Технология изготовления бочки бани: Баня – бочка своими руками: чертежи, изготовление, видео

плюсы и минусы, чертеж, как построить

Капитальная баня из бревен или бруса на плите или ленточном фундаменте обходится довольно дорого и строится долго. Баня- бочка – это быстро возводимое строение, она не требует серьезного фундамента и капитальных затрат. Несколько дней плотницких работ – и владелец может наслаждаться русской парной, финской сауной или японской офуро. Такую баню можно построить своим руками, обладая лишь средними строительными навыками.

Особенности конструкции

Главная особенность бани- бочки- это ее бочкообразная, или цилиндрическая форма. Два торцевых щита круглой формы диаметром 2,5- 3 метра обшиваются досками, образуя цилиндрический корпус. Доски стягиваются бандажной лентой. Минимальный контакт с землей обеспечивает хорошую теплоизоляцию. Внутри бочки настилается пол, ставятся скамьи, банная печка, а при необходимости- перегородки.

Легкий дачный вариант этим и ограничивается, в 2- метровой бочке с минимальными удобствами может париться 1-2 человека. Более продвинутые конструкции длиной до 12 метров подключаются к электро-, водоснабжению и дренажу, имеют парилку, мыльню, душевую, принудительную вентиляцию и зону отдыха. Они могут принять до 5-6 человек.

Двери в перегородках делают деревянные, в дорогих моделях- из затемненного или матового стекла. Иногда вместо небольшого окна в торцевом щите его целиком или полностью выполняют из закаленного стекла или стеклопакета.

К баням бочкам можно отнести и миниатюрные одноместные купели из полубочки, стоящей вертикально. Офуро, или японская баня с подогревом, набирает популярность за пределами родной страны.

Виды и размеры

В такой бане можно оборудовать следующие виды оздоровительных процедур:

  1. Традиционная русская парная с зоной для помывки. Парилка заполняется влажным паром при температуре до 85оС. Особое удовольствие доставляет отхлестать себя или товарища березовым или дубовым веником. После парной в моечной зоне нужно обязательно окатиться ведром холодной воды. Такая баня потребляет много воды, следует продумать способ отведения ее в дренаж.
  2. Финская сауна. Здесь используется сухой и очень горячий пар- до 120оС. Необходимо продумать систему вентиляции и теплоизоляции, чтобы быстро прогревать помещение до требуемой высокой температуры. Если пространство позволяет, то устанавливают купель для окунания. В противном случае оборудуют обливную купель- подвешенное под потолком ведро с водой.
  3. Офуро. Одноместная мини-баня с подогревом из Японии. Полубочку размещают вертикально, в ней устанавливают сиденье и систему подогрева воды. Офуро часто размещается на открытом воздухе, в этом случае бочка закрывается сверху крышкой с вырезом для головы.
Японская баня Офуро

От размера конструкции зависит ее вместимость и возможность размещения дополнительных удобств и помещений. Сама парилка занимает 2 м, и такова длина минимального модуля.

  1. Мини- от 2 до 2,5 м, в парную влезает 2 (лежа на полках) до 4 (сидя) человек средней комплекции. Весит такая баня до полутонны.
  2. Стандарт- длиной до 3,5 метров. Кроме парной, помещается скромный предбанник, помогающий разместить одежду и сохранить тепло. Весит такая конструкция около тонны.
  3. Макси- длиной до 6 метров, имеет полноценное мыльное отделение и предбанник увеличенной длины, который можно использовать как место отдыха.
  4. Мега- стыкуются два шестиметровых модуля, между ними тамбур. Сс одной стороны- баня с парной, помывочной и душевой комнатами, с другой- комната отдыха

Несмотря на большие размеры отдельных моделей, они не требуют мощных фундаментов и могут устанавливаться на легкие опорные конструкции размером с железнодорожную шпалу.

Преимущества и недостатки

Бани в форме бочки обладают рядом достоинств. Среди них:

  • малые габариты, баня помещается даже на самом маленьком участке в садоводстве между грядкой и теплицей;
  • мобильность, конструкция перевозится в кузове любого грузовика, а версии Мини- и в прицепе легкового автомобиля;
  • устанавливается на любую ровную площадку с организованным стоком без капитального фундамента;
  • скорость постройки, сборка занимает день-два;
  • отсутствие углов обеспечивает быстрый прогрев до 80оС (до часа) и долгое сохранение тепла;
  • достаточный комфорт, несмотря на малые габариты, округлые стены служат как естественные спинки кресел;
  • оригинальный и эстетичный внешний вид;
  • простой уход, отсутствие углов облегчает уборку;
  • экономичность при постройке и во время эксплуатации.
Среди преимуществ бани-бочки скорость постройки и простой уход

К недостаткам можно отнести:

  • проблемы с дополнительной теплоизоляцией;
  • теснота в малых моделях;
  • невозможность пропитки досок обшивки сильнодействующими средствами, предотвращающими гниение и поражение грибком;
  • сложность замены пришедших в негодность досок обшивки, особенно на полу.

Достоинства конструкции значительно перевешивают ее недостатки в том случае, когда требуется недорогая, компактная, быстровозводимая и мобильная баня.

Особенности технологии самостоятельного изготовления

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, постройка бани – бочки своими руками потребует от владельца определенных навыков. Среди них:

  • работа с чертежами;
  • инженерно-строительные расчеты;
  • земляные работы для подготовки площадки;
  • плотницкие и столярные работы для сборки и обустройства бани;
  • монтажные работы для установки печи и дымохода, подключения к коммуникациям.

Кроме того, необходимо наличие времени. Сборка бани из подготовленного комплекта силами Опытная бригада может собрать баню из подготовленного комплекта за день, а вот самому придется повозиться, в том числе с подбором и подготовкой материалов.

Подготовка материала и инструментов

Подавляющее большинство бань, собранных своими руками, делают из дерева. при выборе материала обычно останавливаются на лиственных породах, таких, как дуб, бук, лиственница, кедр или липа. Применение дерева хвойных пород не рекомендуется, поскольку при нагреве они обильно выделяют смолу. Их можно использовать только для несущих конструкций и наружной обшивки при условии устройства достаточной теплоизоляции.

Для соединения конструктивных элементов применяются металлические детали, такие, как саморезы, уголки, бандажные ленты для обтягивания бани- бочки. Нужно внимательно следить за тем, чтобы они не выступали над поверхностью дерева. Прикосновение с ним может вызвать серьезный ожог. Верхнюю часть цилиндра- бочки для защиты от осадков покрывают мягкой кровлей или металлопрофилем.

Печь-каменку в такой бане устанавливают металлическую, со встроенным баком для нагрева воды. Для самых компактных вариантов бочек, где на счету каждый квадратный сантиметр, выбирают вариант с баком, размещенным на дымоходе.

Все электрооборудование должно быть приспособлено для работы во влажных помещениях, обязательна установка устройств зарядового отключения (УЗО) для защиты от поражения электротоком.

Для сборки бани потребуются:

  • шпунтованные доски толщиной-25-30мм, шириной 80-90 мм;
  • брус 100*100 для устройства опорных конструкций;
  • доски длиной до 2 метров для устройства банной мебели»;
  • двери и окна;
  • фурнитура и крепежные изделия;
  • металлическая лента с бандажными креплениями;
  • кровельные материалы;
  • сантехническое оборудование: сливы, краны, трубы, фитинги; раковины и т.п.;
  • провода и электроустановочные элементы: светильники, выключатели и т. п.
Для изготовления бани-бочки понадобятся шпунтованные доски

При сборке потребуются следующие инструменты и принадлежности

  • аккумуляторный или сетевой шуруповерт;
  • циркулярная пила;
  • электролобзик;
  • ручной плотницкий инструмент: долото, топор, киянка, ножовка и т.п.;
  • измерительный инструмент: рулетка, уголок, уровень;
  • инструмент для земляных работ: лопата, тачка, ведра.
  • малярный инструмент.

На полу обычно устраивают решетчатый настил, он облегчает ходьбу по вогнутому полу и обеспечивает вентиляцию его досок.

Баню устанавливают с небольшим уклоном для обеспечения слива воды. В конце уклона оборудуют решетку слива, к ней снаружи подсоединяется дренажная труб, ведущая в отдельный канализационный колодец или в общую канализацию. Бани минимального размера без водопровода допускается не подключать к канализации, небольшое количество стоков может рассеиваться в щебеночно-песочной полушке площадки. Но в этом случае в бане можно будет только париться и окатываться водой, мыло и шампуни могут повредить насаждениям.

Особо тщательно нужно следить за качеством теплоизоляции возле печки и дымохода- нарушение правил может привести к пожару.

Чертежи и расчет материала

Прежде чем начать подбирать и закупать материал для строительства бани – бочки своими руками, потребуются чертежи объекта в трех проекциях. Можно также построить его трехмерную параметрическую модель в одной из доступных в сети бесплатных конструкторских программ для домашнего строительства. Такие программы содержат еще и модуль расчета количества потребного материала и позволяют сэкономить массу времени.

Чертеж бани-бочки

Для тех, кто решил действовать по старинке и чертит и считать вручную, опытные мастера предлагают ряд рекомендаций:

  1. Выбор длины постройки. Лесоматериалы поставляются со стандартной длиной в 6 метров, поэтому максимально эффективное использование материала получится при длине, равной 2 или 3 метра, так, чтобы доска распиливалась на 2 или 3 части. Промежуточные значение приведут к появлению большого количества остатков. Остатки из досок пойдут на торцевые стенки. Обработанные доски поставляются также длиной 3 и 2,2 и 2 метра, это нужно учитывать при проектировании внутренней отделки и мебели.
  2. Выбор диаметра. Средний рост составляет около 175 см, высота стандартной банной двери- 170 см, поэтому минимальный диаметр- 2 метра. С повышением диаметра растут как комфорт, так и затраты на материалы и отопление. Редко встречаются бани бочки диаметром более 2,5 м.
  3. Планирование помещений. Все двери должны открываться наружу. Если кто-либо потеряет сознание от высокой температуры или влажности, его тело не должно заблокировать дверь и помешать прийти на помощь. Двери во внутренних перегородках размещаются по центру, чтобы округлость потолка не помешала их полному открыванию.
  4. Печь обычно устанавливают в торце, так, чтобы мимо нее не приходилось ходить. Если печь размещается у внутренней перегородки для топки снаружи, следует предусмотреть защитную деревянную решетку- ограждение.

Количество досок для обшивки рассчитывается, исходя из длины окружности

где D- диаметр бочки. Длину окружности нужно разделить на ширину доски и получить их количество.

Пошаговые этапы постройки

Опытные мастера описали, как построить баню бочку своими руками. Строительство разбивается на следующие этапы:

  1. Устройство площадки. Бочку можно установить на любую ровную поверхность- асфальт, бетонную плиту, тротуарную плитку. Можно устроить и песчано- гравийную подушку. Следует выбрать котлован глубиной 0,2 м, длиной, равной длине бочки и шириной, равной диаметру плюс 0,5 м. Углубление засыпается песком на 10 см и трамбуется, сверху крупным щебнем. Обустраивается сливная яма или подключение к общей канализации.
  2. Установка подставок. Их делают из доски 150*50мм или бруса100*150. В опорах пропиливается вырез с радиусом, равным радиусу бочки. Опоры скрепляю друг с другом продольными лагами.
  3. Устанавливаются доски пола, до заполнения выемки в опорах. Следует добиваться полного вхождения шипа шпунтового соединения в паз по всей длине доски.
  4. Установка торцевых стен и внутренних перегородок. Обычно сначала на земле сбивают щиты, а потом отпиливают их лобзиком по окружности. Проемы для дверей оставляют заранее, проемы для окон выпиливают по месту после сборки.
  5. Каркас бочки обшивается досками до верха. Стальными бандажными лентами, проходящими не далее 0,5 м от торцевых или внутренних стенок, вся конструкция скрепляется окончательно.
  6. Устанавливаются двери и окна, уплотняются стыки торцевых стен с помощью герметика. Рядом с печкой следует применять термостойкий герметик.
  7. Монтируется мягкая кровля.
  8. Монтируется печка, дымоход и банная мебель.
  9. Устанавливается сантехническое и электрическое оборудование.
Готовая баня-бочка сделанная своими руками

На этом строительство бани-бочки своими руками завершается, можно переходить к деталям внутреннего обустройства.

Нюансы обустройства

Внутреннее обустройство бани- бочки определяется потребностями и возможностями ее владельца. Если баню планируется использовать только в теплое время года- утепление не потребуется. В противном случае необходимо утеплить стены базальтовой ватой, а в нижней части лучше применить не боящийся влаги пеноплекс.

Кроме полков в парилке необходимо сделать скамейки и столик в предбаннике. Если есть комната отдыха, ее также лучше укомплектовать деревянной мебелью, не боящейся влаги.

Поверхности стен и мебели можно пропитать льняным маслом или специальными составами для бань.

Обязательно следует оборудовать печь защитными решетками- ограждениями, исключающими ожоги.

Для отдыха в летний период у входа оборудуют навес-веранду. Для этого доски крыши и стен выпускают над входной торцевой стеной.

Советы по эксплуатации

Уход за баней- бочкой достаточно прост. самое главное- каждый раз качественно проветривать помещения после использования. Остаточная влага в застоявшемся воздухе может привести к появлению плесени и грибка.

Время от времени следует обновлять пропитку поверхностей льняным маслом. Это поможет продлить срок их службы.

Нужно внимательно следить за образованием нагара и сажи в дымоходе, особенно при использовании смолистых дров. Раз в сезон дымоход следует прочищать.

Также раз в сезон следует проверять состояние электрооборудования с замером сопротивления изоляции.

Изготовление бани-бочки своими руками- серьезное испытание строительно-монтажных навыков домашнего мастера. Возведенная быстро и недорого, к тому же сделанная своими руками баня сможет долго радовать семью и друзей приятным отдыхом и полезными для здоровья процедурами.

Изготовление бани-бочки – сочетание бондарных традиций и современных технологий | Стройматериалы и технологии

Во второй половине 20 века в России появились бани округлой формы, в производстве которых используют не бревна, а шпунтованные доски. Сегодня бани-бочки можно встретить на загородных участках все чаще и чаще. Их популярность объясняется простотой монтажа всей конструкции, а также существенной экономией сил, средств и времени при ее строительстве.

Технология возведения бани-бочки сводится к следующим этапам:

Подготовительный. Выбор материала. Лучшим из них является сибирский кедр, с древних времен известный своими целебными свойствами, прочностью и долговечностью. Для строительства бани выбирают деревянные плашки около 50 мм толщиной и 90 мм шириной.

Подготовка основания. Для установки бани-бочки не требуется строительство фундамента. Достаточно просто расчистить ровную площадку и отсыпать ее щебнем. В качестве основания конструкции используют деревянные бруски, имеющие углубление в форме дуги, в которое и будут монтироваться стены бани. Количество брусков для основания бани зависит от ее общей длины и составляет, как правило, от 2 до 4 штук.

Сборка передней и задней стенки из брусьев. После монтажа в передней стене вырезается отверстие для последующей установки двери, а в задней – для окна и вентиляции.

Сборка боковых стен бани. Все плашки плотно подгоняются друг к другу по типу конструктора, образуя округлые стенки, а впоследствии вся конструкция фиксируется стальными обручами-натяжителями. Это придает ей дополнительную прочность и позволяет ослаблять или, напротив, стягивать стены бани для избавления от эффекта усадки или расширения.

Читайте также

Кровельные работы.

Установка окон, дверей.

Внутреннее обустройство бани. Оснащение внутреннего помещения деревянной парной практически не отличается от обустройства бани классического типа: источником тепла является дровяная печь, а для удобства любителей пара по стенам помещения располагаются полки.

Пропитка стен бани льняным маслом или другим средством, призванным обеспечить ее долговечность и устойчивость к вредным воздействиям внешних факторов.

Установка водоотвода. Этот этап является обязательным, если баня-бочка используется круглый год. При нечастой эксплуатации достаточно смонтировать полы под небольшим уклоном для обеспечения естественного стока воды в грунт или септик под полом.

Таким образом, технология изготовления бани-бочки сочетает в себе приверженность лучшим бондарным традициям, с одной стороны, и современные методы строительства – с другой.

Баня-бочка: преимущества и недостатки

Строительство и эксплуатация парной в форме бочки в сравнении с классической бревенчатой баней имеет свои достоинства, основными из которых являются:

  • Компактность. Установка бани-бочки не требует много места.
  • Мобильность. При необходимости конструкция легко переносится с одного места на другое.
  • Высокая теплоизоляция. Небольшие размеры помещения и отсутствие углов способствуют быстрому прогреву и длительному удержанию тепла в парной.

С другой стороны, баня бочка отличается и некоторыми недостатками. К ним относятся невозможность эксплуатации при слишком низкой температуре на улице и небольшие размеры: парная модели «Стандарт» вмещает в себя не более 4-х человек одновременно.

Таким образом, баню-бочку следует покупать в том случае, если вы хотите построить на своем участке настоящую парную, но при этом имеете ограниченный бюджет или не готовы к большим затратам времени и сил

Производство бань-бочек как бизнес

Производство бочек-бань является выгодным бизнесом при незначительном вложении. Окупаемость такого бизнеса (из-за хорошего спроса) — одна из самых быстрых. На рынке данная ниша не заполнена, поэтому конкуренция тут практически отсутствует.

Бочка-баня – это мобильная конструкция, которая может устанавливаться в любом дворе, а некоторые модели даже в помещении. Система может перемещаться и быть мобильной. Это сразу сделало ее популярной среди желающих получать приятные моменты от расслабляющих и полезных для здоровья водных процедур.

Процесс снятие стресса набирает все большую актуальность в современном быстроменяющемся мире. Для нас это важно как с медицинской точки зрения, так и с доховной.

Баня-бочка плюсы и минусы

Экологический материал, из которого выполняется такая мобильная баня и теплый источник, встроенный внутри, окажут в целом положительные моменты на здоровье. По внешнему виду экзотический экстерьер бани похож на бочку. Тенденция к ее приобретению появилась из-за основных преимуществ:

  1. Необычный дизайн экстерьера и интерьера.
  2. Эргономичность и компактность.
  3. Круговая циркуляция пара.
  4. Быстрый прогрев помещения.
  5. Экономичность по расходу твердого топлива.
  6. Мобильность.
  7. Прочность и длительная продолжительность сроков эксплуатации.

Это все относится к положительной стороне бочек. Главный минус – цена. Небольшим минусом считается и то, что в ней может находиться определенное количество человек (от 3-х до 5-ти).

Технология изготовления бани-бочки

Изготовление бочки может выполняться человеком даже без образования по чертежу, но с подготовкой основы, которая впоследствии установится на опору из брусьев. Берутся заготовки толщиной 45 мм и брусья 100 мм. Вертикальные доски с пазом стягиваются и соединяются по круглому сектору. Скрепление должно быть плотным, чтобы достичь герметичности, сохранив правильную форму. Длина собранной стены может быть до 5-ти метров. После скрепления монтируются блоки входа. Нагревающий элемент, изолируется от доски специальными листами.

Такая система популярна в центрах оздоровления, в саунах, в частных домах и на дачных участках. Используя идею их изготовления, можно получить в результате быстро окупаемый процесс вложения средств, которые вернутся уже через 4-5 месяцев.

Для этого нужно:

  • арендовать помещение;
  • найти специальное оборудование и материалы;
  • запустить рекламу;
  • подобрать персонал.

Чтобы начать изготовление конструкции, потребуется найти помещение площадью от 80 до 200 м². Его цена 1-1,3 тыс. $, за 2 месяца с коммуникациями.

Подбирать нужно объект с вентиляцией для просушивания изделий (5-8 месяцев) и их хранения.

Расчет предельной суммы для оборудования по технологии производства:

  • для заготовок потребуется клин с гидравлической системой 2200$;
  • для распила по ленточному типу используется пила 1500$;
  • для сборки заготовок выполняют обработку шлифовальным станком 700$;
  • чтобы подготовить соединяющий обруч из металла, необходимы вальцы 1700$;
  • на следующей сборке обручей применяется парогенератор 900$.

Для внутренней отделки используется та же просушенная доска для производства бани бочки.

Сумма: может быть от 6500$ и до 7000$.

Какой материал необходим

Лучшим, конечно же, будет кедр, но липа, дуб, осина и ольха также неплохо выдержат повышенную температуру и воду. От вида сырья, которое будет выбрано, напрямую будет зависеть его стоимость, плюс аксессуары и обручи из металла. Сумма 4000-5000$.

Для масштабного производства потребуются:

  • 2-3 бондаря, их работа будет оплачиваться в месячном размере 300-340$;
  • технолог, который сможет проверить выполненную столярную работу, с з/п 400$;
  • менеджер по закупкам с з/п 430$;
  • в соответствии с объемом выпуска изделий один или два грузчика с з/п 150$.

Сумма: от 2110$ до 2750$.

Мастер должен иметь опыт именно в изготовлении бочек. Если таких найти трудно, можно их обучить.

Продвижение результатов производства

Этот пункт нельзя пропускать, так как о том, что у вас получится в результате, сможет узнать небольшая аудитория. А необходим выход на тех клиентов, которые, ориентируясь на качество конструкции, наверняка начнут поиск в Интернете, где и можно узнать намного больше информации, чем от одного человека.

Учитывая, что приобретение будет проходить в единичных экземплярах, обязательно должно присутствовать детальное описание качества бочки и возможность ее использования. Для привлечения клиенто-ориентированной аудитории дополнительно запускается небольшая рекламная компания от бесплатных объявлений в газетах до распространения информативных листовок. Необычный и полезный производимый продукт сам по себе привлекает внимание новых потребителей.

Сотрудничество может быть с дилерами точек торговли или с большими магазинами. Закупать в единичном количестве будут частные лица, а в количестве нескольких штук – оздоровительные центры, санатории и другие организации по предоставлению услуг, направленных на улучшение здоровья. Здесь рекомендуется принимать участие в выставках и ярмарках. Сумма может достигать 130-200$ за один месяц.

Расчет ежемесячного процесса производства

Таким образом, вместе получается: аренда 1000-1300$+оборудование 6500-7000$+сырье 4000-5000$+з\пл 2500-2900$+доп. расходы 100-120$+реклама 130-200$.=14230-16520$.

Результатом такого расчета за ежемесячный процесс изготовления транспортируемого типа бани может быть реализация при производстве двадцати единиц. Именно в таком количестве возможен, сбыт при нынешнем спросе на такие изделия за период.

Заявленная цена будет устанавливаться по данной категории изделий при рыночном спросе за одну бочку 6000-8000$ (при себестоимости 4700-6900$). Другими словами, за одну единицу товара доходный итог будет составлять в пределах 1100$-1300$.

При продаже по цене 6000-8000$ за 2-ух единиц получится 12000-16000$ за месяц. Это станет результативным итогом за один месяц в сторону прибыли.

Подойдя к делу серьезно, можно не только быстро окупить все инвестиции, но и через пару месяцев получать стабильный доход. Спрос на бани только растет, а выпуск остается прежним, поэтому, если производить бочки хорошего качества, клиенты вам гарантированы.

Технология изготовления деревянных бочек

Деревянные бочки — это не только удобно, но и красиво. Несмотря на то, что сегодня легко найти другую посуду, их все равно продолжают использовать для воды и сыпучих веществ, засола овощей. Современные технологии изготовления бочек по чертежам из дерева различных пород шагнули далеко вперед, но во многом остались верны традициям старины. В этой статье мы поделимся своим опытом и расскажем о том, как начать осваивать бондарское дело в домашних условиях. Возможно, уже скоро вы своими руками сделаете первую бочку.

Оглавление

  1. Немного истории
  2. Традиции бондарного дела
  3. Древесина
  4. Какую древесину используют бондари?
  5. Инструменты
  6. Процесс работы
  7. Изготовление бочки по этапам

Немного истории

По мнению некоторых исследователей, о бондарном ремесле знали еще древние греки, которые хранили в больших бочках воду, вино и масло. Однако сведений о той эпохе немного, а фактические доказательства относятся к более позднему периоду — 1—2 вв. нашей эры. Первые достоверные данные, позволяющие говорить о бондарском деле на Руси, относятся к 8 веку н. э. При этом ученые предполагают, что начало этому ремеслу было положено гораздо раньше.

