Verfahren zur Herstellung eines mit einem Drallprofil versehenen, hochwarmfesten

Waffenrohres

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einem Drallprofil versehe nen, hochwarmfesten Waffenrohres, insbesondere für Kleinkalibermaschinenwaffen.

Bekannte Waffenrohre von Kleinkalibermaschinenwaffen weisen bei intensiven Be schusszyklen, die zu hohen Rohraufheizungen führen (bis zu 500°C), in Verbindung mit Hartkernmunition, eine deutlich kürzere Lebensdauer auf. Durch die hohen Presskräfte, die das Hartkerngeschoss auf die jeweilige Rohrinnenwand ausübt, und den Abfall der Warmfestigkeit durch den intensiven Beschussrythmus, wird der Innenbereich des ent sprechenden Rohres plastisch verformt. Dadurch wird bewirkt, dass die Polygongeometrie oder die Feldhöhe des jeweiligen Drallprofils für eine sichere Drallübertragung auf das Geschoss nicht ausreicht und das Geschoss in Folge mangelnder Drehzahl auf der Flug bahn pendelt bzw. sich querstellt und die erforderliche Treffgenauigkeit, Reichweite und Wirkung des Geschosses nicht mehr gegeben ist.

Eine Möglichkeit, diesen Nachteil zu verhindern, zeigt die DE 10 2016 1 1 1 571 A1 auf. Diese schlägt vor, die Höhe der Felder zu den Flanken der Felder um einen Betrag zu vermindern, was dazu führt, dass die Oberfläche der Felder durch zwei Flächen gebildet wird, die einen stumpfen Winkel einschließen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren zur Her stellung eines Waffenrohres anzugeben, bei dem eine nennenswerte Plastifizierung der Rohrinnenwand und damit des Drallprofiles beim Verschießen von Hartkernmunition ins besondere bei einem intensiven Feuerrhythmus vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weite re, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche. Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, durch Verwendung eines warmfesten Vergütungsstahles die Warmstreckgrenze von beispielsweise 640MPa (klas sischer Vergütungsstahl mit der Bezeichnung 32CrMoV 12-10) auf über l OOOMPa bei ei ner Erwärmung des Waffenrohres auf 500°C anzuheben und damit eine ausreichende Festigkeit des Waffenrohres auch bei hohen Temperaturen zu erreichen. Dies hat zur Folge, dass der Werkstoff bei Raumtemperatur eine Streckgrenze eine deutliche höhere Streckgrenze als l OOOMPa aufweist.

Werkstoffe mit einer hohen Steckgrenze (> l OOOMPa) erlauben jedoch nicht die Anwen dung eines kostengünstigen Verfahrens zur Dralleinbringung, wie Hämmern über einen Dorn oder Fließpressen.

Trotzdem sieht die Erfindung vor, das kostengünstige Hämmern oder Fließpressen anzu wenden. Dies wird möglich, wenn die Fertigungsfolge umgekehrt wird. Zuerst erfolgt die Profileinbringung auf niedrigem Festigkeitsniveau. Das Drallprofil des Waffenrohres wird nicht in einen Rohrrohling eingebracht, dessen Werkstoff durch Vergüten bereits seine Endfestigkeit aufweist, sondern der ein niedrigeres Festigkeitsniveau (ca. 800-1 OOOMPa) besitzt. Erst nach dem Einbringen des Drallprofiles durch Fließpressen oder Hämmern erfolgt dann die Vergütung (oder Endvergütung) des Stahles auf einen vorgegebenen Festigkeitswert >1 OOOMPa sowie die weitere mechanische Bearbeitung des mit dem Drallprofil versehenen Rohrrohlings.

Da das Drallprofil durch den sich anschließenden Vergütungsprozess beeinflusst werden kann, müssen zunächst die durch die Vergütung bedingten Veränderungen des Rohrroh lings ermittelt und dann beim Einbringen des Drallprofiles (mittels eines Vorarbeitsmaßes) berücksichtigt werden. Der Werkstoff macht bekanntlich bei der Vergütung Volumenände rungen durch, was zu kleineren Kaliberdurchmessern nach der Vergütung führt. Beim Fleißpressen oder Hämmern muss daher der Feld-Zug-Durchmesser wenige 1/100mm größer gewählt werden, um die Durchmessertoleranzen einzuhalten. Gegebenenfalls kann der Feld-Durchmesser auch noch geringfügig mechanisch nachgearbeitet werden.

Vorzugsweise erfolgt die sich an das Einbringen des Drallprofiles anschließende Vergü tung des Rohrrohlings unter Vakuum, um Verzunderungen der Rohrinnenoberfläche zu vermeiden. Sofern gewünscht, kann das vergütete Waffenrohr mit einer Erosionsschutz schicht, etwa durch Hartverchromung, versehen werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden Ausfüh- rungsbeispiel.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zur Herstellung eines Waffenrohres für ein Ma schinengewehr MG3 ein warmfester Stahl, beispielsweise mit 0,25-0,35% C, 3-5% Cr und 1 -3% Mo verwendet. Dieser Stahl wird zunächst zu einem Rohrrohling vorbearbeitet.

Danach wird die innere Rohroberfläche durch Fließpressen mit dem gewünschten Drall profil (hier Feld/Zugprofil) unter Berücksichtigung des vorher ermittelten Vorarbeitsmaßes versehen.

Anschließend wird der mit dem Drallprofil versehene Rohrrohling mittels Vakuumvergü tung auf die gewünschte Streckgrenze von z.B. > 1300 MPa vergütet. Hierzu erfolgte zu nächst eine Erwärmung des Rohrrohlings auf Austenitisierungstemperatur mit anschlie ßender rascher Abkühlung und daran anschließender Anlaßbehandlung auf Gebrauchs festigkeit.

Nach der Vergütung des Rohrrohlings erfolgt schließlich die mechanische Endbearbei tung. Ggf. kann eine Erosionsschutzschicht, z.B. eine technische Hartverchromung, auf gebracht werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungs beispiel beschränkt. So kann beispielsweise auch ein anderer geeigneter hochlegierter Stahl verwendet werden. Außerdem kann die Vergütung des Rohrrohlings in mehreren Abschnitten erfolgen, sodass das Drallprofil nach einer ersten Vergütung (Vorvergütung) eingebracht wird, bei der die Streckgrenze <1000MPa beträgt und erst anschließend die Endvergütung auf einen Wert >1000Mpa erfolgt.