略大一些,但总的来说,都不小。而且自动步枪、机枪之类的都需要连续发射,这就要求枪管在连续发射造成温度上升的情况下仍然能保证强度稳定,这个要求是很高的。

铸造工艺虽然是人类掌握历史最久的金属加工工艺,但本身是有一些缺点的。传统的铸造工艺存在的问题包括工艺相对复杂、流程较多、产品质量不稳定、产品内部存在缺陷等。这些问题会产生不少严重后果,比如枪管铸造过程中如果产生气泡,这个产品肯定就废了;铸造过程中的内应力不均也会造成枪管的强度下降;还有铸造过程中不可避免的表面毛刺……这些问题轻则可能造成子弹射程和精度不稳定,重则可能造成炸膛,伤及使用者。

这些问题不是不能消除,随着现代金属与合金的结晶与凝固理论研究的深入和发展、各种凝固技术的不断的出现和提高以及计算机技术的应用,高端铸造技术已经发展成为液态凝固成型技术,能够加工很多高端设备或者零部件,比如涡扇发动机和燃气轮机的高温合金单晶叶片基本都是通过液态凝固成型技术来加工的。然而,高端铸造技术虽然可以解决传统铸造技术的缺陷,但成本也相应成为天价,想一想涡轮发动机的叶片……

即使是较为简易的后期处理方式,比如软化退火、淬火、正火、表面硬化等等,也同样会造成成本上升,以及消耗更多的时间和人力物力,对于枪管这种大批量生产的低成本消耗型产品,自然不可能使用。

相比较而言,锻造或者轧制出来的钢棒整体性能稳定,加工流程相对简单,成本也相对较低,自然成为首选。T


联合防务




这根“铁棒”叫做枪坯,枪坯本身就是合金铸造成型的,根据枪管规格的不同要求铸造出不同粗细的枪坯,然后将枪坯加工成中空的无缝钢管,最后加工出膛线就成为正在的枪管了。



枪坯合金铸造工艺要求很高,步枪枪管坯多用铬钼高合金钢,高精度狙击步枪多用含10%铬的2.416号不锈钢……根据不同类型武器的战术要求,而运用相应材质的原料,一般均为合金钢,锰、钨、铬、钼、镍等根据元素特性元多属于其需合金元素之列,私人小作坊不在乎寿命的话,用高碳钢也可以,比如缅北、巴基斯坦北部、塔利班武装等。



制造优质合金枪坯所需材料是很难搞到的,1890年张之洞搞的汉阳兵工厂生产的第一批200支汉阳造所使用的枪管坯就是高价从日本进口的;俄罗斯高精度狙击步枪T5000所使用的枪管坯是从美国进口的(生产T5000的ORSIS步枪公司是民企,所以不在西方国家限制范围);我国的26式狙击步枪之所以售价高达26万的原因就是高性能枪管坯价格昂贵。



枪管坯在钢铁厂铸造成型以后经机床切削成合金棒后就可以运送至造枪厂,枪厂根据所生产的枪型要求把合金棒加工成所设计的外形,随后开始钻孔,此时的合金棒就成为“无缝钢管”,最后就是造枪的核心技术——拉膛线,最后完成渡漆,一支枪管就此诞生。



大型枪厂所使用的生产设备都是大型、高精度设备,材料也是高性能的,所以造出来的枪械性能都比较好,而作坊生产设备相对简陋,拉膛线工艺甚至靠手工!所以这些作坊生产出来的枪械精度低寿命短,只适合犯罪分子和恐怖分子打打冷枪搞搞伏击(反正几百几千块一支,扔了也不心疼)。



由于造枪门槛极低,所以我国控枪非常严格,购买无缝钢管都需要实名登记,生产或持有仿真枪是违法的,生产或持有枪械就可入刑。


兵器知识谱


你说的铁棒钻出来的,可能就是用冲子顶出来的这种说法吧?你不知道还有几种做法吧?

