Алмазы на предприятиях Москвы

Б.Ф. Данилов

Наибольшее распространение алмазные инструменты получили на заводах Москвы, Подмосковья, Ленинграда, Киева, Свердловска. Может быть, я ошибаюсь, но мне представляется, что сейчас в Москве нет почти ни одного завода, ни одной фабрики или строительной организации, где бы не применялись алмазы, причем с необычайно большим эффектом. Из драгоценного, невероятно высокой стоимости камня алмаз превратился в труженика. Он доступен каждому, кто хочет с ним работать.

Возьмем всем известные московские заводы автомобильной промышленности - имени И.А. Лихачева (ЗИЛ) и имени Ленинского комсомола (АЗЛК). За последние годы заметно увеличилась длина пробега многих автомашин этих заводов без ремонта двигателя. На предприятиях вместо прежней полировки трущихся деталей двигателя обычными абразивными брусками введено отделочное алмазное хонингование трущихся частей двигателя вращающихся деталей автомашины. Для этого были разработаны специальные алмазные бруски на эластичной связке (их быстро стали выпускать на опытном заводе ИСМ). Значительно повысились качество и чистота поверхности деталей, что сразу привело к увеличению срока их службы. По подсчетам экономистов, экономический эффект только первого года применения алмазного хонингования составил 1 миллион рублей.

Настоящую революцию синтетические алмазы сделали в производстве поршневых колец автомобильного двигателя. Доводка поршневых колец теперь производится в специальной алмазной гильзе. Кольца получаются беззазорными, благодаря чему срок работы двигателя значительно удлинился, а расход картерного масла уменьшился. Производительность труда на доводке поршневых колец увеличилась в 5 раз, чистота обработки колец повысилась на два класса.

А вот известные всей стране московские подшипниковые заводы - ГПЗ-1 и ГПЗ-4. В последние годы на ГПЗ-1 отлажена непрерывная автоматическая алмазная правка инструмента для шлифования шаров крупных и средних подшипников. На ГПЗ-4 внедрена алмазная обработка радиусных дорожек шариковых подшипников, благодаря чему срок службы подшипников увеличился в 2 раза. От обработки алмазным инструментом внутренние и наружные дорожки, по которым бегают шарики, стали иметь повышенную чистоту поверхности, а значит, и изнашиваться начали меньше. Никакими другими методами и доводочными материалами достигнуть такого эффекта до сих пор не удавалось. А ведь шариковые подшипники завод выпускает миллионами.

На Ступинском машиностроительном заводе под Москвой, где изготовляются четырехрядные подшипники, после перевода некоторых операций на алмазное шлифование сразу получили экономию в 250 тысяч рублей.

Московский станкостроительный завод "Красный пролетарий" шлифует станины для токарных станков типа 1К62, 16К20 и им подобных. На ребрах станины полагалась чистота десятого класса, однако получался восьмой-девятый класс чистоты. Но и для этого надо было делать восемь - десять проходов шлифовальным кругом. К отступлениям в технологии привыкли, и изменить что-либо казалось невозможным. Но вот появился сверхтвердый материал гексанит. Количество его исчисляется каратами - он сродни алмазу. Пластинки из гексанита выпускает Полтавский завод алмазных инструментов. На "Красном пролетарии" были сделаны торцевые фрезы с этими пластинками. За один проход, причем на очень большой скорости, на станинах токарных станков получили сразу одиннадцатый класс чистоты. Экономический эффект огромный, срок службы станков без ремонта по износу направляющих станины возрос в 2 раза.

На ряде московских заводов применяется метод так называемого ленточного шлифования. Пионерами нового технологического процесса стали шлифовщики московских машиностроительных заводов. Здесь быстро освоили шлифование алмазными лентами различных гладких и ступенчатых валов. Резко повысилась чистота обработки. Экономический эффект от внедрения только одной ленты составил 2 тысячи рублей.

Несколько слов о заточке различных твердосплавных режущих инструментов на машиностроительных заводах Москвы и Московской области. Десятилетиями заточка таких инструментов делалась зелеными карборундовыми кругами. Обычно заточник стоял в облаке вредной абразивной пыли, которую не успевал вытягивать ни один отсос. И несмотря на все старания, режущие инструменты получались очень низкого качества.

