Файл: Зубков Б.В. Луч, искра, взрыв обрабатывают металл рассказы о новом и необыч. в обраб. металла.pdf

чаются тяжелее и хуже. К тому же недостаток сварноштампсвакных узлов — в высокой их трудоемкости. Они состоят из десятков, а то и сотен мелких деталей. Их нужно отштамповать, собрать воедино, сварить, а затем снова подгонки, рихтовки, подгибка...

Всех этих недостатков кет у литья, но отлить деталь толщиною меньше трех миллиметров, а длиною больше 15 сантиметров до сих пор никому не удавалось. Дело в том, что жидким металлом практически невозможно за­ полнить узкую и глубокую щель литейной формы: огнен­ ная жидкость быстро охлаждается и густеет. Увеличи­ вать высоту заливки, чтобы повысить напор, бесполезно: одновременно растут гидравлические совротивленпя, и положение не улучшается. А кроме того, затвердевший металл всегда должен соприкасаться с жидким, чтобы все время пропитывались зазоры, образующиеся между растущими кристалликами. Иначе отливка получится рыхлей.

Типично изобретательскую головоломку, как зали­ вать узкую литей-'ую форму широкой струей, пр-осто и

тили ее из неподвижного ящика, какой она была раньше, в слаженно действующий механизм с точно рассчитан­ ной кинематикой.

Пгоиесс литья внешне весьма несложен. В раскры­ тую форму из разливочного ковша заливают расплав. Включается электромотор, и специальный редукторна­ чинает смыкать раздвинутые половинки, кагк створки раковины, когда ее обитатель, моллюск, почует опас­ ность. Выжимаемый расплав устремляется вверх, уро­ вень его стремительно повышается. Вот створки захлоп­

54

пимым жаром, но уже совершенно готовую, законченную

тырех. Длина панели доходит до пяти-шести метров, а высота до двух метров. Лить можно алюминий, сталь, чугун, жаоопрочные сплавы практически любого соста­ ва. Механические свойства отливок замечательные, внутренняя структура радует металловедов с в о р й мелкозепнистостью, точность размеров по толщине 0.5 милли­ метра, так что станкам не придется обгладывать заго­ товки. перегоняя в стружку тонны металла. Даже от­ делки никакой больше не требуется: поверхность отливок г.гяпкря т.-рк матовое етекло. чистота ее соответствует четвертому классу и сразу годится под краску. Как гово­ рят строители, детали полной заводской готовности.

Литые детали обычно получаются хоупкими, боятся ударов' В этом их большой недостаток. Панели, полу­ ченные новым способом, наоборот, очень гибки, их мож­ но сворачивать в рулоны, как листы ватмана. Кроме того, никаким другим способом вообще невозможно от­ лить тонкостенные пластины с густой сеткой продольных и поперечных подкрепляющих ребер миллиметровой тол­ щины и шестидесятимиллиметровой высоты.

Установку для литья выжиманием, как назвали свой способ изобоетатели, можно сделать своими силами на любом заводе. Потребное оборудование и технология довольно просты, но физические явления, протекающие в бурлящем металле, очень сложны и интересны. Так, при сближении створок не весь расплав поднимается кверху с одинаковой скоростью. Трение тормозит струй­ ки, прилегающие к боковым поверхностям формы, и они текут медленнее, стоуйки центральной части потока — быстрее. Разность скоростей заставляет впащаться газо­ вые пузырьки и крупинки шлаков, засоряющих металл, они смещаются к центру потока и сами собой выносятся

55

из формы вместе с избытком расплава. Происходит так называемая автодегазация, улучшающая качество от­ ливки. Сближающиеся створки непрерывно повышают давление в жидком металле, механическое сжатие спо­ собствует хорошей пропитке затвердевающих слоев.

5$

законов движения воды, масла или даже воздуха. Во всяком случае и те и другие явления можно описать одними и теми же формулами и уравнениями. Поэтому для расчета литейных процессов здесь впервые удалось применить мощный математический аппарат, разрабо­ танный несколькими поколениями аэродннамиков. По­ добно • самолетостроителям, исследующим обтекание крыльев воздушным потоком, изобретатели рассчитали скорость течения металла в отдельных точках литейной формы. Вычисленные данные точно совпали с получен­ ными опытным путем. А опыты проводились так. В про­ зрачную модель литейной формы заливали глицерин или спирт со взвешенными в них цветными горошинками полистирола. Процесс выжимания снимался на кино­ пленку, одновременно для получения масштаба времени фотографировалась шкала секундомера. Совмещая и комбинируя кинокадры, изобретатели вычертили траек­ тории движения пластмассовых частичек, а значит, и направления струек жидкости. Использование матема­ тики и методов аэро- и гидродинамики позволит литей­ щикам в будущем получать, еще. более сложные и каче­ ственные отливки.

