В кузнице через 20 лет | ТМ 1938-10

А. ФЕДОРОВ, кандидат технических наук

Я видел сон... Ранним утром быстро иду на завод. Широкий заводской двор залит асфальтом. Ближе к корпусам цехов разбит цветник. Вот большая четырехугольная клумба — календарь из живых цветов. Заботливый садовник еще до восхода солнца, пересаживая цветы, меняет «цифры» этого календаря.

Обращаю внимание на клумбу и удивляюсь. На первой «строчке» цветов ярко-красные астры образуют четыре цифры — 1960. Ну, и чудак садовник! Испортился его календарь, врет на целых 22 года!

Иду дальше и удивляюсь еще больше. Вот знакомые очертания нашего кузнечнопрессового цеха. За корпусом из бетона и стекла всегда виднелись четыре высокие кирпичные трубы. Однако сейчас труб нет. Что за оказия! Быстро вбегаю в цех и останавливаюсь, не веря своим глазам. Цех резко изменился: ослепительно белые стены, ровный, гладкий пол; на сверкающих стеклах окон нет и следов копоти. Но почему так свободно в цехе? Да ведь в нем нет теперь ни одной печи, а когда-то их было несколько десятков!

Ко мне подходит человек, одетый в чистый, хорошо выглаженный белый костюм. Присматриваюсь и узнаю своего друга Иванова. Какой он стал солидный! И почему он так одет? Ведь его, машиниста парового молота, я привык видеть здесь в черной замасленной спецовке.

— Что все это значит? — недоуменно спрашиваю я.

— Очень просто. Ты давно не был у нас. Ну, пойдем посмотрим, как мы теперь работаем.

Безмолвно иду за Ивановым. Он объясняет мне устройство машин, которых я никогда до этого не видел.

Вот основная машина — мощный ковочный пресс, развивающий давление до 100 тыс. т. По своим размерам он не превосходит пресса в 15 тыс. т выпуска 1935 г. Новые, сверхтвердые сплавы, применяемые теперь в машиностроении, позволили значительно повысить мощность всех видов машин, не увеличивая их размеров. Внешне этот пресс похож на парогидравлический — своего предка, стоявшего в этом цехе 20 лет назад. Однако это только внешнее сходство. Это не паровой, а электрический пресс. В верхней его части установлены три громадных цилиндра — это катушки, соленоиды. Внутри этих катушек движутся другие, меньшие по размеру, жестко связанные с подвижной траверсой пресса. Включаем ток в катушки, и малые соленоиды втягиваются в большие, траверса пресса вместе с укрепленным на ней бойком быстро поднимается вверх. Теперь изменяем направление тока в малых соленоидах, они быстро выталкиваются вниз. Боек пресса с большой силой опускается на поковку.

Однако эта машина не только сжимает металл. Теперь для нагрева стальных заготовок в цехе нет специальных печей. Нагрев производится электричеством в процессе обработки под прессом. Две большие катушки с сердечниками прямоугольного сечения расположены по боковым сторонам пресса. Это нагревательные секции. Достаточно включить рубильник, и пространство между ними мгновенно заполнится токами сверхвысокой частоты, порядка нескольких миллионов колебаний в секунду. Встречая на своем пути металлическое тело, эти токи очень быстро нагревают его до требуемой температуры, высота которой автоматически регулируется специальным устройством. Бойки пресса, также попадающие в поле высокой частоты, при этом не нагреваются, так как они изготовлены из специального материала, в котором токи высокой частоты не распространяются.

Иванов садится за пульт управления и нажимает различные кнопки, следя за показаниями приборов.

— У меня задание, — говорит он: — отковать сегодня пять шатунов для мощных дизелей.

Я невольно улыбаюсь — я знаю, сколько времени нужно на эту большую работу. Но я молчу, так как вспоминаю, что мои нормы устарели почти на четверть века.

Иванов переводит рычаг, и большая машина с длинным хоботом, до этого спокойно стоявшая перед прессом, приходит в движение. На конце хобота раскрываются мощные челюсти и крепко захватывают 75-тонную стальную болванку. Через несколько секунд болванка подается к прессу.

— Теперь ставлю на автомат, — говорит мой товарищ.

Он открывает массивную дверь стального шкафа, стоящего возле пульта управления.

— Это копировальный шкаф. Смотри сюда, я кладу вот этот маленький шатун, точную копию моей продукции, уменьшенную в двадцать пять раз. С помощью фотоэлементов и электрической системы передач механизмы пресса и вспомогательных устройств будут двигаться таким образом, что изготовят в натуральную величину изделие, модель которого положена в этот шкаф.

