- Но как же они держатся?
…Еще недавно наука сама стояла в тупике перед этим вопросом. В самом деле, что заставляет плитки тесно притираться друг к другу, словно склеиваться?
Пытались дать такое объяснение: будто плитки скрепляет между собой сила атмосферного давления. Они, мол, такие плоские, такие гладкие, что при соприкосновении между ними не остается воздуха, и окружающая атмосфера прижимает их друг к другу, как знаменитые «магдебургские полушария».
Но когда удалось произвести опытную проверку, оказалось, что сила сцепления плиток намного превосходит то, что могло бы дать атмосферное давление…
- Попробуйте разнять, - предложил мне Виктор Иванович.
Я долго возился, прежде чем сумел случайно сдвинуть верхнюю плиточку. Не оторвать, а сдвинуть!
Надо, оказывается, приложить усилие до пятидесяти килограммов на каждый квадратный сантиметр, чтобы преодолеть взаимную связь между плитками. Ясно, что атмосфера с ее килограммовым давлением на квадратный сантиметр тут ни при чем.
Но что же все-таки держит?
Возникло другое объяснение, более тонкое. Плоские поверхности плиток входят в такой тесный, совершенный контакт, что молекулы металла одной плитки сцепляются с молекулами металла другой, образуя как бы общую структуру. Но и эта гипотеза оказалась несостоятельной.
Опять простой опыт опроверг самые хитрые рассуждения. Плитки попробовали протереть кусочком ваты, смоченной в эфире. И вдруг произошло превращение: плитки потеряли способность сцепляться. Они перестали испытывать взаимную симпатию. Малейший наклон - и плитки, скользя, рассыпались.
Но стоило только подержать плитки на воздухе или провести по ним ладонью, как вновь к ним возвращалось прежнее свойство. Они опять притирались, склеивались. Сущий фокус!
Но этот фокус все объяснил. На поверхность плиток обычно оседают частицы влаги или жира - из воздуха, от рук, от полотенца, которым эти плитки протирают, даже от простой гигроскопической ваты. Частицы эти образуют поверхностный молекулярный слой, тончайшую пленку, И тут вступают в действие скрытые могучие силы внутреннего сцепления между молекулами металлической поверхности и молекулами жидкой пленки. Эта прослойка, как своеобразный «молекулярный клей», схватывает, крепко связывает плитки между собой.
Ваткой, смоченной в эфире, мы снимаем этот слой, и сцепление разрушается. А проводя, скажем, ладонью, мы опять смазываем плитки жиром, который всегда имеется на нашей коже. И плитки вновь обретают дар сцепления.
Дар этот редкий и дается не просто. Есть, например, американские плитки Хока. В них посередине сделана дырочка. И чтобы составить из таких плиток единый блок, приходится насаживать их одну за другой на тонкий стержень. Совсем как шашлык!
Только самая тщательная, строгая отделка, безукоризненная плоскостность рождают это изумительное свойство плиток, при котором они могут сами собой прочно слипаться друг с другом.
Но опять вопрос. Нам предлагают складывать плитки по кирпичикам, чтобы набирать нужный размер. А разве такой способ складывания не вступает в прямое противоречие с той высокой микронной точностью, ради которой и придуманы эти плитки? Ведь как тесно их ни прижимай, все равно между ними должны оставаться какие-то просветы, щелочки.
Да, казалось бы, противоречие. Но дело выручается качеством плиток: их строжайше плоской, гладкой поверхностью. Между такими поверхностями промежуточная пленка становится невообразимо тонкой. Выражаясь ученым языком, она «порядка двойного радиуса сферы действия молекулярных сил». Это значит, что толщина пленки не превышает пяти миллимикрон. Пять тысячных микрона! Надо оценить все «великое ничтожество» такой щелочки. Даже в самых точных измерениях с помощью плиток она не может играть никакой практической роли. Любой их столбик можно вполне считать как бы сделанным из одного куска стали. Так они себя и ведут каждый раз, как цельный, неразрывный инструмент.
Складывая плитки друг с другом, как кирпичики (на каждой указан ее размер), можно составить любую величину. Каждый такой столбик слипшихся плиток представляет нужный отрезок длины. Его можно рассыпать и составить столбик другой длины. Не надо ничего ни отмеривать, ни отсчитывать на глазок, как это делается по штриховым мерам, по линейкам. В каждой плитке, в каждом столбике нужная длина заключена строго от конца до конца, ничего лишнего. Это очень удобно. Столбик плиток можно поставить, например, под щупалец измерительного прибора и установить таким образом совершенно точно показания его стрелки. Столбик плиток можно заложить в установочное приспособление станка и настроить его работу на очень высокую точность. Столбик можно зажать между губками или плоскостями любого измерительного инструмента и проверить его точность. Со столбиком можно сравнивать и длину разных изделий… Самое широкое применение.
