7 Защитные покрытия других деталей

7

Защитные покрытия других деталей

Каким бы высоким качеством в конструкторском и производственном исполнении ни обладало оружие, но, если оно надежно не защищено от коррозионного разрушающего воздействия окружающей среды, его постоянная боевая готовность, и тем более, долговечность службы всегда будут находиться под сомнением.

Химические покрытия деталей являются одним из наиболее эффективных способов защиты оружия от разрушающего коррозионного воздействия внешней среды.

«В войска поступает оружие с ржавчиной под смазкой», — поступали и такие рекламационные сообщения в адрес ГАУ и оружейных заводов. Не известно было только, когда и в каких условиях могла появиться ржавчина, если обильно смазанное оружие отправлялось в адрес потребителя чуть ли не сразу с заводского конвейера, а при поступлении в войсковые части оно сразу попадало в руки солдата. Его ждали. Новое оружие, особенно автомат, солдат получал с большим желанием взамен винтовки Мосина или автомата под маломощный пистолетный патрон.

Комиссия И. Н. Пискуна, проверявшая автоматы АК-47 на заводском складе, не обнаружила ржавчины на деталях. Не была она обнаружена на этом изделии и комиссией ГАУ, проверявшей достоверность войсковых сигналов в различных частях ЗакВО летом 1950 года, включая и дислоцированные в зоне субтропического климата с повышенной влажностью.

В составе комиссии ГАУ был и представитель полигона, автор настоящей книги. Ржавчина была обнаружена под густой смазкой на лезвиях клинковых штыков карабинов Симонова (СКС-45), не имеющих химпокрытия, причем вне связи с условиями хранения оружия, а под местом образования ржавчины четкие отпечатки сетчатого кожного покрова почти всех пяти пальцев руки.

Вполне стало очевидным, что это могло случиться в результате нарушения технологии консервации оружия на Тульском заводе. Но не только. Виной было и отсутствие химпокрытия.

Представитель Головного заказчика с этого завода С. Кузнецов по данному вопросу что-то подолгу объяснял председателю комиссии И. Я. Литичевскому, часто упоминая при этом фамилию районного инженера Тульского куста заводов М. А. Колоскова.

Комиссия ГАУ проверяла не только состояние оружия, но и его эксплуатацию, серьезно прислушиваясь к замечаниям солдат и офицеров, обращая внимание и на общее восприятие нового оружия в армии. Отзывы были в целом положительные. При проверках оружия, хранящегося на базах и патронных заводах, создающих, как правило, запас на будущие потребности, очаги коррозии металла обнаружены были и в автоматах АК-47: в газовой каморе, газовой трубке, на затворе и затворной раме.

Нагар проникал и в канал рамы под возвратную пружину через боковое отверстие в стенке, которое впоследствии было упразднено. Этот факт подтверждали и поездки представителей завода для изучения вопроса на местах (арх. 2285-52, стр. 9). Наряду с принятием мер по улучшению качества чистки деталей существующими способами (увеличено время промывки пастой «УНИТ») заводом с участием научных организаций начаты поисковые работы по замене ручной чистки более эффективными методами.

Были разработаны специальный очистительный состав РГФ и установка по его применению в производстве. Попытки применить ультразвук для удаления нагара и омеднения из ствола положительных результатов не дали. По затвору и раме («белому узлу») начаты работы по организации пассивирования (арх. 2237-51, стр. 122) перед горячей консервацией автоматов пушечным салом. Одновременно с этим в начале 50-х годов заводом продолжены работы по проверке эффективности защитных свойств штатного оксидного покрытия деталей в процессе длительного складского хранения оружия в состоянии консервации. Проверка автоматов после четырехлетнего складского хранения обнаружила «побурение» оксидного покрытия на отдельных деталях, а также очаги коррозии металла.

К оксидному покрытию присматриваются и на войсковых складах, при этом также отмечается «побурение», о чем зам. начальника УСВ Е.И. Смирнов извещает завод в сентябре 1954 года.

В ответном письме главного инженера завода А.Я. Фишера (арх. 2395-45, стр. 73) отмечается: «Широкое применение щелочного оксидирования для изделий военного назначения обусловлено, главным образом, экономичностью процесса и хорошими декоративными качествами покрытия.

