[发明专利]一种火炮身管内膛修复方法

说明书

技术领域

本发明属于火炮技术领域，具体地说是涉及一种火炮身管内膛修复方法。

背景技术

火炮身管造价昂贵，约占火力系统购置费的70%。大、中口径火炮身管通常不可修复，身管报废则全炮报废。某新型155mm榴弹炮寿命在1000发以内；滑膛火炮因膛压高、初速大，其寿命问题非常突出，例如：某型突击炮在发射I型穿甲弹时，当药温为50°C时的最大膛压达593Mpa，内膛表面温度可达3000K，弹丸初速约1650m/s，身管寿命只有60-70发，在发射药加入缓蚀剂后身管寿命未得到明显改善。

目前国外采用和正在发展的炮膛抗烧蚀技术主要是镀层、衬管和缓释添加剂技术。镀铬技术是已应用于炮膛身管抗烧蚀的主要手段。目前，柱面磁控溅射钽和钽金属薄衬管爆炸焊接工艺是有望走出实验室并替代电镀铬的工艺：

1、陶瓷基、金属基复合材料身管制造工艺

美国材料与电化学研究公司提出一种陶瓷基/金属基复合材料身管制造技术专利，该技术是在石墨芯轴上多层缠绕碳纤维、石墨纤维或碳化硅纤维。之后用液态预陶瓷聚合体对纤维缠绕层侵渗或者用甲基三氯甲苯、二甲基二氯硅烷或SiC₄进行化学气相侵渗和热解。经过多次侵渗和热解可形成致密的碳、石墨或SiC₄基体的陶瓷基复合材料衬管。

用氧化铝纤维在陶瓷基复合材料衬管上缠绕之后，再69Mpa压力下进行铝液挤压铸造，使铝液进入氧化铝纤维和衬管的空隙中，得到陶瓷基和金属基复合材料身管。最后去除心轴后精加工内孔。

美国材料与电化学研究公司提出的另一项金属基复合材料身管制造技术是在钢管芯轴表面沉积Ta-50Cr约2mm，然后沉积纯钛1mm或用氧化铝纤维缠绕和铝液挤压铸造获得难熔金属衬管和金属基复合材料结构炮管。最后钻去芯轴，拉削或以电化学法加工膛线。

2、具有全陶瓷衬管的复合结构身管制造工艺

2007年11月一项美国专利提出复合结构衬管炮管制造技术。衬管由多个壁厚较薄的金刚石或立方碳化硼衬管组成，炮管外套材料为Invar36、Invar42不胀钢。衬管和外套间有Invar36、Invar42不胀钢作为隔热中间层。衬管内表面由电火花加工成型，各段衬管间通过粘接剂焊接或通过凸笋和凹槽配合连接，在金属外套受加热膨胀的条件下插入衬管完成装配。

2008年一项美国专利提出采用注射成型技术（PIM）制造全陶瓷或全硬质金属衬管的工艺。PIM技术是将所需的陶瓷粉末添加到熔化的蜡中混合，将混合原料送入注射成型机的一个模型腔中注成衬管，在100°C左右温度下将衬管中的蜡脱去，再高温烧结成型，有时需要预烧结进一步脱蜡。

ZL201010048072.5提出的复合结构身管制造技术是衬管和压筒装入加工后的身管，压筒由炮尾和连接筒压住实现固定。衬管内涂层是通过将衬管切成半环喷涂，然后焊接成衬管的方法加工的。该方法需要保证衬管与身管的同轴度，工艺难度较大，加工成本价高。

上面的方法工艺复杂，而且不适于对于已经被烧蚀的火炮进行再次修复。

发明内容

本发明的目的就是提供了一种火炮身管内膛的修复方法，以解决现有技术中存在的身管内膛的修复方法复杂、修复后不能够再次修复和修复成本较高的技术问题。

本发明是这样实现的：

火炮身管内膛的修复方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）对火炮身管内膛表面的特定区域镗削加工，切削厚度为5-6毫米，加工面与炮膛同轴；特定区域是指自坡膛处起向炮口方向延伸长度为炮膛口径10-12倍距离处止所形成的炮膛内壁面；

（2）使用内孔感应加热设备将内膛孔预热至600—700°C；

（3）将火炮身管置于卧式车床，在车床刀架上安装堆焊设备，使用堆焊设备利用堆焊材料对步骤（1）中的切削区域进行堆焊，厚度6-7mm；

（4）使用内孔感应加热设备对堆焊镗面回火；

（5）拆除堆焊设备，在卧式车床刀架上安装膛刀，对堆焊后的身管内膛表面进行镗削和磨削；

（6）将火炮身管自卧式车床移至拉床，拉刀从炮口沿阴膛线送入身管向炮尾方向运动，对修复表面进行膛线加工。

所述的火炮身管内膛的修复方法中，所述第（3）步中，所述堆焊材料可以选自以下复合材料中的一种：

a. 底层50%Ni-50%Cr，厚度3-4mm，上层金属钽（Ta）厚度3 mm；

b.50%Ni-50%Cr熔覆，厚度6-7 mm；

c.Ni60合金粉末熔覆，厚度6-7 mm；