文章最初发表于今天是技术星期二列。

虽然许多行业仍在继续受到正在进行的冠状病毒大流行的影响枪械工业在美国正在蓬勃发展。在过去十年中,受消费者应对疫情和持续的内乱的推动,该行业的强劲增长在2020年才开始加速。根据全国社保基金会2020年枪支弹药行业经济影响报告在美国,枪支工业为美国创造了超过30万个工作岗位——这个数字自2008年以来翻了一番。

消费者对枪支的需求也推动了对枪支的需求热处理服务对于这个高度管制的行业来说。适当的热处理工艺对安全至关重要,而且在提供制造商想要的和消费者期望的高质量表面处理方面也发挥着关键作用。在本文中,我们将分享我们的枪支热处理专业知识,深入研究为这个蓬勃发展的行业提供服务的常见流程、规范和考虑。

火器零件的热处理工艺

气体氮化

狗万3.0手机客户端 用于加固必须保留更软、更延展性核心的硬化零件。由于是在较低的温度下进行的,气体氮化有助于防止有时由于常规热处理而发生的零件变形。除了硬度特性外,为了美观和提高耐腐蚀性能,零件经常进行氮化涂层。氮化的结果是一个美丽的,高度耐用的黑色涂层,经常用于替代黑色氧化涂层或其他发黑过程。氮化涂层比其他替代品要硬得多,所以黑色表面将经得起大量使用更长的时间。

常用氮化涂层处理的组件和材料

氮化物涂层通常是在表面可见的部件(以及那些你在清洗枪支时可以看到的部件)上进行的,如手枪滑道和枪管,以及炮口装置,如闪光隐藏器、炮口间隙和补偿器。

这些部件通常使用以下材料制造,这些材料可以进行氮化处理,以达到所需的黑色光洁度和表面硬度:

  • 4140钢。AISI 4140是一种含铬、钼和锰的低合金钢(通常称为铬钼钢)。它具有很高的疲劳强度、耐磨性和冲击性、韧性和扭转强度。
  • 416级不锈钢。416级钢是一种可自由加工的马氏体不锈钢,可加工性为85%。
  • 410级不锈钢。410级不锈钢是通用马氏体不锈钢,铬含量为11.5%。410级钢具有良好的耐腐蚀性能,可通过淬火、回火和抛光进一步提高耐腐蚀性能。
  • 420级不锈钢。420级不锈钢的含碳量比410级高,铬含量最低为12%。
  • 4340钢。AISI 4340合金钢是一种含铬、镍、钼的低合金钢。经热处理后,它具有很高的韧性和强度。这种材料被认为是非常有用的,通常用于高端枪支。
  • 以不锈钢。17-4不锈钢是一种时效硬化马氏体合金,兼具不锈钢的高强度和耐腐蚀性。与其他马氏体合金相比,它的成本效益和可焊性都相对较好。

氮化规范

枪械制造商在理想的氮化结果中规定的最常见的测量方法是金属间化合物深度。典型的规格在4到25微米的白层深度之间。通常情况下,外壳深度内的允许孔隙度也会被指定,虽然有不同的范围,但小于50%的孔隙度是一个典型的目标。

虽然多孔性通常被认为是一种不可取的特征,但在成品材料中存在一定的多孔性是有好处的。这些微小的空隙可以容纳油和提高耐腐蚀性能。氮化材料中产生的孔隙使得涂层的使用寿命大大长于磷酸盐涂层或黑色氧化物涂层钢。

一些制造商利用毛毯航空航天规格如AMS 2757或AMS 2959/12,因为它们包含所需的孔隙度和氮化火器组件的外壳硬度深度。

维氏硬度测试是我们评估氮化成分中金属间化合物深度的首选方法。虽然850 HV通常是不锈钢可达到的最高硬度,但我们的团队通过氮化工艺一直达到2000 HV。较高的硬度对武器部件是有利的,因为它提高了相互滑动的部件的耐磨性。

热等静压

狗万2017 在美国,零件在密封腔内加热到非常高的温度,在惰性气体存在的情况下能够产生非常高的压力。在加工过程中,加热和压力结合起来,封闭了零件制造过程中形成的空隙,消除了零件中的弱点。大多数枪械组件都能很好地响应髋关节的标准训练周期,髋关节通常在2050-2200°F和15,000 psi下运行。

常用HIP加工的枪械部件和材料

HIP特别适用于去除金属注塑(MIM)中的孔隙,加法制造(上午),以及熔模铸造件。

MIM是一种快速、经济的生产火控部件的方法,如锤、触发器和安全选择器,特别是AR-15的。传统上,MIM组件在行业中一直被认为不如传统加工制造的组件,因为它们已经被知道在该领域的早期失效。

用于制造枪支的常用MIM等级包括4140钢、17-4不锈钢和…

  • fl - 4605。FL-4605是一种低合金钢,含有预合金锰、钼和镍,可增强淬透性。
  • 420不锈钢。420不锈钢的碳含量相对较高,铬含量最低为12%,这使其具有不锈钢等级中最高的淬透性。

加法制造尚未被广泛应用于枪支工业,但我们已经看到它越来越多地用于制造消音器。这些通常被称为消音器的部件在武器发射时捕获膨胀气体以降低噪音,并用于军用狙击步枪。AM是一种理想的制造这些部件的方法,因为它们的复杂几何形状是很难或甚至不可能实现传统的加工。