С явлением „побурения“ оксидной пленки завод столкнулся еще в 1951 году на изделиях крупного калибра. При длительном хранении оружия в складских условиях оксидная пленка в отдельных местах может переходить в другую химическую структуру с ухудшением механической прочности, меняя свой цвет до „побурения“ поверхностного слоя, имеющего вид легко стираемой ржавчины.

Побурение окраски не является побурением металла, но антикоррозионные свойства измененного покрытия понижены. Исследовательские работы по усовершенствованию технологии оксидирования существенного улучшения покрытия не обеспечили».

Но традиционное для защиты деталей стрелкового оружия от коррозии оксидное покрытие, доставшееся по наследству и автомату Калашникова, обладало недостаточными антикоррозионными качествами и механической прочностью и в своем изначальном виде. Во время заводской сборки изделий защитный слой на деталях местами истирается до образования оголенных участков, являющихся очагами начальной коррозии.

Малая толщина покрытия, связанная с низкой адгезионной способностью, обуславливает и его недостаточную износоустойчивость. Оксидированная поверхность деталей быстро осветляется в результате многократных чисток оружия, при трении о сукно солдатской шинели и в других подобных эксплуатационных условиях. Не случайно шинельное сукно с тех пор начало применяться при ускоренных испытаниях различных опытных покрытий с созданием специальных станков для механизации процесса.

Заманчивой была технологическая простота процесса оксидирования, делавшая его наиболее доступным для войсковых ремонтных органов, а также при организации новых производств в период военного времени. Сам процесс оксидирования протекает при температуре порядке 140–150 градусов по Цельсию в щелочной ванне, в составе раствора которой: сода каустическая (NaOH — 600–620 грамм на литр), селитра натриевая (NaNO3 — 70-100 грамм на литр), нитрит натрия (NaNO2 — 75-100 грамм на литр).

Хороший декоративный вид достигается за счет предварительной полировки деталей. Недостатком процесса с технологической стороны является то, что он может вызывать трещины в закаленных деталях в местах напряженного состояния металла, особенно в узлах, детали которых скреплены клепкой. В автомате АК, например, такие трещины были по заклепочному соединению сухаря и креплению штока затворной рамы. В связи с этим по сухарю произведена замена материала.

Работы по улучшению защиты деталей оружия от коррозии на заводе начали проводиться еще задолго до организации производства АК-47. Проводились они не только в направлении повышения стойкости покрытия в условиях производства и эксплуатации оружия, но и в условиях длительного хранения в состоянии консервации.

По улучшению качества оксидного покрытия положительных результатов не было достигнуто, оно не обеспечивало сохранности оружия в состоянии консервации даже в течение одного года. Некоторые положительные результаты были получены на авиационном оружии при замене оксидного покрытия кадми-рованием с последующей бондеризацией, давшей наряду с повышением антикоррозионных свойств и повышение темпа стрельбы оружия (арх. 785-51).

С появлением на производстве АК-47 опыты начали проводиться и на этом образце. Некоторое улучшение стойкости оксидного покрытия на отдельных деталях было достигнуто за счет применения пескоструйной обработки поверхности перед оксидированием, но это еще не решало проблемы.

Гальванические покрытия «агатовый хром», «оксидохром», «черный никель» обеспечивали только хороший внешний вид. Созрела проблема проведения широкомасштабных исследовательских работ по изысканию нового покрытия.

Эти работы согласно совместному решению ГАУ и MB были начаты в 1950 году на базе Ижевского производства АК-47 с привлечением организации Ф.А. Куприянова и полигона ГАУ. Большой группой инженеров-технологов: от завода — П.М. Стихно, М.В. Клишин, М.М. Пиковая, Я.С. Гамзон, В.И. Никифорова, В.К. Квятковская, Л.И. Малков, В.И. Фролов; от НИИ — Л.И. Смирнов, А.Г. Петров, И.Е. Ершов, Н.А. Косточкин, Прожогин, Алешин, Сыромятников; от полигона — Е.Н. Детиненко и С.К. Гусейнов — в течение 1950–1954 годов проведен большой комплекс исследований по изысканию новых покрытий с широкой проверкой различных вариантов (арх. 201, 159, 172, 261, 345, 778, 785).

На предварительных заводских испытаниях сравнительно со штатным щелочным оксидным покрытием проверялись опытные варианты: безщелочные оксидные по методам НИИ и полигона; фосфатирование фосфатом «Мажеф»; фосфато-масляное и фосфато-лаковое; цинкофосфатное «ВИАМ»; тонкослойное фосфатное (фосфатное пассивирование) по способу Ковровского завода.

