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“穷人之枪”

2023-09-22三土

轻兵器 2023年9期
关键词:锌合金枪械机械性能

三土

总体评价

不管是网上还是网下,高点公司的产品一直是枪友争论的焦点,总体来看,正面评价居多数,而且有些负面评论只是恶搞或“段子”。最主流的一个观点是,高点的手枪和卡宾枪是“很棒的枪”,但不是“完美的枪”或“有趣的枪”。尽管它们“傻大黑粗”,有很多毛病,但具有完备的基本功能,性价比超高,用来叮当射击和自卫都是很好的选择,只要不是打靶和狩猎就行。特别是关于高点手枪的可靠性,国外爱好者已经进行了相当多的试验,网上也有大量视频,如浸水、浸泥浆、使用胶带或其他粘性物质堵枪口,甚至包括汽车碾压、链锯切割、刀砍、棒砸、锤击等破坏性试验方式。实践证明,测试的手枪(以C9系列为主)具有超乎想象的强度,只要不是套筒被重锤砸断,枪支都能正常射击,但浸泥浆后有时会出现无法自动复位的情况。

总的来说,高点手枪的锌合金零部件强度出人意料。图为被手枪弹头击中枪机部位的C9手枪,抛壳窗上端变形开裂,但并未完全断裂,其他部分也没有明显损坏

恶搞高点系列手枪的一组图片:打不中,砸得中!

很多人都推荐高点产品特别是手枪作为“床头柜枪”,即放在床头保险柜内的家庭防御武器。它虽然不方便携带,也不能精确地连射数千发枪弹,但打家劫舍的坏人也不会先停下来欣赏主人手中的限量版西格手枪或收藏级M1911手枪,这时200美元的高点手枪可以在近距离内用+P级枪弹把入侵者打个大洞,效果绝对不比1000美元的高档手槍差。

高点产品的最大优势就是廉价,它们几乎比市场上任何同类都便宜,而省下来的钱,可以用来购买练习弹药和租用靶场,这对于预算有限的用户来说,极具吸引力。特别是那些底层人士,他们或许需要同时打多份工才能维持生活,200美元的手枪可能是他们少数能负担得起的武器之一。

高点公司在销售技巧和售后服务方面也是一流的,有人评价该公司具备“把冰卖给爱斯基摩人”的本领。该公司在宣传中特别突出“美国制造美国承诺”的概念,总是强调其枪支产品是“100%美国制造”,并且声称“公司提供的不仅仅是美国制造的产品,而且是美国制造的承诺——这意味着我们承诺为您提供一支枪支,它符合您作为一个美国人的承诺,承认您拥有武器的权利,代表您的努力、骄傲和勇气……”靠着这样富有煽动性的“情怀”营销,十分契合近年来美国国内民粹主义逐步抬头的倾向,从而赢得了更多中下层客户的支持。此外,高点产品实行终身保修,二手产品同样可以享受这一服务,包括免费更换各式零部件,这在很大程度上进一步降低了使用成本,从而吸引了更多用户。

物美价廉的“终极秘密”

上述这些手枪包括卡宾枪之所以价格如此低廉,最主要的原因,就是它们在套筒、套筒座、机匣以及其他非主要受力零部件上大量应用铸造锌合金。

锌合金是以锌为基础,加入铝、铜、镁等其他元素,从而形成的金属合金。这种合金具有成本低、熔点低、无毒,液体状态下流动性好,方便铸造、熔焊及表面处理,具有较好的常温机械性能和耐磨性,在大气中耐腐蚀,残料便于回收和重新加工等优点。

