Металлы и человек - Михаил Васильев

Это очень древний и очень простой процесс. Проволоку, полученную на прокатном стане, протягивают через отверстие — очко — меньшего диаметра, чем у протягиваемой проволоки. Неумолимо крутится катушка, звенит от напряжения протягиваемая через очко проволока. У нее блестящая, ровная поверхность, ее диаметр с точностью до сотых долей миллиметра соответствует заданному.

Не только круглую проволоку, но и другие профили можно получить волочением — тонкостенные трубы, прямоугольники и т. д.

Волочением можно получить проволоку диаметром менее 0,01 мм и трубы с толщиной стенок менее 0,1 мм. Каким еще способом можно получить такие изделия?!

…На московском заводе «Серп и молот» я часами наблюдал за удивительно красивой работой мастеров у прокатного стана.

Вот из нагревательной печи поступила раскаленная болванка. Ее подхватывают клещи, мгновение — и она уже между неумолимыми валками. Из кургузой она становится продолговатой. И снова умелые и точные клещи схватывают ее и бросают в железные челюсти стана. Еще и еще. И вот уже огненная змея бежит мимо рабочего. Она течет и течет из валков, конец ее скрывается под чугунными плитами пола. Несколько мгновений она блуждает где-то в подземелье и снова возвращается наружу. Огненный змей грозно бежит к рабочему, словно готовясь ударить, оплести пламенным объятием, сжечь.

Но рабочий спокоен. Голову змея снова плющат валки, и снова он возвращается из подземелья. Уже два огненных потока двумя петлями обегают прокатчика. Но он уверен в своих силах и спокоен.

Инженеры из этого цеха что-то говорили мне об устаревшей технологии, о новых механизмах, которые вот-вот должны ввести и которые сделают ненужным этот прекрасный, но тяжелый физический труд. И это, конечно, так. Но для меня рабочий, у клети прокатного стана ожидающий внимательно, но совершенно спокойно огненную змею, готовящуюся ужалить, стал как бы символом власти человека над металлом.

В кузнице

Свободная ковка — не только один из видов обработки металлов давлением, это еще и самый древний способ. Ему, наверное, не меньше десяти тысяч лет. Ведь на самородки золота и серебра, на куски метеорного железа человек переносил тот же, известный ему уже метод обработки материалов — удары камнем. Слитки металлов изменяли свою форму — это и была ковка.

В течение многих веков буквально у всех народов профессия кузнеца была священной. У древних греков даже один из богов, Гефест, профессионально занимался кузнечным делом. Аналогичный бог по имени Сварог был и у наших предков до того, как они приняли христианство. И, видимо, в течение многих веков почти не изменялась эта профессия. Правда, кузнецы перестали заниматься выплавкой металлов из руд, правда, работу с драгоценными металлами они уступили ювелирам. Когда-то и то и другое входило в их обязанности. Но что касается собственно ковки, то и сегодня кузнец, занимающийся ручной ковкой, работает почти так же, как и сто лет, и тысячу лет назад.

Конечно, развитие техники предъявило свой счет и кузнецам. От них потребовались поковки весом в десятки, а то и в пару сотен тони. Конечно, самые сильные молотобойцы не откуют вала корабельного винта или крупной гидравлической турбины. Так в кузницу пришли различные молоты — пневматические, паровоздушные, гидравлические прессы. Когда-то отличным работником считался молотобоец, способный работать с пудовой кувалдой. «Кувалда» — вес падающих частей пневматического молота — превосходит иной раз 1000 кг, а давление гидравлического пресса составляет нередко даже несколько десятков тысяч тонн. Пришли в кузницу на смену примитивному горну пламенные и электрические печи. Клещи при обращении с крупными заготовками на ряде заводов заменил кузнечный манипулятор — удивительная машина, в тысячи крат усилившая руки кузнеца.

И все-таки свободная ковка принципиально не изменилась. Но…

Вспомним литье. Оно немногим моложе ковки, но сколько принципиально новых способов литья пришло на заводы в самые последние годы, хотя основной метод — литье в землю — тоже не претерпел принципиальных изменений.

Вот такие же принципиально новые методы возникли и в кузнечном цехе.

