武器設計定型后,其性能的優劣與生產加工環節密切相關。85式12.7mm高射機槍已有20余年的生產歷史,加工制造中的每一次進步、每一次嚴格把關都會促動武器內在性能的提升……
1985年式12.7mm高射機槍是在我國自主研發的1977年式12.7mm高射機槍的基礎上,根據部隊反饋進一步改進研制的產品。當時部隊根據使用77式高射機槍的意見,提出將全槍質量降至40kg左右,以裝備步兵營和摩托化連。湖南資江機器廠根據下達的戰技指標,繼續加強技術攻關,于1985年研制成功。85式高射機槍的全槍質量僅為39.5kg,比77式高射機槍減輕了30%,比54式高射機槍減輕了57%,即使在今天看來,這也是一個了不起的成績。85式高射機槍采用獨特的氣吹式導氣原理(在M16步槍導氣結構的基礎上改進而成),性能穩定,故障率低,結構緊湊,勤務性好,裝備部隊后評價較高,并榮獲國家科技進步二等獎。在20多年的生產中,工廠一直不斷地對產品進行完善,本文介紹該廠在加工生產環節中探索出的一些提高該槍綜合質量的措施。
提高彈鏈加工質量
供彈可靠是正常發揮武器性能的重要保證。對于高射機槍而言,彈鏈雖然看上去不起眼,但是其質量的好壞卻至關重要。過去54式、77式高射機槍的彈鏈制造都是采用老式的油平爐淬火加熱,為了防止產品氧化脫碳,彈鏈裝箱后要用細木炭顆粒和鋸木屑保護加熱。但這樣淬火、退火后的彈鏈往往表面不夠光滑,使用一段時間后表面的氧化層會有脫落現象,導致彈鏈的疲勞強度降低,提前壽終。為了避免形成氧化層,在原有工藝的基礎上只能加長彈鏈淬火后的滾光時間和氧化前的酸洗時間,然而彈鏈在含氫的溶液中長時間加熱,也會導致脆化斷裂。
為了從根本上解決上述問題,工廠自力更生研制出一條淬火-清洗-回火自動化生產線,利用工業酒精高溫裂化后生成的氣體淬火加熱,這樣生產出的零件表面光亮,無氧化、脫碳現象,且彈鏈回火后硬度均勻。彈鏈生產工序的改進,使生產效益相比舊工藝提高了10倍以上。

85式高射機槍彈鏈
嚴把熱處理質量關
熱處理是影響零件質量的關鍵環節之一。同樣一種材料,使用不同的熱處理設備,或者選用不同的熱處理規范(如改變參數),都會對零件的性能、壽命產生影響。如高射機槍的擊針件,在一次壽命射擊試驗中連續發現兩件壽命不合格,經理化分析發現,是由零件表面脫碳層引起的。事后檢查原熱處理工藝執行情況時,發現操作者沒有嚴格執行工藝流程,在零件淬火加熱時沒有嚴格密封保護,導致脫碳層厚度達到0.08~0.09mm。由于該零件淬火后硬度合格,因而混入了合格品之中,但是射擊時因脫碳降低了零件的疲勞強度,導致擊針達不到規定的壽命要求。經過這次教訓,工廠加強了零件在淬火加熱時的防氧化、脫碳措施,將制造出的零件用密封罐封裝,采用干燥顆粒狀木炭加少量碳酸鈉進行保護,并在驗收程序中增加了檢查脫碳層的程序,每次首爐熱處理時,都要抽取零件進行脫碳層、金相組織和硬度等檢查,合格后方允許成批生產。
淬火是熱處理的一個重要環節。經驗證明,槍械零件要慎用水溶液作淬火劑,以減少和杜絕產生淬火裂紋的危險性。1950年代初,援華的蘇聯熱處理專家在重慶某廠的一次熱處理學術報告會上,曾嚴肅提出:“軍品零件不允許用水淬火”。國內工廠在編制熱處理工藝規則時,也都嚴格遵守這一原則。但85式高射機槍生產前期,個別人員經驗不足,選材不當,采用了三硝水溶液作淬火劑,由于三硝水溶液比油的冷卻速度快,結果導致28%的零件淬火后產生了淬火裂紋。工廠隨后嚴把質量關,采用45鋼加工零件,將水淬改為油淬,從而從根本上杜絕了裂紋的產生。