整体而言,高点手枪的特点可归纳为不便携带、可靠、廉价、威力较大,因此更适合作为家庭防御武器

锌合金因其价廉、方便加工、机械性能较好等特点,被广泛用于制造机械零部件、电器元件以及洁具、玩具、装饰品等等

1935年,德国人发现某些种类的锌合金在力学和减摩性能上具有独特优势,最先将其应用于军事领域,用其替代紧缺且昂贵的铜基合金及巴氏合金,制造车辆轴承的轴瓦(套),收效良好。1939~1943年,德国铸造锌/铝合金的年使用量由7800吨猛增到4.9万吨。战后的1959年,国际铅锌组织成员联合启动名为“Long-SPlan”的科研计划,旨在开发新一代减摩(轴承)合金。1970年代初期,加拿大与美国合作研制出ZA8、ZA12、ZA27等型号的锌基减摩合金,用于汽车、机床等低速重载工作场合,以优良的减摩性和更高的经济性,全面取代了铜基合金、巴氏合金等传统减摩材料。

发展到今天,锌合金的种类更加丰富。从制造工艺来看,可分为铸造锌合金、变形锌合金两类,其中又以铸造居多,主要包括Zamak和ZA系列合金。除机械零部件外,还可以用于汽车、机电配件、电器元件、日用五金、装饰品等的制造。在现代军事工业中,铸造锌合金一般主要用来制造通信、仪表设备外壳和一些形状复杂的压铸零部件,但在枪械零部件上一般并不使用。

在MP-25、高点手枪系列上都有应用的Zamak-3铸造锌合金

那为什么这些美国厂商要反其道而行之,舍弃传统的钢、铝合金,而改用锌合金来制造这些廉价枪械的零部件呢?这是由多种原因综合形成的。

除了本质为铁碳合金的钢之外,市场上最常见的合金共有4种,分别是锌合金、铝合金、镁合金、钛合金。4种合金中,锌合金是加工成本最低的,它的熔点极低,只有385℃左右,是四者中最低的(铝合金熔点约为660℃,镁合金约650℃,钛合金约1670℃,钛合金的熔点甚至比钢还要高),而且锌合金的铸造性能好,通过挤压铸造方式,可以制成形状复杂,甚至薄壁结构的精密零部件,并且铸件表面光滑、不粘模,半成品即可进行打孔、钎焊等后续加工,也方便应用电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等表面处理工艺。而钢和其他合金,一般只能通过对金属棒、块或型材进行铣削加工的方法,才能得到零件毛坯,工时和成本都远高于锌合金。

在硬度和强度方面,锌合金在4种合金中稳居第二。具体来看,锌合金的抗拉强度在220~440MPa,布氏硬度值为65~140,而镁合金的抗拉强度在250~343MPa,布氏硬度值为60~75,铝合金抗拉强度在110~270MPa,布氏硬度值为75~120,而钛合金抗拉强度在580~1646MPa,布氏硬度值为270~310。可见,锌合金在机械性能上虽然不敌钛合金和钢,但又比铝合金和镁合金高出一筹。

锌合金其实还广泛应用在另一类“枪械”上,那就是各种空气软枪或玩具枪

在价格上,锌合金在4种合金中居于第三位。单质锌价格与镁接近,比铝高出不到1/3,不过都远远不能和钛相比。而且考虑到锌合金相对容易制备的特点,其实际成本还会进一步降低。

锌合金的最大缺点在于其密度大,约为6.7g/cm3,远高于铝合金的2.7g/cm3和镁合金的1.8g/cm3,也比钛合金的4.5g/cm3要重,正因为此,锌合金的比强度指标(抗拉强度除以密度所得值即是比强度指标)只有52,是四者中最低的。不过,锌合金还是比钢要轻一些,后者的密度达到7.8g/cm3以上。

综上所述,虽然使用锌合金并不能得到最好的机械性能,甚至为此增加一部分质量,但相较其材料、工艺上节约的成本而言,这些代价完全可以接受。可以说,在现有的科技水平下,大量使用锌合金,确实是降低成本最有效的途径之一。

