热在金属中是以什么方式传递(军人用枪的枪管为何需要用铁棒钻出来，用模具灌注不是更快么？)

Posted 2023-06-02

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热在金属中是以什么方式传递(军人用枪的枪管为何需要用铁棒钻出来，用模具灌注不是更快么？)

枪支是人类战争史上最伟大的发明之一，甚至说其改变了人类文明进程也不为过。严格意义上讲，枪支的工作原理其实很简单，就是弹药部、击发装置以及弹道引导装置。所谓弹道引导装置，说简单点也就是枪管。但即便如此，为了实现枪支的自动化以及高精度化，人类整整花费了数百年的努力。

枪支进化史

最早出现的枪支类型是火门枪，我国南宋时期的火铳就属于此类。火铳的工作原理和今天的霰弹枪类似，都是通过火药爆炸推动内部装填物，进而形成杀伤能力。但碍于技术水平限制，当时的火铳威力太小，并且难以量产，因此对当时的战争影响力非常之小。

在13世纪，火药和火器铸造工艺一同传入欧洲。当时的欧洲正处于巨大的变革时代，战争频繁，因此枪支作为一种新型武器，很快就得到了欧洲各国的重视。在随后的数百年里，火绳枪、燧发枪等纷纷登上历史舞台。

此时的枪支已经有了现代枪支的雏形，射程也有了很大提高。但这些前装枪都有一个共同的特点，那就是在射击之前，必须用探条将火药和子弹分别填充进枪管。这种方式导致开枪效率极低，还严重影响射击精度。因此在那个世代，我们总能看到双方士兵“排队枪毙”的场面。

到了19世纪，后装枪问世了。弹药一体化和膛线发明之后，枪支射击效率和精准度都呈直线上升。进入20世纪后，单发枪支逐渐被自动枪支代替。自动机枪、冲锋枪、半自动步枪，突击步枪纷纷问世，枪支家族不断扩大，各种类型的枪支成为了现代战争最主要的单兵作战武器，深刻影响着人类的每一场战争。

枪支铸造工艺

到了21世纪，各种充满科幻感的枪支被制造出来，但大到反器材狙击步枪，小到特工使用的袖珍手枪，其基本原理还是一样的。就拿枪管来说，枪管看似结构简单，但却是枪支最重要的组成部分之一。枪管制造水平的高低，直接决定了枪支的射击精度以及射程。而这两项属性往往是判断枪支性能高低的最主要指标。

别看枪管只是一根金属管子，想要造出来却十分不容易。举个实际例子，在抗日战争时期，八路军也拥有自己的兵工厂，在当时因为造不出好的枪管，所以八路军自制的土枪性能都十分拉跨。由此可见，枪管的制造工艺要求有多高。

在很多人看来，枪管的锻造流程应该并不算复杂，将金属加热至液态后，将液体倒进枪管模具中，等他冷却凝固定型后，最后再进行精细打磨。事实上，这种金属加工的方式就叫做金属热加工工艺。在我国的青铜器时代，工匠们已经开始使用热加工工艺锻造金属了。并且在19世纪以前，很多枪管和炮管也是用这种工艺铸造的。

金属热加工工艺的难度比较低，在工业水平低下的时代，能够实现武器的大规模量产。但这种方式锻造的武器缺点也十分明显。因为液态金属在冷却凝固过程中会渗入大量空气，导致成型的枪管内部存在大量气泡。

其次，枪管模具也会因为高温受热产生形变，最终导致锻造的枪管变形甚至出现裂缝。不管是气泡还是裂缝，最终都会严重影响枪支的安全性和精准度。因此随着技术发展，这种铸造工艺也渐渐被遗弃了。

到了现代，枪管的铸造开始采用高精度冷锻工艺。我们所熟知的无缝钢管就是用这种工艺锻造而成的。事实上，枪管正是在无缝钢管的基础上经过精加工后得来的。枪械用途的无缝钢管会使用高强度的合金材料，以保证枪支的安全可靠。

高强度的合金无缝钢管毛胚做好后，就会被送到军械厂。不过此时的钢管口径太小，管壁太厚，所以工厂需要对它们进行加工打磨。工人们会将无缝钢管固定在冷端机床上，一边旋转一边使用铰刀对钢管内膛进行打磨。经过不断重复打磨，钢管会逐渐变细边长，金属密度也会不断增加。单单是这一步，对于技术的要求就十分之高。

枪管锻造完之后，还需要为枪管打磨膛线，这一步则需要用到深孔机加工工艺。好的膛线直接决定子弹的射击精度和射程。某种意义上讲，枪管的锻造水平直接决定了枪支的性能上限。

冷端工艺的优势

前面我们说到，为了耐受枪支连续射击时产生的高温高压，枪管普遍使用高强度的特种材料。而这种材料往往耐高温，不易融化，因此采用热加工工艺锻造，效率很低，耗能也会增加，不管是经济还是技术角度都不合算。

其次便是安全性，枪支在生产之后需要进行安全检验，也就是进行射击试验，整个过程需要进行大量的实弹射击。如果采用模具灌注工艺，制造的枪管看似光滑平整，在其内部可能会存在微小的气泡和空隙。这些空隙虽然很小，但子弹出膛时会产生巨大的压力，这种高压会不断冲击枪管内壁。如果枪管存在大量的空隙，枪管就加速会老化，甚至在射击试验时就会发生炸膛。

而采用冷锻加工工艺，就不会出现这样的情况。加工铰刀会严格按照预设程序打磨枪管，不会给枪管留下任何空隙。并且在锻造过程中，枪管会被不断压紧，密度增大，枪管的强度也会相应增加。这种工艺锻造的枪管可靠性会非常之高。

最后是精准度，前面说过，模具容易受热变形，最终就会影响枪管的内膛与口径大小。一旦内膛发生形变，对于枪支的精准度就是致命的。而采用冷锻工艺就无需担心，不管是口径还是膛线，都是按照程序精准的完成打磨，最终能够完美契合子弹口径。由此可见，作为枪支最重要的两个属性，精准度和安全性，冷端工艺都远优于模具锻造。