Загадку происхождения иридиевого тигля днями позже 'раскрыл' Первому секретарю Иван Александрович Серов:
— Тигель этот через подставных лиц купили в ЮАР. Там наиболее богатые месторождения иридия. Само собой, такие тигли изготавливаются на заказ, просто так, на витрине стоят разве что их макеты, чтобы покупатель мог наглядно оценить размер. Заказ оформили через очередного 'Джона Смита', доставили через третьи страны, дипломатической почтой, чтобы невозможно было отследить через таможню. Обошёлся он, конечно, очень дорого. Для промышленного производства кристаллов нам нужно увеличить собственную добычу иридия.
Задача подтверждения по всем известным из присланных документов месторождениям геологам была поставлена ещё в конце 1953 года. Одним из таких подтверждённых месторождений были глубинные залежи осмистого иридия на полуострове Мангышлак. (http://gold-silver.com.ua/iridium/mining_iridium.html). Пользуясь случаем, Первый секретарь также затребовал сведения и по другим важным месторождениям полезных ископаемых. Часть из них уже начали осваивать, другие пока оставили законсервированными на будущее, часть ещё ждала геологоразведчиков.
Первые образцы твёрдых сплавов для режущего инструмента в СССР появились в 1929 году, под общим названием 'победит'. Это была группа сплавов карбида вольфрама в кобальтовом связующем, изготавливаемая методом порошковой металлургии. Маленькие, но очень твёрдые и тугоплавкие пластинки, припаиваемые на стальную державку, показали отличные результаты по износостойкости, позволяя в 2-3 раза увеличить скорость обработки и повысить точность. Первые твёрдые сплавы использовались только для обработки чугуна, обрабатывать ими сталь не получалось. Лишь после добавления к карбиду вольфрама карбида титана появились сплавы, аналогичные современному Т15К6, которыми можно было обрабатывать сталь.
В послевоенный период были построены новые заводы твердосплавной отрасли: Кировградский завод твердых сплавов (КЗТС, перевезен из Москвы во время войны на Урал), Владикавказский завод 'Победит' в Северной Осетии (1948 г.), Узбекский комбинат тугоплавких и жаропрочных металлов (УзКЖТМ, 1956г.), Московский комбинат твердых сплавов для обеспечения автомобильной промышленности. Из лаборатории в 1946 г. создан Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (ВНИИТС), которому принадлежит авторство всех отечественных разработок твердых сплавов.
О новом способе изготовления твёрдых сплавов Первый секретарь несколько неожиданно для себя услышал от академика Николая Николаевича Семёнова:
— Мы в своё время получили из ВИМИ переводную статью с описанием интересного эффекта самоподдерживающейся экзотермической реакции в смесях порошков, проходящей в автоволновом режиме. Проще говоря, прессованная из смеси порошков таблетка поджигается электрическим разрядом, по всей высоте кратковременно проходит фронт горения. Получается высококачественный твёрдый сплав, при минимальных энергозатратах и без сложного оборудования.
— Ого, я бы на это посмотрел! — заинтересовался Хрущёв.
— Так приезжайте в лабораторию к товарищу Мержанову, это у нас молодой кандидат наук, я ему поручил провести экспериментальную проверку публикации из ВИМИ. Всё на месте и покажем, — ответил академик.
(В реальной истории Александр Григорьевич Мержанов открыл явление самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в ходе изучения процессов горения и взрыва в 1967 г)
Перед поездкой Никита Сергеевич спросил у Серова:
— Академик Семёнов меня пригласил на новую технологию порошковой металлургии посмотреть. А чего твои отослали статью Семёнову, а не во ВНИИТС?
— Потому и отослали, что автор разработки у Семёнова в Институте химической физики работает, — пояснил Иван Александрович. — Как обычно делаем в таких случаях — передаём информацию об изобретении или открытии его автору, якобы для экспериментальной проверки.
