Сурет - 26. Қысыммен металдарды өңдеудін негізгі түрлері

А-илем; б-престеу; в-сым тарту; г-соғу; д-көлемді қалыптамалау; е-жапырақты қалыптамалау.

Хомиялық-термиялық өңдеу активті ортада жоғарғы температурада дайын бөлшекткрді өңдеу болып табылады? Мұнда бет қабаттарының ұүрыдымының өзгруіне алып келеді, сонымен бірге қасиетінде өзгеруіне. Егер бұйымының бет ұабатының алуға болады.

Беткі қаблеттің химиялық құрамының өзгеруін бөлшек бетінің ортамен ұзақ уақыт контакта болумен жетілдіреді, ол ортада қажетті элемент көп болуы қажет. Бұл жағдайда бөлшек бетінің қоршаған ортадағы элемент атомымен қанығады және олардың бет қабатынан металға терең өтеді. Химиялық-термиялық өңдеуді болатқа жүргізіледі. Бұл әдісті титанды, молибденді және басқада қортпалар беттерінің қасиеттерін жақсарту үшін қолданды.

Химиялық-термиялық өндеудің түрлері:

1. келинтттеу – бет қабаттарын көмір текпен қанықтыру.

2. Азоттау – бет қабатын азотпен қанықтыру

3. Алитерлеу- алюминий мен қанықтыру

Цементациялан содан соң шынықтырумен бөлшек бетінің 1мм. Қалындылығын беріктілігін жоғарлатады. Шыныққан бет қабаттарын жоғарғы қаттылығы 200ºС- ға дейін сақталады. Сондықтан қолдану үдерісінде онша қызбайтын бөлшектерді ғана цементациядан өткізеді (тізе біліктің моыны, тарату біліктердің жұдырықтары,кіндіктерді, тістегеріштерді және басқа бөлшктерді)

Болат бөлшектерің цементациялауда 900ºС-да қыздырып 12 сағат көп мөлшерлі көмір тегі бар ортада ұстайды, олар қатты (ағаш көмірі) және газды (табиғи, кокс және басқа газдар) болуы мумкін кей бір жағдайда бөлшектердің бір бөлістері цементациядан өтпеуі қажет болады. Ондай бөліктерді гальваникалық жолмен мыс немесе хром қаьатымен жабылады. Мұндай қорғау қабаты көмірдің бөлшек бетіне өтуіне жол бермейді.

Азоттау үдерісі цементация ға қарағанда жай өтеді және цементациядан қымбат. әдетте азотталған қабат қолындағы 0,1-0,3 мм. Болады. Азотталған қабат цементтеуден 1,5-2 есе қатты болады және жоғарғы беріктілігі 600ºС-қа дейін жетеді. Сондықтан азоттауды қажалаудан өтет ін жоғарғы температурада жұмыс істейтін бөлшектерге жүргізіледі (цилиндр гильзолары, клапан штоктары, шестерналар, кейбір білік түрлері т,б)

Азоттау аммиак ортасында 600ºС-да отеді. Аммиактын ыдырауынан пайда болатын азот бөлшек бетіне сінеді. Азоттау – аяқталу термиялық операция. Одан соң бөлшекті ажарлатудан өткізіледі.

Алитирлеудін қолданылуы болаттын, жанғыш газдардын химиялық әсерленуіне қарсылағын жоғарлату үшін қолданылады. Арзан төмен көміртекті болаттардан жасалған бөлшектерді алитерлеп олардың жоғарғы температурада ххимиялық тұрақтылығын жоғарлатады. Осыла жану камерасын, поршенді қозғалыстын газ щығаратын келте құбыры, термиялық пештерден бөлшектері тағы басқа өңдейді.

Химиялық-термиялық өндеу қымбат материалдардын үнемденуіне мүмкііншілік береді және машина құру бөлшектердің қызмет істеу мерзімін ұзайтады. Мысалы , көміртекпен және азотпе. Бұл үдеріс цианирлеу деп аталады. Бөлшектердің бетін комбинирлеумен қанықтыру қорытпаның физико-механикалық қасиеттерін бір қатар жақсартады.

Химиялық-термиялық өндеу арнайы пештерде немесе ванналарда бөлшектердің бетін қатты сұйық немесе газ химиялық элементтер қоспаларымен қанықтырылады.

Соңғы уақытта техникада металлокерамика кеңінен қолдануда - әр түрлі дайындамаларды және бөлшектерді дайындауда пісірілген металл ұнтағын ұолдану. Бұл үдесті керамиклық деп атау металдық ұнтақтардың бөлшекті дайындау, керамикалық бұйымдарды дайындауға ұқсасты.