熔模铸造是另一种工艺,我们看到用于生产手枪框架,特别是在M1911手枪。

MIM、AM和熔模铸造都有一个共同点:这些制造方法会在零件的内部结构中留下空隙。HIP消除了这些部件中不必要的孔隙,提高了它们的韧性、总强度和疲劳寿命,使枪械部件能够承受反复遭受的高冲击。

臀部规范

对于添加剂制造的枪支组件,我们遇到两个主要规格:

  • ASTM F3301,该规范概述了用粉末床熔炼制成的金属部件的热后处理标准。ASTM F3301确定热等静压是一种可接受的方法,以减轻添加剂制造的组件的应力。
  • ASTM F3055,粉末床熔合增材制造镍合金的标准规范。在本规范中,B类、C类和D类组件要求HIP, G类组件被认为是可选的。

在这两种规格中,组件必须在不小于100mpa的惰性气氛下,在1120到1185°C范围内进行处理。在15°C范围内保持240分钟/ 60分钟,并在惰性气体中冷却至425°C以下,或按照部件供应商和采购商商定的参数进行。

发黑

黑色氧化使火器具有锐利的黑色外观,增强耐腐蚀性,并最大限度地减少光线反射。不像油漆,黑色氧化物不会增加任何额外的厚度枪组件。在黑色氧化过程中,预期的结果是在金属表面产生磁铁矿(Fe3O4),一种铁和氧的合金。黑色氧化工艺通过在金属部件中添加防锈油来提高耐腐蚀性。

虽然它不像气体氮化物涂层那样持久,但黑色氧化物仍然是一种受欢迎的、成本效益高的选择,可以给可见的枪支部件带来完美的黑色外观。找到一个可以提供帮助的伙伴热处理和氧化黑结合在一起可以降低你的运输成本,加快周转时间,并简化整个过程,因为最终结果由一家供应商拥有。

使用黑色氧化物涂层的枪支部件和材料

像氮化处理一样,黑色氧化物涂层被用于外部可见的组件,如幻灯片、枪管和炮口装置,包括闪光隐藏器、炮口间隙和补偿器。可适用于任何碳钢构件,但不会粘附不锈钢。

黑色氧化物涂层规范

不像氮化和髋关节,我们很少遇到标准规格,当它涉及黑色氧化物结果。然而,作为一个最佳实践,我们与客户合作,为每一个经过黑色氧化物处理的零件编号建立边界样品,这样我们就可以将我们的结果与双方同意的理想外观进行比较。

高压气淬

高压气淬可在高温下进行真空炉作为油淬的替代品,适用于任何接近净形状或完全完成的火器部件,或主要考虑变形的部件。在高压气淬中,零件在真空下进行奥氏体化。然后,燃烧室被充满惰性气体,这是由强大的电机严重搅动。

与油淬相比,高压气淬可以得到更清洁的零件,但它还有其他的优点,可以证明对枪支部件具有很高的价值。这种工艺可以用传统的4140合金来制造实现相同的属性作为真空电弧重熔(VAR) 4340,一种高质量的镍基材料。这可以让枪支制造商在日常部件中看到类似的硬度和强度结果,就像他们期望的极端责任材料,如4340。

枪支部件的处理和可追溯性

热处理者不应养成丢失任何类型零件的习惯,但对系列化枪支部件的影响比任何其他大规模生产的部件都要严重。串行组件是美国政府对枪支的定义,它指的是带有序列号的部件,通常是较低的框架组件,有时是枪管或滑道。

采用AMS 2757或AMS 2759/12作为标准进行气体氮化处理的枪支组件也应遵守规范中概述的记录保存指南。AMS 2757要求文件包括设备和批准人员的标识,加工日期,零件数量,合金,批次标识,以及实际热处理时间和最低温度。

热处理人员正确处理枪支部件是至关重要的保持供应链顺畅运行.热处理不当的零件要么会被扔进垃圾箱,要么需要再加工,而丢失的零件可能会导致ATF审核或调查。在Paulo,我们设计了我们的流程,从一开始就防止问题的发生。以下是我们如何做到这一点的几个例子:

  • 电子跟踪。每一批零件都分配了一个条形码,该条形码与所有相关信息的电子记录相连接,这些信息包括作业过程参数、规格、车间订单等。将零件条码上的工艺参数与设备集成,当零件扫描加工时,加热炉会根据零件的配方自动设定合适的工艺参数。这有助于我们防止零件被不当加热或受到错误的过程。
  • 安全存储。在保罗的枪支加工厂,我们使用锁住的笼子和安全的保险库来保护串行组件。所有进入这些区域的通道都被监控和记录,以保持问责制,如果适用,遵守AMS规范。
  • 专门处理。为了让我们的枪支客户更安心,并防止在我们的过程中出现错误,我们还为许多组件设计了安全夹具,使它们在整个热处理和精加工过程中保持锁定。

除了联邦枪支许可证(FFL),热处理者也应有文件证明狗万1.0 在的地方。选择ISO 9001认证的供应商可以帮助制造商对热处理合作伙伴保持质量运营的能力有信心。保持其他认证,如IATF 16946和CQI-9也是一个好迹象,你的伙伴是很好的装备处理枪支工作。

结论

枪支工业依赖其热处理合作伙伴来维持其增长。适当的热处理和金属加工可以为我们的军队和执法部门提供性能更好、使用寿命更长的枪支,这有助于维护我们国家的安全。在不确定的时期,枪支行业代表着美国经济的一个亮点,我们很自豪地支持它。

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