С внедрением алмазных заточных кругов на всех московских заводах резко повысилось качество твердосплавных режущих инструментов - резцов, сверл, зенкеров, фрез и т.д. Все эти инструменты стали работать без переточки, в 12-14 раз дольше, чем при заточке карборундовыми кругами. На самом процессе заточки производительность труда повысилась в 4 раза. Изменились условия работы заточников - не стало пыли. Облако пыли вокруг станка шло от карборундового круга, который быстро срабатывался от прикосновения к твердому сплаву. Теперь алмазный круг вообще не срабатывается от заточки, а незначительная пыль от затачиваемого инструмента легко и полностью оттягивается отсосом.

Созданные в ИСМ алмазные микропорошки и пасты с размером зерна в полмикрона и меньше позволили наладить на московском заводе "Калибр" производство "вечных" концевых мер. Инструментальщики и машиностроители, связанные с изготовлением изделий высокой точности, пользуются концевыми мерами - плитками Иогансона, названными так по имени шведского изобретателя, создавшего их еще в прошлом веке. Без них невозможно представить себе ни одно современное производство. Изготовлялись они всегда из дорогих легированных сталей, особым образом термически обработанных и доведенных специальными абразивными порошками до четырнадцатого класса чистоты. Изготовление их требовало особо высокой квалификации, знания некоторых технических секретов.

Однако срок службы концевых мер был очень короток из-за чрезвычайно малых допусков (0,1 микрона) и трудностей сохранения высокого класса чистоты, который необходим для того, чтобы составить нужный блок-размер из нескольких плиток. Помню, у меня набор плиток из 84 штук второго класса точности держался не более месяца, потом надо было брать другой. А набор плиток стоит недешево.

Плитки быстро выходили из строя потому, что ими приходилось работать в цеховых условиях, где в воздухе всегда была какая-нибудь пыль. Достаточно было одной невидимой, но твердой пылинке попасть на плитку при составлении блока нужного размера, как эта пылинка оставляла при притирании плитки к плитке почти незаметную царапину. Такой царапины было вполне достаточно, чтобы плитки не притирались и не прилипали одна к другой.

С появлением микропорошков из синтетических алмазов оказалось возможным сделать чудо-плитки из твердого сплава. Они отличались от прежних стальных только несколько большим весом, остальное было то же самое. Но не совсем! Сделать на них даже ничтожную царапину было невозможно, так как это был твердый сплав. В свое время я одним из первых токарей страны получил набор твердосплавных плиток. Этим набором я проработал пять лет, и все плитки по сей день прилипают одна к другой, как в первый день их изготовления. На них нет никаких следов царапин, размер их не меняется ни на одну десятую долю микрона. Попадая на плитку во время слепления блока, любая твердая пылинка стирается или сдвигается к краю. Соединенные плитки часто приходится разъединять только лезвием ножа, направленного между фасками, которые есть на каждой плитке.

Новый мерительный инструмент особенно ценен именно для работы в цеховых условиях, на рабочем месте доводчика, токаря, шлифовщика. В заводских лабораториях, где мало пыли, можно работать довольно долго и старыми концевыми мерами из стали. Но для цеховых условий твердосплавные концевые меры незаменимы.

Московский завод "Калибр" первым в мире освоил и стал выпускать твердосплавные концевые меры (лишь два года спустя твердосплавные концевые меры начала выпускать шведская фирма "Иогансон"). Модифицированному мерительному инструменту присвоен государственный Знак качества. Плитки завода "Калибр" охотно покупают другие страны.

Широко используют синтетические алмазы на Московских 1-м и 2-м часовых заводах. Благодаря выпуску новых марок высокопрочных синтетических алмазов типа АСК и АСС, налажены автоматизированные процессы обработки рубина и лейкосапфира. Завершается процесс замены природных алмазов синтетическими. Производительность труда на обработке часовых и приборных камней увеличилась на 50 процентов, выход изделий повысился на 20 процентов.

