胥澤奇，魏小琴

（1.中國兵器工業(yè)第五九研究所，重慶 400039；2.重慶市環(huán)境腐蝕與防護工程技術研究中心，重慶 400039）

工程塑料是一種化學合成的高分子基復合材料，因其質量輕、強度高、彈性好、剛度大、耐熱、耐腐蝕以及良好的工藝性和經濟性，成為槍械制造不可缺少的一種新型材料，得到世界各國廣泛應用。法國FAMAS，奧地利AUG，美國M16A2，俄羅斯AK74突擊步槍，奧地利格洛克手槍，德國G11 無殼彈步槍，比利時P90等槍大量采用了工程塑料，其中AUG塑料件有32個，占全槍零件數的20%；格洛克手槍塑料件占全槍的45%[1]。

為增強工程塑料的性能要添加增強纖維，在槍械的使用過程中，由于摩擦作用，這些纖維會發(fā)生外露，導致磨毛發(fā)白的現象。另外，非金屬材料在貯存過程中長霉也是一大問題。為了解決環(huán)境適應性問題，在某槍械的研制過程中，選擇了幾種性能相對較好的材料，進行環(huán)境適應性篩選及驗證。

1 試驗

1.1 試驗樣品

槍械上使用的工程塑料材料包括上、下護手材料和彈匣材料。試驗樣品包括不同廠商生產的5種改進工藝的上、下護手材料和4 種彈匣材料。分別做成槍械上、下護手彈匣部件及力學性能試樣，成型工藝為注塑成型。試驗樣品見表1。

1.2 試驗方式

1）實驗室環(huán)境試驗

實驗室環(huán)境試驗詳細的試驗方法見表2。

2）自然環(huán)境試驗

結合產品的使用環(huán)境、試驗成本、試驗費用等，選擇萬寧試驗站和拉薩試驗站。兩站的環(huán)境條件如表3 所示。為了縮短試驗時間，試驗時將槍械未改進的原工程塑料樣品作為對比試樣同時進行試驗。

自然環(huán)境試驗采用戶外暴露的方式進行。戶外暴露參照 GB/T 3681-1983 和 GB/T 3511-1983，采用標準暴露場面南向45°角暴露。

表1 試驗樣品Table 1 The test samples

表2 實驗室環(huán)境試驗方法Table 2 The methods of laboratory tests

表3 典型環(huán)境試驗站環(huán)境條件Table 3 Environmental conditions of typical exposure stations

1.3 性能檢測與評定方法

槍械產品列裝量大、涉及面廣，因此除了基本的力學性能等要求外，對產品的外觀要求也很高。故此試驗前后檢測試樣的力學性能，以及變色、粉化、變形等外觀性能。

沖擊強度反映了槍械在使用中抗摔打、抗沖擊的能力。試驗按照GB1043-1993，用塑料粒料制作標準樣測定材料無缺口沖擊強度和缺口沖擊強度。

顏色變化按 GB 250-1995 分 5～1 級，每 2 級之間可再增加半級，5 級無變化，1 級變化最大。粉化參照 GB 1766-1995 分 0～5 級，0 級無粉化，5 級嚴重粉化。長霉情況直接測定長霉面積。試驗后檢查項目還包括樣品變形、裂痕以及破損情況等可能影響非金屬部件質量的變化細節(jié)。

2 試驗結果及分析

2.1 耐磨性

耐磨性反映了塑料件在實際應用中，受摩擦后保持原有狀態(tài)的能力。試驗考慮實際的使用情況，用部件和材料分別測定。部件采用方法一測試，材料采用方法二測試。測試結果見表4。

上、下護手的耐磨性試驗結果顯示，HS-2 和HS-5摩擦后只有輕微變色，耐磨性較好，但HS-5的滾動摩擦磨損量明顯較HS-2 大。HS-3 耐磨性較差，摩擦變色和磨損量均較大。由于彈匣部件上沒有足夠的平整面，不能進行方法一的測試，只進行了方法二的磨損量測試。測試結果顯示由小到大分別為：DJ-3，DJ-2，DJ-1，DJ-4。