На протяжении истории бондарей высоко ценили, ведь полноценной альтернативы деревянной посуде нет и сейчас.

Традиции бондарного дела

Испокон веков эта работа считалась уделом мужчин. Это связано с тем, что для нее требуется недюжинная сила. Даже сейчас, когда мастер может использовать достижения науки и техники, женщин в ремесле практически нет.

Еще одна традиция связана с тем, что бондарное дело так слабо изменилось с течением времени: оно не признает ничего искусственного и синтетического. Любое изделие из дерева сегодня можно надежно склеить специальными безвредными составами и покрыть слоем вещества, защищающего материал от влаги и других внешних воздействий. Однако в бондарском деле ничего из перечисленного не применяется. Как и несколько веков назад, в нем используется только натуральное дерево. Для надежного крепления не требуется ни клей, ни металлические обручи, любое соединение можно сделать с помощью деревянных шкантов.

Будьте внимательны: бондарные изделия в традиционном представлении могут быть сделаны только из дерева.

Древесина

Она является основой бондарного дела. Древесина подбирается с учетом изделия. От источника зависят не только ее физические свойства, но и состав. Кроме того, опытные мастера учитывают и сезон заготовки дерева и условия, в которых оно росло. Они знали, как тот или иной фактор влияет на пластические свойства древесины, ведь было важно, чтобы древесина легко кололась, резалась, гнулась при распаривании. Все это влияло на то, какой тип посуды можно было из нее изготовить.

Какую древесину используют бондари?

За многие века мастера выбрали те деревья, которые обладают лучшими свойствами и больше других подходят для ремесла. Именно они считаются самыми удобными, а изделия из них — наиболее качественными:

Лиственные деревья:

Дуб. Для многих мастеров его древесина считается непревзойденной. Она тяжелая и прочная, как и само дерево, а по твердости сравнима разве что с эбеновым деревом. Режется она с трудом, а вот колется легко. Если древесину дуба хорошо распарить, то она станет гибкой, а для изготовления бочек — это главная характеристика. Уже давно мастера заметили интересную закономерность: чем суровее климат, в котором рос дуб, и чем хуже почва, тем лучше древесина, а потому предпочтение отдают деревьям, выросшим в северных широтах. Даже сегодня они ценятся гораздо выше других.

Древесина дуба не боится сушки, но не любит, если ее пытаются искусственно ускорить. Мастера сушат дерево только в естественных условиях. Чтобы придать древесине декоративный вид, ее опускают в воду на несколько лет. Достигнуть такого эффекта при помощи лаков не получится — они оставят некрасивые пятна. С течением времени дуб в воде не растрескается и не подвергнется воздействиям грибка, а напротив, станет только прочнее.

Из такой древесины строили колодцы, в результате вода в них всегда оставалась чистой и студеной. Из них также делали сваи, которые не гнили даже спустя десятилетия. Бочки из такого материала дорогие и тяжелые, но прослужат вам верой и правдой не один год.

руками сделаете первую бочку.

Осина. Это второе по распространению дерево в России. Уступает она только березе. Ее древесина похожа на тополь — отличается высокой плотностью и однородностью. Она легко режется и обрабатывается на токарном станке, легко раскалывается, зато почти не трескается. Посуда из осины получается легкая и прочная. Важно и то, что древесина отлично подходит для декоративной резьбы, а потому из нее можно создавать настоящие произведения искусства. Осина не боится воды, поэтому применяется для изготовления бочек. Люди давно заметили, что в такой кадушке капуста долго сохраняет белый цвет и упругость. После длительного воздействия воды древесина разбухает, но в бондарском деле это считается преимуществом, так как дощечки со временем смыкаются так, что их становится сложно различить.

Липа. Существует более 50 сортов этого дерева, которые встречаются по всей России. О свойствах липы знали давно. Бондарям известна легкость, с которой это дерево поддается обработке, его нежный блеск и однородный белый цвет. Липа легко режется, раскалывается как вдоль слоев, так и в радиальном направлении. Она отличается гибкостью, почти не трескается, мало весит и прекрасно сохраняет тепло, поэтому ее используют для изготовления бочек и кадок для бани и других изделий, не требующих особой прочности. Любители высоко ценят и то, что древесина липы не подвержена влиянию микроорганизмов, а также за ее приятный аромат.

Лиственница. Ее древесина прочнее дубовой при практически одинаковой плотности, что является одним из главных преимуществ. При этом требования к обработке она предъявляет серьезные. Из-за плотности ее нельзя долго держать в воде, так как во время сушки в древесине возникнет сильное напряжение. Ее практически невозможно пропитать защитными составами, а высокое содержание смол затрудняет работу даже с профессиональным станком. При этом спрос на лиственницу был и остается высоким. Изделия из нее считаются элитными и стоят дорого, но работают с такой древесиной обычно профессиональные компании и картели.

Сосна. Это дерево — одно из самых распространенных не только в России, но и во всем мире. Хорошие показатели плотности и твердости делают ее крайне удобным для обработки материалом. Работу может осложнить лишь низкая гибкость древесины. Важно и то, где произрастает сосна. Деревья из северных широт обладают большей прочностью, а потому для производства бондарных изделий они предпочтительнее.

Кедр. Его древесину мастера бондарного дела любят за то, что работать с ней просто, а результат получается отличным. Она мягкая и податливая, легко режется и обрабатывается, практически не подвержена гниению. Отдельно стоит отметить приятный цвет и аромат, насыщенный смолами. Бочки из нее выходят крепкие и красивые, не боящиеся перепадов температур и влаги. Обрабатывать древесину какими-либо составами не нужно, а потому она долго сохраняет свой природный цвет и аромат.

Почему мы столько внимания уделяем древесине? Потому что настоящие мастера знают, что каждое дерево влияет на качество и свойства готового изделия. Например, прочный дуб не подходит для изготовления бочек для меда, потому что он в них темнеет, приобретает посторонний аромат. Зато для хранения коньяка, вина и виски такие бочарные изделия подходят прекрасно, ведь они позволяют открывать новые ароматы и оттенки в алкогольных напитках.

Если вы решили освоить новое для вас ремесло, кроме знаний, вам потребуется еще и оснащение.

Инструменты

Без них мастеру как без рук. Сегодня инструменты можно купить в любом магазине, но многие бочары, как в старые времена, предпочитают изготавливать их самостоятельно, чтобы они сидели как влитые. О том, какой вариант стоит выбрать, мы рассуждать не будем, это личное дело каждого мастера и зависит от его мастерства, количества свободного времени и собственных предпочтений. Расскажем о том, что понадобится вам для начала работы.

  1. Столярный верстак. Позаботьтесь о том, чтобы он был оборудован тисками и ящиками для инструментов, а также подходил вам по росту.
  2. Фуганок. Представляет собой рубанок с двойным ножом и служит для конечной обработки древесины.
  3. Инструмент для строгания кромок.
  4. Станок-ворот или цепная стяжка. Пригодится для стягивания клепок.
  5. Струг, скобель.
  6. Зажимы для сборки остова.
  7. Уторник.
  8. Набойки.
  9. Скоба бондарная.
  10. Собственные лекала и шаблоны.

Бондарные изделия изготавливаются из дощечек, которые называются клепками или ладами. Их форма будет определять параметры будущего изделия. Сложность работы будет зависеть от желаемого результата и выбранной древесины.

Еще один важный момент — это выбор материала для обруча, который будет стягивать лады, чтобы бочка не распадалась и не давала течи. Вариантов у вас два: металл и дерево. Первый прочнее, и работать с ним легче, а древесина позволяет получить такой же результат и сделать бочку еще красивее, особенно если ее правильно подобрать. Выбор материала также остается за вами.

После того как все инструменты подготовлены, а материалы выбраны и приобретены, настало время приступить к изготовлению вашей первой бочки. Работать вы можете как в домашних условиях, так и в мастерской. Только позаботьтесь о том, чтобы помещение было просторное и вам было легко и удобно собирать мусор.

Процесс работы

Начнем с того, что определимся с формой бочки. Важны не только ваши личные предпочтения, но и практические соображения.

  • Традиционной формой для бочек является желобчатая (стенки которой изогнуты по параболе). Она удобная в использовании, но процесс ее изготовления сложен для новичка.
  • Бочку цилиндрической формы проще сделать, но сложнее использовать. Во-первых, соединить клепки обручами постоянного диаметра сложно, а во-вторых, при усыхании древесины они перестанут удерживать лады. В результате такие бочки используются редко.
  • Форма конуса является золотой серединой — удобны в эксплуатации и предъявляют достаточно демократичные требования к производству. На примере такого изделия, а именно — кадушки для солений, мы и разберем инструкцию.
Изготовление бочки по этапам

Шаг 1: Заготовки.

Вы должны подготовить и обработать все составные части кадки. Давайте пойдем по порядку.

1. Клепки. От их качества зависит успех вашей работы. Обычно их выкалывают топором из спиленного дерева, обычно из его нижней части. Процесс работы при этом практически одинаков и слабо различается в зависимости от древесины. Чаще всего применяется дуб, но вы можете выбрать другое дерево, основываясь на том, что мы рассказали выше.

Итак, приступаем к выколке. Она бывает однорядной и двухрядной. Первый тип подходит для тонких чурбанов, второй — для более массивных колод. Этапы в обоих случаях одинаковы: необходимо расколоть кряж пополам так, чтобы линия прошла через его середину, затем разделить на равные части каждую из получившихся плах, затем снова расколоть четвертинки. В результате должно получиться восемь заготовок. Для тонких чурбанов этого достаточно, и вы можете переходить к следующему этапу. Если же вы работаете с колодой большого размера, то придется прибегнуть к двухрядной выколке. Для этого каждую из восьми заготовок расколите пополам вдоль годичного кольца. Получившиеся поленья бондари называют гнатинниками. Каждое из них необходимо расколоть в радиальном направлении, при этом из меньшего получается 1—2 заготовки, а из большего — 3—5. После этого остается только подготовить получившиеся заготовки: убрать клиновидные выступы и заболонь, а затем просушить. Это можно сделать естественным способом, в этом случае процесс займет около трех месяцев в зависимости от древесины, или ускорить высушивание за счет специального оборудования.

После того как заготовки полностью высохнут, из них можно сделать клепки. Для этого вам потребуются шаблоны и лекала, которые вы можете сделать самостоятельно в соответствии с параметрами изделия.

Дальше вам необходимо:

  • разметить заготовки;
  • округлить и скосить топором наружную поверхность;
  • обработать ее прямым стругом, также подойдет и рубанок;
  • прострогать внутреннюю сторону галтелем или горбатым скобелем;
  • кромки ладов обтесать топором;
  • с помощью фуганка выровнять все поверхности.

Результат должен получиться следующим:

Сколько клепок понадобится? Давайте посчитаем. Сначала нужно найти наибольший периметр кадки. Для этого диаметр широкого основания необходимо умножить на 3,14 (число 𝝅). Так вы получите сумму ширины всех клепок. Но ведь они не всегда получаются одинаковыми! Чтобы не тратить время на измерение каждой, мы рекомендуем отложить отрезок прямой на плоской поверхности, равный сумме ширины, и выкладывать клепки на него до тех пор, пока не заполните полностью.

2. Обручи. Мы рассмотрим самый простой вариант, для которого нам понадобится горячекатаная стальная лента. Работаем по следующей схеме:

  1. Измеряем необходимую длину ленты. Рассчитываем периметр кадки в месте расположения обруча, прибавляем двойную ширину полосы.
  2. Сгибаем полосу в кольцо, концы внахлест. Для этого можно пользоваться молотком. Делаем два отверстия 4—5 мм, устанавливаем заклепки.
  3. Развальцовываем один край обруча с внутренней стороны ударами молотка.

Для небольшой бочки, которую мы делаем, достаточно двух таких обручей.

Шаг 2: Сборка. Когда все заготовки собраны, остается соединить их вместе. У опытного мастера этот процесс может занять несколько минут, но вам может потребоваться больше. Порядок действий таков:

  1. Берем малый обруч и прикрепляем три клепки на равном расстоянии. Получаем треногу, которую затем ставим в вертикальное положение.
  2. Вставляем остальные лады поочередно, заполняем пространство между клепками.
  3. Берем набойку и молоток, с их помощью осаживаем малый обруч так, чтобы он надежно зафиксировал все детали.
  4. Надеваем нижний обруч и так же осаживаем его.
  5. Рейсмусом проводим линию у торцов, опиливаем по ней.
  6. Убираем неровности внутри остова. Это легко сделать с помощью скобелки.
  7. Обрабатываем торцы рубанком-горбачом.
  8. Снимаем фаску внутри остова со стороны торцов. В этом вам поможет прямой струг.
  9. С помощью уторника нарезаем паз, куда будет вставляться дно.

Шаг 3: Установка дна. Для этой детали пригодятся самые широкие и толстые заготовки, так как будет меньше стыков. Порядок действий будет следующим:

  1. Кромки дощечек фугуем, собираем и совмещаем их на верстаке.
  2. Определяем радиус днища. Для этого ставим ножки циркуля в паз-утор и подбираем такой раствор, который делит периметр на 6 частей.
  3. Вычерчиваем с помощью него окружность на совмещенных дощечках.
  4. В пределах круга наносим метки для установки шпилек.
  5. Освобождаем дощечки и просверливаем в обозначенных местах отверстия, вставляем шпильки.
  6. Состыковываем дощечки на шпильках как можно плотнее.
  7. Прострогаем днище с обеих сторон.
  8. Наносим окружность такого же радиуса из центра.
  9. Выпиливаем дно окружной пилой, оставляя запас за пределами круга.
  10. Снимаем фаску с обеих сторон прямым стругом.
  11. Ослабляем крепление клепок, переворачиваем кадку, вставляем дно и снова набиваем большой обруч.

На этом этапе наша бочка почти готова — остается только проверить ее на наличие течи, сделать крышку и кружок. Эти задачи сложности не представляют, поэтому расписывать их в этой статье мы не будем.

Вот и все, ваша первая бочка готова к засолке овощей на зиму.

Квадро | Профком

Немного про баню бочку:

Бани бочки Profcom это самый простой и быстрый способ получить готовую баню под ключ без лишних хлопот.

Баня бочка устанавливается за один день и сразу готова к использованию. Не требуется фундамент и долгое строительство!

Баня бочка Profcom изготавливается из отборной древесины различных пород.

Наши бани бочки это экологичный и безопасный продукт. При изготовлении мы используем только натуральные материалы.

Технология шип-паз, округлая форма бани и мощная печь способны прогреть баню бочку до 120 градусов в самый лютый мороз.

Преимущества бань бочек Profcom

Мобильность. Баню бочку можно взять с собой в любое время. Даже если вы решили продать свой дом, то вы можете с лёгкостью забрать баню с собой в отличие от традиционной бани.

Готовность к эксплуатации в день доставки. Баня бочка поставляется полностью под ключ. В бане есть все необходимое для банных процедур. Вам не очем беспокоиться, мы уже всё продумали за вас.

Оригинальная форма. Округлая форма бани бочки способствует быстрому прогреву помещений и минимизирует теплопотери.

Эстетика. Ваши соседи не останутся равнодушны к вашему новому приобретению. Баня бочка это украшение вашего участка.

Экологичность. Основной материал для изготовления бани бочки — древесина. 

Выгодная стоимость. Сравните стоимость строительства традиционной бани и стоимость готовой бани бочки. 

Быстрый прогрев бани бочки. Парная прогревается до 90 градусов летом всего за 30 минут, а зимой всего за 1 час.

Конструкция бани бочки

Баня бочка Profcom изготавливается из древесины толщиной 43мм и не требует утепления. 

В производстве бань бочек мы используем древесину камерной сушки с влажностью 10-12% что позволяет исключить рассыхание древесины даже в самый засушливый сезон.

Древесина сдерживает в самые сильные морозы температуру внутри до 120 градусов. 

Слив воды организуется через отверстия, которые есть в каждом отделении. 

Эксплуатация бани в зимний период

Баня бочка предназначена для зимней эксплуатации и не требует дополнительного утепления.

За счет округлой формы, технологии шип-паз, толщине древесины и мощной печи достигается высокая температура.

Зимой при -25 градусов на улице, прогретой до 90 градусов парной и потухшей печи, температура внутри падает всего на 9-10 градусов каждые 40 минут

Заказ и доставка бани

Баня доставляется в готовом виде на ваш участок на кран-манипуляторе.

Точно в срок. Дата и время доставки предварительно согласуется и вы полуечаете свою баньку в удобное время.

Вы можете заказать либо купить готовую баню бочку Profcom.

Срок изготовления бани бочки на нашем производстве от трёх дней.

Сборка бани бочки на участке

Мы соберём баню бочку на вашем участке если спецтехника не может подъехать к месту установки.

Качество сборки не будет отличаться от сборки на производстве, сроки немного увеличатся.

После сборки наши мастера уберут строительный мусор и вы сможете наслаждаться своим приобретением.

Звоните нам прямо сейчас +7 3532 48-50-17

*Установка конструкций допускается на грунтах всех категорий, кроме торфянников, просадочных и водонасыщенных грунтов. 
**Каталог носит исключительно информационный характер и не является публичной офертой. 
***Цены указаны на конструкции в базовых комплектациях. Изображения не отражают полную информацию о применяемых отделочных материалах и конструкциях бань.
****Компания оставляет за собой право вносить в проекты необходимые конструктивные изменения, направленные на совершенствование технологии производства и улучшение эксплуатационных качеств своих изделий.

Пошаговая инструкция по сборке бани-бочки своими руками, практические советы — Теплый дом

Автор DearHouse На чтение 4 мин Просмотров 78 Обновлено

Что делать, если на постройку полноценной бани не хватает ни сил, ни времени? В этом случае можно применить принципы модульного строительства. Именно они легли в основу технологии возведения бани-бочки. Сделать подобную конструкцию можно самостоятельно, а при должной сноровке и наличии инструментов – даже без напарника.

Особенности конструкции

Как видно из названия, корпус бани представляет собой цилиндрическую конструкцию из досок с пазовым соединением. Для ее усиления на поверхность устанавливаются стягивающие металлические пластины (аналог хомутов). На первый взгляд конструкция будет идеально подходить под функции бани. Недорогая стоимость возведения, возможность приобретения уже готовых модульных элементов и высокая скорость постройки говорят сами за себя.

Однако при более детальном анализе становятся видны следующие недостатки:

  • Низкая теплоизоляция стен. В зимний период потери тепла могут свести «на нет» все попытки повысить температуру в помещении до нужного показателя.
  • Небольшая площадь. Большинство заводских моделей и стандартных чертежей предусматривает в конструкции небольшой предбанник и парилку. Вместе их площадь может составлять до 12 м², т.е. фактически банные процедуры могут одновременно принимать до 3 человек.
  • Подвод водопровода и подключение канализации. Выполнение этих процедур затруднительно, так как зимой возникает большая вероятность промерзания труб и образования ледяной пробки в них.

Если вспомнить, что помещение планируется как бюджетный вариант бани, можно не учитывать все эти недостатки. Важнейшим преимуществом конструкции является возможность ее транспортировки, что нельзя сделать со стандартной баней.

Составление проекта и выбор материалов

Сначала необходимо разработать хотя бы элементарную проектную документацию – чертеж здания и перечень материалов для его изготовления.

Сейчас можно найти множество стандартных чертежей бани бочки. Несмотря на кажущееся многообразие, все они включают следующие основные элементы:

Основание

Изготавливается из досок, толщина которых должна быть не менее 5-6 мм. На первом этапе на каждой из них делается углубление , в которые будут устанавливаться доски. Для усиления конструкции края обиваются фиксирующей опалубкой.

Сборочные элементы – обрезные доски с пазовым соединением

Лучше всего выбирать качественный материал – лиственницу или кедр. Их длина должна соответствовать общему размеру готовой конструкции. На поверхности делаются монтажные углубления для установки перегородок. Не рекомендуется делить составные части по длине, так как это приведет к потере теплоизоляционных свойств конструкции.

Перегородки

На деревянное основание набиваются доски, а затем обрезаются таким образом, чтобы в итоге получилась круглая конструкция. Ее диаметр должен быть меньше наружного бани на толщину настенных досок. Если изготавливается внутренняя перегородка и наружная входная, следует оставить место для дверного проема.

Дополнительные элементы

К ним относятся решетчатый половой настил и полати. Они также делаются из дерева.

Количество расходных материалов рассчитывается согласно чертежу – учитываются размеры конструкции и отходы на порезку. Перед началом работ все материалы нужно обработать антигрибковым составом во избежание возникновения процессов гниения в их волокнистой структуре.

Сборка: инструменты и порядок ее проведения

После выбора материала изготовления и его обработки можно приступать к процедуре сборки. Для этого понадобится стандартный набор столярных инструментов: рубанок, стамеска и шлифовальная машинка. Кроме этого потребуются рулетка и молоток. Расходные материалы должны включать в себя:

  1. Гвозди и шурупы.
  2. Металлическая лента с элементами ее стягивания.
  3. Изоляция (конопатка). Необходима, если доски не имеют монтажный паз.
[box type=”info” ] Все конструктивные элементы изготавливаются заранее. Работы можно проводить в гараже или любом другом подсобном помещении. По завершении изготовления заготовки желательно пронумеровать согласно этапам сборки. [/box]

Далее оборудуют место установки конструкции. Для этого выбирается любое место на земельном участке, но рекомендуется монтировать баню на возвышенности. Роется небольшая яма глубиной до 0,5 м и габаритами, превышающими размеры бани на 40-50 см. На ее дно засыпается песчано-гравийная смесь, которая тщательно утрамбовывается. После окончательного выравнивания можно приступать к сборке.

На установленный каркас прибивается нижний ряд досок. Необходимо отслеживать расположение монтажных углублений – они должны составлять одну общую канавку. После этого устанавливают и крепят перегородки. Их плоскость должна быть строго перпендикулярна уровню песчаного настила.

После этого прибиваются остальные стеновые доски. Между первой и последней устанавливается корректирующая рейка. Она должна иметь форму клина. С ее помощью можно будет регулировать зазор в случае разбухания или температурного расширения досок. Далее вся конструкция стягивается металлической лентой. Для удаления воды на поверхности пола сверлятся отверстия. Делается это как минимум в 3-х местах. На этом возведение корпуса бани бочки завершено.

На заключительном этапе устанавливаются полати, настил на пол и двери. Особое внимание следует уделить технике безопасности при монтаже котла. Это место необходимо покрыть огнестойким материалом. Для удобства в стене бани делаются отверстия для подвода воды и электричества. Получившуюся конструкцию в случае надобности можно перевозить любым удобным способом – на автоприцепе или в грузовом автомобиле.

Как построить баню за 5 дней своими руками: баня-бочка, поэтапно


Когда делал баню на колёсах, в качестве основы выбрал баню-бочку— в первую очередь из-за её оригинальности. При эксплуатации убедился, что это настоящая парная, ничуть не уступающая всем видам классических бань по таким параметрам, как быстрота выхода на рабочий режим и экономия дров. Изготовил и зарегистрировал прицеп для неё. Потом делал печь. Весь процесс отличался большой сумбурностью.
Моя баня-бочка на колёсах была высоко оценена друзьями и знакомыми, поэтому впоследствии я изготовил ещё два варианта таких бань, но уже стационарных. Одна —таких же размеров, как моя мобильная баня: три метра в длину с одним отделением (парилкой). Вторая — четырёхметровая с парилкой и предбанником.

На этот раз изготовление бань проходило в спокойной обстановке, поэтому мне удалось зафиксировать время, необходимое для их постройки, и подсчитать точную себестоимость трёхметровой бани-бочки. Процесс изготовления бань-бочек разной длины практически одинаков.

Максимальный срок для изготовления трёхметровой бани установил для себя в один месяц.


Скоро мы узнаем, какие материальные и трудовые затраты потребуются. Это позволит сделать вывод, стоит ли вообще связываться с изготовлением самодельной парной или проще и выгоднее купить готовую…

В гараже


Предварительно на деревообрабатывающем комбинате заказал сухой брус специального профиля и через месяц получил свой заказ — шестиметровый брус (по факту они оказались длиннее).
Заранее набросал эскиз будущей бани: диаметр — 225 см, длина — Дм (второго прототипа), крылечко с сиденьями и парилка довольно больших размеров.