Как ведется свободная ковка? Вот кузнец положил холодные заготовки в белую от жара сердцевину горна и подбросил кокса. Молотобоец поплевал на руки и взялся за ручку кувалды. Выждав соответствующую паузу, чтобы нагрелась заготовка, он достал ее клещами и быстро положил на наковальню. Теперь металл в его власти.

Хотите, он сделает из длинного прутка приземистый бочонок? Он ставит заготовку на торец. Удар молота и удар кувалды. Еще и еще. Ударяя молоточком по заготовке, кузнец показывает молотобойцу, куда и какой силы нанести удар. И вот заготовка осажена. Она стала короче и раздалась вширь.

Пробить в заготовке отверстие? Нет ничего проще. Он кладет заготовку на отверстие в наковальне и устанавливает прошивень. Несколько ударов кувалдой, и отверстие прошито — так говорят кузнецы. А выдра— выбитый из отверстия кусок металла — уже валяется на полу.

Старик Гефест и сегодня мог бы работать во многих кузницах.

Разрубить заготовку? И это можно. Прошивень заменило зубило. Не такое, каким работают слесари, а с деревянной ручкой. И вот уже металл заготовки разрезан на две части.

Перейдем к машинной ковке. Здесь другие масштабы. Но принцип остался тот же: раскаленный металл изменяет свою форму под действием ударов.

Умелый кузнец прямо-таки чудеса может делать из металла, лежащего перед ним на наковальне или под паровоздушным молотом. И все-таки…

И все-таки кузнечная заготовка, полученная свободной ковкой, очень грубая. Она требует дальнейшей обработки. У нее неизбежно большие припуски. Их надо будет снимать на токарных и других станках. А это все — непроизводительный расход металла. Его не может возместить даже улучшение механических свойств изделия, которое происходит при ковке. И, как мы говорили, вокруг свободной ковки, как и вокруг литья в землю, появились родственные методы обработки, использующие тот же принцип: давление, удар по металлу.

«Что такое хорошо…

Штамповка… Это слово полно оскорбительного смысла, когда его обращают к произведению литературы или искусства, но оно обещает великую возможность массового дешевого производства, когда речь идет о промышленности.

Принцип штамповки прост. Из твердых и прочных сталей изготавливают штамп — точную форму будущего требующегося изделия. Его ставят под молот или пресс. В штамп кладут заготовку — лист или стержень металла. Ударяет молот, нажимает пресс, и из штампа выходит почти готовое изделие. Оно имеет чрезвычайно чистую поверхность, а размеры его выдержаны с точностью до пяти сотых миллиметра.

…и что такое плохо».

Штамповать можно холодный и горячий металл, за один удар или за несколько, когда заготовка переходит из одного штампа в другой и все ближе и ближе ее окончательная форма.

Процесс штамповки отличается высокой производительностью, его легко автоматизировать. Автоматизированные агрегаты горячей штамповки выпускают до 80 изделий в минуту, а холодно-высадочные автоматы— свыше 400 изделий в минуту, 24 тысячи изделий в час!

Огромные преимущества штамповки перед свободной ковкой предопределяют ее все большее распространение. Все более массивные детали начинают изготовлять штамповкой, и соответственно растут мощности штамповочных машин.

Уже приводилась эта цифра: вес кувалды молотобойца редко превосходил 16 кг. Вес подвижных частей молотов, применяемых при свободной ковке, не превосходит 10 тонн, да и то удары такого молота сотрясают здания чуть не всего завода. А штамповочные гидравлические прессы уже имеют мощность свыше 60 тысяч тонн! А проектируются и строятся прессы с усилием до 200 тысяч тонн! На таком прессе можно отштамповать сразу целое крыло самолета или кузов легковой автомашины.

Подсчитайте, насколько мощнее стальные мускулы этих прессов руки молотобойца, которую они заменили!

В большое семейство ковки входит и прессование. При прессовании металл выдавливается через узкое отверстие и образует требующийся профиль. Прессованию в настоящее время подвергаются цветные металлы— алюминий, медь, цинк, олово, свинец и т. д. Для прессования стальных профилей заготовкой служит прокат.

Прессованием изготовляют точные профили, трубы, многие мелкие изделия. Точность и чистота их поверхностей значительно выше, чем при прокатке.

…Все держали хоть раз в руках очень распространенное изделие — тюбик. В таких тюбиках продают зубную пасту, вазелин, краски. Но мало кто знает, что эти тюбики делают прессованием.