水淬導致的零件裂紋
提高槍管壽命
槍管壽命問題是速射型武器在科研生產中面臨的一大難題。我國生產的7.62mm重機槍、12.7mm高射機槍以及14.5mm高射機槍都一度出現過槍管初速下降率超標、線膛燒蝕嚴重等問題,不少研究所、工廠對產品進行材料、生產工藝的攻關和改進,基本上收到很好的效果。實踐證明,影響槍管壽命的主要因素是槍管基體金屬的硬度和鍍鉻層的質量,兩者匹配合理,槍管壽命才能達到最佳。
85式12.7mm高射機槍由于槍管質量輕,厚度薄,射擊時膛內溫度高達650~700°C,在前期生產階段也發現過壽命不夠穩定的現象。工廠在不改變原材料的情況下,改進了槍管毛坯加熱設備,使槍管加熱更加均勻。另外增加淬火冷卻速度,提高鋼材的淬硬性和淬透性。如果槍管基體硬度不夠,在彈頭高速旋轉擠壓的作用下,槍管內膛鍍鉻層將會因基體金屬的變形而提前脫落,從而導致內膛燒蝕加劇,內徑擴大,最終導致初速下降超標。為此,工廠采取了以下措施:一是更新槍管調質設備,調整了調質工藝參數,使槍管基體硬度提高,促使基體組織能更有效地支撐鍍鉻層,從而延緩鉻層脫落的時間;二是進一步優化鍍鉻參數,使得鍍鉻層與基體金屬結合得更為牢固。采取以上有效措施最終保證了槍管的使用壽命達到要求。

壽命不合格槍管,距槍口695mm有11處脫鉻

槍管壽終后,鉻層擴展、斷裂脫落及基體金屬燒蝕情況

壽命合格槍管,基本沒有脫鉻現象

壽命不合格槍管,距槍口700mm處線膛燒蝕形貌
消除零件應力
由于加工工藝的限制,特別是在零件加工精度和表面粗糙度上,國產槍械的表現普遍都是“心有余而力不足”。而對于某些關鍵部位的運動件,恰恰會因為加工精度達不到要求而產生應力集中,最終提前破損。85式高射機槍的機頭體也遇到過這種情況。在一個半徑僅為1.5mm的圓弧拐角處,由于圓滑度和表面光潔度沒有達標,在射擊過程中產生應力集中,最后提前破損。工廠吸取經驗教訓,對于類似零件的這些“死角”部位要求嚴格加工,確保細節之處的質量,從而消除了機加工帶來的質量隱患。

機頭體的半徑為1.5mm的圓弧拐角處因加工表面不合格而破損
結語
85式12.7mm高射機槍服役已經20多年,但其潛力尚未完全開發,還能擴大用途,比如可以列裝到坦克或裝甲車上。
從制造工藝來看,也還有進一步提高的余地。如槍管鍍鉻前在內膛進行一次軟氮化處理,提高基體金屬的熱強性;在內膛上先鍍一層軟鉻,再鍍一層硬鉻,以減少鉻層原始裂紋的產生,推遲燒蝕的進程;采用復合熱處理技術,使內膛的金相組織具有良好的熱硬性和抗燒蝕性,而外層金相組織具有更好的韌性,這樣也能進一步提高槍管的使用壽命;為進一步減輕全槍質量,還可以選用一些輕質材料代替現有鋼材,在冷加工上加強鉚、焊等工藝和無切削、少切削工藝,提高加工工藝性和經濟效益。
