Отечественная гальванотехника. Н. Т. Кудрявцев

В связи с такой постановкой задачи помимо лабораторных исследований огромный объем работы проводился непосредственно на предприятиях. Николай Тихонович писал, что в этот период он занимался проектированием гальванических цехов, их наладкой, усовершенствованием существовавших и внедрением новых технологических процессов на заводах "Металлодеталь", Автогенном, "Технолог", "Мединструментпром" (Горьковская область), Ярославском автомобильном, № 58 Министерства сельскохозяйственного машиностроения и др. Параллельно с работой по внедрению новых процессов приходилось читать лекции для работников этих предприятий.

Однако самым важным и ответственным заданием было выполненное в 1935 году правительственное задание по электролитическому золочению звезд башен Московского Кремля и часов Спасской башни. Это была срочная и сложная работа: каждая звезда весила около 900 кг, диаметр ее достигал 5 метров.

Сохранился интереснейший исторический документ – статья Н. Т. Кудрявцева в многотиражной газете ВЭИ  (Руководитель Электрохимической группы НИО инж. Н. Кудрявцев. Как мы золотили звезды для кремлевских башен //Генератор. № 25. 7 ноября 1935 г.) , повествующая об этом событии. Приведем ее с небольшими сокращениями.

Немедленно после получения распоряжения правительства об изготовлении и золочении звезд для Кремлевских башен было приступлено к оборудованию специального цеха на заводе им. Молотова. Изготовление звезд было поручено заводу им. Молотова (2 звезды), заводу им. Менжинского (1 звезда) и ЦАГИ (2 звезды). Золотили звезды в 2 местах: на заводе им. Молотова и в ЦАГИ. Львиная доля работы (около 120 кв. метров) по золочению звезд выпала заводу им. Молотова (3 звезды). Кроме звезд на заводе им. Молотова нам пришлось золотить также флагштоки для Исторического музея.

Работа по золочению звезд на заводе им. Молотова была поручена Электрохимету. Последний в лице главного инженера Д. А. Ирлина, при ближайшем участии представителя Гознак инж. Белова М. В. быстро (в 6-7 дней) организовал доставку всех материалов и установку необходимой аппаратуры в совершенно голом помещении. В цеху были установлены 2 ванны по 5000 литров (одна для золочения, другая для промывки), динамо-машина и подсобное оборудование и аппаратура.

Параллельно с этим бригадой, организованной Электрохиметом, под моим научным руководством был намечен технологический процесс и режим работы. Рецептурные условия по золочению были выбраны на основе литературных данных и предварительно проверены в лабораторных условиях. Предстояла трудная и сложная задача – осуществить процесс на производстве и дать исключительно хорошее по качеству покрытие золотом.

Задача трудная тем, что покрывать требовалось такие огромные поверхности, которые никогда раньше гальваническим способом не золотились. Звезды имеют диаметр около 5 метров с поверхностью каждая до 40–50 м2 (включая штырь и шар). К счастью, конструкция звезд допускала разборку их на части, но и при этом все же некоторые детали имели длину до 3,5 метров.

Поэтому и ванна для золочения была изготовлена емкостью около 5 000 кубометров, по размерам, соответствующим наибольшей длине деталей. Состав электролита был намечен с более высокими концентрациями входящих в раствор компонентов золота и цианистого калия, нежели применяемые до сих пор в обычной практике ювелирами. Учтены были все новейшие достижения в области подготовки поверхности и для лучшего сцепления осадка золота с покрываемой поверхностью применена была протрава в особом растворе, обеспечивающем наилучшее выявление кристаллической структуры металла – основания, без ущерба для гладкости полированной его поверхности. Покрытие требовалось красивым по внешнему виду, плотным и мелкозернистым по структуре, толщиной около 20 микрон, гарантирующим срок службы не меньше столетия – таково было задание правительства.

Приступили к работе в цеху. Результаты, после некоторой корректировки, получились хорошие. Процесс электролиза продолжался от 4,5 до 6 часов. Плотность тока поддерживалась от 0,1 до 0,15 А/дм2.

…Работали все дружно и с большим энтузиазмом. Из цеха не выходили круглыми сутками, не зная сна и усталости – все сознавали, что выполняют дело огромной важности для страны…

Звезды позолочены и отполированы. Полировка производилась особыми инструментами – ручными полировальниками (кровавик). Для этой работы были привлечены старые мастера – полировщики, имеющие по несколько десятков лет стажа, во главе с мастером т. Смирновым.

В настоящее время все позолоченные и отполированные звезды, освещаемые прожекторами, красуются уже на башнях Кремля…

В 1937 году золотые звезды на башнях Кремля было решено заменить рубиновыми с золотыми переплетами, а в 1945–1946 годах был проведен их ремонт. В 1938 году коллектив специалистов под руководством Н. Т. Кудрявцева выполнил работу по золочению звезды для советского павильона Международной выставки в Нью-Йорке. И каждый раз он с честью справлялся с ответственнейшими правительственными заданиями.

