Инструмент из воды и газа

Мы привыкли к тому, что инструмент должен быть прочнее, тверже обрабатываемого материала. Подавляющее большинство инструментов для обработки и резанием, и давлением изготавливают из металлов. Им легко покоряются дерево и пластмассы, поддаются, правда не без труда, и твердые керамические материалы, например стекло. И все такие наибольшие трудности возникают при обработке самого металла. Таким образом, изобретая новый сверхпрочный сплав, надо думать и о создании еще более прочного, который тоже надо обрабатывать, чтобы сделать из него инструмент. Например, когда речь идет про монтаж полиэтиленовых труб, о выборе инструментов задумываться не приходится, так как этот процесс осуществляется достаточно просто и быстро. Но когда речь идет о сплавах и металлах… Эту простую логическую линию можно вести до тех пор, пока она не замкнется в заколдованный круг, из которого не выбраться.

Как же быть? Ведь требования к прочностным свойствам постоянно растут, удовлетворять их могут только вновь создаваемые сплавы и композиты. Выход один — для обработки сверхпрочных материалов необходимо принимать принципиально новые технические решения. С двумя из них мы уже познакомились — это обработка в состоянии сверхпластичности и порошковая металлургия. Третье решение — отказаться от классического инструмента, заменив его газом или... жидкостью. На первый взгляд такое предложение парадоксально. С одной стороны, символ прочности и «непоколебимости» — металл, а с другой, нечто эфемерное и даже не имеющее собственной формы — газ и жидкость. Тем не менее «они сошлись», вернее, ученые «столкнули» их вместе, а в результате — ряд оригинальных технологических процессов.

В полый толстостенный цилиндр (контейнер) с матрицей помещают заготовку, а затем в полость контейнера подают жидкость, например масло. При достижении определенного давления жидкость начинает выдавливать заготовку через отверстие в матрице. Такой процесс называется прессованием. Во время обработки заготовка не соприкасается со стенками контейнера, поэтому трения почти нет и расход энергии невелик. Главное достоинство процесса прессования с помощью жидкости (его так и назвали гидропрессование) заключается в следующем. Жидкость равномерно сжимает заготовку со всех сторон, создавая при этом наиболее благоприятные условия для деформации. Под воздействием такого всестороннего сжатия хорошо обрабатываются самые «неподатливые» металлы. Даже такой хрупкий материал, как мрамор, оказывается, тоже может пластически деформироваться под действием жидкости.