Өндірістегі технологиялық процесстер

 

 

 

Электрлік дәнекерлеу әдістерінің түрлері.Электрмен түйістіре дәнекерлеудің мәні, пісірілетін бұйымдарды түйістіру орнында өтетін электр тогымен пластикалық немесе сұйық күйге дейін қыздыру арқылы және соңынан қысып (шөктіріп) ажырамайтын қосылыстарды болып табылады. Екі дайындаманың түйістіре қосылу орны металл арқылы өтетін электр тоғымен қыздырылады және де ең үлкен жылу мөлшері дәнекерлеу түйіспесінің орнында бөлінеді.Дәнекерлеме қосылыстардың типі бойынша түйістіріп, нүктелік, жіктік (аунақшалық) дәнекерлеуге бөлінеді. Түйістіріп дәнекерлеу кезінде бөлшектер, олардың барлық жанасу ауданы бойынша біріктіріледі. Түйістіріп дәнекерлеудің ерітумен және кедергімен дәнекерленетін турлері бар. Ерітіп пісіру кезінде дайындаманың шет жақтарын ерігенге дейін қыздырады, соңынан қысып шөктіреді, ал кедергімен дәнекерлеу кезінде - пластикалық күйге дейін жеткізіп, соңынан қысып шөктіреді.Дәнекерлеумен  дайындамаларды, трансформатордың екінші орамына қосылған түйістіру машинасының қыспақтарының (электродтарының) арасына қояды. Қыспақ жылжымалы тақтаға, екіншісі жылжымайтын тақтаға орнатылған.Нүктелік дәнекерлеу - ұштастырып дәнекерлеудің бір түрі, мұнда дайындамалар жекелеген нүктелерде қосылады, сондай-ақ бір, екі немесе бірнеше нүктелерді дәнекерлеуге болады; олардың жағдайы нүктелік машинаның электродтарының орналасуымен анықталады. Нүктелік дәнекерлеу кезінде дайындаманы айқастыра жинайды және дәнекерлеу орнына ток әкелетін екі мыс электродтың арасында біршама күшпен Р қысады. Сонан соң тоқ қосады,  бөлшектер қызып, оның ішінде балқыған аумақ – өзектер немесе нүктелер пайда болады. Балқытылған металл өзекте пластикалық деформация аумагы болып табылатын тығыздағыш белдеумен ұсталады. Дәнекеолеу  бір нүктелі және көп нүктелі болып бөлінеді. Жіктік немесе аунақшалық дәнекерлеу - дәнекерленетін дайындамалардың арасында берік және тығыз қосылыс түзілетін, ұштастырып дәнекерлеудің бір түрі. Бір немесе екі электродты жазық аунақша түрінде орындайды. Аунақшаларды айналдырады және олардың арасымен дәнекерленетін дайындамаларды өткізеді. Токтың өтуі кезінде аунақшаның іздері түріндегі (созылған пішінде) дәнекерлеу нүктелері құрылады, олар бірін-бірі жабады да, нәтижесінде тұтас герметикалық жік алынады. Ұштастырып дәнекерлеу бірқатар артықшылықтарымен ерекшеленеді, олар: сенімді дәнекерлеме қосылыстар, тотығудың төмендігі. металға температураньщ әсер ету аумағын азайту, жоғары өнімділігі және еңбектің қолайлы санитарлық- гигиеналық жағдайы.

1-сурет. Түйістіре дәнекерлеу  сұлбасы    3-сурет. Нүктелік дәнекерлеу сұлбасы       

 

 

 

 

Темір-көміртек күй диаграммасы- химиялық құрам мен температураға тәуелді темір мен көміртек балқымасының фазалық күй диаграмммасы. Бұл диаграмма концентрацияның температураға тәуелділік графигі. Диаграммада қоспалар көп болса, мысалы болатқа бір легирлеуші компонент қосса үштік күй диаграммасы көлемді болып кетеді. Диаграммадағы сызықтар құймада болып тұрған сұйқ және қатты фазаны бөліп тұрады. Көрсетілген диаграмма теміркөміртек құймасының жәймен қыздырылуы мен сууынан кейнгі экспенриментальді зерттеуі нен құрылған.

