6 Размерное хромирование стволов

6

Размерное хромирование стволов

Этот термин в исследовательской оружейной практике начала 50-х годов стал фигурировать впервые. Требование по хромированию поверхности деталей до 200 микрон на сторону при допуске на отклонение толщины слоя 5 микрон у многих работников промышленности вызывало недоумение.

В литературе по гальванопластике того времени отсутствовали сведения о размерном хромировании, а следовательно, и само понятие об этом процессе. Многим размерное хромирование представлялось таким процессом, при котором выход годных деталей из хромировочных ванн составляет 95-100 % и не требует дополнительных операций но доводке деталей до нужного размера (шлифовка, дохромирование и т. п.).

Московские заводы «Калибр», ЗИС и другие предприятия размерным хромированием называли освоенный ими процесс покрытия гальваническим хромом наружной поверхности деталей несложного профиля (пробковые калибры, кольца и т. п.) слоем 8-10 микрон с точностью в 2 микрона со средним выходом годных деталей 90–95 %.

В оружейной технологической практике после проведения специальных исследовательских работ и отработки технологий размерным хромированием стали называть «такой процесс, при котором в гальванической ванне по заданному времени хромирования получают заданную толщину хромового покрытия» (арх. 461-56).

Необходимыми условиями размерного хромирования являются стабильность состава электролита и режима хромирования (плотность тока, температура, время). При освоении хромирования каналов стволов требовалось уделение особого внимания износоустойчивости, эрозионной и антикоррозионной стойкости электролитического хрома, его сцепляемости со сталью и другим физико-химическим и прочностным характеристикам, а также учет специфических особенностей хромирования внутренней полости отверстий.

При хромировании отверстий в отличие от наружных поверхностей деталей межэлектродное пространство ограничено размерами самих изделий, что обуславливает применение внутренних анодов также ограниченных размеров.

Одной из основных особенностей хромирования стволов является то, что вследствие низкой рассеивающей способности хромовых электролитов отложение хрома по сечению канала, с прямоугольным профилем нарезов в особенности, происходит неравномерно.

Интенсивное отложение хрома идет на выступах (при толстослойном хромировании с образованием наростов), пониженное — в углублениях (арх. 777-54). В середине поля хром отлагается меньше, чем на углах полей, по дну нареза — больше посредине и меньше в углах у граней полей.

Заводским опытом установлено, что для стволов системы АК толщина хрома по дну нарезов примерно на 0,02 мм меньше, чем на полях. Эта неравномерность отложения хрома особенно заметна при толщине более 0,1 мм, поэтому при толстослойном хромировании профилю канала ствола требуется уделять повышенное внимание.

Свойством хромированной поверхности ствола, толстым слоем хрома в особенности, является и то, что на нем, благодаря более высокой отражательной способности света, по сравнению со сталью более четко высвечиваются дефекты механической обработки подхромной поверхности.

Едва заметные до хромирования дефекты поверхности канала ствола на осажденном хромовом слое становятся более рельефными и подчеркнутыми, причем тем сильнее, чем толще слой хрома. Следовательно, подготовка поверхности под толстое хромирование требует также повышенного внимания (арх. 435-54).

Наряду с положительными свойствами электролитического хрома, при специальных исследованиях (арх. 403-52) выявлен такой его недостаток, как хрупкость и склонность к скалыванию, а также необратимость объемных превращений после первого нагрева с резким увеличением коэффициента линейного расширения и последующей усадкой хрома (0,49 %) после охлаждения. Дальнейшие циклы нагрева и охлаждения уже не изменяют коэффициента линейного расширения и не вызывают усадки хрома.

Свойства электролитического хрома, специфические особенности хромирования не гладких (профильных) отверстий, выявленные в процессе пропуска больших экспериментальных партий стволов по полному производственному циклу, необходимо было строго учитывать не только при отработке рационального профиля нарезов и назначении толщины хрома, но и при разработке приемлемой технологии размерного хромирования стволов.

