“大炮是怎样炼成的” 漫谈火炮身管的制造

大炮的生产流程应该已经不保密了，不过具体加工方法大家倒还是心照不宣。这种东西确实只有大国能造，阿三这样的“大国”造出来的只能叫爆竹筒……

火炮身管最基本的作用就是在一定的速度下将弹丸发射到指定的地点，因此身管是包含有弹丸和发射药的火炮-弹药系统的一部分。身管内部由膛线部分和药室两部分组成。火炮根据身管有无膛线可分为两种，一种内有膛线，可以使弹丸旋转以稳定弹丸飞行姿势，即线膛炮

另一种没有膛线，即滑膛炮。

身管的主要制作技术和制作工序——身管制作，从材料制造(钢铁制造、锻造、热处理等)，到自紧前加工、内外径加工、自紧处理、内膛研磨、药室加工、膛线加工、外壁精加工、螺丝和沟槽的加工、内部的表面处理、完成时的检查、射击试验、射击后检查，需要经过数十道工序。而且，为了保证产品质量，各个工序中都必须进行严格的试验、检查。

早期的火炮主要是用青铜或铁等金属铸造而成

随着19世纪后半期转炉炼钢法的发明，火炮开始采用大型铸钢炮身。不久之后，又制造出高强度的合金钢铸造身管，用于代替铸钢身管。此外，在不增加重量的前提下采用高强度的身管材料制造出多层身管、自紧身管。

现代火炮身管材料都采用合金钢．常以中碳镍铬铂系合金钢为主．也有增加少量的钒做改性钢。过去很长时间里，炮钢曾一度是中国火炮生产的“瓶颈”。

因为镍是炮钢中一种不可缺少的元素。可以极大改善炮钢的韧性，但从资源上讲，中国又是一个严重缺镍的国家

但中国人从来都不会被困难吓倒，经过科技人员艰苦卓绝的努力，研制成功了一系列用稀土或钒元素代替镍元素的炮钢，支持了中国的火炮生产

在谈及炮钢材料时，还必须提到电渣重熔技术。因为像坦克炮一类的高膛压火炮对内膛的耐烧蚀性能、强度和韧性有极高的要求．这就对钢材的精炼提出超乎寻常的要求。电渣重熔就是为了满足炮钢的精炼要求而诞生的一种精炼工艺，精炼过的特种钢再经过电渣重熔可以去掉钢材中残留的少量硫、磷等对火炮强度和韧性有害的元素．使钢的纯度更高，满足火炮身管的生产要求。

在复杂的火炮结构中．炮身是最重要的组成部分。炮身又由身管、炮尾、炮闩等部件组成，其中身管是重中之重。。火炮射击时,身管的工作环境极为恶劣。火药燃气让这里的温度高达3000℃以上，高温不仅会严重烧蚀身管，而且可能引起身管变形：高膛压火炮炮膛内壁的压强高达500—700兆帕．身管必须要有足够的强度和韧性。高温、高压、摩擦、腐蚀是火炮身管生产必须直面的四大难题。

在普通人看来．火炮身管只是一个能发射弹丸的部件：但对于炮厂工人来说．炮管则被视为一根最难加工的“长管”．尤其是身管内膛的成型过程

身管膛孔的加工方法是先用一种配用超长钻头的大型钻床钻出一个孔：接着到镗床上将这个孔逐步镗削成型。机械加工中一般将长径比大于10以上的孔加工称为深孔加工

熟悉火炮的朋友们可能都知道，现代榴弹炮、坦克炮、反坦克炮的身管长度一般为30—55倍口径(即长径比为30：1—55：1)，而小口径高射炮的身管长度更是在100倍口径左右．都属于加工难度很大的“深孔加工”。

对锻造身管毛坯件进行的深孔加工，需使用深孔钻等特殊的钻头和钻孔刀具。无论是采用深孔钻还是采用钻孔刀具，都必须将身管表面进行仔细的切削，使身管壁表面光滑，如果加工不好的话，切削碎片会在加工表面形成划痕，炮管也会因此报废。因此，在切削条件的设置和切削油的选用上要十分注意。为了确保钻出的孔的尺寸精度和表面光洁度，研削等精细加工是不可缺少的，所以要有适合各种类型炮管的研削工具。

在深孔加工过程中，操作者无法直接观察切削等过程．同时还需保证加工要达到很高的精确度．而且细长的管件在加工过程中也易发生弯曲变形．故加工难度极大。由于身管的内膛加工质量与整门火炮的射击精度、寿命、安全等密切相关．因此对加工后的尺寸公差、弯曲度、粗糙度等方面要求极高。可以说深孔加工是火炮制造丁艺方面有别于普通机械制造的突出特点

膛线的加工是一种独特的加工方式，所使用的是钻头和刀具。要使用钻头反复加工数十次，才能达到所规定的膛线深度。使用刀具时，用机械调节刀具的进刀量，进刀量每增加一次，就对膛线进行一次加工，直到达到所规定的膛线深度。

目前采用数控机床，使切削工具边旋转边往前切削，从而切削出合格的膛线。膛线的加工是整个身管制造中最重要的工序之一，不仅需要高品质、高精度的特殊机器和工具，还要求作业者有高超的技能。随着材料的强度越来越高，对这些条件的要求也越来越高

身管的自紧，即身管内表面受到超出材料屈服强度的压力，引起部分截面塑性变形，压力解除后，变形不能恢复原状。此时身管内层有一个压缩预应力，而身管外层有一个拉伸预应力。

由于自紧，内层的压缩预应力可以阻止疲劳裂缝的扩大，增大疲劳寿命。自紧处理中施加压力的方法包括：水压法、棒压法、气压法。对于口径较大的炮管一般使用水压法。利用超高水压机，甚至可以制成耐一万个标准大气压的超高压

身管。经过自紧处理的身管，其内外径再受到机械加工时，一部分应力被消除，随之产生膨胀、收缩。因此，在加工工序和加工方法上要下一番功夫

对于现代火炮内膛的加工成型并不是加工过程的终结，为了提高火炮的耐磨性和抗腐蚀性。火炮身管内膛还要进行镀铬工艺处理，这样可以有增加身管的使用寿命。由于身管外将来还要加装热护套、炮口装置，尾部要连接炮尾等，在机加工过程中要加工相应的连接螺纹和排气孔等。炮管的加工过程完成后，还要进行印制编号和涂装等工序。到此为止，一根身管就加工完成了（上图为216厂的枪管改制生产线）

由此可见火炮身管制造有几个关键技术：炮钢材料选择与冶炼、电渣重熔、深孔加工、身管自紧、内膛表面处理，都不是一朝一夕能掌握的，所以我国能够自行研制先进火炮的身管，在世界上确实是数一数二的！