DE3300175C2 - Verfahren zur Herstellung von Waffenrohren - Google Patents

Abstract

"Verfahren zur Herstellung von Waffenrohren mit sich zur Mündung hin verjüngendem Drallnutenquerschnitt und Kaliber, mit einer Innenoberflächenbehandlung durch thermomechanische und/oder thermochemische Behandlung und/oder Beschichtung oder Hartverchromung." Zur Steigerung der Leistung und Funktion von Waffenrohren, insbesondere von Maschinenwaffen mit dem klassischen Zug-Feld-Profil, wird die wirtschaftliche Herstellung eines sich allseitig zur Mündung hin verjüngenden Innen- und Drallnutenprofils, verbunden mit den Vorteilen der Kaltverformung und dem Wärmeschutz beschichteter oder thermochemisch behandelter Innenoberflächen, mit über dem ganzen Profil gleichmäßiger Schichtstärke, vorwiegend mit konstanten Drallwinkeln, mit entsprechenden thermomechanischen Behandlungen, dem geringsten Einsatz an Energie, Werkstoff und Fertigungszeit, die Verwendung warmfester und hochwarmfester Werkstoffe bei hoher, gleichmäßiger und reproduzierbarer Qualität, auch für Kaliber ab 15 mm aufwärts möglich.

Description

a) die Rohre im Kaliber. Zuggrund und in der Zugbreite zur Mündung hin gleichmäßig oder mit unterschiedlichen Parametern unter Einhaltung des jeweiligen Drallwinkels verjüngt werden und

b) die Rohre durch Verschließen der Enden mit neutralen oder speziellen Gasen gefüllt und thermomechanisch zur Beseitigung des Bauschinger-Effektes behandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei zwei- oder mehrstufiger Verformung mit einer jeder Verformung anschließenden thermomechanischen oder thermochemischen Behandlung unterworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre, deren Innenoberfläche beschichtet ist. gehämmert und ein- oder mehrstufig einer nach jeder Verformung anschließenden thermomechanischen Behandlung unterworfen werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Waffenrohren, besonders für Maschinenwaffen und insbesondere für Maschinenkanonen geeignet und vorzugsweise mit konstantem Drallwinkel für metallische oder nichtmetallische Führungsbänder, in kaltem oder halbwarmem Zustand durch Rollen. Drücken. Pressen. Schmieden oder Hämmern und Oberflächenbehandlung.

Ein derartiges Verfahren ist für die Herstellung von Kleinw affenrohren. also für Pistolen. Gewehre. Flinten, sowie rückstoßfreie 106-mm-Kanonen. hinreichend bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren bleibt der entstehende »Bauschinger-Effekt« und der durch den Verschleiß des Führungsbandes entstehende Gasschlupf unberücksichtigt. Der Bauschinger-Effekt wurde 1886 von Prof. Johann Bauschinger experimentell nachgewiesen und lautet: »Beim Walzen wird durch Umkehr der Walzrichtung nach jedem Stich Energie gespart.« Dieser Effekt beruht auf mechanische Spannungen, die infolge des elastischen Verhaltens des Werkstoffes, entgegen der Walzrichtung aufgebaut werden und eine anschließende Verformung in entgegengesetzter Richtung bis zu 50% unterstützen. Professor Brandenberger kam 1947 auf rechnerischem Wege zu den gleichen Ergebnissen. Die Folge bei dem oben genannten Herstellungsverfahren ist unter anderem, daß die Lebensdauer dieser Rohre durch Oberflächenbeschichtung nicht gesteigert werden kann und Rohre mit einem Kaliber über 15 mm oft schon beim ersten Schuß bersten, denn der Bauschinger-Effekt bewirkt eine negative Autofrettage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die großen Vorteile der Kaltverformung durch Verwendung eines spanabhebend nicht herstellbaren allseitig zur Mündung hin verjüngten Drallnutenprofils, in Verbindung mit einer Oberflächenbeschichtung für die Herstellung von Rohren zu nutzen und dadurch deren Lebensdauer erheblich zu steigern.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe verwendet daher die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte und besteht in der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

ίο Ausgestaltung dieses Verfahrens. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung beschreiben die Unteransprüche. Ein wesentliches Merkmal besteht in der Verwendung eines sich in Höhe und Breite zur Mündung hin verjüngenden Drallnutenprofils. Damit wird die Abis dichtung zwischen dem Geschoß und der Rohrwand über die gesamte Rohrlänge hergestellt. Erreicht wird dies durch die Kompensation des Verschleißes am Führungsband durch den entsprechend kleiner werdenden Querschnitt der Drallnuten. Dadurch wird ein wesentli-

:o eher Faktor für den Rohrverschleiß eliminiert.

