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枪管为什么要用铁棒钻出来,直接铸为什么不行
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。
以现代的工业水平,能不能造出一根完整的800毫米巨炮炮管
以现代钢铁工业水平能力,完全可以制造一整根的800毫米炮管,制造炮管需要大型钢坯,根据“古斯塔夫”800毫米巨炮的炮管的数据:炮管内径是800毫米、炮管长32.48米,整体制造这么一根炮管所需要的粗钢坯至少要在100吨/一个,而冶炼这个大钢坯就需要用200吨以上的大型转炉,一次性冶炼200吨钢水并且浇铸成电渣重溶炉所用的自耗电极,图片上就是200吨的大型转炉,所以从炮钢冶炼的设备方面来看已经满足要求了。
现代炮管制造工艺已经采用了大型电渣重溶炉工艺生产了,因为电渣重溶冶炼出来的钢锭内里致密,化学成分稳定、极少出现内部酥松、夹渣、气孔、白点、成分偏析...等普通铸造钢锭的浇铸缺陷,所以进入到1960年代末之后炮管粗坯均为电渣重溶炉生产,电渣重溶炉的工作原理与我们日常看到的电焊基本一致,也是需要自耗电极,也就是图片上的这样钢棒,先由转炉或者电弧炉初步冶炼之后再浇铸,再由车床进行外表面加工,以便电渣重溶炉的卡头夹住。
电渣重溶炉有多臂式和单臂式,多臂式就是由多个夹持臂同时卡住自耗电极,通电之后一同融化在炉内铸成一个几百吨的大型钢锭,图片上这个就是目前世界上最大的450吨电渣重溶炉,它是多项的,多项炉由于使用多根自耗电极冶炼速度快,可以熔炼200吨以上的特大型钢锭,但它的投资和占地面积都很大,不适宜中型钢铁联合企业 。
单项电渣重溶炉也就是使用一个夹持臂和一根电极,生产效率不如多项炉,但目前最大的单项炉也有120吨,也完全可以制造出来800毫米炮管所需的巨型钢锭。
由于800毫米炮管实心钢锭在后续加工过程中需要使用钻孔刀进行中心扩孔处理,要浪费大量钢材,为了降低制造成本可以采用炉内自紧工艺生产。
“炉内自紧工艺”就是在电渣重溶炉的中心放置一根直径在600毫米以上的中空管,管内要通高压冷却水,并且要有进水和出水管道→夹持臂通电后自耗电极开始熔化→熔化后的钢水滴落到“炉内中空管”上面后由于高压水的降温迅速被凝结在中空管表面上→然后自耗电极一边熔化一边凝结逐渐的形成需要管坯厚度,同时在逐步凝结的过程产生较长时间和很多次的热胀冷缩物理反应,热熔化钢水不断的挤压以凝结的钢层就会形成管坯在“炉内自紧”。
这种“炉内自紧工艺”,可由有效的提高管坯的压缩比,使管坯更加的致密,这对于炮管在承受巨大的膛压时帮助很大,图片里橙色箭头所指就是“炉内自紧工艺”生产出来的炮管坯、绿色箭头所指就是用过钻孔刀生产出来的锻造炮管坯,从制造成本来说前者节省了大量的材料,但炮管坯质量略低于锻造炮管坯,155毫米榴弹炮和坦克炮管由于膛压太大,都必须用锻造管坯工艺生产!而800毫米炮管一天(24小时)最多发射14发炮弹,对于炮管坯的要求可以放宽一些,因为它最多也就发射30发炮弹之后就报废了!
800毫米管坯冶炼完成后需要进入到巨型卧式车床上对内壁和外壁进行表面切削加工,看看有没有裂纹、气孔、结疤...等等缺陷,目前的巨型卧式车床已经可以加工直径1.2米的大型加工件了,现在的巨型车床长度在40米的比比皆是,因为有些巨型加工件比如说:几十万吨轮船的主轴,长度有可能超过50米,加工32米长的管坯并不缺乏工具,所以整体加工800毫米炮管外表面工艺目前也能完全到达技术要求。
对于炮管来说,最难以加工就是深镗工艺,也就是膛线的加工,膛线加工的误差越小,火炮的射击也就越准确,历史上古斯塔夫800毫米列车炮参加“塞瓦斯托波尔战役”时弹着点最小偏差(CEP)为60米,7吨多的大炮弹误差这样小也表明了“克虏伯公司”在火炮制造方面的高深造诣,因为“古斯塔夫”和“多拉”两门800毫米列车炮的炮管是多节组合在一起的,组装时每一节、每一根膛线都要对齐,几乎是没有误差,只有这样炮才能打的准,否则误差几百米就没有使用价值了。
以现在的深孔镗床能力来说已经可以做到对直径800毫米的管坯进行膛孔加工处理了,但是32米长的炮管整体进行深镗工艺可能因为太长了,镗床的长度不够,不过这也只是目前不需要也没有这样长加工深度而已,如果需要的话完全可以制造出来。
总之,以目前的钢铁冶炼水平、表面切削处理和深孔加工...等方面要加工整体直径800毫米、管长32米以上的炮管是没有技术瓶颈的,毕竟距离二战结束已经是70多年的时间了,科技发展水平已经日新月异了。
其实,古斯塔夫和多拉列车炮是希特勒个人的精神错乱的产物,虽然在实战中也确实发挥出巨大威力,但是该炮属于“一百斤面做了一个80斤寿桃”这类的费(废)物点心,由于自身笨重、发射速度极慢、伺候它的人极多、操纵异常复杂...等原因,它一生当中只发射了40多发炮弹,花费巨大的人力物力财力制造出来的东西成了没用的摆设,最后德军也将它废弃了!
而二战期间的德国另外一种“黑科技”导弹虽说当时的技术也不太完善,但是V1/V2导弹给盟军造成的伤害远远大于800毫米列车炮!并且战后根据它们革命性的设计思想人类战争进入到了导弹化时代,更是在自己的家里发射洲际导弹就能消灭一万多公里外的敌人...这才是人类向往的武器。