Көміртектің концентрация шкаласы 6,67% С дейін ғана көрсетіліп тұр, себебі көміртектің одан үлкен концентрациясы еш жерде қолданбайды. Диаграммада  келесі фазалар бар: сұйық(Ж), аустенит (А), цементит (Ц), феррит (Ф). Көміртектін темірдегі сұйық ерітіндісі АВСД сызығынан жоғары температурада көрсетілген.  Fe3C (Ц) цементит химиялық қоспасы диаграмманың оң жағында 6,67%С сай келеді. Аустенит (А) –көміретектің g темірдегі қатты ерітіндісі, 1,7%С бола алады, 723С температурадан жоғары темп-да бола алады. Феррит (Ф) – көміртектің а-темірдегі қатты ерітіндісі, 0,03%С болады.Қыздырылу мен суыту кезіндегі шойн мен болаттын күй диаграммамен сәйкес  түрленуі-вариантсыз(нонвариантты)-тұрақты температурада өтетін, бірвариантты(моновариантты)-температураның бірнеше интервалында өтетін болып бөлуге болады. Нонвариантты түрленуге :диаграммадағы HJB  сызығымен феррит пен сұйықтық аустенитке ауысады(перетекткалық ауысу), ECF сызығымен сұйықтық аустенит пен цеиентиттағы сұйықтыққа айналады(эвтектикалық ауысу),  PSK сызығымен аустенит феррит пен цементитқа айналады. (эвтектоидты ауысу).  Бірвариантты түрлену: бііншітекті ауысу-фазалардың біреуі сұйық және екінші текті ауысу қатты күйдегі болып бөлінеді.

 

Темір көміртек құймаларының құрылым компонентері фазалары.

Темір мен көміртегінің химиялық қоспасы цементиттің келесі фазалары болады, олар суйық қалпы, феррит, аустенит, цементит, графит.1. Сұйық қалпы. Суйық кезінде темір көміртекті түрлі мөлшерде жақсы сұйық қалпына дейін ерітеді. 2. Феррит —  көміртектің темірдегі қатты ерітіндісі. Ақшыл түйіршікті болып келеді. Төменгі температуралы Ферриттің құрамында 0,02% С болады;  көлемдік центрленген текше торы бар темірдегі бір немесе бірнеше элементтердің қатты ерітіндісі.Феррит көміртектің ауыспалы –мөлшерлі ерігіштік фазасы, ең төмен температурасы — 0,006 %  ең жоғарғы температурасы— 0,02 % 1392 °C  температурадан артық болса жоғарғы температуралы  феррит болып табыладыФерриттың қасиеттері таза темірдің қасиеттеріне жақын. 3. Аустенит  (ағыл.: металлургі У. Робертс-Остен есімімен аталған (W. Roberts-Austen; 1843 — 1902) — темір көміртекті балқымалардың құраушысы, көміртектің (2,14 %-ке дейін) және - 1147 °C — темірдегі легирлеуші элементтердің қатты ерітіндісі. Аустенит 723°С-тан жоғары температурада ғана тұрақты, бірақ ол қыздырған болатты суға малып бірден суытқанда ажырап үлгірмей, болат құрамында қалып қояды. Ал болатты суарғанда көп жағдайда кұрамындағы Аустенит өзгеріп, өзінен қаттылығы артық мартенситке (-Fe ішіндегі көміртектің аса қанық ерітіндісіне) айналады. Сондай-ақ болатты жасытқанда (баяу суытқан кезде) Аустенит ажырап, қайтадан цементит пен феррит (а-Fe ішіндегі көміртек ерітіндісі) түзіледі. Соның негізінде болат жұмсарады. Аустенит термиялық және термомеханикалық өңдеуде легирленген болат алу үшін пайдаланылады. 4. Цементит — темір мен көміртегінің химиялық қоспасы (Fe3C); темір карбиді. Цементит құрамындағы көміртегінің мөлш. 6,67%, балқу темп-расы ~1500қС, жоғары қаттылығымен (HB 800) және морттылығымен ерекшеленеді. Темір көміртек құймаларында цементит фаза ретінде төмендегідей ерекшеленеді— алғашқы цементит (сұйықтықтан бөлінеді), — екінші цементит (аустениттен бөлінеді), — үшінші цементит (ферриттен бөлінеді), — эвтектикалық цементит  — эвтектоидтық цементит.5. Графит – минерал, көміртектің (С) Жер қыртысында ең жиі кездесетін әрі тұрақты гексагондық полиморфтық түрі. Гексогональдік сингонияда кристалданады. Табиғатта кристалы жетілген графит (грекше grapho – жазамын) сирек ұшырайды, көбінесе, қабыршақ, түйіршік, кейде домалақ агрегаттар күйінде кездеседі.Түсі қара, сұр, қара сұр, ұстағанда май сияқты, қолға жұғады, металдай жылтыр.Қаттылығы 1, ал қабат ішінде 5,5 және одан артық, меншікті салмағы 2,2 г/см3.Балқу температурасы 3850Ғ500С.Электр тогын, жылуды жақсы өткізеді.Қышқылға төзімді, жоғары температурада ғана тотығады. Отқа берік, балқыған металға салса еріп, амфотерлік қасиеті бар оксидтер түзеді, балқыған селитрада жанады. Жеңіл өңделеді, жұмсақ, майысқыш.Нейтрон сәулесімен әсер еткенде графиттің электр тогын өткізгіштігі, майысқыштығы, қаттылығы артады, ал жылу өткізгіштігі күрт төмендейді.[2]Құрылымы жағынан графит айқын кристалды, жасырын кристалды және графитоидтар болып бөлінеді.