现代制造膛线的方法主要有这么几种 :切削法,模头顶拉法,冷煅法。

切削法又叫单点式切削法,是最古老的膛线加工方法,现在已经基本不用了。这种膛线加工方法就是用一个钩状车刀伸进毛坯的眼里,然后一点一点把材料抠来,慢慢形成一道槽,在抠的过程中转动刀具或者管子使槽保持一定的斜率,这样抠出来的槽就成了阴膛线。 切削法加工非常费工费时,不适宜大量生产,现在几乎都不用了。但是这种加工方法对枪管金属结构损伤较小,适合用来加工高精度枪管 欧洲有不少老枪匠加工高精度管就是用的这种方法。


模头挤压法也有叫摸头顶拉法的。在1950年代由美国雷明顿公司工程师Mike Walker发明的膛线制法。其方法是先将枪管的的一头钻一个较小的洞,然后用一根上面有跟阴膛线对应突起的高硬度模头,用高压机器从洞中旋转压下去,将材料挤成阴膛线和阳膛线。 挤压和切割都是拉膛线,不过是使用不同的刀具,切割会导致膛线的锐角比较锋利,但是制造速度快;挤压会稍微慢一点,但是膛线比较顺滑,很适合小口径枪支,尤其是短枪管拉膛线。

枪管冷锻技术是目前世界各军事强国在轻武器领域普遍采用的加工方式。精锻技术使枪得膛线一次成型。就是在管子里插一根带膛线的芯棒,在管子外面用特制的锤子砸(当然锤子是机器带的),冷锻工艺的运用提高了内膛光洁度、尺寸精度、表面强度,延长了枪管的寿命,使枪的射击精度也相应提高。


网络一家人


现代枪械的枪管可不是铁棒,枪管是由高强度中等合金量的钢管制造出来的,铁铸造也许在明朝可以,当时有种鸟枪叫做“榆木喷”(实际上是一种小型便携式火炮)就是用铸铁铸造而成的。

那么,为何枪管不能使用铸造方式制造呢?这是因为枪械进入到膛线时代和口径制式化之后,枪管的内部变得很复杂,并且子弹发射药的能量释放也成倍的提高(现代子弹的发射药是采用的硝化棉+硝化甘油双基发射药)这就需要枪管有非常高的强度(硬度和韧性),而使用铸造方式基本上不可能制造出来合格的枪管。




铸造首先遇到的问题就是膛线!枪械口径制式化以来,大规模制造的最大口径是14.5㎜、最小的是5.45㎜(可以用圆规画一下看看“圆”粗细),并且里面还有“阴阳纹”膛线,如果枪管采用铸造方式生产,先要有“外沙型”和内芯,5.45~14.5㎜这样细管状物“沙型和内芯”制作起来是非常困难的!并且内芯的外表需要和膛线的纹路必须要一样…对于现有的大规模沙型流水线来说这两项是根本难以生产出来的东西,所以仅制造外沙型和复杂内芯就会让铸造方式难以生产。

就算是将外砂型和内芯制作出来,在钢水浇铸的过程中仍然是困难重重!钢液本身是“流动性”很差的金属,它的铸造性能不如:铸铁、铜、铝…浇铸这样细度的管状物有可能会出现铸造形状不完整这样的严重铸造缺陷,甚至会出现钢水温度和密度太高将砂型熔毁,要是这样的话前面所有的“砂处理工艺”(工序)也就前功尽弃了!

从上面这两个工艺流程来看,以现有的一般的精密铸造工艺来说,根本实现不了这样的细度的管状物铸造!唯有采用更加精密的航空级别的铸造方式才能铸造出来,但是生产效率变得极低和生产价格变得奇高!枪也就失去了大规模装备的意义!
理论上来说,可以使用航天级精密铸造方式来生产枪管,可是除了效率低价格昂贵之外,强度也达不到技术要求。因为枪管从钢锭到形成毛坯需要多次碾压塑形,才能让钢材的内在分子结构更加的致密,加工完成后强度更高。精密铸造一次成型的东西根本达不到强度要求。

那么,现代枪管是怎样制造出来的?现代枪管的制造工艺分成:冷锻工艺和传统的深孔加工工艺。

所谓“冷锻”,大概其的工艺流程就是:先将一节经过初锻、热处理、表面精整后的毛坯件中心打孔,使用一根与膛线一样纹路的钢质内芯穿过去,然后一头卡在冷锻机的卡盘上,由四个黄铜制成的锤头在冷锻机卡头慢速旋转下均匀的敲打毛坯,使其拉长,最后变成一根尺寸合格的枪管。
图片上就是冷锻机的黄铜制锤头,一共四个,每一个重量在18公斤左右。