Через несколько дней Первый секретарь смог выбраться в Институт химической физики. Академик Семёнов воспользовался удобным случаем и пару часов водил гостя по всем лабораториям, показывая новые пластики и прочие синтетические материалы. Наконец, дошла очередь и до лаборатории Мержанова.
Александр Григорьевич, предупреждённый руководством заранее, подготовил простую и наглядную демонстрацию. Сначала он коротко рассказал о технологии производства сменных твердосплавных пластин.
— Технологический процесс предусматривает получение порошков вольфрама, кобальта, карбидов вольфрама, титана, тантала. Очень важна высокая чистота компонентов. Далее следует приготовление смеси карбидов с кобальтом, прессование заготовок из этих смесей и последующее их спекание. Затем пластины проходят достаточно сложную механическую обработку при помощи абразивного инструмента. Раньше с этим были самые большие проблемы, так как качество наших шлифовальных кругов, да и самих абразивов часто не выдерживает никакой критики. Приходилось закупать за рубежом технические алмазы и готовый алмазный инструмент. Сейчас, можно сказать, произошёл настоящий прорыв в производстве синтетических алмазов, можно надеяться на скорое улучшение ситуации.
После шлифовки пластины проходят мойку, нанесение износостойких покрытий, и направляются на маркировку и упаковку. Необходимо обратить внимание, что нанесение износостойких покрытий, например, из карбида или нитрида титана, значительно увеличивает износостойкость любого режущего инструмента, это очень важная технология, и для твердосплавных пластин она применима в не меньшей степени.
Также необходимо учитывать, что сменные твердосплавные пластины намного удобнее, чем напаиваемые. После напайки резцы приходится дополнительно прошлифовывать, а сменные пластины заменяются за пять минут при помощи отвёртки.
— О! Это и правда важно! — Никита Сергеевич тут же сообразил, насколько проще заменить маленькую, меньше ногтя, пластинку, привёрнутую винтом, чем шлифовать резец после напайки новой пластины.
— А сейчас я вам продемонстрирую тот эффект, который нам удалось обнаружить.
Мержанов аккуратно опустил удерживаемую захватом проволоку электрозапала к стоящему на подставке прессованному цилиндрику из смеси порошков, накрыл конструкцию стеклянным колпаком и включил ток. От моментально раскалившейся проволочки верхняя часть цилиндрика вспыхнула белым светом. Волна 'твёрдого огня' пошла вниз, моментально раскаляя цилиндр из прессованного порошка и превращая его в маленький слиток металла.
(см. первые 4 минуты https://d1.net-film.ru/web-tc-mp4/fs77149.mp4).
— Ловко он у вас! — восхитился Первый секретарь. — А как это? Металлические порошки сами горят, что ли?
— Состав подбирается так, чтобы возникала реакция с большим выделением тепла, примерно, как при горении термитных смесей, — пояснил Мержанов. — В основном, используются смеси, содержащие порошок алюминия. Также подобный эффект получается при взаимодействии порошков титана и углерода, цинка и серы, и ещё некоторых. Реагировать могут также сложные оксиды, например, оксид хрома с алюминием, и даже органические соединения, к примеру, уротропин с порошком титана.
— Гм... Это здорово... — одобрил Хрущёв. — Но, допустим, получили вы такой вот слиточек. Он у вас очень твёрдый, так? А что с ним дальше делать? Нам ведь из него нужно конечный продукт получить, пластины для резца? Чем его пилить? Алмазным кругом?
— Нет, конечно, — ответил Мержанов. — Слиток — это образец для испытаний, для получения характеристик твёрдости и прочности. Как любая порошковая металлургия, СВ-синтез даёт возможность сразу получать заготовки, пригодные для финальной обработки, путём прессования порошка в нужную форму и размер, с последующим сплавлением. И не только. У нас сейчас разрабатывается шесть основных технологий применения:
— Реакторная технология СВС-продуктов для получения порошков различной применимости.
— СВС-спекание для получения изделий сложной формы.