В объединении МЭЛЗ ни дня не могут прожить без алмазов. Основным компонентом многих типов ламп являются вольфрамовые нити. Вольфрам - самый тугоплавкий металл, и нить из него, даже очень тонкая, служит долго. А тонкой здесь считается нить толщиной 0,01 миллиметра (вспомним, что толщина человеческого волоса 0,08-0,12 миллиметра). И такую проволоку из прочнейшего металла надо сделать равной по всей длине и толщиной точно 0,01 миллиметра, а не 0,011 миллиметра. Это возможно только одним способом: протянуть проволоку через алмазную фильеру, в которой просверлено отверстие в 0,01 миллиметра.

В одном из цехов, который называют ювелирным, изготовляют множество алмазных фильер малых размеров - от 0,008 миллиметра до 0,9 миллиметра. В ал-мазике размером 1,5 миллиметра сверлят микроскопические отверстия, раззенковывают их для входа проволоки при протягивании. Вольфрамовая проволока, протянутая через такие фильеры, получается уплотненной, необыкновенно прочной и точной по размеру. Отверстия сверлят с помощью алмазного порошка на специальных станках. Работа эта тонкая, требующая большого внимания, опыта и терпения. Работают на сверлении и полировке алмазных фильер в основном женщины.

Нашей промышленностью выпускаются алмазные пасты специального назначения. Так, на заводах телевизионной аппаратуры применяются алмазные пасты, хорошо смывающиеся водой. Они отлично шлифуют и доводят кинескопы телевизоров. Существуют термостойкие алмазные пасты для доводки некоторых изделий при температуре до 250 градусов. Обычно все другие пасты вытекают из зоны обработки при температуре 50 градусов.

Всего в стране разработано и выпускается 1200 видов инструмента из синтетических алмазов. Большое место занимают алмазы в строительно-монтажных работах. Специалисты Главмоспромстроя давно сотрудничают с учеными ВНИИАлмаз и с Кабардино-Балкарским заводом алмазных инструментов. В творческом содружестве разработаны многие очень нужные строителям алмазные инструменты.

Известно, что при сооружении различных объектов и реконструкции зданий строителям приходится пробивать массу отверстий. Если пользоваться при этом старыми методами, то хлопот будет много, а дело продвинется чуть-чуть. Правда, на стройках все еще пользуются этими старыми методами, так что совсем забывать о них нельзя. Большие отверстия делают отбойными молотками, малые - твердосплавными сверлами. Если в машиностроении твердосплавное сверло, заточенное по всем правилам, как говорится, последний крик моды, то в строительстве это уже архаизм.

На промышленных стройках, которые осуществляет коллектив Государственного строительно-монтажного объединения № 1 Главмоспромстроя, все большие и малые отверстия в железобетонных плитах и деталях делаются алмазными сверлами. Так, при прокладке внутренних инженерных коммуникаций на строительстве Олимпийского телекомплекса в Останкине строители и монтажники просверливали 40 тысяч отверстий различных диаметров. Все эти отверстия были сделаны алмазными сверлами. Экономический эффект применения новых сверл составил около 1 миллиона рублей, трудовые затраты были снижены на 30 тысяч человеко-дней. На других олимпийских объектах монтажники Главмоспромстроя также с большим успехом применяли алмазный инструмент. Бригады, которые снабдили алмазными сверлами, в 2 раза перевыполняли дневные задания. Строительно-монтажные бригады теперь оснащены специальными станками для алмазного сверления железобетона. Это позволяет быстро делать отверстия диаметром от 20 миллиметров до 500 миллиметров, глубиной до 2 метров под любым углом. Алмазные сверла на станках кольцевые, то есть вырезают только узкий ободок, а внутренний столб сам вываливается из готового отверстия.

Не так давно дыры диаметром 0,5 метра пробивали в бетоне отбойными молотками. Шум, грохот, пыль столбом - работа тяжелая, неприятная. Края у отверстия были рваными, их заделка отнимала не меньше времени, чем пробивание самого отверстия. После освоения алмазного инструмента все изменилось. Алмазные сверла работают бесшумно, быстро, чисто. Отверстие получается гладкое, чуть ли не полированное, пыли нет. На объектах Главмоспромстроя за год приходится проделывать около миллиона монтажных отверстий. Экономический эффект от применения алмазных сверл исчисляется тоже миллионами - миллионами рублей.