 

Қабықтық  формаға құю.Технологиялық процессі.Әдістің  ерекшелігі. Бұл әдіс-балқыманы термореактивті қоспадан жасалған формаға еркін құю үшін арналған. Құюдың бұл әдісі сұйық металды  қабықты немесе корковты формаға құяды. Олар жұқақабатты берік болады.Қабықты форманың ерекшелігі-жеткілікті берік, газөтімділік т.б.  Бұл құюдың түрі үлкен құймаларға арналған,мысалы:скульптура. Қабықтық формамен жасалған бұйымдар механикалық өндеуге 1,5 есе аз жіберілмейді.   Қабықтық форманы формовкалы песчано-смоляный қоспалардан жасайды. Смола термопластикалық және термореактивті болу керек. Формовкалы қоспада толтырушы болады – ұсақдәнді кварцті құм - 100%: қосушы - пульвербакелит (фенолформальдегидная смола с добавками уротропина) - 6 - 7%; ылғалдандырғыш (керосин, глицерин) - 0,2 - 0,5%; еріткіш(ацетон, этиловый спирт) - до 1,5%.  Қабықты дайындау технологиясы мына операциялардан тұрады.   Подмодельді плитаға металдық модельді орналастырып,200-250С дейін қыздыру. Плита бункерға орнатылған, содан бункер бұрылып, модель құмды-смолалы қоспамен жабылады. Қыздырылған модельмен әрекеттесіп, қоспа балқиды,модель бойынша таралып ағады. Одан кейін қатайып жартылайқатайған, қалыңдығы 6-8мм жұқастеналы қабық түзеді.Қалыңдығы қыздырылған модель температурасына байланыты. Бункер қайтадан бұрылып, жартылай қатайған қабық шешіліп 300-350 С темп.да 1-3 мин аралықта кептіріледі. Түзелген қабық түгелдей кеуіп, итеруші механизм арқылы модельден шешіледі. Бұлай жартыформа шығады, екінші жартысы дәл осылай дайындалады. Дайын болған қабыққа құю әдісімен сұйық металл құйылады, суығаннан кейін бұл қабық оңай бұзылады. Қабықты формадан алынған бұйым дәл өлшемді, таза бетті, келесі механикалық өндеуді аз қажет ететін болып келеді. Қабықты формаға құю көпсериялы өндіріте қолданады.

Металл  мен құймалардың класификациясы. Маркировкасы.

Болаттар химиялық құрамына қарай, белгісіне қарай, сапасымен  қышқылсыздану дәрежесіне қарай  бөлінеді. Химиялық құрамына байланысты болат көмірленген (мемлекеттік стандарт 380-71, ГОСТ 1050-75) және легирленген (мемлекеттік стандарт 4543-71, мемлекеттік стандарт  5632-72, ГОСТ 14959-79) болып екіге бөлінеді.

Көмірленген болаттар:

1. Төменгі көміртекті, құрамында көмір 0,25% ден кем емес;
2. орта көміртекті, құрамында көмір  0,25-0,60% - дан артық;
3. жоғарғы көміртекті, құрамында көмір 0,60% -дан артық.