Все доски отторцевал ручным лобзиком с пилкой для прямолинейного реза. Самые качественные доски отобрал для внешней обшивки бани.

А вообще, баня-бочка мне нравится ещё и тем, что её можно делать в достаточно небольшом помещении, а значит, непогода поздней осени не сможет стать помехой моей работе.

Сначала сделал пазы для установки передней и задней стенки. Вновь дедовский способ не подвёл! Чтобы сделать по два паза в 58 досках, мне понадобился восьмичасовой рабочий день. С брусом для обшивки разобрался: было сделано 29 левых и 29 правых — это важно для последующей правильной сборки.


Шлифовка — нужная, но очень пыльная работа, хотя результат стоит потраченных усилий. Отшлифовал обе стороны каждой доски. Ленту наждачки периодически чистил металлической щёткой, поэтому хватило всего пару штук. Пыль просто повсюду, как после извержения вулкана.
На этот раз я решил покрасить сразу все заготовки перед сборкой. Внешние стороны досок покрываю пропиткой для улицы, а внутренние — средством для парилки.
Теперь доски будут впитывать меньше влаги: их можно вынести из гаража под навес для адаптации к естественной влажности и освободить гараж. Зная диаметр бани и ширину пиломатериалов, высчитываю длину заготовок для передней и задней стенок. Это для экономии — брус приобретён с небольшим запасом. Худшее отбраковываю, а лучшее оставляю.
Начинаю сборку с глухой стенки. Доски располагаю вертикально, а силовые перемычки — горизонтально, одна сверху, другая снизу, две по бокам и две для крепления полков. Самые ровные доски я выбрал для обшивки, поэтому оставшиеся приходится подклинивать для более плотного примыкания. Задняя перегородка собрана. Приступаем к сборке передней перегородки.

Обрезаем перемычки по меньшему радиусу (на 1 см меньше, чем радиус перемычек). Чертим окружность основного радиуса. В моём случае внешний диаметр бани — 225 см. Разделив его пополам, отнимаю толщину бруса (грубо — 4 см) и добавляю глубину паза (1 см) — получаю 109,5 см.

И вот наступает кульминация: всё лишнее отсекается лобзиком и края зачищаются шкуркой.

Устанавливаем мебельные стяжки по окружности — они добавляют жёсткости конструкции, особенно крайним доскам, которые держаться только на перемычке.

баня — бочка своими руками
Пока перегородка находится в горизонтальном положении, вырезаю вентиляционные отверстия. На изготовление двух стенок ушло пять рабочих дней.

На изготовление полков пошли ольховые доски. Полки покрыл специальным маслом фирмы Condor — финские фирменные масла просто дороже.

Склеил подставки под бочку. Для них использованы обрезки — всё, что не сгодилось. Радиус дуги в подставках сделан на 3 см больше основного радиуса перегородок и составляет 113,5 см. Клей — «Клейберит Супратак 569» (Германия).

Далее взялся за подгонку двери. Дверь использовал покупную, чтобы ускорить процесс. Наличники подогнал, пока всё находилось в гараже. Трап сделал из осины, поскольку попались недорогие и качественные доски.

Кто изобрёл баню-бочку? Доподлинно неизвестно: кто-то говорит, что финны, а я считаю, что сам Диоген. В бане-бочке я и сам ночевал не раз, поэтому думаю, что точно он! Проще бани-бочки можно сделать только каркасную баню. Баня-бочка — это идеальное сочетание технологичности, низкой себестоимости, красоты и удобства использования. А ещё она настолько прочная, что её можно поставить на колёса и возить с собой.

Сборка бани всего за пять дней


Баня на место установки доставлялась в разобранном виде. Прогноз обещал только два сухих дня, поэтому мне понадобился ассистент.

Фундамент. Под блоки вырыли ямки глубиной 20 см, засыпали щебень, утрамбовали. Потом установили блоки. Вместо них можно положить тротуарную плитку.


Сборку бани начали от центра подставок, шипами бруса в обе стороны. Это не позволит осадкам попадать в пазы бруса и скапливаться там. На сборку корпуса ушло несколько дней. Несмотря на тщательную сортировку, половину досок обшивки приходилось подклинивать, чтобы убрать щели.

Так как в первую очередь собирается низ бани, перегородки вставляются в пазы нижних досок и достаточно уверенно стоят. Лишь точная вертикаль задаётся фиксацией верха одной из перегородок к низу бани деревянной планкой наискось.

Далее сверху к перегородкам временно прикручиваются две доски, которые обеспечивают вертикальность остальных перегородок.


Доски крепятся к перегородкам шурупами.
Небольшой проблемой встала подгонка последней замыкающей доски.
Бочка стянута тросами в трёх местах.
Потом набита дранка — узкие деревянные полосы, которые легко гнутся. Дранка поможет решить вопрос вентиляции под-кровельного пространства.
На дранку положили фанеру. Кровельное покрытие лежит ровнее и не связано непосредственно с досками обшивки. Использовали фанеру толщиной 4-мм, так как она хорошо гнётся.

Электрика проложена между фанерой и корпусом бани — так её не видно, выходит только там, где расположены светильники или выключатели. Для проводки использовали провод в двойной изоляции, для надёжности его лучше поместить в гофрированный кабель-канал.

Работа шла легко и быстро даже с перекурами и долгими трапезами. Так, не спеша и не надрываясь, уложились в пять рабочих дней.

Дымоход


Дымоход и проход через крышу делается с использованием полностью готовых и сертифицированных элементов. Труба фиксируется изнутри бани пластиной с отверстием по диаметру трубы из нержавеющей стали.
Вокруг трубы уложена базальтовая вата.
Гидроизоляция трубы — чудесная, но дорогая резинка «Мастер-флэш». Благодаря вплавленному по краям тонкому алюминию она принимает практически любую форму — даже шифера или ондулина. Добавляем немного герметика, крепим саморезами — и никаких протечек!

Печь



Из бруска сделано основание, на него уложен минерит (асбест нельзя — очень вреден). За печью — тоже защита из минерита.
Над печью установлен бак для воды самоварного типа. Вода заливается ведром. Помыться можно, используя шайку и наливая тёплую воду из бака.

Литой акриловый лист — Производство

Акриловый лист можно разделить на две категории: литой акриловый лист и экструдированный акриловый лист в соответствии с различным производственным процессом.

Литой акриловый лист

Литой акриловый лист имеет высокую молекулярную массу, отличную жесткость, прочность и лучшую устойчивость к растрескиванию при воздействии растворителей. Литой акрил характеризуется наиболее трудоемким методом производства акрилового листа, который обрабатывается с непревзойденной гибкостью с точки зрения цвета, текстуры, отделки и толщины, которые могут удовлетворить большинство применений акрила.Ячеистый акрил обычно считается лучшим из всех материалов по оптической прозрачности. Литые акриловые листы обладают большей твердостью поверхности и финишными свойствами, чем экструдированные акриловые листы. Кроме того, акриловый лист с ячейковым литьем обеспечивает большую чистоту машины и предлагается во многих нестандартных цветах, толщинах и специальных эффектах.

Экструдированный акриловый лист

Экструдированный акрил производится на автоматизированном оборудовании, которое очень дорого и подходит только для производства больших объемов товарных материалов одного цвета и толщины, прежде чем начнется производство другого продукта.По сравнению с литым акриловым листом, экструдированный акриловый лист имеет низкую молекулярную массу и пониженные механические свойства, поскольку он полностью автоматизирован в массовом производстве, он не предлагает столько вариантов цвета и отделки. Допуск по толщине экструдированного акрилового листа меньше, чем у литого акрилового листа, поэтому разнообразие толщины продукта подлежит определенным ограничениям.

Здесь подробно описан процесс изготовления литого акрилового листа, который компания GreenGoods Bath использовала для производства высококачественных акриловых ванн.Восемь шагов следующие:

1. Форма для литого акрилового листа обычно изготавливается из закаленного стекла большого размера.

2. Соберите форму с помощью двух больших пластин из закаленного стекла, которые разделены для получения листа желаемой толщины и герметизированы прокладкой по краю.

3. Создайте форму для каждого отдельного листа, а затем вылейте акриловый сироп в форму с помощью воронки или другого приспособления.

4. Выполните технику водяной бани, погрузив форму в ванну, которая поддерживает и контролирует температуру отверждения с охлаждением водой 70 ℃ на 30–40 минут и формование при температуре воды 100 ℃ на 15–20 минут.

5. Форма разбирается, и акриловый лист извлекается из формы.

6. Акриловый лист маскируется, чтобы избежать царапин при транспортировке и хранении в ваннах.

7. Конечные продукты хорошо упаковываются и размещаются перед отправкой на наш завод для производства ванн высокого качества.

8. Цветной акриловый лист, может быть произведена цветная акриловая ванна для удовлетворения индивидуальных вкусов клиентов.

История ванны

Ванны, облицованные плиткой, как и пример с мраморной столешницей в этой залитой солнцем отреставрированной ванной комнате, были усовершенствованы, чтобы упростить уборку за счет устранения скоплений пыли, прячущихся под поднятыми ваннами на ножках.

Native Tile

Поищите в Интернете, и вы обязательно увидите, что первая ванна в Америке была установлена ​​в 1842 году, если быть точным, 20 декабря. Было бы неплохо, если бы у такого ртутного судна было такое аккуратное начало — с этим согласился бы даже Х. Верно то, что ни один аксессуар не воплощает метаморфозу оборудования для ванн (от передвижной мебели до сантехники) или помогает определить использование и внешний вид ванной комнаты в любую эпоху так же, как ванна.

Скрабы до военного времени

До того, как водопроводные трубы были в помещении, ванны, такие как ночные горшки и умывальники, были подвижными аксессуарами: большими, но относительно легкими контейнерами, которые купальщики вынимали из хранилищ для временного использования. Типичная ванна середины XIX века была произведена в мастерстве жестянщиков и представляла собой корпус из листовой меди или цинка.

В прогрессивных домах, оборудованных ранними водонагревательными устройствами, большая ванна могла быть сделана из листового свинца и закреплена в деревянном ящике, похожем на гроб.

Позже появились гениальные (хотя в конечном итоге непрактичные) альтернативы убежищам, такие как переносная брезентовая ванна (похожая на пузатую кроватку) или складная ванна Mosely — устройство, похожее на шкаф, с распашной дверью, которая опускается, как кровать Мерфи, чтобы открыть блюдце для купания.

Раскладывающаяся ванна «Мозли» развалилась, как кровать Мерфи.

Тем не менее, на протяжении десятилетий большинство американцев знали лучше всего ту ванну, которая была указана в каталоге оборудования 1909 года: — это глубокая ванна из жести с деревянным дном, окрашенным в японский зеленый цвет (разновидность эмалевой краски до 1940 года).

По мере того как в конце XIX века проточная вода стала более распространенной, ванны стали более распространенными и менее портативными. Хотя медь все еще использовалась для деревянных ванн еще в 1910-х годах, она чаще появлялась как вкладыш для ванн со стальным корпусом с дубовой или вишневой окантовкой, которые стояли на бронзовых железных ножках.

Эта старинная оцинкованная оловянная ванна с деревянным корпусом находится в Астории, доме-музее Флавеля 1885 года в штате Орегон.

Jerry Boal

Чугун — универсальный материал викторианской эпохи — заливался в раковины и туалеты с конца 1850-х годов, а к 1867 году в знаменитый J.L. Mott Iron Works также нашла черную нишу на рынке ванн.

Однако большой проблемой со всеми этими удобствами была коррозия. Медь и цинк легко обесцвечивались под воздействием воды и мыла, а швы листового металла было трудно содержать в чистоте. Железо и сталь, конечно, в конце концов заржавели даже под самым тщательным слоем краски.

Подробнее:

Glaze Crusades

Фарфоровая глазурь казалась идеальным и очевидным решением, но создать стекловидную кожу на объекте размером с ванну было не так-то просто.Хотя чугунные раковины были покрыты фарфоровой эмалью, чугунные ванны имели гораздо более сложную форму, и при заполнении горячей водой они могли расширяться больше, чем покрытие, рискуя расслоением.

В 1850-х годах британские ремесленники взломали кодекс покрытия ванн, взяв другой подход: цельнокерамические ванны с глазурованной поверхностью. Поскольку ванны были и хрупкими, и тяжелыми, их нельзя было экспортировать, но идея нашла рынок на английских берегах, и к 1890-м годам твердые фарфоровые ванны начали разжигать такие производители, как Trenton Potteries.

Ванна обычного стиля — наклонная у изголовья, плоская и у подножия — была самой распространенной и доступной ранней фарфоровой моделью.

Rejuvenation Archives

Твердая фарфоровая ванна поцарапала много зуда. Помимо удовлетворения потребности в бесшовной, гладкой, моющейся поверхности, которая не ржавеет, она обеспечивает непрерывный переворачивающийся край по периметру раковины. Действительно, одной из изюминок фарфоровой ванны были ее чувственные плавные изгибы и резкие пропорции.Независимо от того, стояла ли она на выпуклых керамических ножках или мускулистых сторонах, спускающихся к полу (тем самым устраняя антисанитарные скрытые пространства), фарфоровая ванна была предметом исследования в области надежного моделирования. В рекламе 1910-х годов спрашивалось: «Почему ванна не должна быть частью архитектуры дома?»

Казалось бы, у ne plus ultra в купальном цельном фарфоре есть и обратная сторона. Во-первых, такие ванны были пугающе тяжелыми и одинаково дорогими. В 1909 году цены колебались от 180 долларов за модель длиной 4 1/2 фута до 255 долларов за массивную 6 1/2 фута — это в то время, когда ванну со стальными ножками можно было купить примерно за 25 долларов.Кроме того, некоторые купальщики чувствовали, что гончарная масса поглощает слишком много тепла из воды, что делает ее использование дорогостоящим.

Высокотехнологичные ванны

Если не считать недостатков, ванна из цельного фарфора оставалась кадиллаком индустрии ванн до 1920-х годов и отличительной чертой элитной ванной комнаты. Действительно, до 1910 года ванные комнаты сами по себе часто были символами статуса. В эпоху, когда дома с водопроводом и канализацией были новыми и современными, единственная ванная комната с туалетом, унитазом со смывом и стационарной ванной была признаком прогрессивного мышления и важным шагом на пути к лучшей гигиене.Более того, ванные комнаты для богатых были не столько местом ежедневной уборки и одевания, сколько терапевтическими лабораториями, подобными личным спа. Душ, который мы теперь ассоциируем с ежедневным спринцем, часто представлял собой отдельную клетку из нескольких спреев, предназначенных для стимуляции кожи или почек, в то время как ванны были разбросаны по комнате для замачивания одной или нескольких частей тела.

Римские ванны с почти вертикальными скошенными концами считались более сбалансированными и элегантными в ванных комнатах, и обычно смесители устанавливались на длинной стороне.(Фото: Rejuvenation Archives)

По мере того, как высокотехнологичные ванные комнаты с несколькими приспособлениями начали исчезать после Первой мировой войны (вместе с большими домами, которые сделали их возможными), новой парадигмой современных омовений стала фарфоровая. эмалированная, чугунная ванна на ножках — вездесущий тип ванны с когтями до сих пор используется тысячами купающихся.

Чугунная ванна

Завод JL Mott Iron Works был одним из первых, кто решил загадку фарфора на железе в конце 1880-х годов с помощью более совершенных методов подготовки железа и обжига покрытия, а также, когда производственные улучшения снизили затраты на В 1920-е гг. чугунная ванна вскоре заняла место в ванной.Типичным стилем ванны была обычная ванна с круглым дном, наклонной головкой и вертикальной ножкой, удерживающей входные и выходные отверстия для воды. Другим распространенным стилем был римский, с плоскими сторонами и дном и идентичными (почти вертикальными) наклонными закругленными концами.

Римские ванны

Римские ванны считались более сбалансированными и привлекательными в большом помещении, и их устанавливали с водопроводом на одной длинной стороне. Некоторые производители также предлагали прямоугольную ванну во французском стиле с плоским дном, почти вертикальными сторонами и одним закругленным (но не скошенным) концом.Хотя стекловидная поверхность внутри была по необходимости полностью белой, железные стенки ванны часто окрашивались в разные цвета или украшались греческими ладами или цветными полосами — широко распространенная мода до 1915 года. его недостатки тоже, а именно, было трудно мыть под (и позади) раковиной ванны. Производители частично решили эту проблему, отказавшись от чугунных ножек в обмен на сплошное кольцевое основание, отметив, что «они намного превосходят ванну на ножках с точки зрения санитарии и удобства.”

Углубленная ванна

Другим подходом была углубленная ванна, где чугунный обод был расширен до прямоугольной горизонтальной полки, так что ванну можно было установить заподлицо со стеной (или даже с углом или нишей). Все, что оставалось, — это выложить плиткой одну или несколько вертикальных сторон, чтобы создать встроенную ванну, которая полностью закрыла гнусные нижние стороны и изгнала все коварные микробы.

Необычные, высококлассные туалеты могут включать сидячую (слева) и ножную (справа) ванну, чтобы дополнить ванну и современный душ для грудной клетки в соответствии со стандартным санитарным каталогом 1912 года.

Rejuvenation Archives

Встроенная ванна

В течение нового столетия, когда все больше внимания уделяется микробам, единственное, что лучше облицованной плиткой ванны, было доставлено прямо с завода. Отливать цельные ванны с краем, доходящим до пола, в фартуке было непросто, но к 1911 году компания Kohler, вслед за ее конкурентами, представила встроенную ванну, которая до сих пор является стандартом для ванной комнаты. Сделанная с одной закрытой стороной (или одной стороной и концом), встроенная ванна была не только эффективной сама по себе, но и как модель длиной 5 футов, которая занимала стены типичной 5-дюймовой ванной комнаты, она стала краеугольный камень современной, функциональной троицы ванной комнаты эпохи джаза: подвесной унитаз, унитаз и комбинированная ванна и душ.

Color Craze

Подобно Генри Форду, который обещал покупателям автомобилей любой цвет, который они захотят, при условии, что он будет черным, производители сантехники поначалу не видели ничего, кроме белого. Белый был не только санитарным цветом, позволяющим легко обнаружить грязь и, следовательно, очистить, но и был оптимальным цветом для надежного производства от предмета к предмету.

Однако, как и в автомобильной промышленности, все это начало меняться в конце 1920-х годов. Когда ванная комната достигла плато как эффективная больница для гигиенической чистки, ее начали рассматривать как средство дизайна и домашней красоты, и примерно в 1929 году цвет вошел в ванную комнату с большим размахом.

Эта привлекательная ванная комната со стенами из коричневого витролита и красочными светильниками Spring Green, включая отдельную миниатюрную стоматологическую раковину, появилась в брошюре Kohler 1939 года. (Фото: Rejuvenation Archives)

Окрашивание стекловидного покрытия в светильниках — сначала светлыми пастельными тонами, затем более глубокими оттенками, такими как королевский синий, зеленый Мин и китайский красный, — придало ванную комнату сплошным полосам гораздо более драматичным и стойким, чем любая краска или кафель.

«Другие комнаты в доме можно легко изменить с помощью новой краски или мебели, — отмечалось в каталоге 1936 года, — но цветовая гамма ванной всегда тесно связана с цветовой гаммой светильников.«

Color также стал хорошим маркетинговым ходом для производителей, дифференцируя одну линейку продуктов от другой, а также давая домовладельцам повод покупать все светильники из одного источника. Эта стратегия становилась все более полезной, когда жилищный бум бурных двадцатых закончился бензином и обрушился на Великую депрессию.

Будучи всегда ключевыми игроками в ванных комнатах благодаря своим размерам и функциям, ванны стали еще более популярными, когда они отошли от белого. Когда в 1930-40-х годах цвет привнес в дизайн светильников новый вид, они снова стали выглядеть как мебель: туалеты напоминали столы, а туалеты — стулья.В этом свете ванны могут заменять кровати, особенно если они детализированы с прямоугольными очертаниями, популярными в эпоху Art Moderne, и в бархатных тонах насыщенного бордового или черного. Это было далеко от жестяной бадьи, которую вытащили из туалета всего одно или два поколения назад.

Автоматизация процесса производства стволов

Как работает ствол Вортакт для оптимизации производства стволов?

В части 1 нашей серии блогов «Автоматизация процесса изготовления стволов» мы рассмотрели различные операции, связанные с автоматизацией производства заготовок стволов.В то время как многие клиенты Vortakt® заканчивают свои собственные стволы, мы также предлагаем варианты токарной обработки, фрезерования и патронирования для производства полуфабрикатов и готовых стволов для производителей оригинального оборудования.

Концентричность и повторяемость при токарной обработке:

Используя новейшие технологии токарной обработки, новые токарные станки с ЧПУ Vortakt обеспечивают исключительную концентричность между внешним профилем, отверстием и камерой. Перед точением первой заготовки ствола шпиндель, задняя бабка или контршпиндель и люнет проверяются на концентричность 0.0005 ”друг к другу. Эти процессы помогают обеспечить повторяемость всего производственного цикла стволов, снижая процент брака и ускоряя производственный процесс.

Эти дополнительные проверки и внимание к деталям, а также правильная подача и скорость в зависимости от типа материала гарантируют, что пластины не создают дополнительных напряжений в материале, так как остаточное усилие инструмента и чрезмерное удаление материала вызовут изгиб ствола. Это особенно важно при обработке очень тонких профилей, таких как те, что используются на стволах, обернутых углеродным волокном.

Объединение чистовых операций

Токарные станки Okuma

Vortakt имеют многоступенчатую и многошпиндельную конструкцию с функцией фрезерования (рабочий инструмент). Это позволяет Vortakt объединить функции токарной обработки, фрезерования, прорезания пазов, канавок и патронирования за одну операцию, минимизируя время цикла и количество настроек, устраняя необходимость в транспортировке материалов, уменьшая вероятность укладки допусков и снижая общую стоимость ствола.

Эти возможности автоматизации также позволяют Vortakt производить полуфабрикаты стволов для различных конструкций пистолетов и винтовок, от вторичных стволов GLOCK и 10 / 22® до готовых стволов для оружия Gatling.Такое объединение операций значительно увеличивает эффективность при производстве больших объемов баррелей.

Планирование производства с помощью общих заказов на закупку

Для производителей, которым нужны оптовые скидки и дополнительный контроль над сроками поставки и денежными потоками, Vortakt Barrel Works предлагает программу общих заказов, которая позволяет нашим клиентам планировать производство на полгода вперед.

Чтобы узнать больше о том, как Vortakt Barrel Works производит стволы для винтовок и пистолетов для своих OEM-партнеров, свяжитесь с нами по электронной почте info @ vortakt.com или по телефону 262-345-0888.

ЗАПРОСИТЕ ЦЕНУ СЕГОДНЯ

Что такое пассивация? Как работает нержавеющая пассивация?

Что такое пассивация и как работает пассивация? Как пассивировать детали из нержавеющей стали после обработки? Это вопросы, которые обычно задают механические цеха и производители деталей из таких материалов, как нержавеющая сталь, титан и тантал.

Что такое пассивация нержавеющей стали?

Пассивация — широко используемый процесс отделки металлов для предотвращения коррозии.В процессе пассивации нержавеющей стали используется азотная или лимонная кислота для удаления свободного железа с поверхности. Химическая обработка приводит к образованию защитного оксидного слоя, который с меньшей вероятностью вступит в химическую реакцию с воздухом и вызовет коррозию. Пассивированная нержавеющая сталь устойчива к ржавчине.

Пассивирование нержавеющей стали для предотвращения ржавчины

Что означает пассивированная нержавеющая сталь?

Для производителей отраслевые стандарты ASTM A967 и AMS 2700 представляют собой наиболее широко используемые стандарты для пассивирования нержавеющей стали.Согласно ASTM A967 определение пассивации:

химическая обработка нержавеющей стали мягким окислителем, например раствором азотной кислоты, с целью удаления свободного железа или других посторонних веществ ».

