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军工武器使用粉末冶金技术取代传统工艺的应用研究

2020-07-14 19:22130

军工武器使用粉末冶金技术取代传统工艺的应用研究

粉末冶金技术除了用于制造一些特殊的兵器产品零件(如动能穿甲弹芯、火炮、弹箭防烧蚀内衬等)之外,还可以取代传统材料和工艺,用于制造装甲车辆、枪械、火炮或弹箭零件,进一步改进性能和降低成本。国外许多研究或应用实例已证实了在性能、使用寿命、成本方面的可行性,例如:

军工武器使用粉末冶金技术取代传统工艺的应用研究

第一条是:粉末冶金弹带;美国陆军为改进铁粉末冶金弹带性能,研究了铜熔渗铁粉末烧结弹带材料性能,结果表明铜熔渗可提高铁粉末冶金弹带强度。例如,铁粉压坯经1120℃烧结8分钟后,抗拉强度为365MPa,屈服强度为172MPa,延伸率21%,尺寸变化0.006,经铜熔渗1分钟后,抗拉强度提高到372MPa,屈服强度提高到220MPa,延伸率下降到19%,尺寸变化为0.008。


第二条是:粉末冶金枪械零件;美国陆军0.50口径M85机枪快慢机是一个复杂结构件。原采用4640钢锤锻、切削工艺制造。为降低成本,TRW公司用4640预合金钢粉通过粉末冶金锻造技术制造了400个粉末冶金锻造快慢机交给陆军进行考核。经过大量性能试验和室温与低温射击考核,结果非常令人满意。因此陆军制定了M-85机枪26种零件粉末冶金锻造的军用技术标准(MIL-F-45961)。 对比分析结果表明,4640钢粉末冶金件的强度、韧性与锻钢件相当,硬度为30~33HRC ,疲劳强度414MPa,室温夏氏V型缺口冲击值6.9kgf.m(公斤.力米),纤维组织为细回火马氏体。但是与传统工艺相比,成本降低50% ,制造工序从27道减至7道,材料利用率从17%提高到90%。


影响未来武器装备和技术的发展对武器零部件制造质量、经济可承受性、研制和制造生产周期、应急生产能力等都提出了一系列新挑战,新一代武器装备需要更先进的制造技术来满足这些要求。兵器粉末冶金技术不但是反坦克动能穿甲弹弹芯、导弹发动机喷管、陶瓷装甲元件、坦克动力传动系统摩擦片等元件的关键制造技术,而且由于它具有工艺成本低、材料利用率高、能实现净成型或近成型、适用于批量生产,用于取代某些兵器零件的常规制造工艺,能够实现提高产品性能,缩短周期,延长使用寿命,降低生产成本的效果,所以它将成为新一代武器装备发展的支撑性关键制造技术之一。



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