Легирленген болаттар :

1. Төменгі легирленген, құрамында легирленген элементтер 2,5%- дан артық;
2. орта легирленген, құрамында легирленген элементтер 2,5 ден 10% дейін;
3. жоғары  легирленген, құрамында легирленген элементтер 10% -тен артық

 

Белгісіне қарай болаттар төмендегідей болады:

1. құрылыстық болат (Әдетте, прокат күйінде құрылыс конструкцияларының әртүрлі элементтері мен вагон, кеме жасауда қолданылады);
2. Аспаптық болат әр түрлі кесу, өлшеу, штамп аспаптарын жасауға пайдаланылады
3. Ерекше физикалық қасиеттері бар кәбінесе электр техникасы, химия, әскери техникаларын жасауда пайдаланылады
4. ерекше химиялық қасиеттері бар (тот баспайтын, ыстыққа төзетін, отқатөзімді болаттар).

 

Қышқылсыздану дәрежесіне қарай болаттар тынышты, қайнаған және орталай тынышты болып бөлінеді.

Болаттың құрамына кіретін  легирленген элементтер төмендегідей белгіленеді:

А – азот	К – кобальт	Т – титан
Б – ниобий	М – молибден	Ф- ванадий
В – вольфрам	Н – никель	Х – хром
Г – марганец	П – фосфор	Ц – цирконий
Д – медь	Р – бор	Ч – жерасты сирек металлдары
Е – селен	С – кремний	Ю – алюминий

 

ШХ6 - шарик подшипнигі болаты , құрамында 0,6% хром;

ШХ15ГС - шарик подшипнигі болаты, құрамында 1,5% хром және 0,8 - 1,5% марганец и кремний.

Мыстың төмендегідей негізгі құймалары  болады:

Қола - мыстың қалайы4-33% , алюминий(5-11% Al) , бериллий, қорғасын 30% Pb , кремний(4-5% Si) , кадмий, хром, т.б. элементтер (тек мырыш пен никельден өзге) қосылған құймасы.

 Қола химиялық тәсілдермен  бояуға, алтын жалатуға әрі жалтыратуға икемді болғандықтан көне заманнан бері әшекейлік бұйымдар мен мүсіндер құюға пайдаланылып келеді. Қоланың балқу температурасы мыстан төмен әрі берік, өте жақсы құймалық қасиеті бар. (мемлекеттік стандарт  493-79 , мемлекеттік стандарт  613-79, мемлекеттік стандарт  5017-74, ГОСТ 18175-78);Жез — Мыстың мырышпен және басқа қосымша элементтермен қорытпасы. Құрамында 50%-ке дейін мырыш және басқа да элементтер араласқан мыстың қорытпасы. Жездің құрамына алюминий, қалайы, никель, т.б. элементтер де кіреді. Жез таза мыс сияқты иілгіштігі жоғары, бірақ одан берік болады. (мемлекеттік стандарт  15527-70, мемлекеттік стандарт  17711-80). Титан химиялық активті ауыспалы элемент, тотығу дәрежесі +4, сирек +3, +2. 500 – 550°С-қа дейінгі температурада металл бетінде оксид қабаты пайда болатындықтан ауада, теңіз суында, ылғал хлорда, хлоридтер мен азот қышқылы ерітінділерінде, күкірт қышқылы мен сілтілердің сұйытылған ерітінділерінде коррозияға тұрақты. Бөлме температурасында HCl, H2SO4, CCl3COOH, HCOOH, қыздырғанда оттек (400 – 500°С), азот (600°С-тан жоғары), көміртек және кремниймен (1800°С-тан жоғары) әрекеттесіп, сутек және басқа да ауа газдарын өзіне сіңіреді. Фтормен 150°С-та, хлормен 300°С-та, иодпен 550°С-та әрекеттесіп, сәйкес галогенидтерін түзеді. Бор, көміртек, селен, кремниймен әрекеттесіп, металға ұқсас қосылыстар түзеді. Титан қосылыстарының балқуы қиын, өте қатты, түстері әр түрлі болып келеді. Титанды өндірісте кентас концентраттарын хлорлап, алынған TіCl4-ті магниймен (кейде натриймен) тотықсыздандырып, титан кірмесін (губка) алады. Оны вакуумдық доғалы пештерде балқытып, кесек металл алынады. Титан авиация, зымыран, кеме, автомобиль жасауда қолданылатын беріктігі жоғары титан құймаларын (Al, V, Mo, Mn, Cr, Sі, Fe, Sn, Zr, Nb, т.б.) дайындауға және радиоэлектроникада, тамақ, шарап, қағаз, бояу өнеркәсіптеріне қажетті аспаптар мен қондырғылар жасауда кеңінен қолданылады.