По результатам испытаний выбор сделан в пользу фосфатирования с последующей пропиткой фосфатного слоя термостойким лаком БФ-4, который кроме повышения эксплуатационных качеств покрытия улучшает и его декоративный вид. Предел термической стойкости покрытия с лаком БФ-4 примерно 300 градусов по Цельсию.

Использование в массовом производстве первоначально применявшегося лака «метальвин» в качестве наполнителя фосфатного слоя, показавшего несколько лучшие прочностные качества и термическую стойкость, было признано нецелесообразным в связи с его вредностью для окружающей рабочей среды. В качестве растворителя этого лака применялось ядовитое вещество «Дихлорэтан» с весьма тяжелым неприятным запахом.

Рекомендации заводской комиссии по выбору лучшего покрытия подтверждены и последующими полигонными испытаниями. Новое покрытие комплексного состава по сравнению со штатным оксидным показало в десятки раз более высокую антикоррозионную стойкость, обусловленную прежде всего положительными качествами самого фосфатного слоя.

Обеспечивало оно и лучшую сохранность оружия при длительном хранении в состоянии консервации. Наличие в фосфате межкристаллических пор обеспечивает его высокую адгезионную способность к маслам, лакам, краскам. Возможность пропитки фосфатного покрытия лаком позволяет выравнивать его внешнее качество с оксидным в отношении декоративности. Применение в качестве наполнителя фосфатного слоя масла «велосит» при первых экспериментальных поисках не обеспечивало качественной декоративности покрытия.

«Фосфат» представляет собой водный раствор соли «Мажеф» (примерно 40 г на 1 литр воды). Нанесение фосфатного покрытия имеет простую технологию. По сравнению с оксидированием процесс протекает при более низкой температуре — в пределах 100 градусов по Цельсию и при меньших затратах времени за счет меньшего количества промывок деталей.

Условия работы у фосфатных ванн безвредные и менее травматичные по сравнению с оксидированием, протекающим в кипящих щелочных растворах при температуре до 150 градусов по Цельсию с сильным выделением паров щелочных азотнокислых солей, вредно действующих на организм человека, а попадание раствора на кожу приводит к ожогам и язвам.

Особенностью фосфатного покрытия, имеющего по сравнению с оксидным примерно в 5 раз большую толщину, является его отрицательное влияние на собираемость изделий ввиду искажения сборочных размеров после операции фосфатирования.

Это создавало определенные препятствия по внедрению его в производство. Требовались корректировка сборочных размеров деталей и узловых зазоров с учетом их изменения после нанесения покрытия, а также уточнение параметров газоотводного устройства в связи с изменением условий работы деталей. Усложнялась также контрольная проверка деталей на твердость и нанесение нумерации по существующему техпроцессу.

Второе место по качеству на одном из первых испытаний заняло бесщелочное оксидное покрытие, нанесенное по методу полигона. Оно рекомендовалось комиссией к доработке и проверке на большой партии автоматов вплоть до месячной программы.

Отличалось оно тогда и простотой технологического процесса: «Можно и навалом без ущерба для качества покрытия». Но, обладая в целом худшей стойкостью против коррозии по сравнению с фосфатным, которое в дальнейшем было улучшено и в отношении технологичности, бесщелочное оксидирование не показало резко отличающихся эксплуатационных характеристик и одобрения не получило.

Защита рамы и затвора («белого узла») фосфатным пассивированием — тонкослойное покрытие в водном растворе соли «Мажеф» примерно вдвое меньшей концентрации по сравнению с обычным фосфатом, была внедрена в производство в 1952 году. Некоторое время на этих деталях в конце 50-х годов применялось цинкофосфатное покрытие, обладающее лучшей прочностью и обеспечивающее лучшую собираемость изделий (арх. 2718-59, стр. 99).

Однако в связи с участившимися случаями появления трещин на затворе был осуществлен возврат к фосфатному пассивированию с пропиткой лаком ЭП-96. Такой же фосфатной пассивации стали подвергаться и пружины в целях повышения тропикоустойчивости.

