В роли утюга

Какую только работу не придумывают для алмаза в цехе!? И всюду он превосходно с ней управляется; словно это о нем писал поэт А. Кольцов: «что работаю, все мне спорится!».

Совсем недавно алмаз заставили стать. . . утюгом. Имеется в виду новый вид технологической обработки — алмазное выглаживание, относящееся к особоточным отделочным операциям. Для чего необходимо выглаживание?

Дело в том, что в любой трущейся детали практически работает лишь ее тонкий поверхностный слой. От качества этого слоя зависит прочность и долговечность детали. Эти качества можно повысить различными способами: обкаткой роликами, шариками, наплавкой других, более прочных и износостойких материалов и т. п. Но эти способы непригодны там, где приходится упрочнять закаленные детали. В таких случаях производственника может хорошо выручить алмазный кристалл, которому поручают выполнение обязанностей своеобразного «утюга». Кроме закаленных изделий алмазному выглаживанию подвергают также изделия, сделанные из особотвердых сплавов и металлов (только титан и цирконий не поддаются воздействию алмазного утюга — они налипают на него).

Утюгом служит кристалл алмаза весом от 0,5 до 1,0 карата. Его рабочая поверхность тщательно отшлифована в виде полусферы радиусом 3,2 миллиметра. Чистота отшлифованной сферы исключительно высока — она достигает 14-го класса! Шлифовка ведется в строгом соответствии с кристаллографическими особенностями данного камня с тем, чтобы «твердое» направление кристалла совпадало с вектором скорости резания.

Обработанный таким образом кристалл алмаза закрепляют либо в жесткой, либо в пружинной оправке. Намертво зажатую в суппорте станка оправку с алмазом прижимают к вращающемуся изделию, передвигая утюг в обе стороны вдоль обрабатываемой поверхности. Усилие прижатия алмаза достигает 3—6 килограммов. Чтобы процесс выглаживания был эффективнее, применяют смазку касторовым или вазелиновым маслом.

По существу алмазное выглаживание напоминает точение, но без снятия стружки. В зоне контакта алмаза и детали происходят весьма сложные физико-химические процессы. Алмазный кристалл коренным образом изменяет микрогеометрию поверхности, к которой он прикоснулся: она выглаживается буквально до зеркального состояния. Первоначальная величина шероховатостей (неровностей) поверхности после выглаживания снижается в 20—40 раз, а чистота обработки повышается на два класса! И все это чудесное превращение длится не более одной минуты.

Однако одним этим дело не ограничивается. Поверхность детали значительно упрочняется — глубина упрочненного слоя достигает 0,2—0,4 миллиметра. Словно по волшебству, исчезают микротрещины на выглаженной поверхности. Алмазное выглаживание сообщает изделию повышенную на 20—25% усталостную прочность и тем самым, следовательно, значительно удлиняет срок его службы.

Скорость, с которой производится выглаживание, сравнительно невелика — не более 150 метров в минуту. Но если алмазный кристалл будет работать без вибраций и биений, то он пройдет путь длиной 150—180 километров без перешлифовки (а перешлифовывать его можно до десяти раз).

Приведем лишь два примера, наглядно иллюстрирующих высокую эффективность алмазного выглаживания. Первый из них касается коренной шейки коленчатого вала двигателя «Москщ1ча-408». Вал изготавливается из стали с последующей закалкой. До выглаживания класс чистоты шейки равнялся 6-му, после выглаживания — 8-му, а микротвердость соответственно — 712 и 888; длительность выглаживания — 50 секунд.

Другой пример. Невыглаженный поршневой палец после пробега автомашины в 43 тысячи километров износился на 7,5 микрон, а выглаженный — только на 5. Алмазный утюг, как видим, изрядно продлил долговечность пальца. При годовом выпуске только в один миллион автомобилей количество поршневых пальцев исчисляется многими миллионами (считая и запасные) — экономия весьма ощутимая!

Нет ничего удивительного в том, что алмаз-утюг стал желанным работником в цехах металлообрабатывающих заводов.

Словно по волшебству, исчезают микротрещины на выглаженной поверхности