 

 

Металл мен  құймалардың қолданысы.Карбид вольфрамы WC — өте қатты және химиялық  инертты оқшау заттек. Балқу температурасы 2800 °С. Көбінесе өте қатты қоспа – победит дайындау үшін пайдаланады, құрамы вольфрам карбиды мен кобальттан турады. Осы қоспалардан бұрғылайтын станоктарға арналған ұштықтар жасайды (победит ұшықтары) . Қызуға төзімді нихромды электр жылытқыш элементы ретінде пайдаланады.  Қаттылығымен ерекшелінетін қолаларды аспап жасау құрылысында пайдаланады .Мыс пен қалайының қосындысынан көркем ою бұйымдарын жасайды (ескерткіштер мен барельеф (тегіс нәрсеге түсірілген бедерлі сурет).  Қазыргі таңда жоғары технологиялар өндірісін металлдар мен құймаларсыз елестету мүмкін емес , мәселен микросхема жасау, оптикалық аспаптар, электроника үшін өте қажет . Металл мен құймалардың қолданысы басқа да көптеген технологиялық процесстерге қажет, төменде көрсетілген салаларда пайдаланады. 1. Ядролы энергетика (U). 2. жарық беретін аспаптар (W, Mo). 3. Медицина (протезы) (Ti, Ni, Au). 4. қосындыланған болат (W, Mo, Ni, Cr, V). 5. зергерлік бұйым  (Au, Ag, Cu). 6. химиялық үрдіс зардабынан металдардың мұжылуы коррозиядан сақтау (Ni, Cr).7. Автомобильды, авиация, темір жол саласында (Fe, Al, Ti).8. Құрылыста  (құрастырымдық материалдар) (Fe). 9. Катализаторлар (Pt, Fe, Ni и др.). 10. Электротехникалық өндіріс (Cu, Al).Сонымен қатар күмістің ауыз суына деген бактерицидты әрекетін білеміз, қазыргы кезде құрамында күмісі бар препараттар ауыз суын тазартуда  кеңінен пайдаланады

 

Прокатка түрлері. Жұқа беттік прокатка.Прокатка – металлды қысыммен өңдеу түрі, дайындама үйкеліс күшімен прокатты станоктағы айналып тұратын екі валок арасындағы саңылаудан еңіп, көлденең қимасының ауданы азайып, пластикалық деформацияға ұщырайтын процесс.  Прокаткалық өңдеуге 90 % балқытылған болатпен түсті металдың көп бөлігі ұшырайды. Прокатканың үш негізгі әдісі бар: бойлық(а), көлденең(б), көлденең-винтті(в).

.

 

 

  Бойлық прокаткада деформация  әртүрлі бағытқа айналып тұрған  екі валка арасында болады. Дайындама  үйкеліс күші арқылы екі валка  арасындағы саңылауға еңіп, валка  осіне перпендикуляр бағытта  жылжиды. Бұл әдіспен жайылма  өнімнің 9о пайызы жасалады-сортты  прокат, лента, полоскалар, листтар.  Көлденең прокатка валкалар бір  бағытта айналады да жылжып  жатқан  дайындаманы да айналдырады.  Көлденең прокатка кезіңде дайындалатын  өнім валкаларда арнайы құрылғымен  ұсталып  тұрады. Бұл әдіспен  арнайы периодтты профиль, айналушы  денелі өнімдер-шар,ось,шестерндер  жасалады.  Көлденң-винтті прокатка  бір бағытқа қарай айналатын  валкалар бір біріне қараған  бұрышпен орнатылған.  Прокатталатын  металл айналатын және үдемелі  қозғалысқа ие. Осы қозғалымтар  қосылып, дайындаманың әр  нүктесін  винтті сызықпен қозғалады. Труба  жасауда қолданылады.