Кроме того, ASTM A380 утверждает, что пассивация составляет:

Удаление экзогенного железа или соединений железа с поверхности нержавеющей стали посредством химического растворения, чаще всего обработкой кислотным раствором, который удаляет поверхностное загрязнение, но не оказывает значительного воздействия на саму нержавеющую сталь… для цель усиления самопроизвольного образования защитной пассивной пленки.”

История процесса пассивации

В середине 1800-х годов химик Кристиан Фридрих Шёнбейн открыл эффект пассивации. После погружения железа в концентрированную азотную кислоту он обнаружил, что железо имеет небольшую химическую активность или не имеет ее вообще по сравнению с железом, которое не подвергалось обработке концентрированной азотной кислотой. Его имя за отсутствие химической активности было «пассивным» состоянием.

Поскольку пассивация нержавеющей стали азотной кислотой стала широко распространенной практикой в ​​1900-х годах, проблемы окружающей среды и безопасности при использовании азотной кислоты стали более очевидными.Исследование, проведенное пивоваренной компанией Adolf Coors в Германии, показало, что лимонная кислота является эффективной альтернативой. В 1990-х годах многие производители начали использовать лимонную кислоту как более безопасную и экологически чистую альтернативу азотной кислоте.

Сегодня отраслевые стандарты для пассивации поверхностей предлагают методы для азотной кислоты или лимонной кислоты или азотной кислоты с бихроматом натрия. Выбор метода часто зависит от требований заказчика. У каждого метода есть свои преимущества и недостатки.Подробнее читайте в нашей статье Пассивация азотной и лимонной кислотой.

Зачем пассивировать нержавеющую сталь?

Пассивация — это лучший метод после изготовления для недавно обработанных деталей и компонентов из нержавеющей стали. Преимущества включают:

  • Химический пленочный барьер против ржавчины
  • Увеличенный срок службы изделия
  • Удаление загрязнений с поверхности продукта
  • Пониженная потребность в обслуживании.

Как работает пассивация?

Нержавеющая сталь — это сплав на основе железа, обычно состоящий из железа, никеля и хрома.Коррозионностойкие свойства нержавеющей стали обусловлены содержанием хрома. Под воздействием кислорода (воздуха) хром образует тонкую пленку оксида хрома, которая покрывает поверхность нержавеющей стали и защищает лежащее под ней железо от ржавчины. Целью пассивации является увеличение и оптимизация образования слоя оксида хрома.

Погружение нержавеющей стали в кислотную ванну растворяет свободное железо с поверхности, оставляя хром нетронутым. Кислота химически удаляет свободное железо, оставляя после себя однородную поверхность с более высокой долей хрома, чем в нижележащем материале.

Под воздействием кислорода воздуха после кислотной ванны нержавеющая сталь образует слой оксида хрома в течение следующих 24-48 часов. Более высокая доля хрома на поверхности позволяет формировать более толстый и более защитный слой оксида хрома. Удаление свободного железа с поверхности устраняет возможность возникновения коррозии.

Образующийся пассивный слой обеспечивает химически неактивную поверхность, защищающую от ржавчины.

Пассивирующий слой на нержавеющей стали

Слой пассивирования — вид под микроскопом.Источник: Astro Pak. Используется с разрешения.

Когда требуется пассивация нержавеющей стали?

Пассивация — это пост-производственный процесс, который выполняется после шлифовки, сварки, резки и других операций механической обработки, связанных с нержавеющей сталью. В идеальных условиях нержавеющая сталь, естественно, противостоит коррозии, что может означать, что в пассивировании нет необходимости.

Однако в нормальных, реалистичных условиях любое из следующего может препятствовать образованию оксидной пленки, защищающей от коррозии:

  • посторонний материал в производственной среде (производственная грязь, шлифовальная стружка)
  • сульфиды, добавленные в нержавеющую сталь для улучшения обрабатываемости
  • частицы железа от режущих инструментов, внедрившиеся в поверхность деталей из нержавеющей стали.

Такие загрязнения необходимо удалить до границ зерен, чтобы восстановить равномерно устойчивую к коррозии поверхность. Эти проблемы устраняются в процессе пассивации.

Какой пассивации НЕ является

  • Неэлектролитический. Пассивация — это химическая обработка, а — не электролитический процесс . Пассивация не зависит от электрохимических реакций, в отличие от электрополировки или анодирования.
  • Не для удаления накипи. Пассивирование не является методом удаления окалины с обработанных деталей после термообработки или сварки.
  • Ни одного слоя краски. Пассивирующая нержавеющая сталь не меняет цвет или внешний вид поверхности металла. Пассивирование не требуется для предметов, которые будут окрашены или покрыты порошковой краской.

Как пассивировать нержавеющую сталь

Существует множество спецификаций пассивации (ASTM A967, AMS 2700), чтобы указать правильный процесс пассивации нержавеющей стали, титана и других материалов.Следующие этапы являются общими почти для всех спецификаций:

  1. Clean — Удалите с поверхности любые загрязнения, такие как жир и масла.
  2. Passivate — Выполните химическую обработку путем погружения в кислотную ванну, обычно азотную или лимонную кислоту.
  3. Испытание — Испытайте недавно пассивированную поверхность нержавеющей стали, чтобы убедиться в эффективности этапов процесса.

Некоторые спецификации требуют добавления дихромата натрия в ванну с азотной кислотой для более быстрого образования оксидного слоя или пассивирующей пленки.Однако дихромат натрия является высокотоксичным соединением шестивалентного хрома. Альтернативные методы включают использование ультразвуковых аппаратов и лимонной кислоты, такой как CitriSurf®, для стимулирования образования кислорода на поверхности металла, пока материал все еще находится в кислотной ванне.

Продолжительность погружения в резервуар с кислотой обычно составляет 20–30 минут. Температурные характеристики кислоты могут варьироваться в зависимости от марки нержавеющей стали и химического состава кислоты, но обычно составляют от 120 до 150 ° F.

Видео: полностью автоматизированная система пассивации лимонной кислоты


Этапы процесса пассивирования деталей из нержавеющей стали

Для сборки линии пассивирования требуется процесс, который будет одновременно очищать и пассивировать нержавеющую сталь. Общие этапы процесса пассивирования нержавеющей стали следующие:

  1. Щелочная очистка материалов для удаления всех загрязнений, масел и инородных материалов. Обычно используются моющие средства, такие как гидроксид натрия, Micro-90 или Simple Green.
  2. Промывка водой — обычно с деионизированной водой или водой с обратным осмосом в высокоточной промышленности
  3. Погружная ванна с азотной или лимонной кислотой (CitriSurf) для полного растворения любого свободного железа и сульфидов и ускорения образования пассивной пленки или оксидного слоя
  4. Промывка водой — обычно с деионизированной водой в высокоточных отраслях промышленности
  5. Второе ополаскивание водой — Обычно с DI Water в высокоточных отраслях промышленности
  6. Сухие части
  7. Испытайте образцы деталей в соответствии со стандартами спецификаций, используя: солевой туман, выдержку в камере с высокой влажностью или испытание на сульфат меди.

На что обращать внимание при пассивации металлов

Пассивацию можно рассматривать как контролируемую коррозию. Кислотная ванна растворяет или разъедает свободное железо на поверхности равномерно и контролируемым образом. Если не контролировать должным образом, неконтролируемая коррозия может возникнуть в виде явления, известного как «мгновенная вспышка». При импульсном воздействии на металл образует темную, сильно протравленную поверхность — именно ту коррозию, которую пассивный слой предназначен для предотвращения.

Защита кислотного раствора от загрязняющих веществ. имеет решающее значение для предотвращения внезапной атаки.Часто для этого достаточно просто наполнить кислотную ванну свежим раствором. Рекомендуется регулярно менять кислотный раствор, чтобы предотвратить накопление загрязняющих веществ в растворе. Использование воды более высокого качества (вода обратного осмоса или деионизированная вода) с меньшим количеством хлоридов, чем водопроводная вода, также может решить проблемы с внезапной атакой.

Тщательная очистка деталей из нержавеющей стали ПЕРЕД кислотной ванной также имеет решающее значение. Любая смазка или смазочно-охлаждающая жидкость, оставшаяся на деталях, может образовывать пузырьки, которые мешают процессу.В этих случаях рассмотрите возможность использования обезжиривающего средства или смены моющих средств, чтобы полностью очистить деталь от загрязнений. В некоторых случаях термические оксиды от термообработки или сварки могут потребовать шлифовки или травления для удаления перед пассивированием.

Избегайте одновременного смешивания марок нержавеющей стали (например, серии 300 и серии 400) в кислотной ванне, так как это может привести к гальванической коррозии. В этой ситуации менее благородный металл корродирует быстрее, чем если бы разнородные металлы не контактировали в растворе.

Какое оборудование для пассивации мне нужно?

Best Technology признана лидером отрасли в области пассивационного оборудования, резервуаров, систем и линий. Наши специалисты понимают, насколько тщательно соблюдаются химический состав, температура и время погружения, чтобы соответствовать спецификациям и избежать дорогостоящих ошибок. Мы предлагаем широкий спектр оборудования от настольных машин до интегрированных мокрых скамеек и полностью автоматизированных систем. Наши инженеры по применению могут спроектировать оборудование в соответствии с вашими требованиями и спецификациями.

Собирая информацию о запуске новой линии пассивации, обязательно ознакомьтесь с нашим контрольным списком процесса пассивации. Когда будете готовы, свяжитесь с нами, чтобы поговорить с нашими экспертами по процессу пассивации.

Виды пассивационного оборудования

Доступно оборудование для пассивации с резервуарами различных размеров. Самые маленькие системы начинаются с резервуара размером 1,25 галлона, в то время как самые большие системы работают до 500+ галлонов. Система пассивации предлагает интегрированное удобство облегчения нескольких этапов процесса (например,g., мыть, ополаскивать, пассивировать, ополаскивать и сушить) в одном унифицированном оборудовании.

Типы систем включают:

Щелкните любое из следующих изображений, чтобы узнать больше об этом типе оборудования.

Малое настольное пассивирующее оборудование

Оборудование для мокрой пассивации

Автоматизированные системы пассивации

Погружные пассивационные системы с перемешиванием


Стандарты и спецификации

В аэрокосмической промышленности и производстве медицинского оборудования многие производители высокоточных изделий сталкиваются с дополнительными инструкциями, спецификациями, правилами и стандартами аккредитации при пассивировании своей продукции.Одной из таких аккредитаций является NADCAP, или Национальная программа аккредитации подрядчиков авиакосмической и оборонной промышленности. Использование автоматизированной системы пассивации обеспечивает точные, задокументированные параметры управления процессом для соответствия требованиям валидации.

Часто задаваемые вопросы о валидации процессов

Что входит в процесс проверки пассивации?

В мире медицинского оборудования существует потребность в валидации процесса пассивации. Но что это значит и как это работает?

Валидация — это процесс гарантии того, что используемый вами процесс пассивации будет воспроизводить воспроизводимые и предсказуемые результаты каждый раз, когда партия деталей проходит через процесс.Подтвердив процесс, вы можете отказаться от тестирования каждой детали, чтобы доказать, что она должным образом пассивирована.

Обычно здесь процесс проверки разбивается на три отдельные части: IQ, OQ и PQ. Давайте посмотрим на каждую часть.

IQ или квалификация установки — это первая часть. Он разработан путем описания машины — что это такое? Что это делает? и т. д. Также рассматриваются компоненты машины, датчики, переключатели, ПЛК и т. д.В нем дается описание машины и ее частей — что это такое и как работает?

OQ или рабочая квалификация — это вторая часть. По сути, это поможет вам проверить IQ — машина работает так, как должна? Компоненты делают то, для чего они предназначены? и т.д. — все ли работает как задумано?

PQ или квалификация процесса — это третья часть теста на пассивацию. Если IQ — это теория того, как вещи ДОЛЖНЫ работать, а OQ — это практика того, как вещи ДЕЙСТВИТЕЛЬНО работают, то PQ определяет, как ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО работает машина.Вы создаете DOE (план экспериментов), который проверяет оборудование на верхнем и нижнем конце допустимых диапазонов и запускает части для проверки результатов по всему диапазону переменных. Теперь, когда машина работает в указанном диапазоне времени, температуры и / или концентрации кислоты, вы знаете, что ваши детали будут соответствовать спецификациям. Это цель процесса проверки пассивации.


Почему автоматизированные системы легче обрабатывать, чем ручное оборудование?

Контроль и стабильность процесса являются критическими аспектами регулируемых медицинских устройств и аэрокосмических процессов.Важно убедиться, что у процесса есть пределы входных и выходных переменных, которые определены и полностью протестированы во время проектирования процесса, аттестации оборудования (IQ), эксплуатационной квалификации (OQ) и аттестации процесса (PQ). Создание надлежащего DOE (Планирование экспериментов) для проверки этих пределов также важно, поскольку результат DOE даст статистические доверительные интервалы пределов.

Поскольку операторы и сотрудники выполняют различные технологические операции по-разному, независимо от того, как они указаны в рабочих инструкциях, различия операторов также должны быть зафиксированы во время проверки квалификации процесса (PQ).Автоматизированная система, как правило, устраняет многие факторы, связанные с изменчивостью оператора в производственном процессе, и это исключение «входных данных» процесса также позволяет более жестко контролировать выход процесса.

Например, в нашей автоматизированной системе пассивации устранение необходимости полагаться на оператора для перемещения корзины для деталей от стадии к стадии гарантирует, что детали останутся в соответствующих растворах (промывка, ополаскивание, кислотная пассивация и т. Д.) В течение определенного времени процесса. и в соответствии с надлежащей спецификацией ASTM A967, AMS2700 и т. д.Если корзина для деталей погружена в раствор кислотной пассивации на слишком короткое или длительное время, пассивация, скорее всего, не удастся и выйдет за пределы спецификации.

Отраслевые стандарты

Стандартный Название / Описание
ASTM A967

Стандартные технические условия для химической пассивации деталей из нержавеющей стали

  • На основе стандарта Министерства обороны США QQ-P-35
  • Одна из наиболее распространенных спецификаций пассивации
AMS 2700

Пассивация коррозионно-стойких сталей

  • Спецификация материалов для аэрокосмической промышленности
ASTM A380

Стандартная практика очистки, удаления накипи и пассивации деталей, оборудования и систем из нержавеющей стали

  • Относится к ASTM A967, где описаны особенности выполнения пассивации
AMS-QQ-P-35

(заменено) Пассивационная обработка коррозионно-стойкой стали

  • Заменяет MIL-QQ-P-35, но с тех пор был заменен на AMS 2700
ASTM F86 Стандартная практика подготовки поверхности и маркировки металлических хирургических имплантатов
ASTM F983 Стандартная практика постоянной маркировки компонентов ортопедических имплантатов
ASTM B600

Стандартное руководство для удаления накипи и очистки поверхностей из титана и титановых сплавов

  • Пассивирование титана и титановых сплавов теперь признано стандартом ASTM.
AMS-STD-753 Детали из коррозионно-стойкой стали: отбор проб, проверка и испытание на пассивирование поверхности
BS (Британский стандарт) EN 2516 Аэрокосмическая серия: пассивация коррозионно-стойких сталей и обеззараживание сплавов на основе никеля

Военные спецификации и стандарты

Стандартный Относится к Название / Описание
MIL-HDBK-808 QQ-P-35
MIL-STD-753

Отделка, защита и коды для схем отделки наземного и наземного вспомогательного оборудования:

  • Раздел 5.3.2.4.1
  • Таблица II, Кодовые номера отделки F-200, F-201, F-202, F-203, F-204
  • Таблица VIII, код отделки D-200
  • Относится к QQ-P-35 для пассивации нержавеющей стали, который с тех пор был заменен на ASTM A967 и AMS 2700.
  • Относится к MIL-STD-753 для тестирования пассивации, который с тех пор был заменен на AMS-STD-753
MIL-DTL-14072 ASTM A380

Покрытия для наземного электронного оборудования:

  • Таблица IV, номер отделки E300
MIL-DTL-5002 ASTM A967
AMS 2700

Обработка поверхности и неорганические покрытия для металлических поверхностей оружейных систем:

MIL-STD-171 ASTM A967
AMS 2700
ASTM A380

Отделка металлических и деревянных поверхностей:

  • Раздел 5.1.4.2
  • Таблица V, номера отделки 5.4.1 и 5.5.1

Передовой опыт в отрасли

Производители аэрокосмического и медицинского оборудования полагаются на опыт Best Technology в области проектирования и разработки оборудования, технологических процессов. Запросите сегодня дополнительную информацию о том, какие преимущества ваша компания может получить от нашего оборудования для пассивации и проектирования процессов.

Обзор отрасли металлообработки

В наши дни каждый, кто занимается предотвращением загрязнения, кажется, заинтересован в помощи. металлообрабатывающая промышленность; когда-нибудь задумывались, почему? Обработка металла в целом один из крупнейших потребителей многих токсичных химикатов в стране.Только гальваника второй по величине конечный пользователь никеля и никелевых соединений и третий по величине конечный пользователь кадмия и соединений кадмия. На гальванику также приходится значительное количество использование хрома в США. Другими словами, эта отрасль отвечает за управление большими объемами опасных материалов (Дэвис, 1994).

Многие отрасли промышленности используют отделку металлов в своих производственных процессах, в том числе автомобильная, электроника, аэрокосмическая промышленность, оборудование, ювелирные изделия, тяжелое оборудование, бытовая техника, шины, и телекоммуникации.На Рисунке 1 показан процент рынков, обслуживаемых металлообрабатывающими предприятиями в 1992.

Рисунок 1. Рынки, обслуживаемые металлообрабатывающими предприятиями — процент от 1992 г. Рынок (EPA 1995a)

Почему обработка металлов так распространена? Без металлообработки изделия из металлов прослужат лишь часть их нынешнего срока службы из-за коррозии и износа. Отделка также используется для улучшения электрических свойств, формирования и придания формы компонентам и для улучшения склеивания клеев или органических покрытий.Иногда используется отделка для удовлетворения потребительского спроса на декоративный внешний вид.

В целом обработка металлов изменяет поверхность металлических изделий для улучшения:

  • Коррозионная стойкость
  • Износостойкость
  • Электропроводность
  • Электрическое сопротивление
  • Отражательная способность и внешний вид (например, яркость или цвет)
  • Допуск крутящего момента
  • Паяемость
  • Устойчивость к потускнению
  • Химическая стойкость
  • Способность связываться с резиной (например,г., вулканизация)
  • Твердость

Финишеры по металлу используют различные материалы и процессы для очистки, травления и пластин. металлические и неметаллические поверхности для создания заготовки с желаемой поверхностью характеристики. Электролитическое покрытие, химическое нанесение покрытия, а также химическое и В промышленности обычно используются процессы электрохимического преобразования. Типичный вспомогательные процессы могут включать обезжиривание, очистку, травление, травление и / или полировка.

Некоторые из материалов, используемых при отделке металлов, представляют собой растворители и поверхностно-активные вещества для очистка, кислоты и щелочи для травления, а также растворы солей металлов для нанесения покрытия на основание. На рисунке 2 представлен обзор изготовленных металлических изделий. производственный процесс и показывает типы выбросов и отходов, которые образуются во время производства.

Рис. 2. Обзор процесса изготовления металла (EPA 1995a)

Гальваника, гальваника, полировка, анодирование и окраска классифицируются под кодом Стандартной отраслевой классификации (SIC) 3471 и включает предприятия в первую очередь занимаюсь всеми видами отделки металла.Компании, которые производят и готовые изделия классифицируются по изделиям, которые они производят. Тем не менее, они до сих пор считается частью индустрии обработки металлов.

Фирмы, которые полагаются на одного клиента или которые проводят отделку металла в рамках более крупного операции упоминаются как зависимые магазины. Эти компании, как правило, имеют более крупные операции чем рабочие магазины. Независимые предприятия, часто называемые мастерскими по найму, полагаются на различные клиентов и наносят покрытия на различные заготовки и подложки.В целом, мастерские по трудоустройству быть маленьким и находиться в независимом владении. Между работой и пленником существует достаточно общего магазины, что они по сути считаются частью одной отрасли. Работа и пленные магазины используют одни и те же процессы и подпадают под одну и ту же нормативную базу (EPA 1995a).

Однако препятствия, с которыми они сталкиваются при принятии решения и внедрении новых технологий отражают различия в их экологических показателях и корпоративных возможности двух сегментов.Более специализированные кэптивные операции могут сосредоточить свои операции, потому что они часто работают с ограниченным количеством продуктов и / или используют ограниченное количество процессов. С другой стороны, мастерские, как правило, менее сосредоточены на их операции, потому что у них может быть много клиентов, часто с разными требованиями. В целом, кэптивные магазины, как правило, имеют больший доступ к финансовым и организационным ресурсам. ресурсов и, как следствие, более активны в своем подходе к охране окружающей среды. управление.Тем не менее, это не всегда так. Совершенно разные культуры в этих магазины в значительной степени влияют на их предполагаемую способность реализовывать меры по предотвращению загрязнения (EPA 1994).

Мастерские по трудоустройству и специализированные магазины обычно не конкурируют друг с другом, потому что Пленные финишеры редко ищут работу по контракту. Однако в неволе могут использоваться рабочие места. магазины в качестве субподрядчиков для выполнения задач, которые их операции не могут выполнить или которые они выбрать не делать.В качестве общенациональной тенденции многие производители предпочитают исключать или сократить операции по отделке металла на своих объектах, потому что это не имеет стратегического значения. важность для их долгосрочного успеха. В некоторых из этих случаев более крупные фирмы имеют переместили свою деятельность по нанесению покрытий на рабочие места (EPA 1995a).

Обработка металлов включает в себя широкий спектр процессов, которые практикуются большинством отрасли, производящие металлические детали. Обычно производители выполняют отделку после того, как металлическая деталь была сформирована.Отделкой может быть любая операция, изменяющая поверхность заготовки для достижения определенного свойства. Обычная металлическая отделка включает краску, лак, керамические покрытия и другие виды обработки поверхности. Это руководство в основном касается процессы гальваники и обработки поверхности.

В отрасли отделки металлов обычно операции по нанесению гальванических покрытий классифицируются как гальваника. и химическое нанесение покрытия. Обработка поверхности состоит из химических и электрохимических. конверсия, цементация, металлическое покрытие и химическое покрытие.Следующие разделы кратко опишите основные процессы нанесения покрытия и обработки поверхности, чтобы обеспечить контекст для более подробной информации в следующих главах.

Гальваника

Гальваника достигается пропусканием электрического тока через раствор, содержащий растворенные ионы металлов и металлический объект, который необходимо покрыть. Металлический предмет служит катод в электрохимической ячейке, притягивающий ионы из раствора.Черные и предметы из цветных металлов покрываются различными металлами, включая алюминий, латунь, бронза, кадмий, медь, хром, золото, железо, свинец, никель, платина, серебро, олово и цинк. Процесс регулируется путем управления множеством параметров, включая напряжение. сила тока, температура, время пребывания и чистота растворов ванн. Гальванические ванны почти всегда водные растворы, поэтому только те металлы, которые могут быть восстановлены в водные растворы их солей могут быть электроосаждены.Единственное серьезное исключение из этого Принцип — это алюминий, который можно покрыть из органических электролитов (EPA 1995a).

Операции по нанесению покрытия, как правило, представляют собой пакетные операции, при которых металлические предметы погружаются в воду. в серию ванн, содержащих различные реагенты для достижения требуемой поверхности характеристики. Операторы могут переносить заготовки на стеллажах или в бочках. Операторы устанавливают заготовки на стеллажи, которые переносят деталь из ванны в ванну.Бочки вращаются в гальваническом растворе и удерживайте более мелкие детали (Ford, 1994).

Последовательность единичных операций в процессе гальваники одинакова в обеих стойках. и операции по нанесению покрытия на ствол. Типичная последовательность нанесения покрытия включает различные фазы очистка, ополаскивание, зачистка и покрытие. Для нанесения покрытия методом химического восстановления используются аналогичные шаги, но включает нанесение металла на металлические или неметаллические поверхности без использования внешняя электрическая энергия (EPA 1995a).