— Силовое СВС-компактирование. Общей особенностью методов является сочетание процессов горения и высокотемпературного деформирования при воздействии на продукты горения высокого давления.
— СВС-металлургия — то, что вы сейчас видели.
— СВС-сварка.
— Газотранспортная СВС-технология. Используется для нанесения тонкого покрытия, толщиной до 150 мкм, на детали или готовые изделия во время твердофазного горения.
— Вот это уже другое дело, — одобрил Никита Сергеевич. — То есть, сразу прессуется изделие, потом поджигается, сплавляется, и выходит заготовка, близкая к финальной?
— Именно так, и это только один из вариантов. Сейчас идёт изучение всех возможностей технологии, с одновременным внедрением уже освоенных методов на серийных заводах. До этого немало времени ушло на исследование механизмов горения, кинетики, термодинамики, построение теоретических моделей твёрдого горения, изучение составов, строения и свойств конечных продуктов.
— Понятно, — Первый секретарь был доволен. — А что это за 'компактирование' вы упоминали, чуть подробнее можно?
— Это технология, при которой предварительно спрессованная заготовка после поджига в процессе горения ещё подпрессовывается высоким давлением, для получения более высоких характеристик.
— Понял, а для изделий сложной формы?
— СВС-спекание, в общем, похоже, только прессуется не заготовка, а почти готовое изделие, близкое к нужной детали, и спекается при поджиге в форме. Так можно получить детали достаточно сложной конфигурации, в том числе с отверстиями, и с чистотой поверхности, близкой к требуемой. Похоже на литьё под давлением в металлические формы, только это не литьё, а расплавление порошка за счёт экзотермических реакций компонентов смеси.
— А что насчёт сварки? Для чего такая сварка нужна?
— Обычной сваркой можно сварить далеко не всё. Те же твёрдые сплавы, к примеру, не свариваются, а припаиваются. Технология СВС-сварки чем-то похожа на сварку рельсов, видели когда-нибудь, как рельсы термитом сваривают?
— Видел, — подтвердил Никита Сергеевич. — Кладут концы рельсов на термостойкую подложку, я видел огнеупорный кирпич. Закрывают со всех сторон, я видел ещё несколько кирпичей. Засыпают термит и поджигают. (Описание почти дословное, из рассказа преподавателя в институте, уже х.з. сколько лет прошло, а запомнилось)
— Точно, — заулыбался Мержанов. — Только тут не рельсы, а заготовки, например, из тех же твёрдых сплавов, и не обычный термит, а СВС-смесь, подобранная по составу, чтобы соответствовать твёрдости свариваемых заготовок. После поджига и сплавления получается монолитное изделие.
— Очень, очень перспективная разработка, — одобрил Первый секретарь. — Даже странно, что во ВНИИТС до подобного не додумались.
— Это и не удивительно. У них научный подход другой, — пояснил Мержанов. — Они привыкли делать твёрдые сплавы на основе кобальта. Это труднозаменимый материал, потому что он не вступает в реакцию с углеродом и карбидами вольфрама и титана. Но они привыкли к используемой технологии спекания порошков, и работают только по ней. Сейчас, как я слышал, они работают над новой рецептурой, в которой кобальтовое связующее дополнительно легировано 9-ю процентами рения. Результаты получились очень хорошие, но сплав вольфрам-рений-кобальт сам по себе золотой получается. (в реальной истории сплавы ВРК были освоены в середине-конце 80-х). А мы проверяли совсем другой процесс, не спекание, а, фактически, горение в твёрдой фазе, отчасти подобное горению термитной смеси, и результат подтвердился.
— Вон оно как! А вот вы, Александр Григорьевич, упоминали, что некоторые из ваших материалов уже на каком-то серийном заводе работают, так? — спросил Хрущёв. — А посмотреть на них в работе можно?
