Техника - молодёжи 1981-06, страница 15

пластинами, и сотни других столь же уникальных соединений я увидел, посетив единственный в своем роде Музей диффузионной сварки.

МУЗЕЙ, КАКИХ НЕ БЫЛО

Когда профессор Королевского технологического института из Стокгольма Т. М. Норен-Брандель осматривал экспонаты этого единственного на земле музея, его внимание привлек скромный чугунный вентиль. Точнее, его «начинка». Шведский ученый восхищенно вертел в руках это сантехническое изделие с намертво вваренным в него стальным седлом.

— Чугун — со сталью?! — несколько раз переспросил он Казакова, не поверив услышанному. — Это невероятно!..

А после того как ему показали чугунные подвесные пути, к которым для упрочнения были приварены стальные полосы, профессор Норен-Брандель склонил голову в почтительном поклоне:

— Это соединение, уважаемый коллега, стоит памятника!

Сталь и чугун лишь наиболее яркий, но далеко не единственный случай соединения разнородных материалов. Профессору Казакову и его сотрудникам уже удалось «породнить» сталь и стекло, медь и керамику, алюминий с титаном, твердые

Конденсатор и фильтр из металлокерамики.

сплавы с бронзой — всего более 630 пар различных соединений. Из них 550 трудно или вообще невозможно соединить другими способами.

Современной технике во всевозрастающем количестве требуются материалы с наперед заданными свойствами. Например, многослойные композиции, насчитывающие иногда несколько десятков (!) слоев различных материалов: молибдена, никеля, хрома, ниобия, керамики, серебра. После прокатки пропорциональность толщин передается с очень большой точностью, несмотря на то, что суммарная толщина такого «слоеного пирога» составляет несколько десятков микрон. Многослойные компо

зиции служат исходным материалом для изготовления миниатюрных пружин, контактов, деталей реле и других изделий электронной и приборостроительной отраслей.

У меня в руках невесомая пластинка с тончайшей паутинкой узора интегральной схемы. Эти уникальные изделия, потребность в которых исчисляется миллионами штук, изготавливаются по методике ПНИЛДСВ, остроумно названной изобретателями «третий лишний». Лишним, то есть сэкономленным, здесь оказалось золото — несколько десятков тонн. Раньше эти миниатюрные детали спаивались исключительно с помощью золотых пленок, поскольку лишь благородный металл мог примирить «недружелюбно» настроенные компоненты.

— И диффузионная сварка, — с гордостью добавляют сегодня сотрудники лаборатории.

Стенд, на котором представлены биметаллические штампы и металлорежущий инструмент, красноречиво рассказывает о значительных достижениях лаборатории в области экономии быстрорежущих сталей, цветных металлов, жаропрочных сплавов. Как известно, в стране «про-изводитсяч свыше 8 млн. т стружки в год, причем особенно велики отходы высокопрочных сталей и сплавов, необычайно трудно поддающихся обработке. Количество отправляемых в переплавку дорогих отходов удалось сократить, когда на заводах Москвы, Таллина, Тольятти, Баку, Перми, Еревана, Ташкента была применена диффузионная сварка штампового инструмента. Вот отзыв машиностроителей Армении: «Штамп, изготовленный по методике

ПНИЛДСВ, сделал 10 миллионов ударов и продолжает работать». Для справки: раньше замена инструмента производилась после каждых 20 тыс. штамповок. Экономический эффект превысил 2 млн. руб. в год.

Несколько сот тысяч тонн дорогостоящей подшипниковой стали ежегодно может сэкономить только на одном из подшипниковых заводов холодная сварка без оплавления двух полусфер в шарики для подшипников (см. фото). Прочнисты уже давно посчитали, что для восприятия некоторых нагрузок шарики совсем необязательно делать из цельного куска металла, поскольку наиболее активно работают лишь верхние слои. Но вот как извлечь «лишний», неработающий металл?..

И вот решение ПНИЛДСВ. Две полусферы, уже тщательно обработанные, соединяются в вакууме под небольшим давлением. Обойма, набитая полыми шариками, не отличается от традиционной ни одним из прочностных параметров. Кроме веса. Внедрение этого изобретения

только на одном предприятии равносильно вводу в строй крупного сталеплавильного комплекса! Кроме того, это оставило бы без работы 1200 обдирных станков.

На стенде алюминиевый поршень, плакированный титаном. Эта разработка решила одну из самых сложных задач машиностроения: увеличила ресурс поршневых двигателей.

Дело в том, что с увеличением степени сжатия дно алюминиевого поршня быстро прогорало. Перемен-

Сварна алюминиевого радиатора со стальной гильзой.

ные давления и высокие температуры идеально выдерживал титан. Но изготавливать весь поршень из «небесного» металла получалось накладно. А если им попытаться защитить наиболее уязвимую часть узла? И диффузионная сварочная установка намертво соединила эти два столь непохожих по физическим свойствам металла (см. фот о).

Новшеством мгновенно воспользовались конструкторы авиационной и космической техники. Их привлекло такое неоспоримое достоинство вакуумной сварки, как повышение прочности и пластичности диффузионного соединения.

На первый взгляд это кажется парадоксом: как может «шов» быть значительно прочнее соединяемых деталей?

Между тем объяснение простое: находясь в диффузионной сварочной установке, соединяемые поверхности подвергаются упрочняющей термовакуумной обработке. По этой же самой причине и термическая стойкость диффузионного соединения не имеет себе равных. Если припой «течет» при 900°, то диффузионное соединение выдерживает испытание огнем до тех пор, пока не начинает плавиться один из соединяемых материалов, имеющий меньшую температуру плавления.

Вот почему, когда в лаборатории академика А. Прохорова создавался мощный газовый лазер, соединение зеркал со специальной оправкой, выполненное ПНИЛДСВ, было признано лучшим и использовано в err конструкции. Только диффузионная

12