СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ МАГАЗИНА ДЛЯ ПАТРОНОВ
METHOD OF MACHINING OF MAGAZINE SURFACES

Изобретение может быть использовано при изготовлении ружейного магазина для патронов.
Ружейные магазины могут быть изготовлены из пластичного алюминиевого сплава, что приводит к быстрому износу поверхностей магазина при закладке в него патронов и их выходе в процессе стрельбы, особенно кромок на выходе патрона из магазина. Изобретение направлено на повышение износостойкости ниши в пластинах магазина в процессе размещения и изъятия патронов из него при стрельбе. Для этого на металл пластин магазина предлагается наносить систему покрытий никель - нитрид титана.
Специалистам известно много видов магазинов для патронов (см., например, патент RU 2442089 С1, опубликован 10.02.2012). В имеющейся литературе автором не обнаружено нанесение покрытий на ружейные магазины, изготовленные из алюминиевых сплавов, с целью повышения износостойкости.
Из уровня техники, например, из патента RU 2171316 С2, опубликован 27.07.2001, известно нанесение на алюминий защитных и декоративных покрытий, в том числе в виде гальванического никеля и нитрида титана, осажденного из газовой фазы. Однако в этом документе не указана возможность нанесения покрытий на пластины магазина для патронов, поверхности которого подвергаются принудительному истиранию и вследствие этого быстро изнашиваются.
Выемку в пластинах магазина обычно получают путем сложного и длительного процесса фрезерования. Вместо фрезерования выборку металла для получения выемки в пластинах магазина предлагается осуществлять электроэрозионным методом.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения - повышение стойкости поверхностного слоя металла магазина путем нанесения на него покрытий. При этом первое покрытие никелем наносится для обеспечения адгезии между подложкой и наружным покрытием. Второе покрытие нитридом титана наносят для повышения работоспособности магазина от истирания при заправке в него патронов и последующего их изъятия в процессе стрельбы. Повышение твердости поверхностей магазина за счет нанесения нитрида титана позволяет сохранять геометрические размеры магазина в местах, подверженных трению, при закладке в него патронов и их выходе в процессе стрельбы.
2
Способ осуществляется следующим образом. Для магазина используются две пластины. Материал пластин - алюминиевый сплав с прочностью более 30 кгс/мм. Далее на одной стороне пластины выжигают прямолинейную выемку по контуру пластины электроэрозионным методом. Аналогичное действие проводят с другой пластиной. По контуру выемки зачищают неровности и снимают заусенцы. После этого промывают в бензине, продувают сжатым воздухом и отправляют на термообработку. Нагрев проводят в инертной среде. Температура нагрева в пределах 0,8-0,9 от температуры кристаллизации (Ткр) алюминиевого сплава, выдержка 25 минут. Температура кристаллизации является справочной величиной (см. в книге «Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов», стр.71, М.: Металлургия, 1981 г., автор - Б.А.Колачев). Термообработка позволяет получить адгезию алюминиевого сплава с наносимым впоследствии никелевым покрытием и исключить появление окисной пленки.
Далее охлаждают пластины на воздухе и затем отправляют на сверловку отверстий. Перед сверловкой пластины устанавливают в приспособление, закрепляют и на сверлильном станке сверлят отверстия одновременно в двух пластинах под крепеж. Такой прием обеспечивает соосность отверстий. После снятия заусенцев в местах отверстий пластины отправляют на нанесение никелевого покрытия. Наносят никель гальваническим путем на все поверхности пластины. Толщина никеля составляет 5-7 мкм. Перед нанесением никеля проводят операцию травления пластин в щелочи NaOH. Эта операция позволяет удалить окисную пленку с поверхности пластин и обеспечить хорошее сцепление никеля с поверхностью пластин. После нанесения покрытия осуществляют контроль на предмет качества прилегания никеля. Не покрытые места не допускаются.
После нанесения никеля осуществляют термообработку в инертной среде - аргоне при температуре 570°С+15°С. После этого проводят обработку никелевого покрытия методом конденсации ионной бомбардировкой (КИБ) ионами инертного газа. Затем поверх никеля наносят покрытие нитрид титана. Для нанесения покрытия используют метод конденсации с ионной бомбардировкой (КИБ), позволяющий наносить покрытия с высокой твердостью и износостойкостью, каким является нитрид титана. В основе метода лежит электродуговое испарение металла в вакууме. Толщина покрытия составляет 15-20 мкм. После нанесения покрытия проводят сборку пластин с образованием ниши между пластинами, то есть места, куда укладывают патроны.
