换一批
换一批
项目年度编号
2000140725
中图分类号
TG174.444
成果公布年份
2020
成果简介
轻型化火炮中的钛合金关键部件炮尾及身管采用钛合金材料后，由于钛合金材料硬度低、耐磨性能差、化学活性大，亲和性好，使用关键部件之间易咬死，耐磨性及抗烧蚀性差，为了解决这些问题，该项目组首次提出采用直流真空阴极弧技术在钛合金TC11材料表面制备功能涂层TiN及CrN，以涂层的附着性能、耐磨性能和抗烧蚀性能为主要优化目标，对涂层工艺技术进行了优化研究，开展了钛合金表面化学清洗、离子束溅射清洗和涂层主要制备参数的优化，大大提升了功能涂层的附着性能和耐磨性，研制了小尺寸的柱状阴极弧靶，直径为φ39mm，并结合不对称脉冲偏压电源技术解决了阴极弧靶阳极消失的问题，成功地在长径比为1：17的长管内表面沉积了厚约5μm的CrN涂层，获得了最佳的工艺参数及炮尾与身管表面制备功能涂层最优工艺技术及参数。最后开展火炮实弹射击试验考核研究，建立炮尾和身管制备功能涂层的批量生产工艺和规范。达到的主要技术指标：
1）制备CrN和TiN功能涂层的身管和炮尾耐烧蚀性能提升3.2倍，耐磨性能高于基体的250倍，硬度大于基体3倍。
2）炮尾的抗咬死性能由之前的20发左右提高到111发，且实验结束时仍然未出现磨损、咬死和烧蚀迹象。
该项目研究过程中授权国防发明专利一项，还有一项发明专利在审。
该项目的研究成果已经应用在某型号迫击炮的炮尾表面沉积TiN涂层，解决了炮尾与身管连接螺纹咬死及磨损的问题，已经列入迫击炮的生产工序。目前，已完成了2000多件的炮尾表面镀膜生产任务，合作单位获得1.7亿元以上的合同签购额。该研究成果还推广应用于其它型号的迫击炮钛合金高低螺杆及方向杠的表面镀膜处理，解决了其与钢件之间的耐磨性问题，也已列入生产工序中。
武器装备轻量化过程中，钛及其合金得到大量应用，作为结构件或承受高温气体冲蚀、摩擦作用时，表面极易发生磨损失效，严重影响其安全性和可靠性。在钛及钛合金材料表面制备具有耐磨、减摩、防腐与抗烧蚀等性能的功能涂层，可显著提高其服役质量和使用寿命，有力地促进常规武器的升级换代。研究成果可推广应用到其他国防武器装备、航空航天、生物医学、船舶及化工等领域，在提高武器装备质量、节约材料和能源及推动国防现代化等方面具有广阔的应用前景。
完成人
陈美艳 钟利 沈丽如 沈明川 贺斌斌 金凡亚 许泽金 祝土富
- 浏览0
- 被引0
- 下载0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文