Специализированный участок Главмоспромстроя освоил новую технологию резки железобетона алмазными дисковыми пилами. Алмазная резка, как и алмазное сверление, успешно применялась на строительстве Олимпийского телекомплекса в Останкине, стадиона на проспекте Мира, Измайловского спортивного комплекса, многих других спортивных и промышленных объектов.

На ряде строек с большим успехом начали применять алмазное фрезерование и шлифование различных конструкций и изделий. По сравнению с проводкой отверстий твердосплавными сверлами и отбойными молотками производительность труда при проводке отверстий в железобетоне с помощью алмазных сверл увеличилась в 8 раз. Алмазные сверла в сравнении с твердосплавными долговечнее в 90 раз.

Алмазный инструмент успешно применяется и при ремонте и восстановлении памятников старины. Так, восстановительные работы в Московском Кремле отлично сделаны с помощью сверл и других алмазных инструментов.

На Московском камнеобрабатывающем заводе широко используются алмазная резка, сверление, шлифовка и полировка гранита и мрамора. Десятилетиями на этом заводе царствовал тяжелый труд камнетесов. С применением алмазных инструментов труд почти на всех участках стал легким и красивым.

Несколько лет тому назад Институт сверхтвердых материалов разработал 30 типов новых станков, у которых режущим инструментом являются синтетические алмазы. Станки предназначены для обработки прецизионных (сверхточных) деталей в приборострое нии, детали из полупроводниковых материалов, из оптического и технического стекла, ситалла и других труднообрабатываемых материалов.

Московский завод шлифовальных станков одним из первых наладил серийный выпуск таких станков модели МШ-259 для сверхточной алмазной обработки плоских деталей интегральных полупроводниковых и гибридных схем. Эти станки обеспечивают возможность обработки пластин толщиною до 0,05 миллиметра с точностью формы и взаимного положения плоскостей в пределах микрона. Станки отлично зарекомендовали себя на многих заводах приборостроительной и радиотехнической промышленности. Экономический эффект от использования одного станка составил 200 тысяч рублей в год.

Институт сверхтвердых материалов вместе с московским Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ЭНИМС) разработали 700 типов новых станков для алмазного шлифования, доводки, резки и других видов обработки материалов синтетическими алмазами.

Некоторые московские предприятия являются настоящими пионерами освоения и производства новых типов алмазных инструментов и оборудования для алмазной обработки материалов. Так, на Московском комбинате твердых сплавов имени С.П. Соловьева в 1978 году было начато промышленное производство синтетических алмазов типа балас. Они предназначены для изготовления фильер, через которые протягивают проволоку. Проволока получается уплотненная, необычайной прочности. Так называемый металлокорд, сделанный из такой проволоки, в несколько раз повышает надежность шин и покрышек автомашин, увеличивает срок их службы.

И в художественных работах синтетические алмазы сыграли большую роль. Так, художники Гусь-Хрустального завода теперь работают в основном такими алмазами. Широкое применение синтетических алмазов позволило повысить производительность труда художников в 3 раза. Резьба на хрустале стала красивее, условия труда улучшились - исчезла пыль.

Но как бы широко не применялись алмазы на предприятиях, есть еще производства, на которых не знают всех их возможностей. Поэтому очень большую роль играют пропаганда, реклама новых алмазных инструментов. По-моему, нужны даже реклама и показ самого процесса получения искусственных алмазов. Это необходимо для того, чтобы люди преодолели устоявшиеся представления об алмазе как о чем-то необычайно дорогом и недоступном.

Есть ли в Москве организация, занимающаяся пропагандой алмаза-труженика? Да, есть. Это Политехнический музей. Огромное здание, занимающее целый квартал, вмещает в себе историю отечественной техники по всем отраслям знаний начиная со времен Петра I до наших дней. В музее множество отраслевых отделов с действующим оборудованием. Лекторы и экскурсоводы отлично знают материал. Фонды музея постоянно пополняются соответственно новым направлениям в технике.

В отделе "Машиностроение" появился подотдел "Алмазы". Руководители отдела "Машиностроение" инженеры В.В. Дорощук и А.Б. Варшавский вовремя поняли решающую роль алмазов в технике и создали участок алмазного инструмента. В просторной комнате собрано множество образцов всевозможных алмазных кругов, резцов из искусственных алмазов и других сверхтвердых материалов, все виды отечественных алмазных