Электролизер Покрытие и иммерсионное покрытие

Гальваническое покрытие — это химическое нанесение металлического покрытия на объект с использованием химические реакции, а не электричество. Основные ингредиенты химического восстановления гальванический раствор — это исходный металл (обычно соль), восстановитель, комплексообразователь для удерживают металл в растворе, а также различные буферы и другие химикаты, предназначенные для поддержания стабильность ванны и увеличение срока службы ванны.Гальваническое покрытие из меди и никеля обычно используется для печатных плат (Freeman 1995).

Иммерсионное покрытие — это аналогичный процесс, в котором используется химическая реакция для нанесения покрытие. Однако разница в том, что реакция вызвана металлической подложкой. вместо смешивания двух химикатов в гальванической ванне. В результате этого процесса получается тонкий осаждение металла путем химического вытеснения, обычно цинка или серебра. Ванны для иммерсионного гальванического покрытия обычно представляют собой составы солей металлов, щелочей и комплексообразователей (например,г., молочная, соли гликолевой или яблочной кислот). Гальваническое покрытие и иммерсионное покрытие обычно производят больше отходов, чем другие методы гальваники, но отдельные предприятия различаются значительно по эффективности (Freeman 1995).

Химическая промышленность и электрохимическое преобразование

Химическая и электрическая конверсионная обработка наносит защитный и / или декоративный покрытие на металлической поверхности. Процессы химического и электрохимического преобразования включают: фосфатирование, хроматирование, анодирование, пассивация и окраска металлов.Фосфатирование готовится поверхность для дальнейшей обработки. В некоторых случаях этот процесс предшествует покраске. Хромирование использует шестивалентный хром в определенном диапазоне pH для нанесения защитной пленки на металлические поверхности. Анодирование — это процесс погружения, при котором заготовка помещается в раствор (обычно содержащий соли металлов или кислоты), в котором происходит реакция с образованием нерастворимый оксид металла. Реакция продолжается и образует тонкий непористый слой, который обеспечивает хорошую коррозионную стойкость.Иногда этот процесс используется как предварительная обработка картина. Пассивирование также включает погружение заготовки в раствор кислоты, обычно азотная кислота или азотная кислота с бихроматом натрия. Используется процесс пассивирования для предотвращения коррозии и продления срока службы продукта. Окрашивание металла предполагает химическая обработка заготовки для придания декоративной отделки (EPA 1995a).

Другое Технологии обработки поверхности

Другие широко используемые технологии отделки, не влияющие на покрытие или химические и электрохимические процессы преобразования включают плакирование, цементирование, погружение / цинкование, электрополировка и напыление.Следующие разделы предоставляют краткие обзоры этих различных процессов.

Облицовка

Плакировка — это механический процесс, при котором металлическое покрытие скрепляется металлургическим способом. к поверхности детали за счет сочетания тепла и давления. Примером облицовки является четверть. Медь внутри нагревается и прижимается между двумя листами расплавленного никеля. сплав, склеивающий материалы. Плакировка используется для нанесения более толстого покрытия, чем гальваника, требует меньше подготовки и выбрасывает меньше отходов.Однако оборудование затраты выше, чем гальваника (Freeman 1995).

Закалка корпуса

Цементная закалка — это металлургический процесс, при котором изменяется поверхность металла. В В процессе обработки металлический сердечник покрывается твердой поверхностью (корпусом), которая остается относительно мягкой. В корпус износостойкий и прочный, а сердцевина остается прочной и податливой. В случае закалке металл нагревается и формуется, а затем температура быстро понижается до закалить заготовку.Примером материала, изготовленного методом цементирования, является Samurai. меч. Закаленной поверхности можно легко придать форму, однако меч остается податливым. Этот Метод имеет низкое образование отходов и требует невысокой степени подготовки. Операционная сложность и стоимость оборудования примерно такие же, как при анодировании, хотя корпус закалка придает улучшенную вязкость и износ (Freeman 1995).

Методики поверхностного упрочнения включают цементацию, азотирование, микрокапсул и закалка с использованием операций локального нагрева и закалки.Науглероживание, наиболее широко Используемая операция цементации включает диффузию углерода в поверхность стали при температура от 845 до 955 градусов Цельсия, образуя твердое покрытие корпуса. Азотирование обрабатывает диффузионно образующийся азот в стальную поверхность с целью упрочнения. При азотировании используется азотсодержащий газ, обычно аммиак, или ванна с жидкой солью (обычно состоит из 60-70 процентов солей натрия, в основном цианида натрия, и от 30 до 40 процентов соли калия, в основном цианистый калий).Азотирование и цианирование углерода включает диффузия углерода и азота одновременно в стальную поверхность.

Оцинкованный / Оцинкованный

Оцинкованные / погружные покрытия наносятся в основном на железо и сталь для защиты основания. металл от коррозии. В процессе погружения пластинчатый диск погружает деталь в расплавленный ванна обычно состоит из соединений цинка. Металлическая часть должна быть очищена от жира, масла, смазочные материалы и другие поверхностные загрязнения до нанесения покрытия.Операционная низкая сложность и низкие затраты на оборудование, что делает процесс нанесения покрытия окунанием привлекательным. для большинства промышленных приложений. Однако окунание не всегда обеспечивает высокое качество. финиш (Freeman 1995).

Электрополировка

При электрополировке поверхность металла анодируется в концентрированной кислоте или щелочной раствор. Для этого процесса детали делают анодными (обратный ток), вызывая формирование пленки вокруг детали, соответствующей макроконтурам детали.Потому что пленка не соответствует микрошероховатости, пленка тоньше на микровыступы и толще над микровпадинами. Сопротивление току ниже на микровыступах, вызывая более быстрое растворение. Много разных решения для электрополировки доступны в зависимости от основания (Ford, 1994).

Металлические покрытия (Осаждение из паровой фазы)

Металлические покрытия изменяют свойства поверхности детали по сравнению с подложка к наносимому металлу.Этот процесс позволяет заготовке стать композитный материал со свойствами, которые обычно не могут быть достигнуты ни одним из материалов в одиночестве. Покрытие обычно действует как прочное, устойчивое к коррозии защитное покрытие. слой, в то время как материал сердцевины выполняет несущую функцию. Общие материалы покрытия включают алюминий, свинец с покрытием, олово, цинк и комбинации этих металлов.

Металлические покрытия часто называют диффузионными, поскольку основной металл контактирует с металлом покрытия при повышенных температурах, что позволяет двум материалы для переплетения.Эти системы включают в себя различные виды нанесения металлического напыления, облицовка (нанесение механическими методами), горячее погружение, осаждение из паровой фазы и вакуумное покрытие. Основное применение распылительно-диффузионных покрытий — это детали, которые трудно покрыть другими способами из-за их размера, формы или подверженности повреждению при высоких температурах. В облицовке используется слой металла, который можно приклеить к заготовке. с использованием методов сварки или литья под высоким давлением.В некоторых приложениях облицовку можно используется как альтернатива обшивке. Горячее погружение — это еще один процесс диффузии, который включает частичное или полное погружение заготовки в ванну расплавленного металла. Объект наносит металлическое покрытие в виде порошка при высоких температурах (от 800 до 1100 градусов по Цельсию). Цельсия) в смеси с инертными частицами, такими как оксид алюминия или песок, и галогенидом активатор. Осаждение из паровой фазы и вакуумное покрытие производят высококачественные чистые металлические слои, и иногда может использоваться вместо процессов нанесения покрытия (EPA 1995b).

Как правило, объекты, подлежащие отделке, проходят три стадии обработки, каждая из которых включает перемещение заготовки через серию ванн, содержащих химикаты, предназначенные для выполните определенные шаги в процессе. Следующий список иллюстрирует каждый из трех основные этапы отделки и этапы, обычно связанные с ними:

  • Подготовка поверхности: плакировщики очищают поверхность заготовки от смазки, почвы, оксиды и другие материалы при подготовке к нанесению на поверхность лечение.Оператор обычно использует моющие средства, растворители, щелочи и другие среды. сначала на этом этапе промывает заготовку потом. Затем используется кислотный раствор, чтобы удалить окислы от заготовки, которую затем ополаскивают. Теперь деталь готова к применено лечение. На рисунке 3 показаны этапы процесса подготовки металла. деталь / продукт для гальваники.
Рис. 3. Процесс подготовки поверхности под гальваническое покрытие (EPA 1995a)
  • Обработка поверхности: Этот этап включает в себя фактическую модификацию поверхности заготовки. включая покрытие.Фактический процесс отделки включает в себя серию ванн и полосканий для добиться желаемой отделки. Например, обычная трехступенчатая система металлизации медь-никель-хром. Сначала покрывают медь, чтобы улучшить адгезию никеля к стальная основа и последний слой, хром, обеспечивают дополнительную коррозию и потускнение защита. После нанесения каждого слоя пластины детали ополаскиваются. удалить технологический раствор.Последний этап процесса — сушка. Этот шаг может состоят из простой сушки воздухом или более сложной системы, такой как принудительное испарение воздуха или отжим. На рисунке 4 представлен обзор процесса отделки металла.
Рис. 4. Обзор процесса обработки металла (EPA 1994)
  • Последующая обработка: после нанесения покрытия обрабатываемая деталь ополаскивается и дорабатывается. операции могут последовать. Эти процессы используются для улучшения внешнего вида или добавления свойства заготовки.Типичным примером процесса последующей обработки является термообработка. для снятия водородной хрупкости или стресса. Хроматная конверсия — еще одна последующая обработка процесс, который часто следует за цинкованием или кадмированием для повышения коррозионной стойкости (EPA 1995b).

На каждом из этих этапов существуют возможности предотвращения загрязнения. Для обзора возможностей предотвращения загрязнения, см. Рисунок 5 и Таблицу 1. Два рисунка предоставить обзор различных методов / технологий предотвращения загрязнения, которые отделочные металлы и их место в иерархии управления отходами.Таблица 1 представляет более подробную информацию о конкретных методах сокращения отходов и обзор приложений и ограничений каждого. Информация, представленная в этой таблице, является соответствует экологическим нормам Агентства по охране окружающей среды США (EPA). иерархия защиты и их определение предотвращения загрязнения.

Рис. 5. Методы минимизации отходов / предотвращения загрязнения и Технологии (EPA 1995b)

EPA определяет предотвращение загрязнения как любую практику, которая сокращает количество любых опасное вещество, загрязняющее вещество или загрязняющее вещество, попадающее в потоки отходов или иным образом выбрасывается в окружающую среду (включая неконтролируемые выбросы) до утилизации, обработки, или утилизация; и снижает опасность для здоровья населения и окружающей среды.Загрязнение методы предотвращения могут включать изменения в конструкции, вводимых ресурсах, производстве и доставке. продукта, в том числе:

  • Замена сырья: замена сырья на использование менее опасных материалов
  • Модификация процесса: изменение производственного процесса для повышения эффективности и сокращения использование отравляющих веществ
  • Обновление оборудования: установка более эффективного оборудования для сокращения количества сырья. потребление и меньше отходов
  • Редизайн продукта: сокращение количества определенного сырья в продуктах и ​​упаковке или улучшение технологичность

То, что мы называем предотвращением загрязнения, в других профессия.Например:

  • Бухгалтеры называют это управление убытками
  • Инженеры-технологи называют это эффективным процессом
  • Менеджеры называют это тотальным менеджментом качества
  • Люди, непривычные к длинным определениям, называют это здравым смыслом

Множество вариантов минимизации отходов, включая восстановление и повторное использование процесса, а также улучшенные рабочие процедуры, представляют значительные возможности для сокращения отходов с относительно низкими инвестиционными затратами.Точно так же такие варианты, как замена товара, могут представляют собой окончательное решение по предотвращению загрязнения, однако реализация этих варианты в значительной степени определяются предпочтениями потребителей и не одобряются отраслью (EPA 1995b).

Часто поставщики технической помощи могут добиться большего успеха в привлечении компаний к внедрять предотвращение загрязнения, если они понимают природу отрасли. В в следующих разделах представлены общие сведения о металлической отделке, демографии, характеристиках, и мотивации, помогающие обрести это понимание.

Стол 1. Варианты минимизации отходов для операций по нанесению металлических покрытий (EPA 1995b)
Вариант минимизации категории отходов
Примеры
Приложения
Ограничения
Общие методы сокращения отходов
  • Усовершенствованные рабочие процедуры
  • Снижение сопротивления
  • Сокращение использования промывочной воды
  • Снижение выбросов в атмосферу
  • Применимо ко всем обычным операциям по нанесению покрытия
  • Следует считать стандартной производственной практикой
  • Рентабельность обычно превышает любые необходимые затраты
  • Существующие помещения могут быть не в состоянии принять изменения из-за процесса конфигурация и / или ограниченное пространство
Альтернативные процессы Покрытия, нанесенные методом термического напыления:
  • Горелка
  • Электродуговая
  • Плазменные распылители

Осаждение из паровой фазы:

  • Ионное покрытие
  • Ионная имплантация
  • Распыление и осаждение распылением
  • Лазерное легирование поверхности

Химическое осаждение из паровой фазы

  • В основном ремонтные работы, хотя сейчас они включены в первоначальные производство
  • В первую очередь высокотехнологичные приложения, требующие дополнительных затрат
  • Ожидается улучшение качества и долговечности продукции
  • Технологии в разной степени развития; коммерческая доступность может быть ограничена в некоторых случаях
  • Expense часто ограничивает применение дорогими деталями (например,г., аэрокосмической, военной и электроника)
  • Может потребоваться улучшенный контроль процессов, обучение сотрудников и автоматизация
Замена процесса Изменения продукта

Входные изменения, устраняющие токсичность материалов в том числе:

  • Применимо к большинству обычных операций по нанесению покрытия
  • Зависящие от нее магазины / производители могут изучить изменения в продуктах
  • Мастерские мало контролируют решения о вводе данных
  • При изменении продукта может потребоваться оценка предпочтений клиентов
  • Технические характеристики продукта могут исключить необходимость рассмотрения некоторых заменителей процесса
Техническое обслуживание технологического решения Стандартные методы обслуживания

Расширенное обслуживание методы:

  • Микрофильтрация
  • Ионный обмен
  • Сорбция кислоты
  • Перенос ионов
  • Мембранный электролиз
  • Контроль и управление процессами
  • Обычные методы, применимые ко всем операциям по нанесению покрытия
  • Расширенные методы могут потребовать значительных изменений в процессе проектирования, эксплуатации и химия
  • Применение ограничено для некоторых комбинаций процесса / технологии нанесения покрытия (например,г., микрофильтрацию нельзя использовать для меди или алюминия)
Chemical Recovery Technologies
  • Испарение
  • Ионный обмен
  • Электровиннинг
  • Электродиализ
  • Обратный осмос
  • Требуется серьезное проектирование, планирование и определение характеристик химического процесса
  • Затраты на методы авансирования сильно различаются
Добыча металлов за пределами площадки
  • Фильтрация
  • Ионный экснаж
  • Электровиннинг
  • Электродиализ
  • Обратный осмос
  • Металлосодержащий осадок очистки сточных вод
  • Отработанные растворители
  • Отходы должны приниматься переработчиками

Существует около 3500 независимых цехов отделки металлов, в основном небольших операции с ограниченным капиталом и персоналом (EPA 1994).Типичная рабочая мастерская — это небольшой единое предприятие, в котором работает от 15 до 20 человек, получает свои изделия от внешний источник и приносит от 800 000 до 1 миллиона долларов годовой валовой выручки. Между В 1982 и 1987 годах количество небольших магазинов сократилось, в то время как количество крупных металлических магазинов сократилось. финишеры увеличились. Такое развитие событий указывает на тенденцию к созданию небольших магазинов. количество закрывающихся и средних и крупных магазинов постепенно увеличивается (EPA 1995a).Однако в целом количество рабочих мест в США резко сократилось. Состояния. Кроме того, в США около 10 000 операций по чистовой отделке. Государства, не указанные в SIC 3471.

Несмотря на географическое разнообразие, металлообрабатывающая промышленность сосредоточена в обычно считаются промышленно развитыми регионами США: Северо-восток, Средний Запад и Калифорния. Эта географическая концентрация частично произошла потому что небольшие предприятия по нанесению гальванических покрытий располагаются рядом с их клиентской базой, чтобы быть экономически эффективным (EPA 1995a).

При описании отрасли Агентство по охране окружающей среды иногда разделяет металлообрабатывающих станков на четыре категории. или уровни в отношении их экологических показателей. Каждая из этих групп сталкивается с разными драйверы и препятствия в их экологических характеристиках. Список ниже характеризует эти категории и их наиболее важные проблемы. Эти проблемы могут повлиять на процесс принятия решений компанией. Понимание различных типов фирм может помочь Поставщики технической помощи определяют наиболее эффективный способ для разных производителей реализовать предотвращение загрязнения.

u Уровень 1: EPA характеризует компании уровня 1 как экологически активные фирмы, которые активно реализуют и инвестируют в проекты стратегического управления окружающей средой. Эти фирмы соблюдают экологические нормы и активно следят за тем, чтобы инвестирование капитала в проекты постоянного совершенствования, выходящие за рамки соблюдения нормативных требований.

  • Уровень 2A: это фирмы, которые EPA характеризует как постоянно соблюдающие требования, но не может или не может искать возможности для улучшения экологических показателей помимо этого уровень.
  • Уровень 2B: EPA характеризует эти фирмы как те, которые хотели бы соблюдать требования, но не могут этого сделать.
  • Уровень 3: Агентство по охране окружающей среды характеризует фирмы, занимающиеся отделкой металла уровня 3, как более старые и хотят закрыть операции, но остаются в работе, потому что опасаются ответственности и юридических последствия выключения.
  • Уровень 4: EPA характеризует цеха отделки металлов уровня 4 как цеха, которые отсутствуют комплаенс или «объявить вне закона» фирмы, которые не являются серьезными конкурентами, но срывают репутация отрасли; они мало или совсем не заинтересованы в соблюдении экологические правила (EPA 1994).

У некоторых отделочников металла (фирмы Уровня 3 и некоторые фирмы Уровня 4) может быть извращенный стимул к работать даже перед лицом исчезающей прибыли из-за потенциально высоких затраты на экологическую очистку, связанные с остановкой и ликвидацией. Эти объекты, хотя и находятся в эксплуатации, не производят дополнительных капитальных вложений в улучшить экологические показатели. Потому что у них нет внутреннего капитала и они не могут обеспечить внешнее финансирование для финансирования очистки, эти фирмы продолжают работать плохо и представляют значительный барьер для входа более эффективных фирм, которые могут иметь более высокие краткосрочные расходы (EPA 1994).

Поставщики помощи могут использовать ряд мотиваторов предотвращения загрязнения в обсуждениях с персоналом компании. Используя информацию, представленную в предыдущем разделе, объедините с надлежащими мотиваторами, может помочь поставщикам помощи разработать успешные стратегии для продать предотвращение загрязнения руководству объекта. Драйверы для металлических финишеров кажутся зависят от уровня, к которому они относятся. Следующий список содержит драйверы для разных уровней:

  • Уровень 1: Ведущие компании движимы признанием и гордостью за результаты своей работы в отрасли.Они видят экономические выгоды от стратегических инвестиций в охрану окружающей среды и утверждают, что гибкость соблюдение норм будет способствовать инновационным подходам и увеличит их готовность к помогите другим фирмам.
  • Уровень 2: Соответствие нормативным требованиям является сильным фактором для этого крупного среднего уровня. Препятствия на пути проактивная деятельность включает нехватку капитала и информации, отсутствие положительных подкрепление и неравное игровое поле принуждения.Некоторые рабочие места на этом уровне зависят от на поставщиков ингредиентов и рецептов процессов, которые ограничивают их желание и / или способность проводить мероприятия по улучшению окружающей среды.
  • Уровень 3. Как правило, это старые устаревшие магазины, которые сильно боятся ответственности. и мало возможностей для улучшения, потому что им не хватает капитала, информации и навыков для этого. Некоторые из этих фирм могут захотеть выйти из бизнеса, но из-за экологических и проблемы финансовой ответственности, они остаются открытыми.Фирмы уровней 1 и 2 могут иметь стимул помочь закрыть эти фирмы, а не поднять их на более высокий уровень.
  • Уровень 4: Эти фирмы грубо игнорируют требования соответствия и не имеют стимулов чтобы улучшить свои операции, потому что они не получают конкурентного преимущества. Они не боятся правоприменения, потому что их трудно отследить. Они работают без разрешений и делают не сообщать о разрядах.Они получают прибыль за счет более низкой структуры затрат, которая подрывает фирмы более высокого уровня.

Барьеры, которые обычно применяются к некоторым или всем уровням:

  • Соответствие нормативным требованиям и / или правоприменительные меры: во многих мастерских не хватает персонала и капитальные ресурсы для выхода за рамки соблюдения. Обеспокоенность по поводу ответственности является препятствием для получения ссуды на приумножение капитала.
  • Разработка более безопасных продуктов: Металлические отделочники, имея при этом много понимая используемые ими процессы, в значительной степени полагаются на поставщиков химикатов для оптимизации существующие процессы и исследовать новые решения.В некоторых случаях поставщики могут быть неохотно предлагает экологически активные процессы или изменения продукта, потому что это может означать снижение продаж продукции в краткосрочной перспективе.
  • Неопределенность в отношении будущей регулирующей деятельности: Несогласованность в существующей нормативной требования / правоприменительные меры на федеральном уровне, уровне штата и на местном уровне создают, по крайней мере, неопределенность и, в худшем случае, несбалансированность конкуренции во всей отрасли.Этот климат порождает недоверие к EPA и государственным программам и может препятствовать конструктивному общению.
  • Технические характеристики для военных и заказчиков: Некоторые заказчики, особенно военнослужащие, продолжать требовать использования, по крайней мере косвенно, экологически вредных продуктов и процессы, даже если доступны более безопасные заменители или процессы.
  • Недостаточная осведомленность об изменениях в продуктах / технологических процессах: часто низкоуровневые фирмы отсутствуют какие-либо стимулы к изменениям, потому что существующие обязательства могут по-прежнему преувеличивать их способность платить за восстановление (Haveman 1995).

Дэвис, Гэри А. и др. 1994. Товарная сторона предотвращения загрязнения: оценка Возможные безопасные заменители . Цинциннати, Огайо: Лаборатория снижения рисков, Офис Исследования и разработки.

EPA. 1995a. Профиль отрасли производства готовых металлических изделий. Вашингтон, округ Колумбия: Управление обеспечения соблюдения и обеспечения соблюдения.

EPA. 1995b. Минимизация отходов металлического покрытия. Арлингтон, Вирджиния: Управление отходами Офис, Управление ТБО.

EPA. 1994. Устойчивая промышленность: продвижение стратегической защиты окружающей среды в Промышленный сектор: отчет по этапу I Металлообрабатывающая промышленность. Вашингтон, округ Колумбия: Управление политики, планирования и оценки.

Форд, Кристофер Дж. И Шон Делани. 1994. Модуль металлообрабатывающей промышленности . Лоуэлл, Массачусетс: Институт сокращения использования токсичных веществ.

Фриман, Гарри М. 1995. Справочник по предотвращению промышленного загрязнения. Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill, Inc.

Хавеман, Марк. 1995. Профиль металлообрабатывающей промышленности. Миннеаполис, Миннесота: Институт по сокращению отходов для обучения и прикладных исследований.

Synchrony Financial и Liners Direct представляют новую программу потребительского финансирования

Продавцы ванн и душевых систем Bathwraps могут предложить варианты финансирования

Дата:
СТАМФОРД, штат Коннектикут.& РОЗЕЛЬ, Иллинойс

Информация о публичной компании:
NYSE: SYF

СТАМФОРД, Коннектикут и Розелл, Иллинойс — (БИЗНЕС-ПРОВОД) — Synchrony Financial (NYSE: SYF), ведущая компания по оказанию потребительских финансовых услуг с 80-летним опытом работы в сфере розничной торговли, объявила о новом многолетнем соглашении о предоставлении программа потребительского финансирования с Liners Direct, производителями ванн и душевых систем Bathwraps.

