Борьба за скорость

Попав в мельчайшую клиновидную трещинку, молекулы этих веществ давят на стенки ее, «расклинивают» с огромной силой — в тонну на каждый квадратный сантиметр.

Каждая молекула — крошка, но их много, и общая сила их давления, как видим, велика. Она разрушает металл.

Теперь становится понятным, почему «понизители твердости» облегчают работу резца. Качество обработки получается очень высоким, уменьшается износ инструмента.

Смазка с такими добавками не только смазывает и охлаждает, но и помогает резать металл.

Электрорезка.

Интересно отметить, что чудесные вещества, помогающие резцу, разрушающие металл, могут и упрочить его.

В лаборатории П. А. Ребиндера наклепывали под слоем керосина металлическую поверхность. Стоило добавить лишь один грамм стеариновой кислоты на килограмм керосина, и твердость сначала падала, а потом увеличивалась.

Мелкозернистый металл более прочен. «Понизители твердости» облегчают измельчение зерен и тем самым способствуют упрочению поверхности металла при наклепе.

«Вот к каким практически важным результатам привело изучение открытых нами явлений, разыгрывающихся при действии активных веществ на внутренние поверхности микротрещин в твердом теле, — говорит академик Ребиндер. — Эти исследования приводят к уменьшению затраты энергии, ускорению процессов обработки материалов, улучшению качества и повышению твердости наружного слоя изделий и удлинению сроков службы инструмента».

Это особенно важно сейчас, когда скоростная обработка металлов широко применяется в нашей промышленности, когда движение скоростников приняло огромный размах.

Повышать скорость обработки металла — задача большой народнохозяйственной важности. Ведь широкое применение скоростного резания в нашей промышленности дает сотни миллионов рублей годовой экономии.

Резание металлов — одна из самых старых отраслей техники.

Как же шла и идет борьба за скорость резания?

Металл режут металлом. Резец — клин, врезаясь в металл, снимает стружку. Он «вгрызается» в металл, разрывает силы сцепления его частиц и скалывает кусочки с поверхности металла.

Резец может это делать потому, что он тверже обрабатываемого металла. И чем он тверже, тем быстрее можно резать. Но тем больше будет и трение, а следовательно, — нагрев резца.

Уже давно началось соревнование между инструментом и материалом, между металлом, которым обрабатывают, и металлом, который обрабатывают. Резцы должны быть тверже и прочнее.

Быстрорежущей назвали сталь для резцов, в которой есть вольфрам, хром, марганец и другие добавки. И действительно, с такой сталью скорость резания возросла в 6-10 раз, с 5-10 до 50–60 метров в минуту. Резец из простой углеродистой стали «садится», теряет твердость при 200–250°. Быстрорез — лишь при 550–600°. Его стойкость в два с лишним раза больше. Быстрорежущая сталь «самозакаливается», становится прочнее в работе.

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».