Отработка размерного тонкослойного хромирования стволов того же калибра и под тот же патрон проводилась одновременно и на других предприятиях оружейной отрасли с учетом конструктивных особенностей изготовляемых изделий.

В связи с тем, что выход годных стволов из хромировочных ванн на разных предприятиях был разным, а долговечность хромового покрытия не отличалась высокой стабильностью, потребовалась разработка унифицированной технологии, учитывающей положительный опыт и потребности каждого из предприятий. Главным связующим звеном между предприятиями и основным разработчиком такой технологии был институт Ф.А. Куприянова (арх. 435-54).

Внедрение в производство согласованной на межзаводском совещании в 1954 году унифицированной технологии сопровождалось проведением дополнительных исследований и внесением отдельных уточнений, учитывающих специфику каждого из производств.

Неизменными и постоянными согласно рекомендации Головного разработчика должны были оставаться состав и температура электролита, рабочая плотность тока, соответствие электропроводностей анодов и электролита и некоторые другие условия хромирования.

Унифицированная технология в отличие от штатной предусматривала лучшую химическую подготовку канала ствола под хромирование за счет обезжиривания детали в горячем щелочном растворе и последующего травления в 8-16 %-м растворе соляной кислоты.

Были внедрены также электроизмерительные приборы для контроля электропроводности анодов и хромовых электролитов. По производству автоматов АК-47 отработка технологии хромирования стволов производилась с участием специалистов-технологов: Я.С. Гамзон, Л.Я. Буровой, И.А. Самойлова, С.М. Положенского, П.М. Стихно, П.Ф. Башкирова, М.В. Клитина, А.К. Сергеева, В.И. Азиатцева (арх. 777-54).

Ими проведен большой комплекс исследований по уточнению и нормализации режимов хромирования, изучению причин образования браковочных дефектов и поиску путей их предупреждения, а также большой объем работ по оснащению хромировочного участка необходимым технологическим оборудованием.

По результатам пропуска первых опытных партий стволов в целях снижения брака по отдельным видам канальных дефектов, связанных как с качеством хромирования, так и с механической обработкой подхромной поверхности, а также применением свинцевания после хромирования (царапины и штрихи от трения тягла стального прутка по поверхности канала) разработаны дополнительные мероприятия по совершенствованию унифицированной технологии. Устранение неравномерности наложения хрома по длине канала ствола достигалось за счет совершенствования хромировочного оборудования и установления соответствия между проводимостью анода (стального освинцованного прутка диаметром в 2–3 раза меньше диаметра отверстия) и проводимостью электролита.

В целях повышения точности получения канальных размеров после хромирования ужесточены допуски на размерные характеристики ствола при механической обработке, вплоть до спаривания инструментов и калибров и их согласования с процессом хромирования.

Одним из важных мероприятий, улучшающим качество подхромной поверхности, было внедрение электрогидравлической обработки взамен шпалерной строжки гладкого отверстия перед операцией дорнирования.

В целом внедрение в массовое производство унифицированной технологии хромирования в сочетании с мероприятиями по повышению точности и чистоты механической обработки канала ствола оказало положительное влияние на качество хромового покрытия, повысив его стабильность и снизив брак по отдельным его видам. Повысилась также культура производства, уменьшился расход хромового ангидрида.

Важным этапом технического развития производства автоматов была отработка с участием научных организаций технологии скоростного размерного хромирования стволов в протоке электролита (арх. 1242-61). Отличительной особенностью этой технологии является принудительное движение электролита в сочетании с автоматическим контролем и регулированием основных параметров режима хромирования при высоких плотностях тока (100–300 ампер на дм2).

Применение движущейся со скоростью 2–5 м/с струи электролита позволило значительно сократить продолжительность операции хромирования за счет повышения плотности тока, которая при естественном протоке электролита находилась в пределах 25–30 ампер на дм2. Внедрение указанной технологии существенно улучшило перспективы коренного усовершенствования всей технологии ствольного производства в направлении его механизации и автоматизации.