— Да запросто. Это завод ? 315 Минавиапрома, мы с ними уже несколько лет сотрудничаем совместно с ЭНИМС (АИ), — ответил Мержанов. — Станки с ЧПУ им ЭНИМС разрабатывает, а мы и ВНИИТС помогаем твердосплавным инструментом. А от них получаем необходимую обратную связь по нашим разработкам, из первых рук, так сказать, прямо от рабочих.
— 315-й завод? Так там же заместителем директора мой давний коллега, Румянцев Иван Иваныч! — тут же припомнил Хрущёв. — Надо будет ему позвонить... Вы на заводе часто бываете, Александр Григорьич?
(И.И. Румянцев сменил Н.С. Хрущёва на посту Первого секретаря Московского горкома ВКПб 25 января 1950 г)
— Да, конечно. Да вы только скажите, когда нужно, я в любой день подъеду и вместе с товарищем Румянцевым всё вам там покажу.
На завод ? 315 Первый секретарь приехал на следующий же день. Он с удовольствием встретился с Иваном Ивановичем Румянцевым, вместе с ним и Мержановым прошёлся по цехам, поговорил с рабочими, посмотрел, как работают станки с ЧПУ, которыми уже начали постепенно оснащать завод.
(со следующего, 1963 г И.И. Румянцев стал директором завода ?315, позже 'Знамя революции'. Завод выпускает авиационную топливную аппаратуру. В реальной истории оснащать завод станками с ЧПУ начали с 1969 г)
Твердосплавный инструмент здесь применяли широко, поскольку материалы приходилось обрабатывать непростые, в том числе — магний, нержавеющую сталь и титан.
Румянцев привел Первого секретаря на один из участков ЧПУ:
— Вот, это новый участок, здесь у нас расположены гибкие производственные ячейки. В их составе токарные, фрезерные, сверлильные и шлифовальные станки. Шлифовальные стоят отдельно за перегородкой, — рассказывал Иван Иванович, явно гордясь успехами завода. — Всё управляется от ЭВМ, об этом вам сейчас начальник участка расскажет.
Первое, что бросалось в глаза на участке — необыкновенная чистота и порядок. Пол был гладкий, не как зеркало, но с отблеском, залитый каким-то полимером. На нём разноцветными полосами были размечены дорожки для ходьбы и перемещения электрокаров, выделено пространство вокруг каждого станка, места для временного складирования заготовок и деталей. Вдоль стен стояли шкафы и стеллажи для хранения приспособлений и инструмента. Станки выглядели совершенно иначе, чем привык видеть Первый секретарь — они были больше похожи на светло-серые шкафы с застеклёнными окнами. Рабочие все были как на подбор молодые, начальник участка, представившийся как Игорь — на вид года на два-три старше.
— Я смотрю, коллектив у вас, можно сказать, молодёжный, — заметил Никита Сергеевич, пожимая руки всем рабочим подряд. — Это хорошо...
— Так со станками с ЧПУ рабочим старшего возраста управляться бывает сложновато, — пояснил Игорь. — Не всем, конечно, многие вполне успешно новую технику осваивают.
— Обычно, те, кому до 50 лет, иногда немного старше — на станки с ЧПУ перейти могут нормально, если постараются, конечно, — добавил Румянцев. — Более старших оставляем на универсальных станках, таких у нас тоже хватает, в инструментальном производстве, приспособления разные тоже делать надо, технологи и конструктора скучать не дают.
После того, как в 58-м начали вводить лабораторное обучение, где-то с 60-го года мы почувствовали, что народ на завод пошёл заметно более грамотный, — продолжал Иван Иванович. — Вроде бы школьники вчерашние, или после техникума, а как доходит до дела — схватывают на лету, соображают быстро, в программировании станков разбираются почти сразу. И что приятно — думают не только за себя, но за результат в целом. Если уж предлагают рационализацию — то не только чтобы себе жизнь облегчить или заработать, а по делу, так, чтобы и качество улучшить, и трудоёмкость с себестоимостью снизить.