Вот почему этим маленьким плиткам доверяется нести непогрешимость светового эталона, осуществлять передачу единой меры длины по всей цепочке нашей работы. Плитки несут эту меру и в науку, и в промышленность, и на стол исследователя, и на станок рабочего. Современный точный контроль множества изделий невозможен без измерительных плиток. Почти все измерения на производстве, в науке ведут свое начало от этих блестящих, зеркальных пластинок.
Плитки, плитки… Без них невозможно даже представить сейчас работу передового производства. На предприятиях образцовый набор плиток хранится как особая ценность, ибо плитки эти связывают измерения в цехах одного предприятия с измерениями в цехах других предприятий. Плитки позволяют соблюдать единую для всех систему измерений во всех звеньях работы - от высших научных учреждений до любого рабочего места в цехе. Они кладут основу той великолепной согласованности в работе миллионов людей, какая открывается нам за техническим термином «стандартизация и взаимозаменяемость деталей». Ведь только при соблюдении всюду необходимой точности возможно изготовлять в тысячах и миллионах одинаковые детали. И так изготовлять, чтобы они подходили друг к другу в совершенном согласии.
А точность эту несут измерительные плитки. «Ключи точности», как их называют.
Вот почему об этих плитках даже здесь, на заводе «Калибр», говорят с таким уважением. И, вступая на участок, защищенный двойными стенами, мы уже подготовлены, чтобы посмотреть заинтересованным взглядом на то, что там происходит.
«Плавающие» резцы
Стальные пластинки закладываются рядами в станок между двумя толстыми чугунными плитами, и осторожный механизм мягко водит их туда и обратно, туда и обратно… Побывав в одном станке, пластинки переходят на другой, затем на третий… Передаются со станков на стол контролера и опять на станок, подвергаясь всякий раз доскональному осмотру. Цепочка последовательных операций.
А мне кажется, что с пластинками как будто ничего и не происходит. Нигде не видно стружки, которая говорила бы о снятии металла. Пластинки остаются на вид все той же формы и величины. Разве только под конец они сверкают больше зеркальным блеском.
Со стороны ничего и не заметишь. И только облаченные в белые халаты работники участка, вооруженные чувствительной аппаратурой и длительным опытом, улавливают происходящие при этих операциях микроскопические перемены.
Здесь, в этом светлом, тихом помещении, на бесшумных станках совершается особый, редкий по своей деликатности процесс: процесс доводки плиток.
Плитки проходят немалый путь по цехам завода. Их заготовки нарезаются из стальных полос или выдавливаются на точных штампах. Их закаляют в пламенных печах. Их подвергают искусственному старению, обрабатывая холодом. Их шлифуют с большой точностью. А затем производят еще зачистку. Потом подвергают на особых электроустановках размагничиванию… Словом, всячески обхаживают и отделывают. Плитки получают строгую форму, аккуратный, блестящий вид, какой редко имеют даже вполне готовые изделия.
И все же они остаются просто хорошенькими пластинками, пока не пройдут на этом участке последний, завершающий процесс - доводку. Только здесь, в процессе доводки, они приобретают те свойства, какие делают их мерой длины, - размеры микронной точности, плоско-параллельность и ту высшую чистоту поверхности, которая сообщает им чудесную способность притираться друг к другу.
Их гладят, гладят и гладят. Гладят осторожно и расчетливо. Гладят вот на этих тихих станках, между чугунными плитами-притирами. Гладят на разные лады…
Так и доводят.
Этот процесс очень мало похож на то, что обычно представляет собой обработка металла. Что там токарное точение, строгание или фрезеровка! Но даже самая тонкая шлифовка - вещь грубая в сравнении с доводкой. Никакой шлифовальный круг не в состоянии снять слой металла меньше одного микрона. А для плиток этот микрон - целая гора. Десятые и сотые доли микрона приходится считать здесь, на рабочих местах участка плиток. И только нежнейшее скольжение плиток по поверхности чугунного притира, только спокойное, ласковое поглаживание, какое происходит при доводке, и может открыть доступ к этим десятым и сотым долям микрона.
И все же при доводке происходит резание металла. Для точения или строгания нужен резец - острый, ощутимый зуб. Для фрезеровки берется ряд зубьев-резцов, расположенных по диску. Шлифовка производится с помощью круга, на поверхности которого заложены острые зерна абразивного материала - сотни мельчайших резцов. У доводки свои «резцы». Но они совсем необычные, очень странные, эти резцы. О них заботятся, чтобы были они и острыми и как бы мягкими одновременно, чтобы они резали так, как будто гладят. И чтобы каждый «резец» был настолько ничтожно мал, словно он сам по себе и не существует.
Это целое искусство - приготовить такой резец. Минерал корунд размалывают в тончайший порошок. Пудра! Она совсем мягкая на ощупь. Но каждая ее крупинка - это скопище невидимых кристалликов с острыми гранями. Это тоже резцы. Их уколы мы не чувствуем, мы для этого слишком толстокожи. А вот плитка с ее микронной чувствительностью почувствует, да еще как!