Техника - молодёжи 1960-08, страница 10

до 2 микрон (0,002 мм). Но и это не предел. Оказалось, что если эту проволоку особым методом растянуть, подобно тому, как мы растягиваем резину, то ее диаметр может быть доведен до десятых и даже сотых долей микрона. Такая проволока в сто раз тоньше паутины и в тысячу раз тоньше волоса. Новая техника производства тонких и сверхтонких металлических нитей является большим вкладом советских ученых в мировую науку.

ПРОВОЛОКА РОЖДАЕТСЯ В «ФОНТАНЕ»

Многие ученые и инженеры пытались упростить общепринятую технологию получения проволоки, отойти от схемы «слиток — прокат — волочение». Однако долгое время эти попытки не давали результатов.

И лишь около тридцати лет назад появились сравнительно удачные промышленные способы изготовления проволоки методом непрерывного литья непосредственно из расплавленного металла. В настоящее время на некоторых отечественных и зарубежных заводах пользуются этим методом. Но он не годится для производства тонкой проволоки.

Новое слово в разработке этого метода сказали советские ученые во главе с профессором А. В. Улитовским. Идея их заключалась в том, чтобы на поверхность расплавленного металла в ванне подать принудительное давление воздуха или инертного газа. Скорость выхода металла из отверстия ванны значительно увеличилась, а при достаточно большом давлении из него начинает бить настоящий металлический фонтан, диаметр струи которого определяется величиной отверстия — дюзы. Выброшенная в атмосферу струя охлаждается и превращается в проволоку.

Первые опыты по получению проволоки таким методом были поставлены в 1934—1937 годах. Тогда профессор А. В. Улитовский получил проволоку из алюминия и чугуна сначала диаметром 0,7, а затем 0,2 мм.

В дальнейшем эти работы были прерваны и возобновились лишь в 1956 году в Институте металлургии имени А. А. Байкова Академии наук СССР. Под руководством А. В. Улитов-ского разработкой нового метода здесь занимались научные сотрудники П. К. Ощспков, В. И.- Рыбалка, В. В. Трояновский и С. Д. Богословский.

Схема установки для фонтанирования показана на цветной вкладке (рисунок сверху).

В стальной контейнер помещаются печь сопротивления и тигель с жидким металлом. В крышку контейнера вставлена трубка, доходящая почти до дна тигля. Посредине она имеет перегородку с отверстием — дюзой.

Рис. Е. ГУРОВА

Через трубку контейнер соединяется с резервуаром сжатого газа или воздуха.

Жидкий металл в зависимости от его температуры, удельного веса, давления, диаметра отверстия выходит с большей или меньшей скоростью и, охлаждаясь воздухом или распыленной водой, превращается в проволоку. Фонтанирование металла может производиться одновременно через несколько дюз, что соответственно увеличивает производительность установки. Одна непрерывно действующая установка с шестью каналами для фонтанирования за 8 час. может вырабатывать около 2 млн. м тонкой проволоки. Такая высокая производительность еще нигде не достигалась. А главное — намного снижается стоимость проволоки. При- производстве, например, проволоки диаметром 0,2 мм способом фонтанирования требуется только один переход: «жидкий металл — проволока». А по старой схеме «слиток — прокат — волочение» для этого потребовалось бы 46 переходов в прокатных и волочильных станах.

Оказалось, что методом фонтанирования можно изготавливать не только непрерывную проволоку, но и путанку и проволоку из хрупких материалов, которые не поддаются никакой механической обработке.

Проволока-путанка может широко применяться для армирования изделий из пластических масс, резины и других материалов, которые станут незаменимыми для особенно легких конструкций.

Проволоку из хрупких материалов, например из германия, раньше получали очень сложным и дорогим путем. А метод фонтанирования значительно упростил весь процесс.

Фонтанирование расплавленного металла может быть применено также для получения металлического порошка (порошковая металлургия). Этот же способ пригоден и для нанесения металлических покрытий поверхности.

Наконец, методом фонтанирования можно получать волокна из различных пластических материалов.

Внедрение метода фонтанирования жидкого металла в промышленных масштабах, безусловно, сыграет огромную роль и будет' служить прогрессу во многих областях техники.

ПРОВОЛОКА

В СТО РАЗ ТОНЬШЕ ПАУТИНЫ

Большие перспективы открывает также оригинальный и простой метод «вытяжки» тончайших нитей в сплошной стеклянной изоляции из капли металла, разработанный профессором А. В. Улитовским еще в 1949 году. Этот смелый и остроумный метод делает возможным изготавливать непосредственно из жидкого металла тончайшую проволоку в заготовленной для нее изоляции — стеклянной оболочке, которая формирует расплавленный металл в виде сплошной нити требуемого диаметра. Стеклянная оболочка заменяет здесь металлические и алмазные волоки, через которые протягивается проволока при изготовлении обычными методами. При этом проволока уже не нуждается в дополнительной изоляции специальными лаками.

А эта проблема для тонких и сверхтонких проволок еще не разрешена окончательно. Чем тоньше проволока, тем несовершенней изоляция и тем труднее ее накладывать.

Новый метод заключается в следующем. Капля жидкого металла помещается на дно стеклянной трубки и удерживается в пространстве высокочастотным магнитным полем, наведенным в однокольцевом индукторе. (Смотри рисунок внизу на цветной вкладке.)

Под действием токов высокой частоты капля металла размягчает стеклянную трубку, которая теперь может тянуться в виде тончайшего капилляра. В момент вытягивания стекла в капилляре создается разрежение (вакуум), и находящийся над ним жидкий металл легко заполняет его.

Вытянутый и заполненный металлом капилляр, точнее тончайшая проволока со стеклянной оболочкой, поступает на вращающуюся катушку.

В установке, кроме высокочастотного генератора, предусмотрены воздушно-водяное охлаждение, механизм контроля обрывности и двигатель, вращающий катушку.

Этим способом можно изготовить проволоку диаметром до 2 микрон с толщиной стеклянной изоляции менее 2 микрон. Из капли металла может быть получена непрерывная проволока длиной около 2 км.

Для того чтобы процесс шел безостановочно, в стеклянную трубку помещают металлический стержень, который по мере расходования металла постепенно подается вниз к очагу высокочастотного нагрева. Скорость вытягивания проволоки в стеклянной изоляции равна 5—7 м в сек.

Под руководством А. В. Улитовского были произведены опыты по получению методом растяжения отрезков проволоки в стеклянной изоляции в десятые и даже сотые доли микрона. Отрезок микропроволоки в стеклянной изоляции, предварительно подогретый в одной точке до размягчения стекла, подвергается двум последовательным операциям: быстрому расплавлению металла и резкому растягиванию. Расплавление металла производится обычно разрядом конденсатора через проволоку.

Наша промышленность уже освоила производство проволоки в стеклянной изоляции из меди, манганина и чугуна диаметром от 20 до 2 микрон.

В истории развития техники можно часто наблюдать, как определенное техническое направление на каком-то этапе исчерпывает свои возможности и уже не может дать значительного продвижения вперед. Ученые и инженеры начинают искать новый подход к решению проблемы, часто заимствуя его из других областей науки и техники или находя новое, оригинальное решение. Так получилось и в производстве проволоки.

Алексею Васильевичу Улитовскому, Николаю Матвеевичу Аверину и Вениамину Георгиевичу Красинькову за разработку метода получения тонких и сверхтонких металлических нитей непосредственно из жидкой фазы в этом году присуждена Ленинская премия.