Металл ұнтақтарын (бөлшектерінің өлшемі микронның оншақты бөліігімен. Оншақты милиметрге дейін) сұйық металды тозандатумен, металды гатерізді иодит тептес қоспаларды ыдыратумен және басқа да тәсілдермен алынады. Қажетті өлшемдегі ұнтақтарды алу үшін енектеп өткізеді. Одан кейін металл ұнтақтарын арнайы пішінде престеп пісіреді. Пісіру уақытында ұнтақтарды жеңіл балқыйтын сұйық металлмен сіңдіріледі. Престеу және пісіру операциясы мен ыстық престеумен өткізіледі.Пісірумен өте жоғарғы дәлділіктегі, жоғары мықтылықпен және тығыздықтағы бөлшекрерді алуға болады. Кәзіргі уақытта металлокерамика үдерісін қолдану мен қыйын балқыйтын металдан және қорытпадан бұйым дайындау үшін қолданады.

Электр тоғымен қыздырып пісіру жапырақтарды, сымдарды және басқа бөлшектерден дайындамаларын алудын мүмкіншілігін тудырады.никельмен цементтеніп пісірілген вольфрам ауыр балқымасынан жасалған бөлшектер гироскоптарды және басқада тез айналатын бөлшектерді баланстау үшін қолданылады. Титан карбидінен, боридтардан және қыйын блқыйтын қоспалардын балқымасынан тұратын және отқа төзімді, отқабыршықтылыққа тұрақты никель мен хром және кобаль қортпаларымен сіңдіріліп пісірілген материалдар керметтер деп аталады. Бұл материалдар жоғрғы температурада және агресивті ортада жұмыс істей алады.

Металлокеамикалық тәсілмен әр түрлі шестерналар, падшипниктер, магниттер,электрон лампасының торын. Реактивті қозғалтқыш куректерін және тез тозатын машина бөлшектері дайындалады.

Осы уақытта құрал-сайман өнеркәсіпорындары металлокерамиканы көп қолданады. Металлкерамика әдісімен жасалған қатты қорпалар құрал-саймандардын кесу қасиетін 1000ºС – ға дейін қыздырғанда да ұзақ уақыт сақтай алады және білдіктердін механикалық өңдеу үдерісінің еңбек өнімділігін жоғарылатады. Металлокерамикалық қортпалардың жұмыс істеу жағдайында ең жақсы құрал жасау болаттарынан жасалған құрал-саймандар жұмыс істей алмайды. Осындай қатты қортпалардан кесетін, сым тартатын және бұрғылау, ұсақтау машиналардын беттері, жоңғыш білдектердін ортасы т.б. жасалады.

Құрал-сайман өнеркәсібі үшін қатты балқымалар (победит және басқалар) қиын балқитын вольфрам карбидіне (балқу температурасы 2000º) және титан карбидіне (балқу температурасы 3140º) кішкене кобальт және никель қосылған балқыманы пісіру жолымен пісіру жолымен алады. Никель және кобальты морттылықты азайту және берік, тығыз қоспалары алу үшін қосады.

Металкерамикалық қатты балқымалардан жасалған бұйымдардын негізгі массасы тақтайша түрінде шығарылады. Осындай балқымалармен метал кесетін құралдардын жұмыс бөлімі дәнекерлеумен немесе механикалық бекітілумен жасалады.

Металлокерамикалық технологиямен металды метал емеспен пісіруге болады. Жоғары температурада жұмыс істеу үшін отқа төзімді қиын балқитын Cr₂O₃, ZnO және басқа оксидтердін әр түрлі композициялары қолданады. Авиацияда графиттен, мыстан, қорғасыннан және басқа қоспалардан пісірілген биіктік электр щеткалары қолданады. Әр түрлі қозғалтқыштардын жібергіштерінде контактілер күміс және кадмий оксидінен пісіріледі.

Арнайы престеу және пісіру тәртібінде үгінтілерден кеуекті, ал қажетті болған жағдайда көбікті металдарды және қорытпаларды алуға болады, оларды осы уақыттағы ұшқыш аппараттардын құрлымдарында қолданады.