Он закрывает дверь шкафа и включает рубильник. Боек пресса поднимается вверх. В нагревательных секциях слышно слабое гудение. Стальная болванка начинает краснеть. Через несколько минут она приобретает ярко-красный цвет. Стрелка одного из приборов приближается к цифре 900°.

— Довольно, — говорит Иванов. — Фиксирую температуру.

Стрелка прибора замирает на показании: 900°. Боек опускается и сжимает металл, затем он начинает периодически подниматься и опускаться. В это время механизм с хоботом легко поворачивает болванку, подставляя под бойки то одну, то другую ее часть.

Я смотрю, как зачарованный. Не проходит часа, и прекрасно изготовленная поковка шатуна бережно укладывается на специальные стеллажи. Челюсти разжимаются. Они готовы захватить следующую болванку.

Мощный ковочный пресс развивает давление до 100 тыс. т. Три громадных соленоида, установленных в верхней части пресса, поднимают и опускают массивную траверсу с бойком. Нагрев металла производится электричеством. Две большие катушки с сердечниками создают сильное поле тока сверхвысокой частоты. Через несколько минут массивная стальная болванка принимает ярко-красный цвет. Верхний боек сейчас опустится на поковку.

*

Несколько часов я ходил по цеху, наблюдая все новые и новые «чудеса». Я видел, например, как из абсолютно непластичных веществ — висмута, мрамора — под особым мощным прессом получают прекрасные штампованные изделия — шестерни, болты и пр.

В 2 часа дня в заводском машиностроительном институте состоялась моя лекция. Я вхожу, в знакомую аудиторию и поднимаюсь на кафедру.

— Товарищи! Я расскажу вам сегодня о том, как работали в кузнечном цехе двадцать с лишним лет назад. У нас было два основных типа кузнечных машин: молоты и прессы. Первые обжимали нагретый металл путем быстрых, следующих один за другим ударов бойка, укрепленного на массивной металлической бабе. Вторые делали то же самое путем медленного и плавного давления. Уже тогда было ясно, что молоты менее удобны, чем прессы. Они требовали больших и дорогих фундаментов. Сотрясения, вызываемые ударом, разрушали окружающие строения. Для изготовления одной и той же поковки под молотом приходилось затрачивать в два, а то и в три раза больше механической работы, чем под прессом. И все же молотами пользовались, и особенно широко — при штамповке деталей, а также и при ковке специальных сортов стали. Это объясняется двумя причинами. Раньше перед ковкой сталь нагревалась в печи до сравнительно высокой температуры, порядка 1200°. Нагрев был длительным, большие слитки стали грелись в печи часами и даже десятками часов. Поверхность раскаленного металла, соприкасаясь с кислородом окружающей атмосферы, окислялась, покрываясь толстым слоем окалины. Удалить окалину было трудно. При штамповке под прессом окалина запрессовывалась в металл, а по остывании изделия или при его механической обработке выпадала. Поверхность изделий получалась неровной, с раковинами, а механические качества снижались. В то же время штамповка изделия под молотом производилась несколькими ударами бойка. После первого удара окалина отскакивала от поковки и струей воздуха сдувалась со штампов. Изделия получали хорошую, гладкую поверхность. Это было одной из причин, заставлявших применять молоты.

Была и другая причина. Ковку специальных сортов стали начинали при более низкой температуре — при 1100° и даже 1050°, а кончали ковку, когда сталь охлаждалась до 950°. Температурный интервал ковки был, таким образом, небольшим. При ковке под прессом сталь быстро охлаждалась, и ее приходилось снова (иногда по нескольку раз) подогревать в печи. Под молотом же, ввиду того что большая часть энергии удара переходила в тепло, поковка не так быстро охлаждалась.

Сейчас, в 1960 г., как вы знаете, молоты совершенно вытеснены прессами. Не стало печей, сталь быстро нагревается электричеством в самой машине и при этом не успевает покрыться слоем окалины.

Температура стали в процессе ковки держится на одном уровне — 900°, что очень благоприятно отражается на механических качествах поковок.

*

Наша наука и техника далеко шагнули вперед. За последние двадцать пять лет в кузнечном деле произошли крупные сдвиги, однако признаки их уже наблюдались и в тридцатых годах. Уже тогда начинали применять нагрев поковок электрическим током в самой машине; правда, нагревались сравнительно мелкие поковки: клапаны, болты и т. п. Уже и тогда был построен первый электропресс небольших размеров. Уже и тогда проводились первые успешные опыты по штамповке чугуна и других мало пластичных материалов...

*

За дверями аудитории раздайся звонок. Лекция кончилась... Я открыл глаза. На столике возле кровати вовсю трещал будильник.

Пора вставать. Сегодня я работаю в первой смене.