2.2 耐候性試驗與熱老化試驗

耐候性試驗與熱老化試驗結果見表5。

耐候性試驗是在實驗室條件下模擬和強化在自然氣候中受到的光、熱、氧、濕氣、降雨等環(huán)境因素，通過加速塑料的老化，以評定塑料材料的耐候性。熱老化試驗以塑料件經受熱和氧的加速老化作用后的性能變化，評定塑料的耐熱老化性能[2]。槍械塑料材料一般置于包裝中進行貯存，貯存過程中主要受到熱和氧的老化作用。因而材料的耐熱老化性能與其貯存性能較為一致。本試驗目的是篩選材料，故試驗未進行到材料失效。表5試驗結果顯示，HS-2，HS-4及DJ-3三種材料的性能優(yōu)于其它材料。

表4 耐磨性測試結果Table 4 Results of wearability test

表5 耐候性試驗與熱老化試驗結果Table 5 Results of weatherability and thermal aging test

2.3 霉菌試驗

將塑料樣品接種規(guī)定菌種后在霉菌試驗箱內培養(yǎng)，檢查霉菌生長情況，以評定塑料抗霉能力。試驗按照GJB150.10-1986進行和評定。

抗霉菌性是槍械非金屬材料的重要性能。槍械長霉易發(fā)生在貯存過程中，包括長期貯存和部隊貯存等過程。霉菌生長能使材料發(fā)生直接降解，其分泌的新陳代謝排泄物（有機酸）和其它離子化合物能導致有機材料和金屬的腐蝕，影響產品的外觀乃至使用性能。霉菌生長繁殖，需要同時具備4個條件：有活力的霉菌孢子、霉菌生長所需營養(yǎng)物質、霉菌生長所處的適宜溫度與相對濕度。霉菌孢子直徑僅為1～10μm，在流動的空氣中極易傳播，適于大多數霉菌生長的最適宜溫度為25～30 ℃，相對濕度為85%以上[3]。槍械的總裝車間及部隊庫房均存在大量霉菌孢子，其貯存的環(huán)境條件很多也適于霉菌生長。因而，在塑料件的生產過程中防霉是十分必要的。試驗的結果顯示，HS-2，HS-4，DJ-3 以及DJ-4的抗霉菌性能均較好。

表6 霉菌試驗結果Table 6 Results of mildew test

2.4 自然環(huán)境試驗

根據實驗室環(huán)境試驗結果，選擇各項性能相對較好的HS-2與DJ-3進行自然環(huán)境試驗。自然環(huán)境試驗18個月的試驗結果見表7。

表7 自然環(huán)境試驗結果Table 7 Results of exposure test

實驗室環(huán)境試驗具有快捷、條件可控、重現性好等優(yōu)點。但實驗室環(huán)境試驗只能反映試驗樣品在短期內受到環(huán)境因素的作用后的性能變化，這種變化使得產品在實際使用環(huán)境下的性能變化往往存在差異。因此，實驗室環(huán)境試驗后還必須開展自然環(huán)境試驗的驗證。自然環(huán)境試驗結果顯示，槍械上、下護手及彈匣的改進后的工藝環(huán)境適應性明顯高于原工藝件，耐環(huán)境變色能力提高1～2 級，沒有明顯的粉化現象，但萬寧試驗站樣品仍有少量的纖維外露現象，還需進一步改進。

3 結論

改進的槍械上、下護手工藝與彈匣工藝環(huán)境適應性明顯優(yōu)于原工藝，耐環(huán)境變色能力提高1～2級，沒有明顯粉化，但在海洋環(huán)境下暴露仍有少量纖維外露。

[1]顧永春.塑料在輕武器上的應用[J].現代兵器，1985（3）：31—35.

[2]范啟勝，黃雪鷹，郭寶星.輕武器用工程塑料熱老化試驗與壽命預測[J]，兵工學報，2006，27（1）：141—143.

[3]胥澤奇，殷明.新型小口徑步槍封存包裝長貯防霉性能研究[J]，包裝工程，2003，24（6）：60—62.