способ получения пластичной структуры поверхностного слоя на переднем выступе ствольной коробки стрелкового оружия

Формула изобретения

Способ получения пластичной структуры поверхностного слоя на переднем выступе ствольной коробки стрелкового оружия, характеризующийся тем, что вначале наносят на передний выступ ствольной коробки никелевое покрытие, затем подвергают передний выступ ствольной коробки термической обработке с нагревом и дальнейшим охлаждением в вакууме, при этом термическую обработку проводят при температуре 700-710°C с выдержкой 30-35 минут со скоростью нагрева и охлаждения 15-20°С в минуту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вооружения и предназначено для снижения отдачи и колебаний от ударной волны на ложе стрелкового оружия, в частности карабинов и снайперских винтовок.

Современные карабины и снайперские винтовки проектируются для надежной и продолжительной работы с выдерживанием основных технических параметров в период эксплуатации, например, таких как кучность и точность стрельбы, долговечность и прочность ложи и т.д. Однако несмотря на достоинства и надежность известных из уровня техники карабинов и снайперских винтовок существуют и недостатки, одним из которых является отдача от выстрела, которая передается через ложу стрелкового оружия в плечо стрелка, и колебания, вызванные возмущением от ударной волны, возникающей при стрельбе.

Приемлемым и простым способом по заявленному изобретению, позволяющим снизить отдачу и колебания, возникающие при стрельбе из винтовки, может являться пластичное покрытие, наносимое на передний или опорный выступ ствольной коробки - «лапу отдачи». Передний или опорный выступ ствольной коробки (Recoil lug - англ.) - элемент, исключающий или существенно снижающий передачу нагрузок и колебаний на ствольную коробку и передающий их на ложе стрелкового оружия в момент выстрела. Передний выступ ствольной коробки заходит своим нижним концом в паз на ложе стрелкового оружия и имеет разное конструктивное выполнение. Он может быть интегрирован в ствольную коробку в виде сменного элемента или выполнен с ней за одно целое, а может быть расположен в виде отдельного элемента таким образом, чтобы он зажимался между ствольной коробкой и стволом - такое расположение приведено в патентах US 8230633 и US 7975417, так называемая «накладная лапа отдачи».

Из уровня техники известен передний выступ ствольной коробки (Recoil lug) по патенту US 6637142 B1, 28.10.2003, который выбран в качестве аналога. Конструктивно передний выступ ствольной коробки (56) располагается между ствольной коробкой и стволом и заходит своим нижним элементом в паз на ложе стрелкового оружия. Данная конструкция позволяет исключить передачу нагрузки на ствольную коробку и перераспределить ее на ложе стрелкового оружия. Недостатки указанной конструкции заключаются в недостаточной эффективности при гашении отдачи и колебаний, передающихся на ложе стрелкового оружия.

Из уровня техники известен передний выступ ствольной коробки по патенту US 3206885 А, 21.09.1965, который выбран в качестве аналога. Конструктивно передний выступ ствольной коробки интегрирован со ствольной коробкой зацело и располагается в зоне казенника ствола. Недостатки указанной конструкции заключаются в конструктивной особенности расположения переднего выступа ствольной коробки, который интегрирован со ствольной коробкой зацело, что может являться причиной возникновения сминающих нагрузок в местах соединения ствольной коробки с ложем стрелкового оружия и, соответственно, потерей технической кучности стрельбы.

Из уровня техники известен передний выступ ствольной коробки (Recoil lug) по патенту US 2009077855 A1, 26.03.2009, описание [0024]-[0025], фиг.1, который выбран в качестве аналога. Конструктивно передний выступ ствольной коробки (14) располагается таким образом, что она зажимается между ствольной коробкой и стволом и заходит своей нижней частью в паз на ложе стрелкового оружия. Данная конструкция позволяет исключить передачу нагрузки на ствольную коробку и перераспределить ее на ложе стрелкового оружия. Недостатки указанной конструкции заключаются в недостаточной эффективности переднего выступа ствольной коробки при гашении отдачи и колебаний, передающихся на ложе стрелкового оружия.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении отдачи и колебаний, передающихся на ложе стрелкового оружия при стрельбе, и в увеличении долговечности ложи.