这台设备就是“冷锻机”
,目前大部分突击步枪、班用支援武器(轻机枪)和手枪的枪管都由它敲打出来,这个设备外表不起眼,但是技术等级很高,需要有非常好的控制才行,捶打和旋转要均匀、同步,如果锤头速度不一就会将枪管打变形了,形不成规则的圆形。
一般突击步枪、轻机枪可以采用冷锻工艺制造,但是大口径重机枪和狙击步枪仍然要采用传统的深孔加工来完成,因为“冷锻”虽然效率高,但用这种方式加工出来的枪管强度不够,原因是将枪管的金属分子链都打断了,钢的强度与分子链长短有关,理论上来说越长的分子链钢的强度也就越高!冷锻虽然降低了枪管的强度,但是突击步枪口径小,发射药量也少,膛压也较低,冷锻枪管还是可以承受的,但是大口径重机枪就不一样了,各种条件与突击步枪相比增加不是一星半点,枪管强度耐受性低直接降低了子弹发射的次数,频繁的报废枪管导致了使用成本的增加…所以,为了得到强度更高的枪管只能采用深孔加工。

深孔加工膛线简单的说:就是使用镗床和长杆膛线拉刀
将枪管毛坯内的阴阳纹膛线一点点的切削出来。

大概的工艺流程也是需要一根精整后的枪管毛坯(尺寸已经定好了)毛坯的一头卡死在镗床的卡盘,中心也需要打一个孔,然后拉刀探进去将膛线加工出来。
枪管这样的细深孔加工工艺是比较困难的,因为膛线刀在内部工作,外面根本看不到内部的情况,只能是凭借高级技师的经验去完成加工。图片上就是正在加工狙击步枪的枪管,较粗的钢棒就是枪管的毛坯、杆状物体就是拉刀的长杆、深蓝色的那个就是给拉刀头降温的“机加冷却油”

总之,现代枪械制造貌似简单,实际上需要完备的大工业基础去支持,全世界可以制造枪械的国家仍然是少数工业强国的专利,生产厂家也都是有百年以上历史的知名企业,其它国家要想大规模制造出来性能稳定,质量优良的枪械仍需努力才行。


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直接铸的方法不行的原因在于铸造件表面容易有气孔砂眼,粗糙不平影响质量。而且枪管看似简单,内部却有着膛线这样的复杂结构,不是简单铸造能搞定的。

这是我国的早期54,铸造套筒,这种水平的铸造工艺做做粗笨外壳还可以,枪管内表面长这样能想象吗?如果真用它铸枪管,那恐怕得内外一起削掉厚厚一层,还不一定能有均匀光滑。

实际上做枪管的工艺包含了锻打,下料,切削, 钻孔,扩孔,拉膛线,拋光等数个步骤。并不是简单的铁棒钻孔。

原料不能是普通的铸铁,而是专用的高强度钢材。铸造钢坯在钢铁厂铸造之后锻打成棒材,去除内部的气孔,然后送到兵工厂后续加工。兵工厂收到钢棒料之后切割成段,去除缺陷多的外皮,然后用深孔钻在钢棒中心打出通孔。这一通孔的直径小于成品枪膛直径,因为要在下一步的扩孔工序中将枪管挤压扩大并将内壁挤压光滑。扩孔后是拉膛线,这一步有很多传统方法,可以用拉床直接切削内膛制造膛线,也可以用挤压头将内膛挤压出膛线的形状,还可以用带有膛线的内模进行旋锻加工。无论如何,做好膛线以后的枪管还需要打磨抛光内外表面,进行镀铬等表面处理,才能达到使用要求。

这样加工出来的枪管,不仅内壁光洁,尺寸一致,膛线均匀,还具有极高的整体机械强度和表面硬度,适当的表面粗糙度和膛线深度缠距,才能充分起到控制子弹旋转和射出方向,提高射击精度的作用。


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这里说的“用铁棒钻出来”应该是指“冷锻”法,它的确是枪管制造中的一个步骤,但不是第一步骤。

如今的枪管一般是使用优质不锈钢锻造而成,枪管里面的孔是在钢管毛坯在热加工时就已经制造出来,并不是制造出实心的钢条后再用铁棒钻出来。所以这里说的“枪管用铁棒钻出来”显然是不完全正确,有失偏颇的。

制造出来的枪管被称为枪管毛胚,它显然还不是真正的枪管,需要进行进一步的加工。实际上,枪管制造中比较复杂、比较有技术难度的步骤应该是接下来的这个步骤——制造枪管膛线。绝大多数枪管都是拥有膛线的,如今制造膛线的方法主要是“冷锻法”。那么,究竟是如何制造膛线呢?其实它的原理并不复杂。

