20式枪族在枪管寿命方面采用的3项技术途径

对于枪管而言，枪管寿命一般指枪管的弹道指标降到允许值范围以下或者发生了疲劳损坏时，对应的发射枪弹数目。。枪管的弹道指标降到允许值范围以下的枪弹数目表示烧蚀磨损寿命，而疲劳损坏时对应的发射枪弹数目表示疲劳寿命，烧蚀和疲劳寿命共同决定着枪管的寿命，枪弹数目表示枪管的实际寿命。从现有技术来看，延长枪管寿命的措施主要有四方面，分别是材料、内膛表面改性技术、枪药弹三者的匹配性三方面。

枪管作为赋予弹丸飞行所需动能的关键构件，通常由耐热且具备良好抗形变能力的金属打造而成。在构造设计上，它呈现出一种理想化的不等径长柱形态，内部承载着弹丸发射不可或缺的内膛结构，而外部则可能呈现圆锥形或阶梯圆柱形。制作一根近乎完美的枪管，关键在于如何实现其高精度的圆形构造。小时候都听过达芬奇画鸡蛋的故事，经历了画不圆到画圆再到画不圆的艰辛历程。而枪管的加工过程，则是加工枪管呢？是一个将不圆的棒子或管子加工到圆（包括阴线圆或阳线圆）的过程，这个过程虽然没有达芬奇的曲折，但也很艰辛。    

在现代制造业的精密技术下，圆形元素的加工早已不是难题，加工精度已臻至极高水平。因此，枪管的制作，除了匠人的辛勤汗水，技术层面已少有难关。然而，圆的枪管被组装后，其形态会发生变化。在枪管上添加一系列附件或组装成整枪后，原本应挺直的枪管会因受力而呈现出一定的形变，本应刚直的枪管就变的更委屈，这种委屈长期积累，就变得萎曲了。

近年来，国内外对枪管的研究呈现出多元化的趋势，涵盖了材料、结构设计、内膛损伤分析、使用寿命等多个方面，欧美国家在这一领域处于领先地位，国内跟在后面跑。当然，能跟上跑也是光荣的，跑上十来年就能获得来自国家顶层的科技奖励。国外在枪管材料方面的研究起步较早，率先发现了Ni、Mo和V含量对性能的影响，之后便研发出了中强度钢2%NiCrMoV和高强度钢3%NiCrMoV枪管钢，由于对枪管性能的改善比较显著，后来便逐渐成为了美国制造枪管的主流钢材。现今，美国市面上符合枪管制造的材料非常丰富。    

要打造一根优质的枪管，选材至关重要。传统上，枪管制造主要采用碳素结构钢（尤其是50系列）作为原材料。然而，随着技术的不断进步，新型合金结构钢如30Cr2MoV 、30CrNi2MoVA和30SiMn2MoVA等材料逐渐崭露头角，成为主流。为了填补国内在枪管材料标准方面的空白，专家们通过对比筛选，制定了专门的枪管钢标准。相较于碳素结构钢，这些新型枪管材料在淬透性、屈服强度、回火稳定性以及耐磨损、耐腐蚀、耐高温等性能上均表现出更为优异的特点。

在20系枪族研制中，为了进一步提高枪管的寿命和射击精度， 在线膛的结构方面，全面采用了多边弧形的膛线。在内膛加工工艺中，采用精锻成型线膛+铰削弹膛的组合方案，在这方面虽然取得较大进步，但与国外全膛（线膛和弹膛）精锻成型工艺相比，还有差距的。精锻枪管的关键在棒芯，当前虽然实现了自主，但在棒芯制造技术方面废品率高且寿命低，完全算的上卡脖子。很多爱好者都把多边弧形膛线嗨吹的天下无敌，认为这是枪械最佳膛线，其实并不是这样，它有利于提升寿命之外，更主要是与精锻工艺相匹配。曾看到一个爱好者狂批多边弧形膛线，认为矩形膛线磨损后就是多边弧形。从几何变化来说，确实是这样，但实际效果完全不同，精锻对提升枪管寿命最有利的是获得致密的表层。矩形膛线在磨损后破了皮，露了肉后的材质在烧蚀环境下经不起干摩擦。    

在内弹道阶段，膛内温度升高与骤降反复切换，在压力作用下枪管膨胀与收缩交替，通过理论计算可以知道，发射药的燃气温度能达到2500℃左右的高温，火药燃烧总能量的15%～20%被内膛表面吸收，再加之来自弹丸的干摩擦作用，大约吸收火药烧伤总能量的1/4，导致内膛表面温度达到600℃～800℃甚至更高。当内膛表面破损后，状况立即恶化，很快寿命终结。    

通常，枪管内膛的磨损主要发生在在膛线起始段。

金属表面改性技术就是采用各种物理化学技术去改变零件表面的性质，经过改性处理后的材料表面拥有耐高温、耐磨损和耐腐蚀等多种特殊性能。内膛表面改性的技术在枪管制造中应用较早，从最初的简单硬化到镀铬再到渗入，现已成为枪管延寿技术的主要手段，除了弹道枪不使用外，几乎所有的制式枪械都一律采用改性技术。    

现阶段，采用的技术主要有：电镀、热熔覆、激光热处理、喷涂和气相沉积等，国内的改性技术已经从电镀升级到渗入。电镀与渗入的差异主要是对几何尺寸的改变，电镀是在内膛表层镀上一层金属，电镀层的薄厚好控制，但结构的不规则导致电荷的分布不均匀，从而在不同的部位出现厚度不一致，而渗入几乎不改变内膛尺寸，所以在工艺的可控性方面具有显著优势。

在众多表面改性技术中， QPQ 处理技术是一种属于金属表面热处理的技术，是氮碳共渗盐浴和氧化盐浴的结合。在新一代枪管表面改性方面，采用二次硬化效应获得高温强化，通过碳化物调控改善韧性。关于这方面的技术科普，在《单兵装备》的号内已有专文，没有阅读且有兴趣的请在号内查找相关文章。