|
|
|
Горение в помощь шлифованию В ИЗОБРЕТЕНИИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК Б. Т. ГОРШКОВА И ЕГО СОТРУДНИКОВ РЕАЛИЗОВАНА СМЕЛАЯ ИДЕЯ — СНИМАТЬ ПРИ ШЛИФОВАНИИ РАЗМЯГЧЕННЫЙ, ПОЧТИ РАСПЛАВЛЕННЫЙ МЕТАЛЛ, А РАЗОГРЕВАТЬ ЕГО ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ МЕЖДУ ВЕЩЕСТВАМИ, ВВЕДЕННЫМИ В СОСТАВ ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА И НАХОДЯЩИМИСЯ В ОБРАБАТЫВАЕМОМ МАТЕРИАЛЕ. МОЖНО УВЕЛИЧИТЬ НЕ ТОЛЬКО ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ШЛИФОВКИ, но И СТОЙКОСТЬ АБРАЗИВНОГО ИНСТРУМЕНТА (А. С. № 639687). Почти 200 лет назад Вениамин Румфорд, рассверливая огромным сверлом (его приводили во вращение две лошади) ствол бронзовой пушки, подсчитал, что одна большая калория эквивалентна 560 килограммометрам механической работы. За последующие сто с лишним лет скорости сверления, как, впрочем, и других способов обработки металлов резанием, не очень ушли от лошадиных. До изобретения быстрорежущих сталей и твердых сплавов было еще далеко, и этот грубо подсчитанный механический эквивалент теплоты, время от времени немного уточнявшийся, всех устраивал. Но в 1910 году профессор Н. Н. Савин с помощью тщательных калориметрических опытов при резании сталей получил значение эквивалента чуть ли не на сто единиц меньшее, чем принятое к тому времени, что никак не увязывалось с законом сохранения энергии. И до сих пор в уравнении для расчета количества тепла, выделяющегося при резании, немым укором нашему незнанию фигурирует некий физически необъясненный коэффициент. И чем выше становились скорости резания, тем большую поправку приходилось вносить в расчеты. Лет пятнадцать назад при участии Б. Т. Горшкова на заводе «Электросталь» им. И. Ф. Тевосяна начали разрабатывать и внедрять силовое шлифование. Это было шлифование большими абразивными кругами на больших подачах и скоростях, таких, что иной раз стружка получалась не меньше, чем из-под чистовой фрезы.  Стружка, как фрезерная, но сопровождалась химическими и физическими явлениями, которых при обычном и даже скоростном резании не было. Оказалось, что стружка в зоне контакта с поверхностью круга частично сгорала и выделявшееся тепло размягчало поверхность обрабатываемого металла. Это было ново и весьма интересно. Для размягчения тепла было явно недостаточно. Исследователи выяснили, что дополнительное тепло давала экзотермическая реакция синтеза тугоплавких соединений (окислов, карбидов, нитридов) из химических элементов, входящих в состав обрабатываемой стали и инструмента. Особенно заметным эффект размягчения был при обработке сталей с повышенным содержанием титана. Тогда в зоне контакта развивалась температура около 4 600° К. Изобретатели решают воспользоваться открытым ими явлением. Они введут титан в шлифовальный круг и так разогреют поверхность обрабатываемого металла, что стружка будет сниматься с него, как подтаявшее масло с бутерброда. Однако всегда старались как можно интенсивнее охлаждать и обрабатываемый металл и инструмент, обдавали их струей эмульсии — для защиты зерен и главным образом связки абразивного круга от разрушения теплом. Но теперь нужно было и образив от тепла защитить и обрабатываемый металл не охладить. Тут могли бы справиться те же карбиды — вещества твердые и тугоплавкие. Но чтобы карбидов и особенно хорошо, защищающих связку карбонитридов хватило и на разогрев обрабатываемого металла и на защиту круга, нужно много углерода, без которого, как известно, карбиды не образуются. Но вводить дополнительный углерод — связка получится слабой. Выбраться из этого заколдованного круга помог серый чугун. Углерод в нем имеет форму пластинок графита и становится активным лишь при высокой температуре. Что и нужно! Пока изготавливается круг, углерод из чугуна с органической связкой не реагирует, да и сама связка в дополнительной защите не нуждается. Зато, когда в зоне резания возникает высокая температура, углерод становится активным и образует вещества, защищающие и абразивные зерна и связку. Сейчас в металлургической промышленности при обработке проката (удаляют поверхностные дефекты) максимальная скорость шлифования 60 метров в секунду. Изобретенным кругом можно шлифовать на скоростях 80, 100 и более метров в секунду, что при массовом производстве трудно переоценить. В конце года Б. Т. Горшков выступит с докладом на секции резания металла Госкомитета СССР по науке и технике. К новому способу шлифования и инструменту, позволяющему его осуществлять, проявляют интерес многие предприятия Москвы, Украины, Урала. Авторы изобретения считают, что только металлургической промышленности нужны десятки тысяч высокопрочных шлифовальных кругов. В 1980 году намечено выпустить опытную партию в 300 штук.  |
  |