枪管毛胚已经制造出一个比阴膛直径稍大的洞,此时将一根刻有膛线的模杆插进枪管毛胚中,这个模杆的外部膛线是和枪管所需要的内部膛线是刚好对应相反的。

枪管毛胚在冷锻机内被插入模杆旋转前进,同时冷锻机内会有机器不断对它们进行击打,让枪管毛胚和模杆完全压紧契合。最后再将模杆抽出,此时制造出来的枪管将会比原来的枪管毛胚更长更细。

以前制造枪管以及枪管膛线时采用的是钻孔、铰孔、拔丝、插膛等一系列复杂的制造工艺,不仅过程复杂,加工出来的枪管质量也难以令人满意,而用“冷锻法”来制造枪管膛线则比较简单快捷,而且用“冷锻法”制造的枪管膛线是“挤压”出来的,而不是以往“削”出来的,枪管内不会留下刀痕等加工痕迹,有利于提高枪支的射击精度和枪管寿命,如今已经成为制造枪管的最主要方式。

目前枪支的基本设计已经出现数百年了,枪管等枪支部件的制造工艺虽然有很多,但目前因为技术发展潮流的原因都是殊途同归,基本走向统一。在很多人看来,枪支制造工艺基本是公开的,简单明了,似乎没有什么难度。但是,魔鬼总是藏着细节中,在真正制造枪支时,各国、各企业、各作坊的真正工艺水平就会显露出来。很多著名枪械企业的生存之道就是不断改进小细节,加入一些新的创意,来非常缓慢的提升枪支的性能,这是一个长期的过程,尤为需要我们常说的工匠精神。


科罗廖夫


对轻武器稍有了解的军迷朋友都知道,随着轻武器的迭代更新,其发展要求已经不仅仅局限于枪械的结构和材料,而对于制作武器的精细度更是有着微妙的考验,而枪管的制作就很能代表现代轻兵器制作的工艺要求,枪管材料除了要具备基本的坚硬、抗压、抗高温等特点之外,还必须要具备一定的弹性、韧性。

枪管作为枪械的重要部位,也是整枪工作环境最恶劣,机械性能要求最高的部位,一根枪管的好坏直接影响到了此枪的使用寿命和性能,因此枪管的加工工艺也变得尤为重要。

就拿典型的枪管精锻技术来说:所谓的枪管精锻技术的原理就是:将枪管棒料内插入一根与枪械膛线设计尺寸相吻合的芯棒,然后放入精锻机的锤头内,四个锤头不断高频锤打,边锤打边将棒料沿径向旋转送进,在锤头高压的捶打下,棒料发生形变,变长变细,最后在枪管内印出与芯棒纹路相同的膛线,抽出芯棒,枪管一次成型完成。

那么就如同题主所说的一样,枪管为什么要采用精锻技术来建造,而不直接进行浇筑呢?

最简单的一个原因就是枪管浇筑技术目前而言根本无法满足枪管材质精细度的要求,因为浇筑技术的影响会导致枪管上留下天然的坑洼,这对于轻武器而言是致命的硬伤,而且除了精细度不符合要求,浇筑生产的枪管寿命也远远短于精锻制成的枪管,并且还存在着一定的炸膛风险。

况且就现代轻武器圈子来看,几乎所有的当代轻武器都是采用的特种钢材,甚至有很多是复合型钢材,那么正式由于这样的影响,枪管浇筑基本上就很难得以实现。


军武视界


枪管的加工为什么大部分都是钻床钻出来的呢?这种冷加工的方式加工出来的枪管稳定性好,材料的分子结构没有被破坏,和材料毛坯的性能基本保持一致,强度,韧度没有改变,用冷加工方式加工出来的枪管再经过热处理寿命更长。而如果铸造出来,也就是热加工的方式加工出来的枪管有哪些弊端呢?首先材料的分子结构在高温作用下分裂,重组,已经发生了很大的变化,我们都知道,钢材的硬度要想高的话,那就意味着要加大钢材的碳含量,如果把一根含碳量较高的材料经过冶炼,再进行铸造的话,那么它的碳元素就会溢出一部分,从而降低了材料的强度,这就是热处理中的退火步骤了,再者热加工过程中不确定性因素较多,如容易产生气孔,对枪管的寿命都是致命性的影响。所以说现如今绝大部分枪管都是采用冷加工方式,而非热加工,即铸造加工。




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