美国陆军正在寻求使用电化学（ECM）的方法加工60mm迫击炮身管

迫击炮制造新工艺旨在节约成本提高精度
2015-01-08
国外国防科技文献资料快报[据本站综合报道]美国陆军正在寻求实施一种新的迫击炮制造工艺，以较低的成本提供更优的武器。

2008年，美国陆军在迫击炮生产中引入了Inconcel镍合金，但其性能带来了制造挑战。美国陆军武器研发与工程中心（ARDEC）的研究人员一直致力于一种可替代的方法，以克服这些困难。

当前，60mm迫击炮身管制造工艺依赖于传统的材料机械切削和磨削，来获得所需的几何形状。韧性材料对武器是有益的，但其本质上是难以机械加工的。

诸如Inconcel镍合金这些材料，由于具有高强度、耐腐蚀性以及在极端环境中的高生存能力，在国防领域越来越常用。Inconcel合金是一种高强、韧性材料，具有耐高温性能，难以机械加工。当用常规刀具切削Inconcel镍合金时，刀具磨损量很大，进而会导致零部件缺陷。由于迫击炮身管是薄壁件，在加工过程中，身管壁会产生大量的残余应力，有时会造成零件废弃。

数十年来，制造商一直采用电化学加工（ECM）技术来加工极硬的材料。美国陆军ARDEC项目团队将电化学加工（ECM）技术作为一种有潜力的解决方案。通用电气公司开发了一种用于飞机发动机生产的名为“蓝弧”的电腐蚀工艺，并取得专利。ARDEC与通用电气公司合伙，得到“蓝弧”技术许可，并对技术进行改进将其用于迫击炮制造。

ARDEC正在寻找一种可替代的制造工艺，这种工艺在生产中不会带来任何缺陷问题。电化学加工可降低制造变异性、提高各循环的精度及保证加工的一致性。在常规加工中，用车床或铣床切削金属，会产生应力，当刀具磨损变钝后，会产生更大的应力。而采用电化学加工，刀具绝不会接触零件。电化学溶解金属，在零件内部不会产生应力，提高了质量，缩短生产周期。电化学加工工艺留下一个抛光表面，不存在机械加工产生的加工痕迹及残余表面应力。对于具有复杂几何形状的几何零件，电化学加工能获得极端精度。

项目团队检查研究了生产工艺的每一工步，以确定节约的时间。经研究确定，如果采用电化学加工，可从现有工艺中去除9项操作，缩短加工时间12h，缩短了30%～40%。电化学加工技术将使国防制造中心能够满足应用更强韧武器材料带来的加工需求。

为了资助与通用电气公司的合作伙伴关系，美国陆军ARDEC协调了“国防采办挑战”计划。美国陆军研发与工程司令部（RDECOM）全球技术集成团队管理了该项目。

为了解决电化学加工副产品——废物问题，通过陆军小企业创新研究计划，ARDEC与法拉第（Faraday）技术公司签订了合同，开发电解沉积工艺。当ARDEC将电解沉积工艺与电化学加工工艺相结合，形成一种完全可循环的、完全可持续的制造工艺时，将会消除废物问题。

陆军ARDEC正在通过陆军制造技术（ManTech）计划寻求额外的资金资助，以将该工艺向工业基础转移。（北方科技信息研究所 苟桂枝）