Liners Direct более 18 лет занимается производством переоборудованных ванн в душевые, доступных для душа товаров и других систем для ванн и душа, изготавливаемых по индивидуальному заказу.Индивидуальный производственный процесс позволяет клиентам спроектировать новую ванну или сменный душ по своему выбору в различных цветах, узорах и дополнительных аксессуарах, таких как поручни, подставки для ног, мыльницы, полки и сиденья.

Кредитная карта, выпущенная Synchrony Bank, будет доступна для соответствующих требованиям клиентов для использования в избранных сертифицированных на заводе дилерах продукции Bathwraps, что позволит держателям карт пользоваться особыми вариантами финансирования и эксклюзивными предложениями *, а розничные продавцы могут получить выгоду от повторного ведения бизнеса и лояльности клиентов.

Четвертое ежегодное исследование крупных покупок, проведенное

Synchrony Financial ** обнаружило, что покупатели товаров для дома проводят обширное исследование, рассматривая покупки на сумму более 500 долларов, тратя в среднем 97 дней по сравнению со средним показателем 68 дней для покупателей во всех 13 изученных категориях.

Опрошенные держатели карт

Synchrony Bank в секторе домашнего ремонта подтвердили важность доступности финансирования, при этом 75 процентов заявили, что они «всегда» ищут рекламное финансирование при совершении крупной покупки.Сорок четыре процента опрошенных держателей карт на благоустройство дома заявили, что они не сделали бы покупку или не пошли бы к другому розничному продавцу, если бы не было финансирования.

«Ценность программы потребительского финансирования очевидна», — сказал Гленн Марино, исполнительный вице-президент и генеральный директор подразделения Payment Solutions, Synchrony Financial. «Мы рады работать с Liners Direct, чтобы помочь их клиентам создавать системы ванн, о которых они мечтают, а также помогать их дилерам развивать свой бизнес».

«Добавление финансового компонента к нашим качественным продуктам предоставит клиентам еще большую гибкость в модернизации их ванн и душевых кабин», — сказал Эрик Бонер, вице-президент по продажам Liners Direct.«Ценные данные Synchrony Financial о покупательском опыте помогут нашим дилерам предоставить правильные варианты финансирования, которые помогут привлечь трафик и удержать клиентов».

* В соответствии с положениями и условиями.

** Проведенное в 2015 году третьей стороной, Четвертое ежегодное исследование синхронных финансовых крупных покупок потребителей изучает путь покупателя к покупке и опрашивает потребителей, которые либо совершили, либо планировали совершить покупку на 500 долларов в одной из 13 категорий, включая дома. Улучшение.

О Liners Direct

Liners Direct — это продукты для ванных комнат высочайшего качества с исключительной прочностью и стилем в сочетании с лучшей в отрасли гарантией. Liners Direct была основана ветераном отрасли, который изобрел множество инструментов, используемых в отрасли. Наш опыт в производстве позволяет нам иметь одно из самых коротких сроков выполнения заказов в отрасли, поэтому вы можете получить свою систему раньше. Мы производим ванны и душевые системы с 1997 года, и Liners Direct является одним из самых быстрорастущих производителей акрила в отрасли.Мы занимаем лидирующие позиции в отрасли благодаря техническим инновациям и имеем репутацию производителя, который справляется со сложными задачами. Узнайте больше на www.linersdirect.com или посетите нас на https://www.facebook.com/bathwraps или https://www.linkedin.com/company/bathwraps-by-liners-direct.

О компании Synchrony Financial

Synchrony Financial (NYSE: SYF) — одна из ведущих национальных компаний по оказанию потребительских финансовых услуг. Наши корни в потребительском финансировании восходят к 1932 году, и сегодня мы являемся крупнейшим поставщиком кредитных карт частных марок в Соединенных Штатах по объему покупок и дебиторской задолженности.*** Мы предоставляем ряд кредитных продуктов в рамках программ, которые мы разработали для разнообразной группы национальных и региональных розничных продавцов, местных продавцов, производителей, закупочных групп, отраслевых ассоциаций и поставщиков медицинских услуг, чтобы способствовать росту наших партнеров и обеспечить финансовую гибкость. нашим клиентам. Через более чем 300 000 офисов наших партнеров в США и Канаде, а также их веб-сайты и мобильные приложения мы предлагаем нашим клиентам различные кредитные продукты для финансирования покупки товаров и услуг.Synchrony Financial (ранее GE Capital Retail Finance) предлагает частные и совместные кредитные карты Dual Card, рекламное финансирование и кредитование в рассрочку, программы лояльности и сберегательные продукты, застрахованные FDIC, через Synchrony Bank. Дополнительную информацию можно найти на сайтах www.synchronyfinancial.com и twitter.com/SYFNews.

*** Источник: The Nilson Report (апрель 2015 г., выпуск № 1062) — на основе данных за 2014 г.

© 2015 Synchrony Bank / Synchrony Financial, Все права защищены.

Контакт:

Synchrony Financial
855-791-8007
СМИ[email protected]
или
Вкладыши прямые
Дэйв Уилсон, директор по маркетингу
847-269-7916
[email protected]

Патент США на патент на ствол пистолета (Патент № 6,615,702, выдан 9 сентября 2003 г.)

Это часть приложения Ser. No. 08/753182, поданной 20 ноября 1996 г., теперь выдан как патент США. № 5,856,631 от 5 января 1999 г.

Это изобретение было частично раскрыто в ранее поданной предварительной заявке на патент №Заявка на патент №60 / 006978, поданная 20 ноября 1995 г., и предварительная заявка на патент № 60 / 010,750, поданная 29 января 1996 г., озаглавлены «Ствол для оружия».

Это изобретение относится к стволам оружия, и в частности к легкому, сверхвысокопрочному, коррозионно-стойкому стволу ружья, который практически устойчив к взрывам, имеет низкую теплопроводность и низкий коэффициент трения со снарядами, следовательно, нагревается медленнее, чем обычные. бочки.

Уровень техники Стволы орудия

производились практически таким же образом с начала 1900-х годов, с незначительными улучшениями процессов и материалов с тех пор.Процесс состоит в том, чтобы смонтировать большую цилиндрическую стальную отливку или поковку для вращения вокруг своей оси и обработать внешнюю поверхность до конической цилиндрической заготовки ствола. Затем заготовку устанавливают в ружейное сверло и вращают вокруг своей оси против сверла, чтобы просверлить в осевом направлении через бланк ствола. Наконец, операция протяжки вырезает мелкие винтовые канавки, чтобы образовать нарезы между канавками.

В основном методом проб и ошибок были внесены усовершенствования в производственные технологии изготовления стволов для исправления неточностей, обнаруженных при определенных условиях использования.Например, при быстрой или продолжительной стрельбе ствол ружья нагревается, и было обнаружено, что равномерность толщины ствола вокруг ствола важна для предотвращения неравномерного теплового расширения, которое может деформировать ствол в изогнутую или даже волнистую форму и разрушить точность пистолета. Чтобы свести к минимуму этот тип деформации, стволы поворачиваются с максимальной точностью после расточки ствола, а высокоточные ружья снабжены стволами с толстыми стенками, чтобы минимизировать влияние любых изменений толщины стенки ствола.

Дифференциальное тепловое расширение также считается причиной неравномерного скручивания ствола, поскольку он нагревается во время использования, вызванного неоднородной толщиной стенки ствола из-за нарезов в канале ствола. Слегка штопорчатая форма ствола также ухудшает точность стрельбы.

Высокая температура ствола является следствием высокой скорострельности и считается неизбежной. В настоящее время единственные известные методы предотвращения высокой температуры ствола включают различные типы активного охлаждения, в том числе использование водяных рубашек вокруг ствола.Было приложено мало усилий для изучения источника тепла, которым в первую очередь является теплопроводность горящего пороха в казенной части и стволе, а также трение между снарядом и каналом ствола. Уменьшение этого теплового потока в стволе могло бы замедлить повышение температуры ствола во время использования и смягчить некоторые пагубные воздействия высокой температуры на характеристики ствола.

Обычные стальные сплавы, используемые в стволах орудий, включая винтовки, ручное оружие и дробовики, а также стволах для крупной морской и наземной артиллерии и высокоскоростного оружия, такого как пулеметы и пушки, подвергаются термообработке для увеличения их прочности.Однако компромиссом для достижения высокой прочности при термической обработке стальных сплавов является увеличение хрупкости. Другими словами, способность стального сплава деформироваться без разрушения при превышении его предела текучести, свойство, известное как ударная вязкость, теряется или уменьшается, когда сталь подвергается термообработке для достижения высокой прочности. Высокопрочный хрупкий материал в стволе оружия опасен, потому что избыточное давление, вызванное закупоркой ствола или чрезмерными пороховыми нагрузками, или слабость ствола, вызванная повреждением, усталостью, коррозией или другими подобными факторами, может вызвать катастрофический разрыв ствола, а не просто вздутие. .Поскольку разрыв обычно происходит в казенной части, возле лица стрелка, высока вероятность серьезной травмы, ослепления или смерти. Соответственно, это нормальная практика, хотя, к сожалению, не универсальная, когда производители оружия жертвуют потенциальной прочностью и твердостью материалов своего ствола в пользу ударной вязкости, не подвергая термообработке до максимальной прочности, обычно менее 32 KSI. В результате толщина стенки ствола должна быть соизмеримо большей, а мягкий материал ствола подвержен быстрой эрозии при прохождении снарядов.

Целью разработки современного военного оружия является достижение более высокой начальной скорости снаряда для достижения большей дальности, более плоской траектории, более высокой энергии удара и большей точности. Один из традиционных методов достижения более высокой начальной скорости состоит в увеличении длины ствола для увеличения времени, в течение которого давление порохового газа может воздействовать на снаряд и ускорять его. Помимо стоимости, основным ограничением длины ствола является вес. Увеличенный момент инерции длинного ствола увеличивает нагрузку на тренировочные механизмы, используемые для наведения ствола, особенно при отслеживании движущейся цели или переключении между целями в быстро меняющейся обстановке поля боя.Более того, в длинном стволе сочетаются условия вибрации и резонанса.

Другой способ увеличения начальной скорости пули — увеличение энергии пороха. Ограничениями этого метода являются прочность ствола на разрыв, в первую очередь в области казенной части, поскольку скачок давления реагирующего пороха возникает, прежде всего, тогда, когда снаряд находится рядом с казенной частью. Чтобы сгладить этот скачок давления, порох может реагировать медленнее и обеспечивать более устойчивое давление на снаряд.Однако импульс давления, создаваемый дульной струей метательного заряда, когда снаряд выходит из ствола, должен контролироваться, чтобы предотвратить травмы персонала или оборудования в непосредственной близости. Материалы ствола, которые могли выдержать импульс экстремального давления от высокоэнергетического пороха, позволили бы пушке значительно увеличить начальную скорость, не создавая дульного взрыва, превышающего установленные пределы безопасности.

Сталь — плотный материал, а стволы из стали — тяжелые.Вес увеличивается еще больше из-за необходимости сделать стенку ствола более толстой, поскольку ее нельзя безопасно подвергать термообработке до максимальной прочности. Тяжелый ствол — просто раздражение для охотников и стрелков-любителей, но он серьезно влияет на возможности военных систем, которые должны быть отягощены большим весом обычных стальных оружейных стволов. Самолет должен жертвовать грузом или дальностью полета, чтобы нести тяжелые орудия с использованием этих стволов, уменьшая количество боеприпасов, которые может нести самолет.Поворотный вес больших морских орудий становится настолько большим, что ход и подъем орудий становятся огромными и медленными. Прочность, необходимая для того, чтобы противостоять высокоэнергетическим пороховым нагрузкам, необходимым для достижения сверхвысоких скоростей, необходимых для большой дальности, плоской траектории и высокой точности стрельбы, практически недостижима из-за большой толщины стенки ствола, которая делает орудие настолько тяжелым, что может быть неуправляемый. Более того, мягкое состояние стволов приводит к быстрому износу канала ствола, особенно в ситуациях быстрого огня, когда ствол сильно нагревается и теряет и без того низкую прочность.В результате потеря точности этого боевого оружия делает дальнейший расход боеприпасов бесполезным.

Коррозионная стойкость высокоуглеродистых сталей, как известно, низкая. Для защиты стволов оружия от коррозионных воздействий, таких как соленая вода, большинство кислот, продукты сгорания топлива и многие другие вещества, часто встречающиеся в окружающей среде, было доступно большое количество специальных покрытий и других методов. Однако большинство таких покрытий наиболее полезно при частом нанесении, особенно сразу после каждого использования пистолета, но это редко бывает удобно.Следовательно, после использования оружия перед его очисткой и нанесением защитного покрытия проходит период, в течение которого может произойти быстрая коррозия, особенно потому, что продукты сгорания метательного взрывчатого вещества и фрагменты снаряда, оставшиеся в стволе, могут вызвать гальваническую коррозию. Возникающая в результате точечная коррозия канала приводит к улавливанию дополнительных коррозионных материалов, что еще больше усугубляет коррозионные эффекты. Попытки найти материалы для ствола, которые могут противостоять воздействию этих коррозионных веществ, никогда не привели к созданию материала, который отвечал бы другим требованиям для ствола оружия.

Вибрация и сотрясения при стрельбе из крупнокалиберных пулеметов и артиллерийских орудий имеют тенденцию к снижению точности. Перед выстрелом следующего выстрела вибрации необходимо дать возможность погаснуть, иначе будет мало уверенности в том, куда будет направлено ружье, когда снаряд выйдет из дула. Удар, передаваемый через ствол при инициировании метательного заряда, может влиять на взаимодействие снаряда в канале ствола, особенно на отраженную волну, отражающуюся от дульного среза. Эти вибрации и ударные волны могут также мешать взаимодействию ствола с его монтажной конструкцией, а также сокращать срок службы оружия из-за усталости.

Горячая пластическая деформация обычного стального ствола — серьезная проблема, особенно в военном оружии. При повышенных температурах стальной ствол фактически слегка подвергается горячей ковке каждый раз при стрельбе из ружья, что немного увеличивает внутренний диаметр канала ствола и, со временем, увеличивает его настолько, что канал канала ствола, даже без эрозии, больше не находится в пределах допуска на диаметр канала ствола. Снаряд болтается в столь крупногабаритном канале ствола и имеет низкую точность. Более того, прорыв пороховых газов вокруг снаряда в канале ствола настолько велик, что снаряд не развивает скорость, необходимую для достижения заданной дальности, а вместо этого не достигает намеченной цели.

Длинные стволы ружей представляют особые проблемы с точностью, особенно ружья большого калибра, порядка 155 мм или больше, с консольными стволами. Для таких орудий требуются стволы с относительно толстыми стенками, чтобы удерживать высокое давление порохового газа и обеспечивать большой теплоотвод, чтобы продлить период, в течение которого можно выдерживать высокую скорострельность, прежде чем точность ухудшится до такой степени, при которой дальнейший расход боеприпасов не снизится. бесполезный. Такие обычные стальные стволы с толстыми стенками очень тяжелые и имеют тенденцию провисать на дульном конце при тренировке на малых высотах, особенно когда ствол нагревается и модуль Юнга стали падает.В прошлом это были трудноразрешимые проблемы из-за необходимости обеспечения высокой прочности на разрыв и высокой плотности единственных известных материалов, пригодных для использования в стволах оружия. Композитный металлический ствол пистолета, который имеет сравнительно легкий вес, имеет высокий модуль упругости Юнга для жесткости, а высокая прочность на разрыв будет очень желанным достижением, особенно для оружия большого калибра.

В течение многих лет делались попытки изготовить композитные стволы для ружей, но безуспешно.Используемые материалы обычно очень дороги и трудоемки для изготовления бочки. Однако, что более серьезно, условия окружающей среды и условия эксплуатации оказывают разрушительное воздействие на композитные стволы, и удовлетворительных решений этих проблем не было разработано. Проблемы включают несоответствие коэффициентов теплового расширения между несколькими элементами в композитном стволе, что приводит к плохой механической связи между этими элементами и недостаточной предварительной нагрузке на сжатие. Попытки исправить эти проблемы сложны и непрактичны в производственной среде.Композитные элементы имеют тенденцию быть хрупкими, чувствительными к ударам и уязвимыми для воздействия обычных веществ окружающей среды, таких как соленая вода, а также кислот, гидравлической жидкости и других веществ, обычно используемых в оружии, особенно на морских судах.

Таким образом, в течение многих лет существовала серьезная потребность в стволе ружья, сделанном из прочных, высокопрочных материалов, который имел относительно легкий вес, так что ствол ружья мог быть тоньше, чем нынешние стволы, и тонкий ствол в сочетании с низким Плотность материала существенно снижает вес ствола.Высокая прочность и ударная вязкость материалов ствола позволили бы использовать более энергетические пороховые нагрузки для увеличения начальной скорости, дальности и точности пули. В идеале ствол орудия должен быть самозатухающим и невосприимчивым к воздействию соленой воды, кислот и коррозионных продуктов сгорания метательного заряда. Наконец, такой идеальный ствол пистолета должен иметь низкий коэффициент трения с материалами снаряда, высокую теплоемкость и низкий коэффициент теплового расширения, чтобы минимизировать искажающие эффекты дифференциального теплового расширения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание улучшенного легкого ствола ружья, который был бы прочным, прочным и устойчивым к коррозии. Другой целью изобретения является обеспечение процесса изготовления ствола пистолета из прочного, устойчивого к коррозии материала с низкой плотностью, высокой прочности. Еще одна цель настоящего изобретения — создание композитного ствола, имеющего элементы, специально разработанные для обеспечения сопротивления эрозии канала ствола. демпфирование и высокая прочность на разрыв.

Эти и другие цели достигаются в стволе оружия, сделанном из никель-титанового сплава или интерметаллического соединения, такого как нитинол. Ствол может иметь гильзу ствола из одного никель-титанового сплава или интерметаллического соединения, такого как 60 нитинол или никель-титановая композиция с низкой температурой перехода в аустенитном состоянии, и может быть предварительно напряжено при сжатии гильзой из того же или другого никеля. -интерметаллическое соединение или сплав титана. Промежуточная втулка из 55 нитинола может использоваться для обеспечения интегрального демпфирования для поглощения ударов и вибрации, чтобы предотвратить биение ствола и другие нежелательные отклонения от оси.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение и его многочисленные сопутствующие цели и преимущества станут более ясными после прочтения следующего подробного описания предпочтительного варианта осуществления вместе со следующими чертежами, на которых:

РИС. 1 — вид в разрезе ствола пистолета в соответствии с настоящим изобретением, прикрепленного к обычному затвору с помощью нитиноловой муфты;

РИС. 2 — вид в разрезе ствола орудия в соответствии с настоящим изобретением, имеющего цельную часть затвора;

РИС.3 — разрез ствола ружья, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 4 — схематический чертеж электроэрозионного станка, приспособленного для сверления стволов и гильз;

РИС. 5 — схематический чертеж электроэрозионного станка, показанного на фиг. 4, после просверливания канала ствола;

РИС. 6 — вид в разрезе второго варианта ствола ружья, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 7-9 — схематические изображения процесса штамповки для горячей штамповки осевого отверстия в заготовке из нитинола;

РИС.10 — вид в разрезе третьего варианта осуществления изобретения, имеющего внешнюю втулку из аустенитного нитинола и внутреннюю втулку из мартенситного нитинола вокруг гильзы цилиндра из 60 нитинола;

РИС. 11 — вид в разрезе четвертого варианта ствола ружья в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 12 — вид в разрезе ствола пистолета пятого варианта осуществления согласно настоящему изобретению; и

РИС. 13 — вид в разрезе другого варианта пятого варианта осуществления изобретения в соответствии с настоящим изобретением;

РИС.14 — вид в разрезе еще третьей формы пятого варианта ствола ружья в соответствии с настоящим изобретением;

РИС. 15 — вид в разрезе шестого варианта осуществления изобретения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

РИС. 16 — вид в разрезе седьмого варианта осуществления изобретения, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, имеющего стальную внешнюю трубку с гильзой из нитинола;

РИС. 17 — вид с торца ствола пистолета по линиям 17-17 на фиг.16;

РИС. 18 — схематический вид прессового устройства для прессования нитиноловой футеровки, показанной на фиг. 16 в стальную внешнюю трубу;

РИС. 19 и 20 — разрезы установки для изготовления ствола пистолета, показанного на фиг. 16 с использованием характеристики памяти формы материала гильзы гильзы из нитинола;

РИС. 21 — вид в разрезе гильзы гильзы, изготовленной на установке, показанной на фиг. 19 и / или ФИГ. 20, расположенный внутри стальной внешней трубы и готовый к расширению с памятью формы для изготовления постоянного биметаллического ствола пистолета, имеющего стальную внешнюю трубу и гильзу из нитинола.

РИС. 22 — вид в разобранном разрезе второй формы седьмого варианта ствола пистолета в соответствии с настоящим изобретением, показывающий гильзу гильзы из нитинола, удерживаемую внутри стальной внешней трубы с помощью резьбового фиксирующего колпачка;

РИС. 23 — вид в разрезе ствола ружья, собранного из разобранных элементов, показанных на фиг. 21;

РИС. 24-26 — вертикальные сечения альтернативных конфигураций стволов орудий, имеющих гильзы из нитинола, удерживаемые резьбовыми стопорными крышками в стальных внешних трубках;

РИС.27 — вид сбоку в разрезе другой формы варианта осуществления, показанного на фиг. 16, показывающий гильзу гильзы из нитинола, прикрепленную к стальной внешней трубе ствола пистолета с помощью компрессионного зажима;

РИС. 28 — вид с торца секции ствола пистолета, показанной на фиг. 27;

РИС. 29 — увеличенный вид торца в разрезе части двух половин зажима, показанных на фиг. 28;

РИС. 30 — вид в разрезе в плоскости, перпендикулярной каналу ствола, другого варианта осуществления ствола пистолета, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением;

РИС.31 — поперечное сечение сегментов гильзы ствола, установленных на оправке и вставленных в трубу ствола;

РИС. 32 — поперечное сечение одного из сегментов гильзы ствола, показанных на фиг. 30 и 31;

РИС. 33 — поперечное сечение гильзы ствола перед формованием цилиндрической формы, показанной на фиг. 32; и

РИС. 34 — вид в вертикальном разрезе части гильзы, показанной на фиг. 33 формируется в штампе для формования.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Обращаясь теперь к чертежам, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают идентичные или соответствующие части, а более конкретно фиг.1, ствол 30 соединен с затвором 32 соединителем 34. Затвор 32 может представлять собой обычную стальную конструкцию, изготовленную из обычных оружейных материалов, таких как сталь 4140 или нержавеющая сталь 416. Ствол 30 представляет собой удлиненную трубку 36 из нитинола типа 60, просверленную в осевом направлении полностью от казенной части 38 до дульной части 40. В канале 42 трубки 36 прорезана серия широких неглубоких спиральных канавок, оставляющих винтовые площадки. 44 между канавками, образующими нарезы, за счет которых пуля 46 стабилизируется вращением при продвижении через канал 42 ствола.Толщина стенки ствольной трубы 36 может быть одинаковой, как показано на фиг. 1, или может быть сужен к дульному концу 40, чтобы приспособиться к более высоким давлениям метательного заряда в казенной части, когда патрон 48 выстреливается в казенной части.

Соединитель 34 представляет собой кольцевое кольцо из нитинола с памятью формы, такого как нитинол типа 56. Нитинол типа 56 представляет собой интерметаллическое соединение, состоящее из 56% никеля и 44% титана, имеющее мартенситное состояние и аустенитное состояние, естественно существующее на противоположных сторонах узкого диапазона температур перехода.Материал подвергается самопроизвольной трансформации между состояниями, когда температура изменяется в зависимости от температуры перехода, которая для нитинола типа 56 имеет температуру перехода порядка -30 ° C.В аустенитном состоянии, в котором используется материал, он имеет очень высокую температуру. высокая прочность и устойчивость к коррозии лучше, чем у любого другого конструкционного металла.