Не прерывается и научно-исследовательская работа Николая Тихоновича. В 1932 году в журнале "Leit fur Elektrochemie und angewandte Chemie" была опубликована совместная статья Н. А. Изгарышева и Н. Т. Кудрявцева "Влияние переменного тока на выход по току при электролитическом выделении металлов", в которую вошли результаты его квалификационной работы.

Работая в Институте им. Карпова, Н. Т. Кудрявцев провел важную для химической промышленности работу по электрохимическому получению цинковой губки. Среди работ, выполненных в ВЭИ и Электрохимете,– исследования по электрохимическому цинкованию проволоки и ленты при высоких (50–500 А/дм2) плотностях тока, электрохимическому кадмированию (совместно с Б. Н. Кабановым). В тот же период были осуществлены работы по "Электролитическому омеднению алюминия", "Исследованию РС цинковых и кадмиевых ванн", "Электролитическому покрытию свинцово-кадмиевыми сплавами".

В 1935 году Н. Т. Кудрявцев писал в своей статье, опубликованной в многотиражной газете ВЭИ "Генератор": Из 9-10 крупных тем, проведенных в 1932–33 гг., 6 работ можно отметить как наиболее ценные, интересные по своему содержанию и результатам и получиввшие признание и одобрение ряда заводов, реализовавших их. Прежде всего следует указать на 3 работы по электролитическому цинкованию проволоки, цинкованию ленты и по электролитическому кадмированию проволоки при высоких плотностях тока. Электролитическое цинкование, по сравнению с горячим, дает экономию цинка в 30–50%.

Разработанные особые рецептурные условия имеют огромное значение для промышленного производства, так как позволяют сократить продолжительность процесса и, следовательно, увеличивают производительность установки в 100–200 раз… В настоящее время пускается электролитическая установка для цинкования проволоки в г. Белорецке (Урал) и Ревде, для цинкования ленты на з-де "Металлорукав" (Москва) и предполагается постройка установки для кадмирования проволоки на з-де "Кр. Гвоздильщик" (Ленинград).

…Если 1932/33 гг. можно назвать периодом расцвета электролаборатории по количеству работ и сотрудников, связанных с выполнением заданий самых разнообразных отраслей промышленности и в меньшей степени касающихся интересов электропромышленности, то 1934 г. является годом направления ее связи по линии обслуживания заводов электротехнической промышленности…

В 1934 г. нами закончена и внедрена большой важности работа (з-д "Коммунар", г. Запорожье) по электролитическому цинкованию металлических деталей высоковольтной изоляторной арматуры (чугунные шапки, железные серьги, пестики и т.д.). Цинкование этих изделий обычно производилось и пока производится все еще на некоторых заводах горячим способом… Принимая во внимание, что на 1935 г. цинкованию подлежит около 2 миллионов шапок, годичная экономия цинка… должна была бы составить 200 000 кг.

В ЦНИЛ Металлохимзащиты и Полиграфическом институте разрабатываются методы блестящего цинкования и никелирования (опытно-промышленные испытания этих процессов проводились в гальваническом цехе ЗИСа, одном из лучших в стране), цинкатные электролиты,  а также метод получения свинцового порошка.

Среди перечисленных работ следует специально отметить разработку Н. Т. Кудрявцевым с сотрудниками процесса блестящего никелирования. Этот процесс, как указывал сам Николай Тихонович, был разработан в 1932–1933 годах. Его внедрение планировалось начать со второй половины 1930-х гг. на заводах "БЭП" (г. Ярославль), "Призыв", ХЭМЗ (г. Харьков) и др.

После Великой Отечественной войны процесс был широко внедрен на многих заводах и до 1960-х годов в нашей стране других электролитов для нанесения блестящего никеля не существовало. Электролит, предложенный Н. Т. Кудрявцевым с сотрудниками, обладает настолько уникальными свойствами, что эксплуатируется промышленностью до сих пор. Дело в том, что более поздние западные разработки (электролиты с добавками сахарина и бутиндиола), а также отечественные, выполненные на основе западных, хотя и обеспечивали больший блеск покрытий, но были не стабильны в эксплуатации, требуя непрерывной фильтрации, очистки. Для предприятий, где трудно было соблюсти эти условия, электролит, разработанный по руководством Н. Т. Кудрявцева, был наиболее подходящим.

Другой важной работой было изучение механизма и условий катодного осаждения ряда металлов в порошкообразной форме. Это исследование послужило основой, с одной стороны, для разработки материала, применение которого дало возможность значительно повысить емкость свинцовых аккумуляторов, а также создания новых технологий для оборонных отраслей. С другой стороны, оно стало основой для докторской диссертации Николая Тихоновича.

