Технологии обработки металла совершенствуются из года в год. В чем заключается главная проблема такого процесса? В основном, это перепады температур, возникающие при активном трении движущихся механизмов станка об обрабатываемые детали. Из-за этого металл перегревается, сильно изнашивается, и срок службы резко сокращается. Естественно, инженеры постоянно работают над решением этой проблемы, но, как правило, всё ограничивается водяным охлаждением. Существуют экспериментальные методы изготовления деталей и механизмов, например, при помощи струи жидкости, подаваемой под невероятно высоким давлением. Так можно избежать применения механики на данном этапе работ, вынимая из общей цепи слабое звено - изнашиваемые сверла и шлифовальные элементы. Однако, это лишь эксперименты. Но инженерная мысль не стоит на месте – на вооружение был принят криогенный способ механической обработки. Сегодня рынок еще не заполнен станками с подобным методом работы, что не мешает ему быть весьма интересным и перспективным вариантом решения главной проблемы обработки металла.
Для начала совершим небольшой экскурс в историю, чтобы понять источник происхождения криогенных технологий. Криогенная обработка – это охлаждение чего бы то ни было до температуры сжижения азота, то есть до минус 196 градусов по Цельсию. Попытки использовать столь мощную заморозку для изменения свойств имели место в 30-е годы XX века инженерами из Германии и СССР. То были лишь эксперименты и опыты, нацеленные на повышение определенных качеств стали, таких как износостойкость, прочность, стойкость к эрозии и так далее. Не получив должного развития, эта технология была забыта на время, пока в 70-е годы того же столетия в США не стряхнули пыль с этих экспериментов и не довели ее до ума. Несколько лет лучшие инженерные умы бились над устранением недочетов криогенной обработки, и наконец довели ее практически до совершенства. Сейчас основные мощности криогенной инженерии сосредоточены именно на американском континенте.
Итак, в чем преимущества и основные отличия криогенной механической обработки от традиционных аналогов? Благодаря этой технологии увеличивается производительность станков, за счет борьбы с их основным «врагом» - повышенными температурами. Жидкий азот охлаждает место шлифовки, снижая негативный эффект от трения. Благодаря этому увеличивается и срок службы инструмента, а также продлевается срок его работы с высокими показателями КПД. Как уже упоминалось ранее, эта технология еще не столь популярна на рынке, а значит, могут возникать вопросы о целесообразности ее использования. Что ж, давайте развенчаем некоторые мифы и найдем преимущества криогеники. Азот – это один из наиболее распространенных химических элементов в окружающем нас воздухе. Его содержание равно примерно 80% от общей массы прочих составляющих, что говорит о его безопасности и простоте в использовании. Жидкий азот уже достаточно давно успешно применяется во многих других сферах производства, в том числе, и в пищевой, где с его помощью замораживают продукты. Для окружающей среды данная технология абсолютно безвредна – никаких ядовитых испарений, которые могли бы отравить воздух или негативно сказаться на здоровье оператора станка, не выделяются. Данная химическая смесь широко доступна на рынке – для ее приобретения не требуется специального разрешения. Конечно, не стоит забывать о мерах предосторожности – при непосредственном взаимодействии со сжиженным газом следует носить специальные защитные материалы, вроде особых перчаток и передников. Такие металлы, как титан или никель, применяющиеся в авиакосмической отрасли, очень тяжело обрабатывать при помощи традиционных методов. Однако, используя криогенные технологии, это вполне возможно. Излишне твердые сталь и чугун, закаленные особым способом порошковые металлы, твердые композиты, а также различные материалы, для которых важно отсутствие контакта с жидкостями (например, медицинская сфера) – всё это и многое другое посильно криогенной механической обработке.