Но уже и сейчас способ литья выжиманием широко применяется в авиационной поомышленности, где тре­ бования к качеству деталей особенно велики. В раз­ движных формах льют тонкостенные узлы самолетов, начиная от простых крышек, створок нулей, тормозных щитков и кончая сложными и ответственными наруж­ ными плоскостями крыла и элементами фюзеляжа. Стоимость их по сравнению с клепаными узлами снизи­ лась в шесть-восемь раз.

С помощью изобретения Стебакова и Никольского уже сегод"я можно приступить к массовой отливке кузовев автомобилей, кожухов сельнюхозяйственных машин и даже... переплетов для книг.

57

Крупное изобретение советских литейщиков пере­ шагнуло границы и получило международное признание. Недаром американский журнал, описывая новый спо­ соб, озаглавил статью «Как отливать невозможное».

Ракета раздув?ет сталь

Замечательные свойства металлокерамики, деталей, полученных методами порошковой металлургии, хорошо известны. Высокая жаропрочность, возможность полу­ чения экзотических композиций, таких, как металл-по­ лимер, металл-стекло, металл-окисел, простота обработ­ ки, отсутствие отходов — вот лишь немногие из ее достоинств.

Но, увы! Объем производства порошковой металлур­ гии ничтожен и составляет всего несколько сотых про­ цента от миллионов тонн сталей и сплавов, выплавля­ емых в нашей стране.

Одна из главных причин такой диспропорции — труд­ ность и дороговизна .получения исходного сырья — металлического порошка. Самый эффективный способ измельчения, применяемый на сегодня, — раздувка рас­ плава воздушной струей. Однако это требует громадного расхода энергии на компримирование — сжатие возду­ ха, а сам воздух окисляет металл, и значительная его часть сгорает. Из-за охлаждения расплава не удается получить мелкую фракцию, вместо металлической пудры образуется мелкая дробь.

Кандидат технических наук Б. К. Тельнов знал обо всех этих недостатках. И ему удалось устранить их, при­ чем одновременно упростилось до чрезвычайности необ­ ходимое оборудование. Суть изобретения Тельчовз (авторское свидетельство 114045)— в замене воздуха раскаленными газами — продуктами сгорания топлива.

58

терами; железнодорожные составы с изложницами, длинные ряды томильных колодцев, могучие блюминги уступают место компактным установкам непрерывной разливки стали. Эти установки будут сразу давать слит­ ки, годные для прокатки. '

Но ведь и современные трубопрокатные станы — по­ истине грандиозные сооружения. Нельзя ли получать готовые трубы без них? Вообще говоря, можно сразу

водительным, непрерывно действующим стан-ом? Нет. конечно. Здесь нужен какой-то принципиально нсгвый и обязательно непрерывный технологический процесс, ко­ торый бы объединял в себе простоту литья и производи­ тельность прокатки. Короче говоря, позволял бы полу­ чать прокат без прокатных станов.

Чтобы -осуществить эту смелую идею в металле, со­ ветский изобретатель, член-коореспондент АН БССР Альберт Иосифович Вейник за последние несколько лет провел сотни экспериментов. И они увенчались полным успехом.

Опытная установка Вейника, построенная в Физикотехническом институте АН БССР, представляет собой Н-образную трубу с двумя коленами. В одно колесо заливается жидкий металл, а из другого, оканчивающе­ гося водоохлаждаемым кристаллизатором, со скоростью 8.5 метра в минуту вылезает вишнево-красная труба. Принцип действия такого устройства напоминает уста­ новку непрерывной разливки, только здесь из кристал­ лизатора выходит не сплошной слиток, а готовая труба,, и движется она не вниз, а вверх. Так же. как и там, металл намерзает на стенках кристаллизатора, и точно так же специальная затравка вытягивает его наружу. Но пустотелая труба остывает гораздо быстрей, чем сплошной слиток. Позтому-тр скорость ее движения ч

60