Алмазы и абразивная обработка металлов
В истории науки есть открытия, которые были сделаны совершенно неожиданно, но есть и такие, к которым люди стремились сотни лет. Синтез алмазов относится именно к этой категории достижений.
Не раз за последние сто лет ученые спешили оповестить мир о том, что мягкий графит им удалось превратить в сверхтвердый алмаз, но все попытки успешно повторить опыты даже таких известных ученых, как Дж. Хенней и Г. Муассан, кончались неудачно.
Только в 50-х годах нашего столетия шведские, а затем американские ученые осуществили синтез алмазов в аппаратах сверхвысокого давления на лабораторных установках. Однако организовать промышленное производство синтетических алмазов им удалось лишь через несколько лет.
В нашей стране алмазы впервые были синтезированы в конце 1960 года группой ученых, которую возглавлял академик Л. Ф. Верещагин. Прошло всего десять месяцев, и в сентябре 1961 года в адрес Президиума XXII съезда КПСС поступил рапорт, в котором сообщалось, что в результате творческого сотрудничества ученых Москвы и Киева в Советском Союзе разработана технология промышленного синтеза алмазов и в подарок съезду в Киеве выпущена первая партия синтетических алмазов в количестве 2000 каратов.
Именно с того памятного 1961 года за Киевом утвердилась слава одного из крупнейших в мире научно-исследовательских центров по созданию, изучению свойств и выявлению самых различных областей применения сверхтвердых материалов. Тогда, 20 лет назад, в создании необходимого оборудования, в обосновании режимов синтеза алмазных порошков, обладающих высокой абразивной способностью, участвовал весь небольшой коллектив только что созданного Института сверхтвердых материалов (ИСМ) — всего несколько десятков ученых, инженеров и рабочих.
Работы Института сверхтвердых материалов оказали определяющее влияние на решение такой важной задачи, как создание специализированной отрасли промышленности, которая обеспечивает с опережающими темпами постоянно расширяющиеся потребности народного хозяйства в инструментах из алмазов и других сверхтвердых материалов. Их массовое использование оказало революционизирующее воздействие на развитие абразивной обработки металла в машиностроении и приборостроении.
Что такое сегодня алмазная обработка? Это, к примеру, в тысячи раз возросшая производительность резки полупроводниковых материалов, это возможность осуществлять глубокое сверление стекла, интенсифицировать шлифование и полирование гранита и мрамора, обрабатывать железобетонные конструкции, проходить сверхглубокие скважины и т. д. Используя в инструментах один килограмм порошка синтетических алмазов, можно сошлифовать 2,2 тонны твердого сплава при заточке инструментов, 11 тонн фарфора при обработке электротехнических деталей, 35 тонн чугуна при хонинговании (отделка поверхности специальным инструментом — хоном, снабженным мелкозернистыми абразивными брусками) гильз двигателей внутреннего сгорания, 100 тонн стекла при обработке экранов кинескопов телевизоров.
Применение инструментов из сверхтвердых материалов позволяет на порядок улучшить качество обработанной поверхности самых различных материалов, способствует внедрению малоотходных технологий и прогрессивных систем технологического управления качеством обработки деталей.