当然,军用枪械上不使用鋅合金,除质量和机械性能的问题外,还因为锌合金存在一些与生俱来的缺陷,主要包括晶间腐蚀、时效作用和低温环境的易脆性。

锌合金铸造件内部一旦存在裂缝、气泡等隐患,就很容易发生图中这种断裂情况。但高点公司的产品发生这种情况,可以免费更换断裂的零部件甚至整枪

除锌合金外,早期也经常使用黄铜来制造枪械零部件,甚至包括气枪的枪管。图中这种罕见的美国产“唯一”四管袖珍手枪,枪管部分就是用黄铜制造,表面再经过镀镍处理

除金属材料外,MP-25、高点手枪系列节约成本的另一个途径,就是尽量使用现成的工业零部件,特别是弹簧和紧固件,如高点手枪、卡宾枪系列上使用的都是商用的标准十字和内六角螺丝(栓)

其中,晶间腐蚀主要是因为合金中存在铅、锡、镉等有害成份,它们会集中于晶粒边界成为阴极,而富铝固溶体成为阳极,在存在水或其他电解质的条件下,发生晶间电化学腐蚀,导致铸件因晶间腐蚀而老化,表现为体积胀大,机械性能特别是塑性显著下降,时间长了甚至发生破裂。

时效作用则是因为锌合金中的富锌固溶体、富铝固溶体的溶解度会随着温度的下降而降低,而铸造时由于铸件凝固速度极快,导致室温下固溶体溶解度达到过饱和状态,一段时间之后,过饱和现象逐渐解除,导致铸件的形状和尺寸都会略微发生变化,强度也自然降低。

易脆性是指锌合金虽然在常温下有较好的机械性能,但不宜在高温以及0℃以下的低温环境下使用,否则抗拉强度和低温下的抗冲击性能都会显著下降,变得易脆易断。

此外,锌合金压铸件还存在表面易起泡的缺陷,主要原因是铅、镉含量过高,工件刚压铸成型时,表面质量一切正常,但在室温下存放数周到数月后,表面会出现鼓泡,有的到抛光或电镀加工后才会显露出来,严重影响成品外观。铁对于锌合金来说也属于有害杂质元素,会导致压铸件中形成硬质点,增加合金的脆性,并影响后续加工及抛光。高点JCP40手枪就曾出现新枪套筒表面带有划痕,使用时间稍长后,逐步演变成为裂缝的个案,最终高点公司负责更换新套筒。钢质套筒虽然也会因材料、工艺缺陷,出现应力集中导致断裂的情况,但出现机率还是低得多。

伯莱塔APX 9mm自动手枪,采用不锈钢套筒加聚合物套筒座的组合形式,这是近年来的一种流行趋势

国外商家推出的80% 完成度的格洛克手枪套筒座,由买家自行完成剩余的加工工作。这种套筒座为聚合物材质

日常生活中锌合金洁具和玩具只要使用时间稍久,便会发生脆断,或表面起泡剥落,主要就是上述原因导致的。但如果选用成份控制良好的高品质锌合金,并在铸造工艺上严格把关,这些问题大部分是可以解决的,只是成本会相应上升。但相对民用枪械来说,军用枪械对武器的长期储存性和环境适应性有着更严格的要求,因此不会选用锌合金材料。大多数民用枪械不会过分追求低成本,所以也不会选用。

说到底,锌合金在廉价手枪上的使用只是极少数厂商节约成本的手段之一,是权衡多方利弊后的选择,并非最优方案。与之相比,应用更为广泛,也更有发展前景的是枪械用新型聚合物材料。目前,聚合物制造的枪托/护手、套筒座/握把、弹匣等零部件已经全面取代传统的钢、木零部件,应用比例最高的AUG步枪其聚合物零部件占比已经超过85%。随着聚合物弹壳的实际应用和更新一代材料的出现,未来机匣、枪机等受力、耐压、承受高温的零部件也有可能逐步改为由其制造,而且随着应用量的增加,成本可能逐步下降。未来的廉价手枪,是否也会大量使用聚合物材料,让我们共同关注。(全文完)

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