В январе 1941 года в Москве состоялась Вторая конференция по коррозии металлов при АН СССР – последний предвоенный форум в этой области. На секции защитных металлопокрытий Н. Т. Кудрявцев сделал два доклада: "О работах ЦНИЛ Металлохимзащиты в области металлопокрытий" и "О бесцианистых цинкатных ваннах". По результатам этих выступлений конференция приняла следующую резолюцию: "…Обратить внимание Наркоматов среднего и общего машиностроения на необходимость широкого внедрения в производство методов получения блестящего цинка из бесцианистых растворов на основе опыта заводов и экспериментов Н. Т. Кудрявцева… Следует способствовать внедрению блестящего никелирования по методу Н. Т. Кудрявцева и Н. Д. Бирюкова". (Гурович Е. И. Итоги 2-й конференции по коррозии металлов при АН СССР // Коррозия и борьба с ней. 1941. Т. 7, № 2, с. 9).

Помимо научно-исследовательской и проектной работ, внедрения процессов нанесения покрытий на промышленных предприятиях в первой половине 1930-х годов складывается второе направление деятельности Н. Т. Кудрявцева, занявшее впоследствии равноправное место в его жизни – подготовка кадров для гальванотехники. Еще в 1931–1933 годах он организовал при Электрохимете курсы по подготовке и повышению квалификации мастеров-гальванотехников, был их руководителем и преподавателем. С 1934 года Николай Тихонович начинает читать лекции в высших учебных заведениях: Московском институте цветных металлов и золота им. М. И. Калинина (1934–1937 гг.), Институте повышения квалификации инженерно-технических работников (1935–1938 гг.), Московском государственном университете (1940–1941 гг.). Высоко оценивая научные заслуги Н. Т. Кудрявцева, ВАК Комитета высшей школы (по представлению Московского института цветных металлов и золота и Квалификационной комиссии Наркомтяжпрома) в 1935 году присудил ему ученую степень кандидата технических наук без защиты диссертации, он был утвержден в звании доцента.

За свою долгую жизнь Н. Т. Кудрявцев оставил большое научное наследие: более 500 книг, брошюр и статей, в которых он выступал как автор и/или ответственный редактор. Еще в вышедшем в 1940 году учебнике для полиграфических вузов "Гальванотехника" он так сформулировал свою задачу: выделить и изложить те наиболее важные разделы курса, успешное усвоение которых послужило бы как студентам, так и инженерам-гальванотехникам "…надежной базой для правильной ориентировки в выборе условий работы на производстве и грамотного проведения того или иного гальванотехнического процесса во всех отраслях промышленности". (Кудрявцев Н. Т. Гальванотехника. 1940, с. 3.)

Эта задача была наиболее четко реализована в написанном совместно с В. И. Лайнером двухтомнике "Основы гальваностегии". Эта книга выдержала три издания (В. И. Лайнер, Н. Т. Кудрявцев. Основы гальваностегии. М.: Металлургиздат. Изд. 1. Ч. I, 1936; Ч.II, 1938; Изд. 2. Ч. I, 1943; Ч. II, 1946; Изд. 3. Ч. I, 1953; Ч. II, 1957) и была переведена на несколько иностранных языков. Уникальность ее заключается в том, что, с одной стороны, она содержит изложение и разбор процессов нанесения покрытий, их механизмов и закономерностей, то есть является фундаментальным учебником; с другой, – представляет собой неоценимое пособие для практиков, подробнейший справочник, в котором приведены все наиболее употребимые в гальванотехнике процессы.

В предисловии к первому изданию этой, ставшей уже библиографической редкостью, книги с надписью "Глубокоуважаемому учителю проф. Н. А. Изгарышеву свой труд посвящают авторы" ее редактор П. С. Титов писал: При организации подготовки инженеров-металлургов по специальности "Защита металлов от коррозии" в Московском институте цветных металлов и золота важным и насущным вопросом был вопрос об учебных пособиях по специальным предметам. В частности, это касалось в первую очередь такой ведущей дисциплины, как гальваностегия.

Существующая литература по гальваностегии, как русская, так и иностранная, оказалась мало приемлемой по целому ряду причин. С одной стороны, мы имеем книги рецептурно-прописного характера, мало или совсем не касающиеся электрохимической сущности отдельных процессов и с этой стороны непригодных как учебные пособия. С другой стороны, имеется ряд работ, детально анализирующих отдельные гальваностегические процессы, но мало или совсем не рассматривающие их технологическую реализацию.

Таким образом… явилось неотложной и важной задачей создание книги, удовлетворяющей возможно полно требования, предъявляемые к ней как к учебному пособию.

Первым из таких, по нашему мнению, был достаточно полный и подробный анализ электрохимических процессов, имеющих место при получении того или иного металлического покрытия при различных условиях, так чтобы рецептурная часть процесса имела теоретическое обоснование, так же как и все остальные условия технологического процесса.