Таким образом, для обработки поверхностей магазина для патронов в пластинах, выполненных из алюминиевого сплава, выжигают выемку электроэрозионным методом, проводят термообработку при температуре, равной (0,8-0,9)Ткр, где Ткр - температура кристаллизации алюминиевого сплава. Затем наносят гальваническое никелевое покрытие толщиной 5-7 мкм, термообрабатывают при температуре, равной (0,7-0,9)Ткр, далее охлаждают до 200°С в инертной среде, затем на воздухе. После чего проводят обработку никелевого покрытия методом конденсации ионной бомбардировкой (КИБ) ионами инертного газа и наносят покрытие нитрид титана толщиной 15-20 мкм методом КИБ.
В случае изготовления магазина из углеродистой стали его поверхности также могут быть обработаны согласно предложенному способу для повышения износостойкости материала пластин от истирания. Тогда температура обработки пластин до нанесения гальванического никелевого покрытия будет составлять (0,85-0,9)Ткр, где Ткр - температура кристаллизации металла пластин, а температура термообработки после никелевого покрытия (0,7-0,9)Ткр.
Ниже приведен пример осуществления способа.
-2
Пример. Магазин изготавливали из алюминиевого сплава АМг6, используя две пластины. В каждой выполняли выемку под укладку патронов. Операцию эту осуществляли с помощью электроэрозионного метода. После окончания данной операции пластины зачищали, удаляя заусенцы. Затем производили обезжиривание в бензине с последующей продувкой сжатым воздухом. Чистые пластины затем отправляли на термообработку. Температуру термообработки устанавливали в пределах 570±10°С. При этой температуре сплав приобретает однофазное состояние. Вследствие чего достигается однородность состава сплава на его поверхности в местах обработки при выжигании выемок. Защитная среда при термообработке - аргон. Выдержка при температуре составляла 25 мин. Охлаждение осуществляли на воздухе. После полного охлаждения пластины оправляли на сверловку отверстий для крепежа пластин между собой. Сверлили отверстия на сверлильном станке одновременно в двух пластинах. Диаметр отверстий составлял 10 мм. После операции сверления в местах отверстий снимали заусенцы механическим путем. Производили обезжиривание и продувку сжатым воздухом. На подготовленные затем пластины наносили никелевое покрытие толщиной 5-7 мкм гальваническим путем. Предварительно перед никелем пластины травили в растворе щелочи с концентрацией NaOH - 40 г/литр. Травление в растворе позволяло удалить окисную пленку с поверхности алюминиевых пластин и тем самым обеспечить адгезию никеля на поверхности пластин. Контроль качества покрытия осуществляли визуально. Покрытие было плотным без пузырей, что свидетельствовало о хорошем его прилегании на поверхности пластин. Далее проводили термообработку при 570±10°С, выдержка 25+10 мин. Охлаждали в инертной среде до температуры 200°С, далее на воздухе. Далее наносили покрытие нитрид титана, используя метод конденсации с ионной бомбардировкой. Вакуумная камера в процессе нанесения покрытия наполнена смесью реакционного газа (например, азота) и парами испаренного нитрида титана. При напряжении менее 150 В производили имплантацию по никелю на детали - залечивание дефектов в никеле и производили разрушение микропленки окисла на его поверхности, то есть активировали поверхность никеля. Покрытие нитридом титана наносили при напряжении 100 В. Рост покрытия происходил за счет движения ионов нитрида титана и реакционного газа под действием электрического поля. Ионизированный реакционный газ при этом вступает в химическую реакцию с нитридом титана, высаженным на поверхность никеля. Это способствует повышению плотности покрытия, сцеплению его нано частиц и предотвращению их окисления. Количество газа, вступающего в реакцию с нитридом титана, регулировалось напускателем. Давление паров и газа в камере поддерживалось порядка от 10 до
-4
10 Торр. Толщина покрытия составляла 15-20 мкм. Достоинством способа является высокое качество и адгезионная прочность наносимого покрытия, а также возможность нанесения покрытий из соединений тугоплавких металлов, каким является нитрид титана. Покрытие, полученное таким образом, было высококачественным, о чем свидетельствовали данные металлографического анализа шлифов, вырезанных из пластин магазина. Готовые пластины собирают и крепят их с помощью крепежа. Пластины после такой обработки приобретают высокую твердость и приятный золотистый цвет. Магазин, изготовленный в соответствии с предлагаемым способом, успешно работает при заправке в него патронов и особенно при стрельбе.