Ein weiteres Merkmal sind die zur Mündung hin breiter werdenden Felder. Das Geschoß erhält dadurch an der vorderen Auflage (Zentrierwulst) eine zusätzliche Stützung zur Seelenachse hin. Also auch hier ein Aus-

:5 gleich des möglichen Verschleißes und damit auch eine Unterdrückung der Nutation, und das besonders im Bereich der höheren Geschwindigkeit und Rotation des Geschosses im Rohr.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Werkzeugkonizität das Hängenbleiben des Werkzeuges während des Hämmerns im Rohr auf ein Minimum reduziert wird.

Zusammenfassend kann man sagen, daß dadurch die großen Vorteile des konstanten Dralls mit den Vorteilen des progressiven Dralls, verbunden werden. Im progressiven Teil des Dralls kann die Auflagefläche des Führungsbandes nur als Linie dargestellt werden, was eine Vervielfachung des Verschleißes beinhaltet.

Das Verfahren bewirkt die völlige Beseitigung des Bauschinger-Effektes durch Erwärmung der gehämmerten Rohre über Ad. also durch deutliches Überschreiten der Rekristallisationstemperatur. Um bei der Wärmebehandlung die schon fertiggestellte Innenoberfläche des Rohres nicht zu zerstören, muß diese durch geeignete Maßnahmen geschützt werden, beispielsweise durch Verschließen. Zur Herstellung der durch die heutigen Vorschriften geforderten Gefügeausbildungen und Eigenschaften des Werkstoffes der Rohre, ist ein Abschrecken der Rohre in einem flüssigen Medium notwendig. Die durch das Hämmern erhöhte Keimzahl kommt der Feinkörnigkeit des Gefüges sehr entgegen, so daß die Feinkörnigkeit verbessert wird.

Geeignete Schutzmaßnahmen bestehen auch in der Verwendung der Diffusionsbeschichtung für die Rohrinnenfläche. Bevorzugt wird ein Verfahren der Gasphasenbeschichtung. dessen Behandlungstemperatur über AC3. also zwischen 850 bis 1050⁰C. liegen sollte. Dann wird es möglich, die Beseitigung des Bauschinger-Effektes und die Diffusionsbeschichtung gleichzeitig durchzuführen.

Bei der Diffusionsbeschichtung dringt, wie im Handbuch Stahl und Eisen (1965) 4. AufL S.U 5-2 beschrieben, das Chrom bis zu 0.3 mm tief ein und wandelt die Oberfläche in einen Chromstahl um. Der glatte Übergang der Schicht in das Grundmaterial sorgt für eine gute Wärmeabfuhr und verhindert einen Wärmestau.

Die guten Eigenschaften des Chromierens verhindern eine Versprödung durch die ständigen Erwärmungen.

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die Rißbildung bei Verformung oder hoher Erwärmung, das Ausbröckeln, das Verzundern und die Korrosion durch aggressive Schießpulverbestandteile. Die hohe Verschleißfestigkeit durch die hohe Oberflächenhärte. welche durch die Wahl der geeigneten Diffusionsstoffe bis zu HV 2000 variiert werden kann, ist ein weiterer großer Vorteil. Die gleichmäßige Schichtstärke über das gesamte Profil bei dieser Methode, muß auch hervorgehoben werden.

Außerdem ermöglicht das beanspruchte Verfahren. warmfeste und hochwarmfeste Werkstoffe wirtschaftlich zur Herstellung von Rohren zu verwenden, die üblicherweise aufgrund der natürlichen Grobkörnigkeit dieser Stähle beim Hämmern eine »Orangenhaut« bilden, die es zu vermeiden gilt.

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Claims (1)

33 OO 175 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Waffenrohren, besonders für Maschinenwaffen und insbesondere für Maschinenkanonen geeignet und vorzugsweise mit konstantem Drallwinkel für metallische oder nichtmetallische Führungsbänder, in kaltem oder halbwarmem Zustand durch Rollen. Drücken. Pressen. Schmieden oder Hämmern und Oberflächenbehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß