一战75毫米火炮炮管寿命（发射速度极快的小口径高炮）

一说到小口径高炮，军迷的脑海中马上就会显现出图片里这种曳光弹划过天空的炽烈场面！十几门甚至几十门小口径高炮对空射击场面是非常壮观的，通常来说小口径高炮的口径都在57毫米以下、理论射速为250～550发/分钟，这样快的射速是因为它的炮弹重量比较轻，机械供弹装置或者人工装填很快，所以它的击发速度也快，就形成了高射速，也正是小口径高炮的高射速才得到各国防空兵的青睐，特别是喷气式飞机和巡航导弹出现之后，只有更快的射速才能将它们拦截。

但是小口径高炮这个高频率的射速，它的炮管会承受很大的使用压力，它的质量还坏直接影响到了高炮的性能，因为炮弹最终还是由炮管发射出去，质量不佳用不了多久就会出现较大的磨损导致报废，那么小口径高炮的炮管是怎样制造出来的，和大口径火炮的炮管制造工艺是一样吗？

武器装备所使用的钢材，目前大部分是由转炉和电弧炉冶炼出来的，理论上来说电弧炉要比转炉炼出来的钢质量好一些，因为电能不可能有杂质和有害气体，对提高钢材质量很有帮助，图片上就是三相交流电弧炉，蓝色圆圈内就是将电能转化成热能的三根石墨电极、绿色圈内是料槽，就是将废钢倾入炉内的一种盛装工具，炉料装满后电炉盖盖严后就开始通电融化炉料和冶炼炮管钢了。

通常来说，小口径高炮炮管这种使用量不大不小的钢材要用50吨的电弧炉冶炼，太大的电弧炉冶炼时间太长，还容易出现合金成分偏析等问题，不做为炮管钢的冶炼炉使用，炮管钢的冶炼时间约3个小时左右，进行初步合金化之后就要出钢，图片上是电弧炉出钢的3D演示图，需要将初步冶炼合格的钢液倒入盛钢桶当中进行下一步的炉后生产流程。

现代钢铁工业普遍使用“炉后精炼工艺”，也就是不论电弧炉还是转炉，都只是初步冶炼工具，出钢之后还需使用炉后精炼炉进行二次炼钢，目的是使钢液更加的纯净、合金成分掌握的更好。

图片上这个炉外精炼设备叫做VOD真空精炼炉，它的生产流程大概是：先将盛满钢液的钢罐放进炉体内→将炉盖盖严→然后往钢罐内吹入惰性气体（氩气）在气体的上浮过程中洗涤钢液，将钢液当中的有害夹杂、二氧化碳气体带到钢液的渣面，同时对钢液的合金成分进行微调，使合金成分达到最佳的技术要求。

VOD精炼炉是目前大型钢铁联合企业必备的设备，有了它就可以有效的提高钢材的质量，所以目前军用钢材都需要经过这道生产流程，但与小口径高炮钢是这个工艺流程不一样的是，大口径火炮的炮管钢不需要这道工艺而是要直接浇铸“自耗电极”所用的钢棒，进行下一步的电渣重溶冶炼。

小口径高炮炮管钢从VOD炉精炼完毕后要浇铸成多棱形大型锻造钢锭（25吨以上），从钢铁工业角度来说，较大的钢锭在锻造工序当中锻造的时间会越长，这样可以使钢内部更加的致密，越致密的钢材强度就会越高，耐久性就会更好。

有看官会问，为啥小口径高炮的炮管不能像大口径火炮炮管那样采用“炉内自紧工艺”？这是因为小口径高炮的口径太小，管壁也更薄，如果采用“炉内自紧工艺”根本在炉内下不了冷却管，而冷却管直接要通高压冷却水，太细的管子冷却水量达不到冷却要求，很可能在高温环境下自己的融化了...所以“炉内自紧工艺”没法用到小口径高炮炮管制造上，只能是采用锻造工艺将钢锭锻造成需要的直径尺寸。

图片里是美军1940年代制造高炮炮管的图片，可以看到都是实心钢棒重心穿孔，现在也是这个工艺，就是将锻造后的炮管坯截成需要的长度尺寸，然后在管坯的中心使用深孔钻刀打孔。

深孔钻刀就是图片上这个样子，尾部可以与转杆连接，可以钻透更长管坯。

深孔钻刀不是我们平时看到的那种“麻花钻”而是呈V字型，这样在钻孔的过程钢削就会从V字缺口当中流出来，而不是堵塞在孔内，影响钻孔。

深孔钻刀在管坯内进行钻孔就是图片里表示的这个样子，但是深孔加工在外面上看不到内壁加工状态的，每分钟多少转数是有严格要求的，转速过高会损失钻头，甚至可能将钻头別断了，要将断裂的钻头从管坯里拿出来是非常困难的事情。

经过初步钻孔后的管坯要进行外表切削处理，再进行热处理工艺。

管坯外表要切削成这个样子，需要检查表面，看看是否有结疤、浅表面皮下气泡、裂纹...等缺陷，才能进行下一步的热处理工序。

热处理就是使钢管坯当中的金属链定格，达到设计的最高强度，热处理是冶金机械加工工业当中主要的工艺流程之一，这道工序的好坏之间影响到了金属的耐久性！火炮的炮管对于这项工艺也是要求非常严格的，比如说：热处理合格的炮管可以发射5000发炮弹，而处理不好的可能2000发都达不到。

这是俄罗斯“图拉重型机械制造厂”加工完57毫米口径的高平两用炮的初坯后进行热处理工序，热处理完后炮管的样子，出现紫色的退火痕迹。

热处理工序完成后的炮管要进行矫直工序处理，就是将炮管修的笔直，不出现一点的弯曲，否则会严重的影响到射击精度，可能会有上百米的弹着点误差，所以这项工序也非常重要。矫直后炮管要进入到“竖炉”当中进行最后一次热处理，这道工序主要是“回火工艺”就是将炮管坯的各种技术要求强度最后定格。

回火工艺完成后之后还要使用“高精度工业内窥仪”对炮管的内壁进行探测检查，有缺陷整根管坯就报废了，没问题就进入到最后的加工膛线工序。

膛线加工工艺是高炮炮管的最后，也是最复杂的一道冷加工流程，图片上就是在镗床上正在给炮管拉制膛线。

拉制膛线的拉刀就是图片上这个样子，种类很多，拉刀是由硬质合金制成，是价格昂贵的金属切削刀具，因为它本身由于形状复杂制造就很困难，并且加工膛线需要多种规格的拉刀才行，先用直径较细将炮管内壁拉制“浅膛线的阴阳纹路”，再依次的使用直径粗一些规格的拉刀，逐步的将膛线拉制需要的形状和深度。

膛线的切削与深孔钻是一样的都是深孔加工工艺，在外面根本看不到内部切削的情况，只能是由加工经验丰富的高级技师凭多年积累的经验完成，据说是：观看切削下来的钢削就能判断出来内部加工的好坏，甚至还要听声辨别出拉刀的走刀情况...总之，这些高级技术都有自己的独门绝技，不是一般技工可以掌握的，这需要常年累月的经验积累。

加工完成后的30毫米成品炮管。

炮管加工出来之后还要进行内壁镀铬工艺，由于炮管在发射炮弹的时候要承受发射药产生的高温、有害气体腐蚀和炮弹与膛线摩擦产生的高温，需要在内壁镀50～450微米的铬层，以减少损害，铬是耐高温、耐腐蚀金属，有了镀铬层可以大幅度提高炮管的使用时间，所以镀铬是很有必要的；炮管外壁要进行“磷化处理”，武器装备的使用环境比较恶劣，在高温高湿，高盐分地域作战是家常便饭，为了减小恶劣环境对炮管的腐蚀，需要对炮管外壁进行磷化处理，磷具备耐高温高湿和大气腐蚀性能，所以现代武器装备包括枪械在内都要进行表明磷化，最后再在炮管涂上甘油，包装后就可以出厂了。

参加国庆阅兵式“防空模块”的1130近防炮，理论上也是小口径高炮的一种，它的炮管制造流程和其它小口径高炮是一样的。

通过上面对小口径高炮主要制造流程的扼要说明，就能看出来小口径高炮炮管的工艺复杂性和难度不亚于大口径火炮炮管的制造工艺，能将它制造出来的国家一定的工业能力强大的国家！目前可以制造小口径高炮的国家仍然不超过十个，所以小口径高炮和各种大中型口径的火炮一样，都是需要几十年甚至上百年的工业积累才能将它们制造出来。