Борьба за скорость - [24]

Электросварка.

Сталь-быстрорез появилась в технике в начале этого века. С тех пор и до сегодняшнего дня служит она человеку. И не один быстрорез, а целое семейство быстрорезов обрабатывает металл.

Вольфрам, которого много в быстрорежущей стали, дорог. Так же, как в дорогих высоколегированных марках стали стремятся ввести более дешевые присадки, так находят заменители и быстрорезу.

Но легированные стали становились прочнее и тверже. Росли скорости резания. Тогда и появились твердые сплавы, которые дала металлокерамика, порошковая металлургия. Они не теряют своей твердости до 900°. Недаром их и назвали твердыми.

Твердые сплавы — новый вклад в борьбу за скорость резания. С ними стало возможным довести ее до 100–150 метров в минуту, а советские токари-скоростники далеко превзошли и эту цифру.

Советский твердый сплав «победит» был победой советской техники. Наши металлурги на этом не остановились, создав отличные твердые сплавы, превосходящие лучшие иностранные образцы.

В последнее время появились еще более твердые и стойкие материалы для резцов.

Как и легированная сталь, твердые сплавы содержат дорогие дефицитные металлы — вольфрам, кобальт, титан. Как и для легированной стали, им находят заменители.

Оказалось, что резец можно сделать и не из металлов.

Такие резцы впервые были созданы в нашей стране.

Новые — керамические — резцы, приготовленные из минерального сырья, значительно дешевле твердосплавных, а режут металл лучше, чем быстрорежущая сталь, и не хуже, чем твердые сплавы. Они сохраняют твердость до температуры свыше 1200°.

«Таким резцом я обтачивал детали из чугуна, — рассказывает токарь-скоростник лауреат Сталинской премии Павел Быков. — Результат превзошел самые смелые ожидания. При резце из твердого сплава скорость резания чугуна в 200–250 метров в минуту считается выдающейся. А работая керамическим резцом, я поднял скорость резания до 1 845 метров в минуту! По нормам мне на обработку четырнадцати деталей полагалось 8 часов 10 минут — целый рабочий день. Я же закончил всю эту работу за полчаса».

Павел Быков, применяя керамику, достиг скорости резания в 3 200 метров в минуту. Вот какие возможности открывают новые керамические резцы! Дешевым, твердым, стойким керамическим резцам, очевидно, принадлежит будущее в металлообработке. Наши ученые продолжают работать над совершенствованием керамических материалов, и есть уже сведения о том, что созданы новые, сверхтвердые тугоплавкие резцы из керамики, соперничающие по твердости с алмазом — самым твердым веществом на Земле.

Электродолбежка.

Техническая мысль уже давно работала над тем, чтобы повысить скорость резания.

Облегчить работу резца. Сделать металл с поверхности более мягким, а для этого его нагреть.

Нагретый металл легче поддается обработке, так рассуждали некоторые исследователи.

Они нагревали металл и резали — его. Они призвали на помощь токи высокой частоты — те самые, которые нагревают металл лишь с поверхности, не трогая сердцевины.

Нагретый слой снимали резцом.

И действительно нагрев ломал упрямство металла. Резец входил в него, как в масло. Почти втрое меньше требовалось усилий, чтобы снимать стружку.

Все было бы хорошо, если бы не приходилось металл нагревать.

Не очень-то просто обращаться с горячей деталью. И нагрев для нее может даром не пройти. Того и гляди, что перешагнешь за опасную температуру — и все кончено. Тепло ведь, как мы знаем, перестраивает структуру металла. Наконец сам резец режет не холодный, а горячий металл, и от этого ему лучше не становится. Он быстрее нагреется и «сядет».

Тогда пошли по другому пути.

Чем быстрее резец режет металл, тем больше снимается стружки и больше выделяется тепла. Резание разогревает металл, да так сильно, что его не нужно еще подогревать. Прочность металла в том месте, где он режется резцом, уменьшается в несколько раз. Облегчается, ускоряется работа резца.

Понижая твердость металла, тепло помогает резанию и в то же время, понижая стойкость резца, вредит резанию. Тепло это приносит не только пользу, а и вред. Поэтому и приходится при скоростном резании применять стойкие, твердые резцы.

Электроискровая обработка.

При резании происходят очень сложные процессы. Изучением их занимались и занимаются советские ученые — профессора В. Д. Кузнецов, В. А. Кривоухов и многие другие.

За несколько лет до того, как скоростное резание металлов появилось в Соединенных Штатах Америки, у нас впервые было положено начало эпохе больших скоростей в металлообработке.

И то, что ученые предвидели, подтвердилось. Предел скорости резания можно отодвинуть, — говорили результаты опытов. Так, в лаборатории Томского политехнического института были поставлены опыты скоростного фрезерования стали. Фреза так быстро снимала стружку — скорость резания доходила иногда до 5 тысяч метров в минуту, — что металл плавился с поверхности. Велись опыты скоростного точения высокопрочной стали — закаленной и нержавеющей. Они доказали, что резать металл можно гораздо быстрее, чем утверждали старые учебники, старые теории, старые нормы.

Но это было не все. Из лабораторий и институтов нужно было открыть широкую дорогу скоростному резанию на заводы. Нужно было на практике решить задачу — резать металл с невиданной еще скоростью.