Сергей Венецкий - В мире металлов

Из нового сплава можно изготовлять изделия самой причудливой конфигурации, используя известные методы технологии формовки пластичных материалов под давлением.

С тех пор как в 1810 году англичанин Питер Дюренд получил патент на консервную банку из жести, люди употребили в пищу несметное количество консервов. Наиболее крупные страны ежегодно производят по нескольку миллиардов банок с мясом, рыбой, овощами и другими продуктами. А много ли это? Судите сами: с начала нашего летоисчисления человечество прожило лишь немногим более миллиарда минут (28 апреля 1902 года в 10 часов 40 минут время начало отсчитывать второй миллиард минут новой эры).

Но если для "хранения" прожитых минут нужны лишь крохотные уголки памяти (да и то не всегда), то с миллиардами использованных консервных банок дело обстоит значительно сложнее. Каждую секунду в мусорные ящики летят тысячи и тысячи банок. Но ведь городские свалки мусора — не безбрежный океан, способный поглотить все отходы города. К тому же банки — это не только железо, но и слой дефицитного олова. Вот почему инженеры и ученые давно ищут простые и экономичные способы утилизации этих металлов.

Щербинский завод вторичных цветных металлов и Донецкий институт "ВНИПИвторцветмет" создали установку для снятия олова с консервной жести. Непрерывным потоком банки поступают в горловину установки, которой управляет один человек. Там под действием электролиза железо вынуждено снимать оловянную "рубашку". Из этой "бани" выходят очищенная жесть (кстати, отличная шихта для сталеплавильных печей) и светлые оловянные слитки. Они снова готовы превратиться в консервную банку.

Существует немало проектов и уже действующих установок по извлечению ценных компонентов из отходов, поступающих на городские свалки. В некоторых установках, в частности, предусмотрено оригинальное электромагнитное устройство для "добычи" из мусора алюминия — так называемый электродинамический сепаратор. Но ведь магнитное поле не действует на алюминий? Как же с его помощью удается извлечь этот металл? Оказывается, если возбудить в алюминиевом предмете переменный ток, перемещая его в соответствующем электрическом поле, то металл на какое-то время намагничивается. В этом состоянии он и попадает в "руки" магнитов (стальные и железные предметы удаляются из общей массы тоже магнитным способом, но раньше, чем алюминий, и, разумеется, без электрической обработки).

В других установках для той же цели предусмотрен водный сепаратор: плотность воды в нем повышают добавкой минеральных веществ, и более легкие алюминиевые частицы вынуждены всплывать на поверхность. Остается их собрать и отправить на металлургический завод, где они превратятся в проволоку, ленту, фольгу и другие виды алюминиевой продукции.

Наибольшим нагрузкам в различных узлах машин и механизмов подвергаются, как правило, детали креплений и соединений. Многие из них при этом испытывают знакопеременные нагрузки, а именно на такой "работе" металл особенно сильно подвержен опасному "профессиональному заболеванию" — усталости. Порой уставший металл не выдерживает выпавших на его долю тяжких испытаний и в нем появляются микротрещины, которые затем могут стать причиной поломок и аварий.

А нельзя ли обнаружить усталость металла на ранней стадии, чтобы не допустить выхода механизма из строя? Эту задачу поставил перед собой английский изобретатель Эрик Дональд. Ему удалось найти простое и остроумное решение: он предложил высверливать болты и образовавшуюся полость заполнять яркой краской. Как только в таком болте образуется маленькая трещинка, жидкость начнет просачиваться наружу и тем самым своевременно сигнализировать о возникшей опасности.

За свои "кровоточащие" болты Дональд был удостоен золотой медали Британского института патентодержателей и изобретателей. Метод применим и к другим соединительным элементам: осям, на которых вращаются винты вертолетов, шарнирам, заклепкам и т. д. По мнению специалистов, новинка позволит предотвратить многие катастрофы, в частности авиационные, и спасти тысячи человеческих жизней.

Американские ученые фирмы "Дюпон" создали композиционный материал, обладающий очень высокой износостойкостью. Никелевая основа нового материала, названного "алмазным сплавом", содержит 30 % порошкообразных синтетических алмазов. Трущиеся детали станков, машин, приборов, покрытые тонким слоем этого композита, примерно в шесть раз долговечнее обычных.

Чехословацкие инженеры разработали оригинальное оборудование для непрерывного удаления окалины с поверхности стальных полос и проволоки. Пройдя термическую и химическую обработку, металл поступает в распоряжение ультразвука, который не только ускоряет удаление окалины, но и ухитряется извлечь ее из мельчайших поверхностных пор. Новый метод позволяет заметно повысить качество нержавеющей проволоки, полос трансформаторной стали, лент из различных легированных сталей и сплавов. В пять раз возрастает технологическая скорость движения ленты или проволоки на всех узлах оборудования.

Если массивная отливка, весящая несколько десятков тонн, оказалась бракованной, то хлопот с ней не оберешься: такого "мастодонта" надо вывезти из цеха ("нелегкая это работа — из болота тащить бегемота!"), разрезать на части (что, пожалуй, еще сложней), а затем снова подать к печам. Польские специалисты запатентовали новый метод дробления крупных отливок прямо на месте изготовления с помощью взрыва, точнее серии направленных взрывов малых порций взрывчатых веществ. Важную роль при этом играет ЭВМ, которая рассчитывает, как распределить заряды на отливке. В результате нескольких последовательных взрывов с самогасящейся взрывной волной отливка расчленяется на части.

Разумеется, эти взрывы не причиняют ущерба и оконные стекла в цехе остаются целыми и невредимыми.

Если бы в литейном производстве, как в спорте, регистрировались мировые рекорды, то к их числу несомненно следовало бы отнести недавний успех французских специалистов. Методом вертикального центрифугирования им удалось отлить огромную деталь из нержавеющей стали — массой 15 тонн и диаметром более 4 метров.

Этот способ, которым получают крупные литые детали для авиационной техники, атомных электростанций, нефтехимического оборудования, намного экономичнее, чем традиционные способы. Кроме того, при новом методе заметно упрощаются операции окончательной обработки деталей.