Пропитка фосфатного слоя «белого узла» лаком БФ-4, давшая, по сообщению В.Ф. Донченко (арх. 2642-58, стр. 1), положительные результаты на некоторых других заводах, не гарантировала необходимого качества сборки автомата по узлу запирания с обеспечением основного узлового зазора в пределах предъявляемых требований. Аналогичные трудности, по сообщению руководителя приемки Иофинова, встретились и на производстве ручных пулеметов Дегтярева (арх. 2657-58, стр. 117).

В 1958 году Ижевскому заводу для проверки была предложена технология по холодному фосфатированию стальных деталей, разработанная ремонтными органами ГАУ.

Проверка показала, что коррозионная стойкость этого покрытия значительно ниже действующего на заводе «горячего» фосфатирования (арх. 2730-59, стр. 5).

Переход же на фосфато-лаковое покрытие в массовом производстве автоматов был осуществлен не скоро. Его внедрение по времени затянулось до начала 60-х годов в связи с возникшими технологическими и организационно-техническими трудностями по перестройке производства (арх. 2512-56, стр. 173). С точки зрения работы механизмов новое покрытие сомнений не вызывало, хотя и требовалась некоторая корректировка энергетических способностей автомата с проведением широких испытаний, так как при старых параметрах газоотводного устройства скорости отката частей повышались в среднем примерно на 10 %.

Имея привлекательную декоративность, фосфато-лаковое покрытие обладало одновременно и повышенной чувствительностью лаковой пленки к механическим повреждениям, неизбежным в поточно-массовом производстве (пересборки, технологические испытания, транспортировки и т. п.), ухудшающим товарный вид изделия.

В связи с этим со стороны ГАУ выражалось пожелание производить лакировку деталей после всех технологических испытаний стрельбой (арх. 2512-56, стр. 171). Связанная с этим пересборка оружия создавала дополнительные организационные трудности по обеспечению нормального хода производства.

Наличие в изделии внутренних деталей с фосфато-масляным покрытием и «белого узла» с фосфатным пассивированием требовало группирования деталей по видам покрытий и организации их раздельного хранения, исключающего возможность перепутывания по номерам изделий при повторной сборке. Но и при правильной сборке отсутствовала полная гарантия в отношении прочности крепления деталей (по прикладу появлялась качка) и по сохранению на прежнем уровне отдельных контролируемых технических параметров (скоростей автоматики, качества пристрелки, основного зазора по узлу запирания и др.)

Для обеспечения лучшей сохранности лакового покрытия и качественной сборки потребовалась разработка технологии по применению отдельных подставных деталей в период технологических испытаний. При этом ожидались и экономические выгоды по снижению трудоемкости сборки.

Не менее простой была отработка и самой технологии нанесения фосфато-лакового покрытия, которую осваивали и другие предприятия оружейной отрасли, обмениваясь положительным технологическим опытом, добиваясь унификации данного процесса в порядке выполнения указаний своего Министерства (арх. 2591-57, стр. 174).

Координационную связь между предприятиями промышленности по отработке единой технологии, как и при решении других производственных вопросов, осуществляли отраслевое Министерство и отдел УПВ ГАУ В.Ф. Донченко с привлечением к этой работе своих представителей на оружейных заводах (арх. 2512, 2642-56).

Не поддавалось замене механическое полирование деталей более простым и менее трудоемким способом подготовки поверхности к фосфатированию. Неприемлемым оказалось электрохимическое полирование переменным током, проверявшееся на разных заводах по предложению ремонтных органов ГАУ.

Скрытые места (углубления, выемы, щели, отверстия и т. п.) не прополировываются, и фосфатное покрытие получается неудовлетворительным (арх. 2730-59, стр. 1). Лучшее качество поверхности по сравнению с пескоструйной обработкой обеспечивала металлоструйная обработка.

Подвергалось совершенствованию и лаковое покрытие деревянных деталей. Применявшийся в производстве лак ВК-1 обладал недостаточной механической прочностью и влагостойкостью (арх. 2512-56, стр. 10). Поиски лучшего покрытия, проводившиеся оружейными заводами совместно с научными организациями, завершились разработкой лаков 754 и ТКЗ, которые по своему качеству превосходили ВК-1. Лучшим из них был лак 754, но и он не обладал необходимыми качествами по влагостойкости.

Дальнейшие поиски не привели к созданию лака, удовлетворяющего в полной мере предъявляемым эксплуатационным требованиям. Сложная проблема о прочном лаке могла быть снята только в случае замены дерева пластмассой.