Соединитель 34 изготавливается путем просверливания или электроэрозионного разрезания цилиндрического стержня для получения отверстия с внутренним диаметром примерно на 6% меньше внешнего диаметра трубы 36 ствола и отрезания короткого участка, возможно, длиной 2 дюйма, чтобы сформировать канал ствола. разъем 34.Соединитель 34 охлаждают ниже температуры перехода, обычно погружением в жидкий азот. Ниже температуры перехода материал находится в своем мартенситном состоянии и может легко механически расширяться по диаметру, например, с помощью механической расширяющейся оправки известной конструкции. Пока температура перехода все еще ниже, соединитель 34 надевается на узкий конец затвора 32, и трубка 36 ствола вставляется в отверстие соединителя 34. Теперь соединителю 34 позволяют нагреться выше температуры перехода, после чего он самопроизвольно возвращается к своему размеру памяти, который был до расширения в мартенситном состоянии.Он оказывает мощное радиальное усилие на стыке ствола и казенной части, удерживая их вместе и укрепляя эту область ствола 30 и казенной части предварительно напряженным аустенитным нитинолом, имеющим предел текучести около 220 KSI. Удобно, чтобы сопрягающиеся концы ствола 36 и затвора 32 могли быть снабжены неглубокими выступами на периферийной поверхности на внешней поверхности для лучшего захвата соединителя 34.

Другие формы первого варианта осуществления показаны на фиг.2 и 3, где цельный ствол 50 и казенная часть 52 для винтовки 54 или цельный ствол 50 ‘и казенная часть 52’ для дробовика 56 изготовлены из одной заготовки из 60 нитинола. Преимущество этой конструкции перед схемой, показанной на фиг. 1 заключается в том, что изготовление и центровка ствола и казенной части упрощены. Недостатком является то, что количество нитинола 60, используемого для изготовления ствола, существенно увеличивается, а объем обработки увеличивается. Обработка нитинола 60 затруднена, потому что он имеет тенденцию быстро израсходовать режущие инструменты, а время резки велико.Другим недостатком является отсутствие соединительного элемента 34, который добавляет прочность и ударную вязкость той области пистолета, где он может быть полезен, но этот недостаток может быть восполнен, если желательно, с помощью усиливающей ленты, добавленной для этой цели, или показанной втулки. во втором варианте осуществления, описанном ниже.

Заготовки ствола для трубки 36 и цельный ствол 50 / казенная часть 52 могут быть изготовлены из цельного стержня из нитинола типа 60, который представляет собой интерметаллическое соединение, состоящее из 60% никеля и 40% титана.Он имеет предел прочности на разрыв около 137-178 KSI и предел текучести 222 KSI. Его удлинение до разрыва составляет всего около 1%, но прочность настолько велика, что он может безопасно выдерживать пиковое давление горящего пороха около 60 KSI без значительной упругой деформации, поэтому удлинение в 1% никогда не достигается в оружии, предназначенном для выдерживают пиковое давление в канале ствола.

Коэффициент трения обычных снарядов, таких как свинцовые пули и свинцовые пули в позолоченной металлической оболочке с содержанием нитинола 60, значительно ниже, чем у стальных стволов, поэтому энергия метательного взрывчатого вещества не тратится впустую на преобразование в тепло при трении с каналом ствола. ствол пистолета.Вместо этого снаряд проскальзывает через канал ствола с небольшим сопротивлением, набирая значительно большую начальную скорость, не нагревая ствол пушки так сильно, как тот же снаряд нагревает стальные стволы.

Нитинол 60 в стволе 30 пистолета может быть подвергнут термообработке до твердости выше 60 по шкале С Роквелла. Может быть целесообразно подвергнуть термообработке твердость несколько ниже 60 & plusmn; чтобы избежать хрупкости, но твердость даже от низких до средних 40 по шкале Роквелла С была бы улучшением по сравнению с используемыми сейчас мягкими стволами.Эрозия канала ствола пушки из 60 нитинола будет значительно медленнее из-за этой большей твердости, и тем более потому, что коэффициент трения большинства материалов для снаряда в канале ствола из 60 нитинола значительно ниже, чем в стальном канале.

Производственный процесс, используемый для изготовления ствола из 60 нитинола, отличается от тех, которые используются для изготовления обычных оружейных стволов, потому что материал 60 из нитинола ведет себя иначе, чем обычные материалы для стального ствола. Заготовка ствола обычно поступает от поставщика в виде грубого стержня восьмиугольного поперечного сечения, поскольку 60 нитинол не может быть вытянут или экструдирован, а вместо этого должен быть подвергнут горячей штамповке до диаметра стержня из литого слитка.Заготовка центрируется в патроне обычного станка для растачивания стволов, модифицированного для замедления вращения и скорости подачи до примерно 200-300 об / мин и подачи со скоростью примерно 0,25 дюйма / мин. Резка осуществляется путем вращения ствола относительно сверла и промывки большим количеством смазочно-охлаждающей жидкости, такой как Cool Tool II производства Monroe Fluid Technology в Хилтоне, штат Нью-Йорк. температура рабочей поверхности заготовки из 60 нитинола достаточно высока для ее термообработки, что повысит твердость и сделает дальнейшую резку практически невозможной.Резец предпочтительно представляет собой алмазную коронку, хотя резцы с покрытием из карбида вольфрама или карбида титана могут использоваться с более низкой скоростью подачи.

Когда канал ствола просверлен полностью, ствол можно оставить на том же патроне и повернуть до желаемого внешнего диаметра, который для ствола 0,223 мм для военной винтовки М-16 может быть около дюйма в диаметре, что на 75% меньше ствол стандартного диаметра для этого ружья и примерно на 45% легче, но существенно прочнее и жестче. Ствол вращается со скоростью около 200 об / мин относительно алмазного резца, чтобы отколоть стенку ствола до однородной толщины, чтобы минимизировать любые тепловые деформации, когда ствол нагревается из-за неравномерного нагрева.Толщина будет около 0,25–0,26 дюйма, что обеспечивает стволу прочность на разрыв, превышающую ту, которая требуется для винтовки М-16.

Коэффициент теплового расширения нитинола 60 составляет около 11 × 10-6 / ° C. Теплоемкость нитинола 60 выше, чем у стали, порядка 0,2 кал / г ° C, а теплопроводность низкая, всего около 0,18 Вт / см2 ° C, поэтому тепловые эффекты, если таковые имеются, развиваются медленно в стволе пистолета из 60 нитинола. Высокая термостойкость 60 нитинола превосходна.Его предел текучести остается постоянным примерно до 400 ° C, а затем постепенно снижается с пределом прочности на разрыв до уровня выше 700 ° C, поэтому материал поверхности в отверстии 42 сохраняет свои желательные свойства, указанные выше, даже когда он становится очень горячим.

Альтернативным способом прорезания отверстия 42 в заготовке из нитинола 60% является электроэрозионная обработка с использованием устройства, схематически показанного на фиг. 4 и 5. Аппараты для электроэрозионной обработки производятся несколькими компаниями, в том числе Mitsubishi EDM, MC Machinery Systems, Inc.и Hansvedt, Inc., коммерчески доступные от Perine Machine Tool Corporation в Портленде, штат Орегон. в различных формах. В электроэрозионных станках используется мощный генератор 60, который обеспечивает электрическую передачу высокой частоты, высокого напряжения и большой силы тока на зонд 62, к которому он подключен посредством проводника 64. Заготовка 66 ствола помещается в сосуд 68, заполненный охлаждающей жидкостью. и электрически соединен с генератором 60 проводом 70. Зонд предпочтительно устанавливается вертикально, чтобы избежать изгибающих эффектов силы тяжести, которые могли бы действовать на горизонтально установленный зонд.Он погружен в охлаждающую жидкость, которая закачивается в отверстие, пока зонд продвигается в материал. Высокочастотный ток течет через воду от проводника на датчике к заготовке, где он сжигает материал, непосредственно прилегающий к проводнику, создавая чистый, гладкий и точный разрез. Зонд 62 продвигается вертикально в сосуд в осевом направлении с заготовкой 66 ствола, и ток от проводника на переднем конце 72 зонда 62 течет в прилегающую поверхность заготовки 66 ствола, сжигая материал в центре, чтобы вырежьте чистое и точное отверстие 74.

Существует две основных формы электроэрозионной резки: электроэрозионная обработка с грузилом и проволочная электроэрозионная обработка. В форме грузила EDM используется зонд 62, имеющий режущий конец 72 с диаметром, примерно равным диаметру отверстия 74, которое нужно вырезать. Зонд предпочтительно имеет трубчатую форму, чтобы вырезать цилиндрическую пробку из оси заготовки 66 вместо того, чтобы вырезать всю массу материала из отверстия 74, а цилиндрическая пробка, вырезанная для отверстия 74, может использоваться для других целей. В другом методе электроэрозионного резания, который предполагается использовать для изготовления ствола пистолета в соответствии с настоящим изобретением, используется тонкое грузило, подобное зонду 62, за исключением того, что его диаметр составляет всего около 18 дюймов, чтобы вырезать отверстие малого диаметра в осевом направлении через заглушку 66 ствола, прилегающую к нему. то, что станет поверхностью канала ствола 74.Проволока вставляется в отверстие и удерживается под натяжением на противоположных концах отверстия роликами, которые позволяют продвигать проволоку так, чтобы она не прожгла во время резки. Генератор 60 находится под напряжением, и провод направляется по замкнутому кольцевому пути посредством направляемой опорной конструкции (не показана) для получения цилиндрического выреза, который представляет собой внутреннюю стенку отверстия 74. Удлиненная цилиндрическая пробка отсоединяется от кольцевой проволоки. вырезается и снимается и используется для других целей, например, как заготовка ствола для ствола меньшего калибра.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ

Теперь обратимся к РИС. 6 показан второй вариант осуществления изобретения, имеющий гильзу 80, изготовленную из нитинола 60, и усиливающую внешнюю втулку 82 вокруг гильзы 80. Как показано на фиг. 6 гильза 80 выполнена за одно целое с затвором 84, но также может быть изготовлена ​​отдельно, как показано на фиг. 1 и прикреплен к казенной части с помощью втулки 82.

Усиливающая втулка 82 обеспечивает дополнительную прочность и оказывает предварительное сжатие на трубу 80 футеровки из нитинола 60.Поскольку нитинол 60 имеет удлинение менее 1% и имеет тенденцию к разрыву при напряжении, превышающем предел текучести, предварительная сжимающая нагрузка, создаваемая муфтой, обеспечит дополнительную прочность, препятствующую достижению облицовкой предела текучести, и сделает возможным использование тонкого обнесенный стеной лайнер. Кроме того, использование жесткой усиливающей втулки 82, имеющей удлинение более примерно 20%, обеспечит дополнительную защиту от разрыва ствола в случае превышения предела текучести гильзы 80, даже при сжимающей предварительной нагрузке, прикладываемой втулкой. 82, поскольку гильза может деформироваться без разрыва.

Усиливающая втулка 82 изготовлена ​​из никель-титановой композиции, имеющей две основные кристаллические фазы: моноклинное мартенситное состояние и упорядоченное объемноцентрированное кубическое состояние аустенита. Эти состояния зависят от температуры и претерпевают спонтанные энантиоморфные термически индуцированные аллотропные фазовые превращения от одного к другому и обратно, когда температура материала изменяется в узком диапазоне температур перехода. Втулка 82 может быть пластически деформирована в ее мартенситном состоянии от исходной формы до деформированной формы, а затем вернется к исходной форме при нагревании выше температуры перехода.Втулка 82, если она не может полностью вернуться к своей исходной форме из-за гильзы 80 ствола внутри гильзы, может оказывать сжимающее усилие, вплоть до своего собственного предела текучести, на гильзу 80 ствола при фазовом переходе от мартенсита к аустениту.

Материал гильзы 82 предпочтительно представляет собой интерметаллическое соединение никель-титан. Настоящим изобретением предусмотрены два типа материала гильзы: одна форма, имеющая температуру перехода ниже самой низкой температуры, которую, как ожидается, будет испытывать пистолет во время работы, например, -30 ° C.и выше -195 ° C, температуры кипения азота, по причине, которая объясняется ниже. Этот первый тип мог бы существовать в своей высокопрочной аустенитной форме во время работы ружья. Одним из подходящих материалов является 56 нитинол, бинарное интерметаллическое соединение, содержащее 56% никеля и 44% титана. Другим подходящим материалом является тройная композиция, продаваемая Metaltex International Corp. в Олбани, штат Орегон. под названием 220VC, и еще один аналогичный состав, продаваемый Raychem Corp. в Менло-Парке, Калифорния.под названием «Сплав А».

Материал гильзы второй формы имеет высокую температуру перехода, превышающую рабочую температуру, обычно встречающуюся при использовании пистолета, поэтому он будет существовать в своем мартенситном состоянии во время нормальной работы пистолета. Эта вторая форма основана на 55 нитиноле, который представляет собой интерметаллическое соединение никеля и титана с атомным процентным содержанием 50/50, с добавлением некоторых легирующих материалов для повышения температуры перехода, как известно специалистам в области металлургии никель-титановых соединений.

Втулку можно экономично изготавливать с использованием технологии горячей штамповки, показанной на фиг. 7-9. Заготовка 90 из материала втулки размещается на оправке 92 пресса над зазором 94. Закаленный пуансон 96 из жаропрочного материала, такого как инструментальная сталь или инконель, прикрепляется к штокеру 98 пресса, выровненному над зазором. 94. Пуансон предпочтительно заострен или закруглен на его дальнем конце 100 для облегчения формования горячего материала заготовки 90. В зависимости от соотношения сторон заготовки 90 может быть целесообразно поддерживать вертикальные стороны заготовки 90 с помощью выдвижных инструмент 102, поддерживаемый на направляющих 104 и смещенный относительно заготовки с помощью пневматических приводов 106 или т.п.Короткие толстые заготовки обычно не требуют такой опоры.

Заготовка 90 нагревается до высокой температуры, порядка 1000 ° C, при которой она становится пластичной и помещается на оправку 92 пресса. транспортируют из печи в пресс, но теплопроводность нитинола настолько мала, что заготовку обычно можно штамповать без дополнительного нагрева. При установке на оправку 92 заготовка прошивается, как показано на фиг.8, с одним быстрым ходом толкателя 98 пресса, который полностью перемещает пуансон 96 через осевой центр заготовки 90 с образованием осевого отверстия 107. Ползун быстро извлекается, и пробитая заготовка, показанная на фиг. 9, дают остыть перед окончательной обработкой.

При охлаждении прошитая заготовка, теперь называемая заготовкой 108 гильзы, зажимается на ружейном сверле, а отверстие 107, образованное пуансоном 96, вырезается до желаемого диаметра расточной оправкой, на которой установлены алмазные резцы.Требуется двигатель большой мощности, и низкая скорость вращения для поворота заготовки втулки и низкая скорость подачи необходимы для продвижения расточной оправки в отверстие для резки отверстия до необходимого диаметра, чтобы предотвратить возникновение в материале состояния деформационного упрочнения, которое делает дальнейшую резку затруднительной или невозможной и повреждает фрезы. Через отверстие 107 следует прокачать большое количество смазочно-охлаждающей жидкости для удаления стружки и отвода тепла.

Одним из удобных способов изготовления для расширения рукава 82 является погружение рукава в ванну с жидким азотом для охлаждения ниже температуры перехода для расширения в мартенситном состоянии.Находясь в ванне с жидким азотом, удобно в узком вертикальном сосуде, расширяющаяся оправка вставляется в втулку, и тело качения протягивается через оправку, расширяя его по отношению к втулке, чтобы увеличить диаметр втулки на 4-8%. предпочтительно около 6%. Тело качения протягивается через оправку, вынуждая его наружу к внутренней части втулки и вынуждая втулку к выбранному большему диаметру, плюс упругая отдача. Затем, пока гильза все еще находится в ванне с жидким азотом, вкладыш вставляется в гильзу, и два элемента располагаются в точном желаемом положении относительно друг друга.При правильном расположении оба элемента вместе вынимаются из ванны с N2 и дают возможность нагреться до температуры, превышающей температуру перехода материала рукава.

При прохождении температуры перехода материал гильзы возвращается к своей запоминающейся форме, и гильза 82 сжимается на гильзу 80 ствола, оказывая на гильзу 80 радиально сжимающую силу. Материал гильзы оказывает силу, примерно равную его пределу прочности на разрыв. когда вкладыш 80 внутри втулки 82 удерживает его от возврата к своей первоначальной форме.Сжимающая сила, оказываемая гильзой, создает сжимающее напряжение в гильзе, которое должно преодолеваться силой давления внутри канала 74 гильзы газами метательного снаряда до того, как гильза 80 будет приведена в растяжение. Таким образом, общее давление, которое может выдержать гильза ствола, предварительно нагруженная при сжатии с предварительно натянутой втулкой, значительно увеличивается по сравнению с обычным стволом из 60 нитинола без предварительно натянутой втулки.

Другой вид втулки показан на фиг. 12 в виде ряда уложенных друг на друга колец, изготовленных из того же материала, что и втулка 82.Эти кольца вместе образуют втулку, когда они расположены рядом вдоль трубы ствола. Хотя анализ для этого типа втулки более сложен из-за неоднородностей напряжений в местах соединения втулочных колец, простота расширения коротких втулок в холодном мартенситном состоянии и их установка на трубку 80 ствола устраняет любое такое осложнение. особенно потому, что кольца могут быть изготовлены с более толстыми стенками, чтобы уравновесить любой эффект, который может вызвать неоднородность напряжений.

ТРЕТИЙ ВАРИАНТ

Третий вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 10, включает гильзу 110, изготовленную из нитинола 60, и внешнюю гильзу 112, изготовленную из никель-титановой композиции с низкой температурой перехода, такой как нитинол 56, сплав A или 220VC, описанные выше, с промежуточной гильзой 114 между гильзой 110 и внешняя втулка 112. Промежуточная втулка 114 изготовлена ​​из никель-титановой композиции с высокой температурой перехода, имеющей высокотемпературное аустенитное состояние и более низкотемпературное мартенситное состояние.Температура перехода композиции, выбранной для промежуточной втулки 114, предпочтительно выше нормальной рабочей температуры ствола пистолета, чтобы он оставался в своем мартенситном состоянии во время нормальной работы. Подходящим материалом для этого применения является нитинол 55, легированный золотом, иридием или другими известными легирующими добавками для повышения температуры перехода. Однако кобальт не следует использовать в качестве допанта, поскольку он отрицательно влияет на свойства 55 нитинола.

Промежуточная втулка 114 из нитинола в мартенситном состоянии является цельной.демпфирование ствола во время выстрела для поглощения ударов и вибрации, а также для предотвращения возникновения колебаний собственной частоты и биения ствола при выстреле. Такие движения вредны для точности оружия, особенно в ситуациях быстрой стрельбы, потому что они увеличивают неопределенность направления, в котором направлено дульное срезание ствола, когда снаряд выходит из дульного среза. Нитинол в его мартенситном состоянии является отличным демпфирующим материалом, имеющим удельную демпфирующую способность около 40% при деформации более 4%.Колебания жесткой конструкции, которые в противном случае продолжались бы в течение нескольких минут, можно быстро гасить, часто в течение небольшого количества циклов, когда мартенситный демпфер соединен с конструкцией и циклически деформируется вместе с конструкцией, пока она колеблется.

Толщина мартенситной гильзы выбрана так, чтобы обеспечить достаточную деформацию во время выстрела пистолета для достижения желаемой демпфирующей способности. Материал не демонстрирует демпфирующую способность при малых процентах деформации, поэтому предпочтительна тонкостенная демпфирующая втулка 114, поскольку слишком толстая демпфирующая втулка может недостаточно деформироваться для обеспечения желаемой высокой демпфирующей способности.

Тонкостенная демпфирующая втулка дает еще одно преимущество для характеристик ствола ружья, а именно увеличение прочности при воздействии больших нагрузок. Втулка уже подвергается напряжению при установке, поэтому не требуется большого дополнительного напряжения для преобразования материала в мартенситное состояние, вызванное напряжением, в котором прочность увеличивается с примерно 120 KSI до примерно 275 KSI или выше. Хотя радиальная деформация гильзы из 60 нитинола недостаточна для того, чтобы натянуть гильзу из 55 нитинола настолько, чтобы превратить ее в мартенсит, вызванный напряжением, удлинение, которое она испытывает во время взбивания или резонансных колебаний ствола в ходе стрельбы с высокой частотой повторения, часто будет быть достаточным для того, чтобы натянуть материал рукава из 55 нитинола достаточно, чтобы перевести его в состояние, вызванное деформацией.

Ствол ружья, показанный на РИС. 10 имеет отдельный затвор 116, который также может быть изготовлен из нитинола 60. Казенная часть 116 имеет внешний диаметр и осевой канал 118 с внутренним диаметром, рассчитанным на размещение патрона 48 или порохового баллона (который используется в морских орудиях) с метательным зарядом для реакции в казенной части 116 с образованием пороховых газов для метания снаряда. 46 из пистолета.

Гильза 110 ствола выступает из казенной части 116 соосно с ней в осевом направлении, при этом осевой канал 119 гильзы 110 совмещен в осевом направлении с каналом 118 ствола для направления снаряда, выпущенного из казенной части пороховыми газами.

Изготовление затвора 116 из отдельного куска нитинола 60 экономит материал, поскольку устраняет необходимость в механической обработке большого количества материала вокруг ствола для уменьшения внешнего диаметра ствола до диаметра, показанного на фиг. 10. Казенная часть 116 также может быть изготовлена ​​из обычной оружейной стали и усилена гильзами 112 и 114, поэтому она способна выдерживать пиковое давление в канале 118, превышающее величину, чем казенная часть сопоставимого веса, изготовленная из обычных материалов и конструкции затвора. .

ЧЕТВЕРТЫЙ ВАРИАНТ

Четвертый вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 11, включает трубку 120, изготовленную из никель-титановой формы с низкой температурой перехода. Один такой материал известен как 56 нитинол, а два других материала, которые могут быть подходящими, представляют собой вышеупомянутые композиции, продаваемые Metaltex International Corp. под названием 220VC и Alloy A, продаваемые Raychem. Все эти составы существуют в мартенситном состоянии ниже температуры перехода и существуют в аустенитном состоянии выше температуры перехода.Температуру перехода можно регулировать процентным содержанием никеля и титана, а также процентным содержанием легирующих добавок, таких как железо, алюминий, марганец, а также других легирующих примесей, упомянутых здесь, и других, известных специалистам в данной области. Эти материалы могут подвергаться деформационному упрочнению посредством соответствующей термической обработки и проявлять необычно быстрое деформационное упрочнение. Заготовки стволов из бинарных никель-титановых композиций с низкой температурой перехода можно заказать у поставщика, такого как Metaltex, с любой желаемой температурой перехода от -30 ° C.и -195 ° C, что было бы подходящим для изготовления стволов оружия согласно этому четвертому варианту осуществления изобретения, и нет необходимости нормализовать ствол с помощью другой термообработки после прорезания канала ствола 122.

Заготовка ствола, полученная от поставщика, устанавливается на ружейное сверло и вращается против алмазного или карбид-вольфрамового долота на низкой скорости и низкой скорости подачи, например 0,75 дюйма / мин для канала ствола 0,223. Попытка разрезать материал на слишком высокой скорости вращения или слишком высокой скорости подачи может привести к наклепу, которое может увеличить прочность и твердость материала до такой степени, что дальнейшее резание будет практически невозможным.Сверло должно быть острым, иначе скорость резания резко упадет, а энергия, подводимая шпинделем, будет преобразована в тепло, и материал станет практически неразрезанным. Охлаждающая жидкость / смазочно-охлаждающая жидкость промывается через отверстие 122 с высокой скоростью, чтобы вымыть стружку и предотвратить накопление тепла, что также может увеличить трудность резки. Кроме того, канал 122 может быть просверлен с использованием процессов электроэрозионной обработки, указанных выше для трубки из нитинола 60, а также сформирован с использованием технологии пробивки пуансоном, известной для процесса изготовления гильзы, описанного выше в связи со вторым вариантом осуществления.

Отверстие 122 может быть просверлено сверлом малого диаметра, а затем отверстие увеличено с помощью расточной оправки с использованием режущего долота с покрытием из нитрида титана. Скорость резания должна быть низкой: около 80-100 футов поверхности в секунду и медленной скоростью подачи, порядка ½ дюйма в минуту.