Технический результат обеспечивается тем, что способ снижения отдачи и колебаний от выстрела на ложе стрелкового оружия заключается в получении пластичной структуры поверхностного слоя на переднем выступе ствольной коробки путем нанесения на него покрытия в виде материала высокой пластичности - никеля со стороны действия нагрузки и колебаний от ударной волны, возникающих при стрельбе. Затем термической обработке переднего выступа ствольной коробки с нагревом и дальнейшим охлаждением в вакууме. Термическую обработку проводят при температуре 700-710°C с выдержкой 30-35 минут со скоростью нагрева и охлаждения 15-20°C в минуту. При этом передний выступ ствольной коробки располагается между стволом и ствольной коробкой.

Процесс нанесения материала высокой пластичности на передний выступ ствольной коробки осуществляется следующим образом.

На поверхность переднего выступа ствольной коробки со стороны ствола наносят слой гальванического никеля толщиной 15-20 мкм. Перед нанесением никеля осуществляют очистку поверхности детали переднего выступа ствольной коробки в кислотном растворе для удаления окисной пленки. После удаления окисной пленки деталь передают на выполнение операции никелирования. Затем деталь с нанесенным покрытием подвергают термообработке, включающей нагрев до температуры 700-710°C, выдержку 30-35 минут и последующее охлаждение. Нагрев и охлаждение осуществляют в вакууме с давлением 10^-3 мм рт.ст. Скорость нагрева и охлаждения не должны превышать 15-20°C в минуту. При скорости выше указанной в процессе нагрева между покрытием и подложкой может появиться зазор (когда сращивание покрытия с подложкой отсутствует) вследствие разницы коэффициентов термического расширения, так как коэффициент термического расширения никеля больше, чем коэффициент термического расширения стали. В случае же превышения скорости охлаждения могут появиться несплошности в покрытии вследствие разницы коэффициента термического расширения покрытия и подложки. Обусловлено это тем, что металл покрытия будет растягиваться вследствие взаимодействия металла подложки, так как металл подложки медленнее сжимается при охлаждении, чем металл покрытия. Нагрев детали с покрытием позволяет обеспечить адгезию (сращивание) покрытия с подложкой и уплотнить само покрытие. Адгезия достигается путем диффузионного обмена атомов подложки и покрытия, а плотность никеля достигается благодаря процессу самодиффузии. Наличие защитной среды - вакуума, обеспечивает чистоту поверхности покрытия. Температура нагрева 700-710°С выбрана с учетом осуществления диффузии при сохранении (альфа)-фазы без переходов ее в (гамма)-фазу для стали. Это обеспечивает равномерное однородное сохранение диффузионного слоя. Подъем температуры выше 710°C вызовет переход (альфа) в (гамма) состояние изменения решетки, что приведет к изменению объема металла и, соответственно, к изменению пустот и их размеров, а затем при охлаждении произойдет обратный процесс, вызванный переходом из (гамма) в (альфа) состояние при температура 713°C. После термообработки осуществляют полировку поверхности никелевого покрытия до получения шероховатости и размера по толщине в пределах, заданных конструкторской документацией.

Ниже приведен пример выполнения способа.

В качестве материала изготовления переднего выступа ствольной коробки - подложки, использовали сталь 14Х17Н2, основа которой железо. Перед началом проведения нанесения покрытия подложку обрабатывали механическим путем, выдерживая размеры согласно чертежам. Затем проводили травление в растворе кислот, включая азотную, серную и фтористо-водородную. После промывки в воде на деталь наносили гальваническим способом никель. Толщина его составляла 18±2 мкм. Никель наносили со стороны контакта переднего выступа ствольной коробки со стволом. После этого проводили термообработку детали. Защитная среда - вакуум с давлением 10 ^-3 мм рт.ст. Нагрев и охлаждение осуществляли со скоростью 15°C в минуту. Температура термообработки составляла 700-710°C, выдержка при ней была 30-35 минут. После охлаждения детали осуществляли шлифовку по никелю с обеспечением его толщины 10±1 мкм и шероховати поверхности Ra 0.63.