Соңғы уақытта дейін композициондық материалдарды екі немесе бір неме материалдарды қарапайым комбинирленген деп қарастырылатын. Осындай комбирленуге кірген материалдардын жетіспеушіліктерін жасыруға болады. Осыған ұқсас материалдарға, мысалы, жататындар электр қосқыштарында биметалдық лентаны айтуға болады. Лентаны латунь және темір жапырақтарынан сым тарту кезінде бір бірімен пісірілуімен дайындайды. Мұнда латунның жылумен кеңею коэффициенті темірдікінен жоғары. Сондықтан, осыған ұқсас комбинация қызуынан латунь кеңейіп композицияның темір бөлігі иіледі, соның нәтижесінде латунь да иіледі.Лентаны қыздыратын температураның жоғарылаған сайын иілу мөлшері де жоғарылайды. Лента суығанда лента қайтадан түзуленеді.

Осы замандағы композиционды материал түсінігі – ол күрделі және кең түсінік, қарапайым материалдардын комбинациясындағы оларға тән қасиеттері ғана қаралмайды.

Осы заманғы композиционды материалдар арнайы өзіне тән байланысатын толтырымдармен (матрица) сіңілдірілген әр-түрлі талшықтардын комбинациясы болып келеді.

әр түрлі талшықтардағы (металл синтетика) және оларды байланыстырушыларды (алюминий, смола) қоса қолдану үшін тиісті композиционды материалды алу қажет, олар мықтылығы, қатттылығы, отқа төзімділігі және басқа қасиеттерімен олардын құрамына кіретін компоненттерден (талшықтар байланыстырушылар т.б) өзгеше болады.

Осы заманнғы композиционды материалдар табиғатта кездесетіндерге ұқсас құрылады. Егер ағаш кесімімін қарастырсақ ол табиғи композиционды материал болып щығады, ол целюлоза талшықтарынан құрылатын лигин матрицасы (толтырылым) түзілген. Целлюлоза талшықтары үзілуге өте мықты және жеңіл иіледі. Толтырылым лигин талшықтарды байластырып біріктіреді және материалға қажетті қатандықты береді.

Композиционды материалдардын өзгешілігі олардын тығыздығының, төменділігі, қаттылығы және қатандығы жоғары, сонымен бірге иілімді кесілу, пішінделу қабілеті жоғары. Осы уақытта композиционды материалдарды үлкен жүктемелерге төзімді болу қажет терлерде қолданады, яғни ұшқыш аппараттардын, батискафтарда, құрылыс құрлымдарында тағы басқаларда қолданады.

Композиционды материалдар ішінде ең көп қолданатыны шынны талшықтары, яғни смола матрицасындағы шыны талшықтары. Сондай материалдардан авиация құрлысында аспап беттері, сүйірліктері дайындалады.

Металдық және металдық емес материалдарды әр түрлі мықты және қатан талшықтармен бекітуге болады. Қазіргі уақытта жоғарғы мықтылығы бар диаметрірі 0,1-0,5 м/км талшықтар графиттен, бордан, кремний карбидінен т.б. алынған. Талшықтарды алу технологиясы өте күрделі және арнайы жабдықтарды талап етеді. Мысалы, графит талшықтарын қыздырумен реттелетін синтетикалық жасанды талшықтардан алады. Арнайы атмосферада қажетті қыздыруда синтетикалық талшық ыдырайды, ал пайда болған көмір жоғарғы мықтылықтағы графитті түзейді. Бор талшықтарын хлорид немесе бор бромидін ыстық вольфрам жібінде ыдыралуымен алынады, сонда жіпте бордын құбырлы талшықтары түзіледі. Көрсетілген тәсілмен алынған бор және графит талшықтары мықтылығы мен және қатандылығымен жоғарғы мықтылықтағы болаттардан екі есе жоғары.

Қазіргі уақытта бор және графиттін эпоксидті смолада, алюминді және басқа қортпалардан жасалған талшықтардын композиционды материалдар жасалған, олардан авиациялық құрлымдардын әр түрлі бөлшектері жасалады. Бор және графит талшықтарын гальванопластикалық әдіспен металдық матрицаға еңдіріледі, және де әр түрлі химиялық тәсілдермен, қортпалардын балқуын реттеу әдісімен, қысым астында диффузиялық пісірумен және т.б.

Мысалы, алюминий матрицасымен 50% бор талшықтары бар Юнайтид Эркрафт (США) фирмасымен жасалынған композиционды материал ұзындығына қарай мықтылық шентілігі 112 кг/мм², ал көлденен бағытта 11 кг/мм², көлденен бағыттағы серпімділік модулі 22500 кг/мм². Осы материалдан реактивті қозғалтқыштын бірінші сатылы компрессор күректері дайындалған және сынақтан жақсы өткен. Болашақ композиционды материалдардікі, өйткені олардың көмегімен жеңіл, мықты және тұрақты құрлымдарды жасауға болады. Кәзіргі заман жобалау сұрақтарымен тығыз байланысты.