Нарезание канала ствола может быть выполнено с использованием обычных протяжных режущих инструментов, обычно используемых для нарезания нарезов, с постепенным скручиванием в качестве протяжного инструмента по мере его протягивания через отверстие 122 для получения желаемого шага нарезов.Скорость резания никель-титанового материала будет намного ниже, чем для обычных стальных стволов, но нарезание нарезов любой желаемой глубины может быть произведено с достаточным количеством повторений операции протяжки.

Предпочтительным методом обработки нарезов в канале ствола является электрохимическая обработка. Электрохимический зонд, такой как тот, который продается в системе, произведенной Cacion, Inc. в Мэдисон-Хайтс, штат Мичиган, вставляется в отверстие 122, заполненное электролитом, и на источник питания системы подается питание для создания тока, протекающего от зонд к каналу ствола.Ток, протекающий в электролите, удаляет металл, прилегающий к проводникам зонда. Глубину резания можно регулировать скоростью, с которой зонд протягивается через отверстие, и количеством повторений перемещения зонда через отверстие.

Низкотемпературные интерметаллические соединения никель-титан в их аустенитном состоянии и в мартенсите, вызванном напряжением, имеют предел текучести примерно 105-130 KSI и выше и твердость примерно 35-42 по шкале С Роквелла.Материал может претерпевать упругое удлинение примерно на 8% и пластическое удлинение до 60% перед разрывом. Эта чрезвычайная прочность делает материал чрезвычайно привлекательным для материала ствола оружия из-за его склонности к деформации и вздутию при чрезмерном давлении, а не разрыву на глазах у стрелка. В низкотемпературном мартенситном состоянии эти композиции имеют более низкий предел текучести, примерно 54 KSI, и твердость, примерно 25 ° C по Роквеллу, поэтому гильзу легко деформировать для увеличения диаметра гильзы с помощью расширяющейся оправки или подобного при низкой температуре. , например ванна с жидким азотом, в мартенситном состоянии для подготовки к стадии расширения рукава.

ПЯТЫЙ ВАРИАНТ

Две формы пятого варианта осуществления изобретения, показанные на фиг. 12 и 13, включают трубку 130, изготовленную из никель-титановой композиции с низкой температурой перехода, такой как указанные выше для четвертого варианта осуществления, используемой в аустенитном состоянии. Форма, показанная на фиг. 12 имеет внешнюю втулку 132 из колец 134, окружающих гильзу 130 гильзы. Форма, показанная на фиг. 13 имеет внешнюю втулку 132, которая представляет собой непрерывную втулку 136, окружающую гильзу 138 ствола, соединенную посредством соединительной втулки 34 с отдельной казенной частью, как в варианте осуществления на фиг.1. Гильзы 132, как в форме кольца, так и в форме непрерывной втулки, сформированы из никель-титанового материала, и обе находятся в состоянии растяжения при установке на трубки 130 и 138, оказывая на них предварительную сжимающую нагрузку, как обсуждалось выше. в связи со вторым вариантом. Материал гильз 132 может представлять собой никель-титановую композицию с низкой температурой перехода в аустенитном состоянии, как указано для второго варианта осуществления выше, или это может быть никель-титановый материал с высокой температурой перехода, используемый в основном в мартенситном состоянии. для предварительного сжатия гильз 130 и 138 и для демпфирования.Хотя предел прочности материала в его мартенситном состоянии ниже, чем в его аустенитном состоянии, достаточно приложить растягивающее усилие 20 KSI, которое может существенно предварительно нагружать гильзу ствола при сжатии и значительно повысить ее прочность на разрыв.

Высокая удельная демпфирующая способность интерметаллических соединений никеля и титана в мартенситном состоянии обеспечивает преимущество в дополнение к предварительному сжатию гильз 130 и 138 ствола, а именно гашение биения и колебаний резонансной частоты ствола, особенно при стрельбе на высоких скоростях. .Втулка 132 обеспечивает обе эти функции, когда она связана с высоким межфазным давлением на облицовке за счет сжатия с памятью формы, когда она поднимается выше температуры перехода после расширения в мартенситном состоянии, как обсуждалось выше.

Третий вариант пятого варианта осуществления, показанный на фиг. 14, имеет непрерывную втулку 136 ‘, которая проходит по всей длине гильзы 138’ ствола и соединяет гильзу 138 ‘ствола с отдельным затвором 32 с использованием того же механизма, что и соединительная втулка 34 на фиг.1 и 13. Затвор 32 может быть обычным стальным затвором, прочность которого значительно усиливается за счет предварительного сжатия гильзы, или может быть изготовлен из того же материала, что и гильза 138 ‘ствола. Изготовление втулки 136 ‘упрощено по сравнению с втулками в варианте осуществления, показанном на фиг. 10, поскольку внешний диаметр гильзы ствола соответствует внешнему диаметру затвора 32, поэтому втулка 136 ‘может быть выполнена в виде цилиндрической втулки совершенно одинакового диаметра.Он изготовлен и установлен на совмещенной казенной части и гильзе ствола так же, как описано для предыдущих вариантов.

ШЕСТОЙ ВОПЛОЩЕНИЕ

Шестой вариант осуществления, показанный на фиг. 15, имеет гильзу 140 ствола и внешнюю гильзу 142 из низкотемпературных интерметаллических соединений никель-титан в аустенитном состоянии, а внутреннюю гильзу 144, выполненную заодно с казенной частью 145, изготовленную из высокотемпературного интерметаллического соединения никель-титан. в мартенситном состоянии.Наружная втулка 142 обеспечивает предварительную сжимающую нагрузку для увеличения прочности гильзы 140 на разрыв, а также обеспечивает демпфирование, как описано в связи с вариантом осуществления, показанным на фиг. 10.

СЕДЬМОЙ ВАРИАНТ

Теперь обратимся к РИС. 16 показан седьмой вариант осуществления изобретения, имеющий составной металлический ствол 150 пистолета, включающий стальную внешнюю трубу 152, окружающую гильзу 154 гильзы из нитинола, через которую проходит осевое отверстие 156. Наружная труба 152 имеет соединительную конструкцию 157 известной конструкции, схематически показанную на фиг.16, с помощью которого ствол 150 прикреплен к ружью. Цилиндр 150 и соединительная конструкция могут быть изготовлены из стали 4140 или другого такого материала с высоким модулем Юнга. Этот вариант особенно ценен для длинных консольных стволов, которые имеют тенденцию провисать или провисать на дальнем конце под действием собственного веса, особенно после продолжительных периодов работы с высокой скорострельностью, когда ствол нагревается, из-за повышенной жесткости, обеспечиваемой стальная внешняя труба 152.

Вкладыш 154 предпочтительно изготовлен из композиции нитинола с низкой температурой перехода, описанной выше, такой как тройные композиции, продаваемые Metaltex International Corporation в Олбани, Орегон под названием 220VC, и аналогичная композиция, продаваемая Raychem Corp.в Менло-Парке, Калифорния, под названием «Сплав А.» Также можно использовать бинарное интерметаллическое соединение, известное как 56 нитинол, содержащее 56% никеля и 44% титана. Эти материалы твердые и прочные, и все они обладают характеристиками памяти формы, что делает их отличными кандидатами в качестве материалов для гильзы ствола оружия. Кроме того, они имеют низкую теплопроводность и медленно нагреваются в присутствии высокотемпературных газов, препятствуя тепловому потоку в ствол через стенки канала 156, тем самым задерживая перегрев ствола во время продолжительных периодов использования.Химически инертный и термостойкий характер нитинола делает его устойчивым к высоким температурам в присутствии коррозионных воздействий, которые стальные бочки не переносят. Конечно, описанная выше гильза 80 из 60 нитинола также может быть использована вместо гильзы 154 в этом седьмом варианте осуществления.

Вариант осуществления, показанный на фиг. 16 может быть изготовлен несколькими способами, описанными ниже. Первый способ заключается в вдавливании гильзы 154 гильзы в стальную внешнюю трубу 152, как показано на фиг.18. Внешний диаметр гильзы 154 гильзы может быть немного больше внутреннего диаметра внешней трубы 152 для создания посадки с натягом, когда втулка 154 вдавливается во внешнюю трубу 152. Посадка с натягом вызывает предварительное напряжение внешней трубы 152 в натяжение, тем самым повышая его устойчивость к опусканию морды. Посадка с натягом также обеспечивает предварительное напряжение гильзы 154 гильзы при сжатии, тем самым улучшая ее прочность на разрыв. Гильза 154 гильзы совмещена с внешней трубкой 152 и покрыта подходящей смазкой, такой как графит или нитрид бора, для уменьшения трения скольжения втулки 154 в трубке 152.Прессовая головка 158 с линейным приводом и гидравлическим приводом вдавливает гильзу 154 гильзы прямо во внешнюю стальную трубу 152.

Гильза 154 гильзы может быть закреплена в стальной внешней трубе 152 за счет использования эффекта памяти формы нитинола. Гильза 154 футеровки из нитинола сначала погружается в криогенную ванну с жидким азотом, например, чтобы снизить ее температуру ниже температуры перехода, чтобы нитиноловый материал перешел в свое мартенситное состояние. В этом состоянии материал относительно мягкий и может быть вытянут в более длинную форму с меньшим внешним диаметром.Операция рисования может выполняться с использованием любого или обоих устройств, показанных на фиг. 19 и 20. На фиг. 19, прижимная головка 160, приводимая в движение гидроцилиндром (не показан), перемещает гильзу 154 футеровки из нитинола в кольцевую роликовую матрицу 162 известной конструкции и через нее. Внутренний диаметр фильеры меньше внешнего диаметра гильзы 154 гильзы из нитинола и вызывает псевдопластическую деформацию гильзы 154 гильзы от ее исходной формы. В качестве альтернативы или в дополнение гильза 154 гильзы может захватываться зажимом 164, показанным на фиг.20, и протягивается через матрицу 162 вытяжным механизмом 166 известной конструкции. Комбинация обеих операций, то есть проталкивание гильзы i56 гильзы в матрицу 162 с одной стороны и вытягивание с другой стороны, обеспечивает наилучшую комбинацию уменьшения диаметра за счет продольного растяжения под действием тянущего усилия съемника 166 и радиального сжатия. кубиком 162.

Гильза 154 гильзы должна быть в мартенситном состоянии во время операции вытяжки. Гильзу можно охладить в ванне с жидким азотом, а затем быстро снять и установить в вытяжное устройство для вытяжки до меньшего диаметра.Однако предпочтительным вариантом будет вытягивание рукава 154 в ванне с жидким азотом. Для этого потребуются уплотнения на двух концах резервуара, содержащего жидкий азот, через который проходит шток нажимной головки и шток механизма съемника, и резервуар должен быть вдвое длиннее гильзы 154 гильзы.

После вытяжки гильза 154 гильзы может быть снята с резервуара и размещена внутри стальной внешней трубы 152 или, предпочтительно, может быть расположена внутри стальной внешней трубы 152, все еще находясь в резервуаре криогенной ванны, как показано на фиг.21. Собранные детали вынимают из бака и дают нагреться до комнатной температуры. Когда гильза 154 гильзы проходит через свою температуру перехода, она возвращается обратно в аустенитное состояние и самопроизвольно возвращается к своей первоначальной форме с более коротким и большим диаметром, если не удерживается. В этом случае он частично ограничен отверстием стальной внешней трубы, размер которой имеет соответствующий размер. Гильза 154 футеровки из нитинола оказывает направленное наружу радиальное усилие на стальную внешнюю трубу 152, создавая для нее предварительную нагрузку на растяжение.Наружная труба 152 оказывает на гильзу гильзы сжимающую силу, направленную радиально внутрь, что приводит к предварительному сжатию. Напряжение предварительного натяга в гильзе 154 гильзы и внешней трубе 152 улучшает жесткость композитного металлического ствола, чтобы противостоять провисанию на дульном конце, а также увеличивает прочность ствола 150 на разрыв.

Другая форма седьмого варианта осуществления показана на фиг. 22-26, где гильза 154 имеет размер, позволяющий скользить с плотной посадкой в ​​стальную внешнюю трубу 165.Хотя эта форма ствола пистолета не выигрывает от предварительного напряжения сжатия гильзы 154 гильзы или предварительного напряжения растяжения стальной внешней трубы 165, она имеет значение для упрощения изготовления в целях испытаний, когда гильзы 154 гильзы различных типов и калибров могут быть испытанным в одном пистолете. Это также было бы интересно в спортивном оружии, в котором провисание ствола на дульном конце не является фактором, а сменные стволы были бы желательной особенностью.

Существенная сила трения создается снарядом на гильзе 154 гильзы, когда снаряд движется к дульной части, и в вариантах осуществления, показанных на фиг.22-26, в котором гильза 154 гильзы не закреплена во внешней трубе посадкой с натягом и т.п., эта сила реагирует на внешнюю трубу, чтобы не дать снаряду уносить гильзу 154 гильзы вместе с ней при выстреле из пистолета. Эта сила реакции для удержания гильзы 154 гильзы в стальной внешней трубе может быть обеспечена концевыми заглушками на дульном конце внешней трубы. Две разные торцевые крышки 166 и 168 показаны на фиг. 23 и 25. Торцевая крышка 166, показанная на фиг. 22-24, представляет собой стальной ниппель, имеющий центральное отверстие 170, большее, чем отверстие 156, через гильзу 154 гильзы.Соответствующие выемки под гаечный ключ предусмотрены на переднем конце торцевой крышки 166 для облегчения ввинчивания торцевой крышки в концевую часть 172 с внутренней резьбой на дульном конце внешней трубки 165. Выступающий внутрь радиальный фланец 174 на казенной части наружного трубка 165 захватывает казенную часть гильзы 154 гильзы во внешней трубке 165, так что с стволом можно обращаться как с единым целым. Другая форма внешней трубки 176, показанная на фиг. 24 имеет выступающий наружу радиальный фланец 178 на его казенной части, с помощью которого ствол может быть прикреплен к оружию.В этой конфигурации гайка сальника (не показана) известной конструкции захватывает фланец 178 и прижимает его к казенной части пистолета, прижимая казенный конец гильзы 154 к казенной части.

Другая конфигурация торцевой крышки для удерживания гильзы 154 во внешней трубке показана позицией 168 на фиг. 25 и 26. Торцевая крышка 168 имеет внутреннюю резьбу и зацепляет внешнюю резьбу 178 на дульном конце внешних труб 180 и 182. Выступающий внутрь радиальный фланец 184 входит в зацепление с дульным концом гильзы 154 гильзы для захвата гильзы гильзы в отверстии. внешняя труба против осевого поступательного движения относительно нее при выстреле снаряда из ствола пушки.

Другая форма седьмого варианта осуществления, показанного на фиг. 27-29, использует компрессионный зажим 190 на одном конце ствола пистолета для крепления гильзы гильзы к стальной внешней трубе 191. Втулка гильзы, показанная позицией 192 на фиг. 27 и 28, имеет неглубокую кольцевую канавку или канал 194, примыкающий к его дульному или казенному концу. Ширина каннелюры равна ширине компрессионного зажима 190, который входит в каннелюру 194 с плотной посадкой. Зажим 190 состоит из двух идентичных диаметральных половин 196a и 196b, которые скрепляются между собой двумя крепежными винтами, такими как винты 198 с внутренним шестигранником, которые проходят через отверстие с буртиком в одной половине зажима и ввинчиваются в отверстие с резьбой 202 в другой половине зажима. , как показано на фиг.29. Может быть предусмотрена серия болтов или крепежных винтов 204 для прикрепления зажима 190 к стальной внешней трубе 191, особенно если зажим находится рядом с казенной частью пистолета. Зажим 190 может быть удобно встроен в соединительную конструкцию 157, с помощью которой ствол прикрепляется к оружию.

В приведенном выше обсуждении упоминается стрелковое оружие для охоты и военное оружие, но изобретение также специально предназначено для использования в оружии большего калибра, таком как пулеметы калибра 0,50, 20 и 30-миллиметровые пушки, пушки с высокой частотой стрельбы, в частности, и в полевых условиях. артиллерия, минометы, ракетные установки и морские орудия.Он также может найти применение в сверхскоростных орудиях, таких как рельсовые орудия, и в крупнокалиберных высокоскоростных жидкостных пушках. Преимущества изобретения могут быть более важны для оружия с высокой начальной скоростью и большего калибра, чем для оружия меньшего калибра, потому что проблема, решаемая изобретением, имеет более серьезные последствия для крупнокалиберных орудий, орудий с высокой скорострельностью и высокой начальной скорости. оружие, чем в меньшем индивидуальном оружии.

Артиллерийские орудия и большие морские орудия являются дорогостоящими, отчасти из-за высокой стоимости изготовления большой монолитной поковки, образующей заготовку ствола, а также из-за стоимости точения и расточки заготовки.Вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 30, представляет собой ствол 208 пистолета, имеющий внутреннюю гильзу 210, окруженную внешней трубкой 212. Внутренняя гильза состоит из множества сегментов 214, отдельно показанных на фиг. 32, имеющий концентрические внутреннюю и внешнюю цилиндрические поверхности 216 и 218 и имеющий радиальные боковые поверхности 220 в плоскостях, которые пересекаются по линии 222 в центре кривизны цилиндрических поверхностей 216 и 218, то есть на оси канала ствола. . Количество сегментов 214 в цилиндре будет варьироваться в зависимости от толщины сегмента 214 и диаметра цилиндра, но обычно достаточно 4-6 сегментов.Предпочтительно использовать соотношение сторон, то есть толщину сегмента, деленную на радиус кривизны внешней цилиндрической поверхности 218, которая достаточно велика, чтобы выдерживать силы продольного изгиба, оказываемые снарядом, проходящим через канал ствола, и скручивающими силами, прилагаемыми снаряд по нарезным гребням. Толщина внешней трубы 212 должна быть достаточной, чтобы выдерживать кольцевое напряжение, создаваемое давлением в чашке горящего пороха за снарядом, а также для защиты ствола от провисания под действием силы тяжести.

Цилиндр собирают путем изготовления сегментов 214, как описано ниже, и их сборки на оправке 224, как показано на фиг. 31. Оправка предпочтительно представляет собой конструкцию из двух частей со спиральным внешним элементом, имеющим цилиндрическую внешнюю поверхность и сужающуюся внутреннюю поверхность, и внутренним сужающимся элементом, который может быть вставлен в спиральный внешний элемент для обеспечения радиальной поддержки сегментов 214, но может быть извлеченным, чтобы позволить спиральному внешнему элементу втягиваться в радиальном направлении, чтобы его можно было вытащить из канала ствола после сборки компонентов ствола.Инструмент этой общей конструкции известен как круглая шлифовка и используется для точного хонингования отверстий. Масштаб притирки, используемой в качестве оправки в этом приложении, будет намного больше, чем у обычных притирок.

Собранные сегменты на оправке 224 погружаются в жидкий азот или охлаждаются другим способом, в то время как внешняя труба 212 нагревается до повышенной температуры, превышающей 300 ° C-400 ° C. Наружная труба 212 и узел оправка / сегмент являются быстро телескопировать вместе, предпочтительно на направляющем устройстве, которое способствует быстрому и точному телескопическому перемещению компонентов вместе.Передача тепла от внешней трубки 212 к сегментам 214 вызывает быстрое выравнивание температуры, которое сжимает внешнюю трубку 212 и расширяет сегменты 214 до плотного контакта под высоким давлением. После выравнивания температуры внутренний конический элемент оправки смещается, а спиральный внешний элемент вытягивается, в результате чего сегменты остаются зажатыми на месте в состоянии сжатия. Полученный цилиндр 208 имеет внешнюю трубу 212, предварительно напряженную при растяжении, и жесткую, скользкую и устойчивую к коррозии гильзу 210 гильзы, предварительно напряженную при сжатии.При желании отверстие в гильзе 210 гильзы может быть расширено и нарезано с использованием обычных инструментов, предназначенных для этих функций.

Наружная труба предпочтительно представляет собой стальной сплав, такой как нержавеющая сталь 416 или пушечная сталь 4140 с высоким модулем Юнга и высоким коэффициентом теплового расширения. Он формируется в форме трубы обычным ружейным сверлением или прокаткой листа материала и сваркой вдоль лицевых кромок, а затем расширением трубы для получения точного цилиндрического отверстия. Сегменты могут быть изготовлены из кованого слитка нитинола с низкой температурой перехода, такого как 220VC, описанного ранее, или из слитка кованого нитинола типа 60.Материал 220VC хорошо обрабатывается с помощью обычных процессов обработки, поэтому никаких специальных процедур не требуется. Нитинол Тип 60 намного сложнее обрабатывать, и его лучше всего резать фрезами из поликристаллического кубического нитрида бора (PCBN), приводимыми в действие двигателями высокой мощности при высоких скоростях резания, низкой скорости подачи и малой глубине резания.

Предпочтительный способ изготовления сегментов 214, схематически показанный на фиг. 33, 34 и 32, начинается с плоского прокатанного сляба или пластины из нитинола, который разрезают на удлиненные куски 226 гильзы, имеющие противоположные кромки 220, расположенные под углом, который будет лежать в радиальных плоскостях, пересекающихся на оси отверстия после того, как сляб 226 сформирован в цилиндрический сегмент, как показано на фиг.32. В качестве альтернативы, операция резки или шлифования кромок 220 может быть отложена до тех пор, пока сегментам не будет придана цилиндрическая форма. Резка может производиться абразивно-водяной струей или электроэрозионным электродом. Однако предпочтительной технологией резки является лазерная резка с использованием мощного лазера и струи газа, такого как азот или аргон, для выдувания расплавленного металла из пропила. Лазер делает очень чистый разрез и намного быстрее, чем водоструйная или проволочная электроэрозионная обработка, однако текущее состояние развития устройств лазерной резки ограничивает глубину резания, поэтому толстые плиты, возможно, придется разрезать другими методами.Для нитинола 220VC типа можно использовать обычные методы резки, поскольку его легче обрабатывать.

Детали 226 гильзы сформированы, как показано на фиг. 34, нагревая их до повышенной температуры от 600 ° C до 950 ° C, предпочтительно около 800 ° C, и вдавливая их в матрицу 228, имеющую полость матрицы с цилиндрической формующей поверхностью 230. Радиус кривизны цилиндрической формующей поверхности 230 полости матрицы равен желаемому внешнему радиусу кривизны сегмента 214.Запрессовка деталей 226 гильзы в полость 230 матрицы предпочтительно осуществляется с помощью согласованной охватываемой матрицы (не показана), имеющей цилиндрическую поверхность матрицы с радиусом кривизны, примерно равным радиусу канала ствола 208. Сегмент удерживается в матрице до тех пор, пока она не остынет до температуры ниже 300 ° C, предпочтительно около 200 ° C, а затем удаляется из матрицы 228.

Прилегающие поверхности кромок 220 сегментов в собранной гильзе 210 ствола должны точно совпадать без зазоров, поэтому их предпочтительно отшлифовать, чтобы обеспечить точно совпадающие поверхности в собранном стволе 208.Шлифование может быть выполнено с помощью шлифовального устройства с ЧПУ с использованием шлифовального круга из PCBN или ленты. Глубина резания должна быть относительно небольшой, порядка 0,001–0,003 дюйма, а скорость подачи должна быть ниже, чем при обычном шлифовании.

Очевидно, что многочисленные модификации и вариации описанных предпочтительных вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники в свете этого описания. Например, будут продолжаться разработки новых составов никель-титановых композиций, и эти композиции могут быть логическими кандидатами для использования в этом изобретении.Кроме того, многие функции и преимущества описаны для предпочтительных вариантов осуществления, но в некоторых случаях использования изобретения не все из этих функций и преимуществ будут необходимы. Поэтому мы предполагаем использование изобретения с использованием меньшего, чем полный набор отмеченных функций и преимуществ. Кроме того, здесь раскрыты многочисленные разновидности и варианты осуществления изобретения, но не все конкретно заявлены, хотя все они охватываются общей формулой изобретения. Тем не менее, я намерен, чтобы каждый из этих видов и вариантов воплощения, а также их эквиваленты, были охвачены и защищены в пределах объема следующей формулы изобретения, и никакое посвящение общественности не предполагается в силу отсутствия конкретных пунктов формулы изобретения.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *