Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1.Дәріс : Дайындаманы жасау тәсілдері. Дайындама жасау тәсілін таңдаудың негізгі принциптері
Дайындама жасаудың негізгі тәсілдері – құйма жасау, қысыммен өңдеу, дәнекерлеу. Дайындаманы жасау тәсілі оның көмегімен өндірілетін тетіктің қолданылу жағдайына, оған қойылатын талаптарға, пішіні мен мөлшер ерекшеліктеріне, құрылымдық материал түріне, өндірістің түріне және т.б. факторларға байланысты.
Құйма әдісімен әртүрлі мөлшердегі қарапайым немесе күрделі пішінді дайындамаларды жасауға болады. Сонымен қатар құйманың ішкі қуысы да күрделі пішінді болуы мүмкін. Құйма мөлшерінің дәлдігі және бетінің тегістік деңгейі қолданылатын құйма тәсіліне байланысты. Құйма жасаудың арнайы тәсілдерін қолдана отырып механикалық өңдеу жұмыстарының көлемі аз дайындамалар жасауға болады.
Құймалар қолданыстағы барлық метал мен қоспалардан жасалады. Құймалардың механикалық қасиеттері металдың қалып қуысында кристалдану жағдайына тығыз байланысты. Кейбір жағдайларда құйма қабырғаларының ішінде әртүрлі зақымдар(ұсақ тесіктер, ыстық немесе суық күйлерде пайда болатын жарықшалар және т.б.) пайда болады. Мұндай зақым түлері құйма бетін алғашқы механикалық өңдеу кезінде оның сыртқы қабатын жонғаннан кейін байқаладаы.
Металды қысыммен өңдеу арқылы машина жасауда қолданылатын илемділігі жоғары металдан жасалатын әртүрлі пішіндегі дайындамалар алынады. Мұндай дайындамалардың механикалық қасиеттері құймалармен салыстырғанда жоғарырақ болады. Қысыммен өңдегенде металда талшықты макроқұрылым түзіледі. Бұл жағдайды дайындаманың жобасын және технологиясын жасағанда ескеру керек. Мысалы, тілім түріндегі дайындаманы қалыптау, ал сырықты шөктіру арқылы жасағанда талшықтардың қолайлы орналасуы қамтамасыз етіледі.
Дәнекерленген дайындамалар әртүрлі дәнекерлеу әдістерімен жасалады. Кейбір жағдайларда дәнекерлеу дайындама жасауды, әсіресе күрделі құрылымды дайындамаларды жасауды оңайлатады. Дәнекерлеу арқылы жасалған дайындаманың осал тұсы – ол дәнекерленген жік немесе жіктің жиегі, яғни оның термиялық өзгеріске ұшырайтын аймағы. Жіктің беріктігі негізгі металдың беріктігінен төмен болады. Сонымен қатар дайындаманың құрылымы немесе технологиясы дұрыс болмай қалса жіктің аймағында кейіннен түзетілуі қиын болатын әртүрлі зақымдар пайда болуы мүмкін(жіктің қисаюы, ұсақ қуыстар, ішкі кернеулер).
Соңғы кезде дайындамаларды пластмассадан және ұнтақталған материалдардан жасау қарқынды дамып келеді. Мұндай дайындамалардың ерекшеліктері – олар пішіні мен мөлшерлері бойынша дайын өнімдерге сәйкес келеді де, олар әрі қарай аздаған ғана көлемде өңделеді немесе тек қана әшекейлеу жұмыстарымен шектеледі.
Дайындама жасау тәсілін таңдаудың негізгі принциптері:
Дайындама жасау әдісін таңдауда мына факторлар ескеріледі:
Дайындаманы жасаудың оңтайлы тәсілін таңдау барлық көрсетілген факторларды жан-жақты талдау негізінде оның техно-экономикалық көрсеткіштерін анықтау арқылы жүзеге асырылады.
Оңтайлы әдіс дайындаманың технологиялылығын анықтаудан басталады. Осыдан кейін оған жұмсалатын шығын анықталады.
Технологиялық деңгейі бірдей болған жағдайда оңтайлы әдісте шығын мөлшері ең төменгі деңгейде болуы керек.
Осылардан туындайтын басты принциптер:
2.Дәріс. Құйма жасау. Жалпы түсініктер.
Машиналарда қолданылатын тетіктердің пішіндері мен материалдары әртүрлі. Әр метал түрінің өзіндік табиғи ерекшеліктері бар. Мысалы, балқу температурасы, тығыздығы, механикалық қасиеттері және т.б. Осыған байланысты олардан әртүрлі пішінді тетіктер өндіру үшін әртүрлі технологиялық үрдістер қолданылады. Бұл технологиялар металды балқытып өңдеуге, станокта жонып өңдеуге негізделген.
Бір негіздегі технологияларда ұқсастық көп болғандықтан оларды бір топқа жатқызып қарастырады. Мысалы, металды балқытып өңдеуге негізделген үрдістер құйма технологиялары, ал дәнекерлеуге негізделген үрдістер дәнекерлеу техологиялары деп есептеледі.
Құйма жасау көне дәуірден келе жатқан әдіс. Құйма жасауда алғашында мыс пен оның қоспалары(қола, жез) қолданылса, бертін келе шойын, ал қазіргі кезде болат және легірленген қоспалар қолданылады.
Құйма қалып қуысын балқытылған сұйық металмен толтыру арқылы өндіріледі. Сондықтан қажетті пішінді тетік алу үшін әуелі оның үлгісі(моделі) жасалады да, сол арқылы қалып ішінде қажетті пішіндегі қуыс қалыптастырылады. Үлгі қалып қуысын қажетті пішінге сәйкестендіру құралы. Ол ағаштан, металдан, пластмассадан және т.б. материалдардан жасалады.
Сұйық метал қалып қуыстарына арнайы түрдегі жылғалар арқылы құйылады(құю жолдары). Сонымен қатар қалыпта оның қуысында пайда болатын газдарды сыртқа шығару жылғалары да қарастырылады.
Құймалардың ішкі қуыстарын(тесіктерін) жасау үшін өзек қолданылады. Сондықтан өзек құйма қалыбының бір бөлігі ретінде есептеледі. Өзек арнайы өзек жәшіктерінде жасалады(құмдақ материалдардан) немесе металдан жасалатындары білдектерде жонылады.
Құйма жасауда қолданылатын негізгі технологиялық операциялар мыналар:
Құйма жасаудың көптеген әдістері бар. Олардың ішінде жиі қолданылатыны – ол құйманы дымқыл құмдақ материалдан жасалған қалыптарда өндіру әдісі. Бірақта бұл әдіспен өндірілген құймалардың бетнің тегістігі және мөлшерінің дәлдігі төмен болады. Бұл кемшіліктерді болдырмау мақсатында құйма жасаудың арнайы әдістері қолданылады: метал қалыптарға құю, арнайы қалып қуысын металмен қысым арқылы толтыру, жылдам еріп кететін модельді(үлгіні) ,жұқа берік қалыптарын, айналмалы метал қалыптарын пайдаланып құйма өндіру әдістері. Бұл әдістермен өндірілген құйма бетінің тегістігі және мөлшер дәлдігі анағұрлым жоғары, кейбір жағдайда тетікті әрі қарай білдекте жонып өңдеудің де қажеттігі болмайды.
Құмдақ дымқыл материалдан жасалған қалыптарға метал бір-ақ рет құйылып суытылады. Содан кейін қалып бұзылып құйма ажыратылып алынады. Құймадан ажыратылған құмдақ материал оны қайта өңдеу бөлімшесіне жіберіледі. Арнайы өңдеуден өткен құмдақ дымқыл материал қайтадан қалып жасау үшін қолданылады.
Қалып материалының негізін құм және балшық түзейді. Құйма жасау үшін кварц құмы қолданылады. Кварц құмының отқа төзімділігі(шамамен 1730°C) беріктігі және қаттылығы жоғары. Кварц құмдары оның құрамындағы балшықтың, кремнеземнің (SiO2) және зиянды қоспалардың мөлшеріне байланысты бірнеше класстарға бөлінеді. Қалып жасауда балшықтар құмның қиыршықтарын біріктіру үшін қолданылады. Минерологиялық құрамына қарай балшықтар үш топқа бөлінеді. Мысалы, коалин балшықтарының негізін коалинит Al2O3·2SiO2·2H2O құрайды.
Қалып, әсіресе, өзек материалдарының құрамына олардың беріктігін жоғарлату мақсатында арнайы біріктіргіштер, мысалы, синтетикалық шайыр қосылады.
Қалып жасау үшін қолданылатын материалдарды дайындау мына ретте жүргізіледі.:олардың құрамына кіретін бөліктерінің мөлшерлерін анықтау және өлшеу, оларды арнайы жабдықтарда су құйып (4-5%) араластыру, тығыздығын арттыру мақсатында арнайы ыдыстарда біраз уақыт ұстап тұру.
3.дәріс.Құйма құрамындағы газдар. Құйма бетінің сапасы.
Құйманың газдармен зақымдалуы мына себептерге байланысты: 1) балқыған метал құрамында еріген газдардың әсерінен, 2) құйманың қалып қуысында кристалдануы кезінде бөлінетін газдардың әсерінен.
Балқытылған металдың газдармен әрекеттесуі күрделі физико-химиялық үрдіс болып табылады. Сондықтан балқыту технологиясын дұрыс жүргізу үшін қажетті жағдай-металдың газдармен әрекеттесуінің негізін білу. Оның ішінде газдың металда еру деңгейінің температураға байланысты өзгеруін білу сапалы құйма алу үшін өте маңызды.
Сутегімен әрекеттесуі. Ауада сутегі аз болғанымен бұл газ металда еріген газдардың басым бөлігін құрайды. Сутегі балқыған металдың суды және отынның құрамын ыдыратуынан пайда болады. Сутегінің еруі метал температурасын төмендетеді. Сондықтан температураның жоғарылауы металда еріген сутегі мөлшерін көбейтеді де, температура төмендегенде еру деңгейі азаяды. Осы себепті балқыған метал құрамында сутегі көп болса, онда ол суығанда және кристалданғанда құрамында ұсақ мөлшердегі газ қуыстары пайда болады. Титан мен ванадийде, керісінше, еру деңгейі температура төмендегенде арта түседі де, металда ұсақ қуыстар болмайды.
Оттегімен әрекеттесуі. Барлық балқыған металдар мен қоспалар оттегімен әрекеттеседі де, тотықтар түзейді. Жеңіл балқитын материалдар қалайыдан алюминийге дейін оттегін ерітпейді. Бұл металдар сұйық металдың сыртында оттегімен қосылып бірден тотық қабыршағын түзейді. Қалған металдар оттегін белгілі мөлшерде ерітеді де, одан әрі қарай тотықтар түзейді.
Азотпен әрекеттесуі. Азот балқу температурасы жоғары металдарда ериді. Температура төмендегенде азоттың еру деңгейі төмендейді. Осы себепті суыған металда ұсақ мөлшердегі қуыстар пайда болуы мүмкін.
Құймада газдарға байланысты зақымдарды болдырмау үшін балқылған металдың құрамындағы газ мөлшері мүмкіндігінше төмендетілуі және қалып қуысынан газдардың шығуына жағдай жасалуы керек.
Қалып қуысы және өзектер алдын-ала кептірілмесе газдың пайда болуының негізгі көзі- ылғалдылық. Ішкі қуысының беттері кептірілген құйма қалдығында газдардың негізгі көлемі қалып және өзек материалдарын беріктендіру мақсаттарында оларға қосылатын органикалық заттардың жануы және ыдырауы себепті пайда болады.
Қалып пен өзектерде газ қысымының пайда болуы бір-бірімен байланысты екі үрдістердің-газ көлемінің ұлғаю жылдамдығы және газдардың қалып қуысынан шығарылу жылдамдығы көрсеткіштерінің ара қатынасына тәуелді.
Қалыптың ішіндегі метал бетінен сыртқа шығару мүмкіндігі оның газ өткізгіштік коэффициентімен сипатталады. Өткізгіштік коэффициенті арнайы өлшеуіш құралымен анықталады.
Құйма бетінің сапасы.
Құйманың қалып бетімен түйісетін беттерінде металдың тығыздығы мен механикалық қасиеттері жоғары болады. Бірақта құмдақ дымқыл қалыпта жасалған құйма беттері (көбіне болат пен шойыннан жасалатындарында) таза бола бермейді. Металдың қалыппен түйісетін беттерінде кейде қалып материалымен тығыз байланысып қалған қабаттар пайда болады. Бұл қабат кейін механикалық өңдеуді қиындатуы және құйма бетінің тегістігін төмендетуі себепті алдын-ала тазартылуы керек.
Мұндай қабатты болдырмау әртүрлі әдістермен шешіледі. Мысалы, құйма шойыннан, қоладан, жезден жасалатын болса, онда қалып материалының құрамына көміртекті материалдар (ұнтақталған көмір, графит) қосылады, немесе олар қалып қуысының бетіне жағылады. Болат құймаларын жасағанда қалыптың ішкі қуыстарының бетіне инертті материалдардан тұратын қабат түзіледі.
4-Дәріс. Метал мен қоспалардың құймалық қасиеттері. Балқыту пештері.
Құйма алу үшін балқытылған, химиялық құрамы талапқа сәйкес метал қажет. Сонымен қатар металды дайындау технологиясы жоғары сапалы құйманы мүмкіндігінше аз шығынмен өндіруді қамтамасыз етуі керек. Мұндай технологияны жасау үшін балқытылған металдың физико-химиялық қасиеттерін, оның газдармен және қалып материалымен әрекеттесуін білу керек.
Металдың балқу температурасы оны балқыту әдісін таңдау үшін, тығыздығы дайындаманың немесе бұйымның массасын анықтау үшін қажет. Жиі қолданылатын таза металдардың бұл көрсеткіштері мынандай:
|
Метал |
Sn |
Pb |
Zn |
Al |
Cu |
Mn |
Si |
Fe |
Ti |
Cr |
|
Балқу температурасы, 0С |
232 |
327 |
419 |
660 |
1083 |
1243 |
1410 |
1539 |
1670 |
1875 |
|
Тығыздығы, 103кг/м3(t=200С) |
7,3 |
11,35 |
7,15 |
2,7 |
8,96 |
7,44 |
2,35 |
7,87 |
4,5 |
7,15 |
Метал мен қоспалардың құймалық қасиеттері деп олардың қалыпқа құю, кристалдану және әрі қарай сууы кезінде байқалатын қасиеттерін айтады.
Аққыштық-балқытылған метал мен қоспалардың қалып қуысына жеңіл құйылып дайындаманың пішінін сапалы қалыптастыру мүмкіндігі. Аққыштықтың жақсы болуы-сапалы дайындама алу мүмкіндігін жоғарылатады, газдардың металмен араласып оның ішінде қалу мүмкіндігін азайтады. Шойынның аққыштығы болатпен салыстырғанда жоғары болады.
Металдар мен қоспалардың суып қатаюы кезінде олардың көлемі кішірейеді. Кішірею сызықтық (εлин) және көлемді (εv) болып бөлінеді. Бұл шамалар салыстырмалы түрде анықталады.
εлин = [(lф - lотл) / lотл]·100% , εv = [(Vф - Vотл) / Vотл]·100%
мұнда lф - құйма қалыбының сызықтық мөлшері.
lотл - қатты құйма металының 200С температурадағы сызықтық мөлшері.
Vф - қалып қуысының көлемі.
Vотл – құйманың 200С температурадағы көлемі.
Сұр шойынның сызықтық кішіреюі 0,9-1,1% деңгейінде болады. Болаттағы көміртегінің мөлшеріне қарай оның сызықтық кішіреюі мына деңгейде болады.
|
Көміртегінің мөлшері, % |
0,08 |
0,35 |
0,45 |
0,55 |
0,9 |
|
Сызықтық кішірею |
2,47 |
2,40 |
2,35 |
2,31 |
2,18 |
Ликвация құйманың әр бөліктерінде металдың химиялық құрамының бірдей болмауы. Ликвация құйманың сұйық күйден қатты күйге айналуы кезінде қалыптасады. Ликвацияның негізгі себебі метал құрамындағы әтүрлі қоспалардың оның сұйық және қатты кездерінде әр деңгейде еруі.
Балқыту пештері – қара және түсті металдарды балқытып олардың қажетті химиялық құрамын қалыптастыруға арналған агрегаттар.
Шойынды вагранкада балқыту кең тараған тиімді әдіс болып табылады.
Вагранка – вертикаль орнатылатын шахта түріндегі пеш. Қолданылатын шихтаның құрамы: қайта өңделетін метал сынықтары, өндіріс кезінде жинақталатын метал қалдықтары, сырттан тапсырма бойынша алынатын шойын.
Отын – құйма коксы. Орташа мөлшері ~40мм.
Вагранкада балқытқанда шихтаның құрамын өзгерте отырып белгіленген химиялық құрамдағы құймаларды алуға болады. Қазіргі кезде қолданылатын вагранкалар жан-жақты жетілдірілген. Оларда металды газдардан тазарту және шихтаны пешке салу жүйелері бар, автоматтандырылған басқару және бақылау жүйелері қолданылады.
Металды вагранкада балқытқанда шлак түзіледі. Шлакта вагранканың еріген ішкі қабатының бөліктері, кокс күлі, әртүрлі тотықтар және т.б. болады. Шлактың балқу температурасын төмендету және салмағын жеңілдету мақсатында шихта құрамына известняк қосылады.
Индукциялық пештерде айнымалы электромагниттік ағымның әсерінен индукциялық ток пайда болады. Бұл жағдайда электр энергиясы жылуға айналады да металды балқытады.
Индукциялық пештерде өндірістік жиілігі 50Гц ток немесе жиілігі жоғары 500-2000Гц ток пайдаланылады.
Индукциялық пештердің негізгі артықшылығы – метал шығынының төмендеуі, жұмысқа қолайлылығы. Пеште шойынды балқытқанда оның температурасы 1430-14500С жетеді.
Электр доғалы пештерінде шойын және болат балқытылады.
Бұл әдіске мынандай мүмкіндіктер тән:
Пештерде айнымалы ток (12500А) қолданылады, жұмыс кернеуі 105-130В, сыйымдылығы көбіне 1500-5000кг.
5-Дәріс. Құйма жасаудың арнайы үрдістері.Метал қалыпқа (кокильге) құю әдісі. Құйманы айналып тұратын қалыпта өндіру технологиясы.
Қалыптасқан техникалық жіктеулер бойынша құйма жасаудың көптеген тәсілдері бар. Бұл үрдістер құйманы құмдақ дымқыл материалдан жасалған қалыптарда өндіру әдісімен салыстырғанда бір немесе бірнеше белгілермен ерекшеленеді: қалып құрылымына, қолданылатын материалдарына, қалыпты металмен толтыруда сыртқы күштің әсеріне, құйманың суыту жағдайына байланысты.
Әр арнайы әдістің қолдану аясы оның технологиялық ерекшелігімен тығыз байланысты. Олардың барлығына тән жағдай –ол материалды, энергияны және еңбекті ұтымды пайдалануға мүмкіндік беретіндігінде. Бұл әдістер пішіні мен мөлшерлері дайын тетікке жақын, механикалық көрсеткіштері жоғары және қолдану жағдайына бейім құймалар жасауға мүмкіндік береді.
Құйма жасаудың арнайы түрлерінің экономикалық тиімділігі шығарылатын өнім көлемі ұлғайған сайын арта түседі.
5.1 Метал қалыпқа (кокильге) құю әдісі.
Кокильде құйма алу-ол құйма мөлшерінің дәлдігін және бетінің тегістігін жоғарылатуға мүмкіндік беретін әдіс, өйткені қалып қуысын жоғары дәлдікпен және беттерін жоғары деңгейде тегістеп өтңдеуге болады. Бір метал қалыбында жүздеген, мыңдаған құйма алуға болады.
Қалып материалының жоғары жылу өткізгіштігі құйманың қатаюын және сууын жылдамдатады. Бұл құйманың механикалық қасиеттерін жақсартып, еңбек өнімділігін арттырады.
Үрдіске тән кемшіліктер: қалып жасауға жұмсалатын шығынның жоғарылығы себепті үрдісті аз көлемді тетіктерді жасау үшін қолданудың тиімсіздігі, құйманы шойыннан, болаттан жасағанда қалып шыдамдылығының төмендеуі, сұр шойыннан жасалатын құймалардың құрылымының өзгеріп шойынға (құрамындағы көміртегі тек қана цементит Fe3C түрінде болатын) айналуы себепті оларды кейіннен жасырып өңдеудің қажеттігі.
Кокильге құю әдісі әрбір қалыптан аса ірі емес дайындамалардың 200-400 данасын, ірі құймалардың 50-100 данасын жасағанда ғана тиімді болады. Метал қалыпта құйма жасаудың технологиялық үрдісі мына операциялардан тұрады: қалыпты дайындау (тазалау, қыздыру, қалып бетіне ыстықтан қорғайтын жабу немесе бояу жағу), қалыпты жинау (дайндаманың ішкі жағын қалыптастыратын бөліктерін қалып қуысында орнықтыру, қалып бөліктерін жинақтап бекіту), қалыпқа балқылған металды құю, құйманы суытып оны қалыптан шығару, дайындаманы өңдеп тазалап қажет жағдайда оны термиялық өңдеуден өткізу.
Қалыптар шойыннан, болаттан және басқа да қоспалардан жасалады. Ол біртұтас болады, немесе вертикаль, горизонталь және көлбеу бағыттарда ашылып-жабылып тұратын екі бөліктен жасалады. Метал қалыпты құрылымдағанда қалып қуысынан газдарды сыртқа шығару үшін арнайы жасалатын жылғаларды қарастыру өте маңызды.
Қалып бетіне ыстықтан қорғайтын қабат жасау.
Қалып бетін ыстық металдың әсерінен қорғау қолдану мерзімін ұзарту, құйманың суу жылдамдығын реттеу және қалып қуысын металмен сапалы толтыру мақсатында оның жұмыс бетіне және ішкі қуыстарын қалыптастыратын бөліктерінің беттеріне отқа төзімді ыстықтан қорғайтын қабат жасалады.
Бұл қабаттың құрамына жылу өткізгіштігі төмен заттар қосылғандықтан олар өткізілетін жылу мөлшерін азайтады. Қабаииардың құрамы құйма жасалатын метал түріне сәйкестендіріп алынады.
Қабаттың сапасын төмендетпеу мақсатында әрбір құйма жасау үрдісінен кейін қалып беті өңделіп отырады.
5.2 Ққйманы айналып тұратын қалыпта өндіру технологиясы.
Бұл әдісте сұйық металдың қалыпқа құйылуы, сууы және қатаюы кездерінде қалып белгілі жылдамдықпен айналып тұрады. Осы себепті металға қалып ортасынан оның қабырғасына қарай бағытталған тепкіш күштер әсер етіп тұрады.
Бұл әдісте көбіне метал қалыптар дайндалады. Оларды құйма жасаудың алдында 3000С дейін қыздырады да, содан соң қалыптың жұмыс бетіне отқа төзімді қабыршақ жағылады. Бұл қалыптың шыдамдылығын арттырады, құйманың суу жылдамдығын азайтады, құйма металының қалып қабырғасына жабысуына кедергі болады.
Айналып тұрған қалыпқа арнайы науа арқылы балқытылған метал құйылады. Сыртқа тепкіш күштің әсерінен сұйық метал қалып қуысын толтырады да, кейіннен суыйды. Метал қатты түрге жеткеннен кейін қалыптың айналуы тоқтатылады да, құйма қалыптан шығарылады. Құйма әрі қарай ауада суытылады. Суытылғаннан кейін қажет болса құйма әрі қарай термоөңдеуден өткізіледі.
Қарастырылып отырған үрдіс көбіне іші қуыс құймаларды жасау үшін қолданылады. Қалыптың айналу осі вертикаль, горизонталь және көлбеу бағыттарда орналасады.
Құйма өндірудің бұл әдісінің негізгі артықшылықтары:
Кемшілііктері:
Қалыптың айналу жылдамдығы.
Қалыптың айналу жылдамдығы оның қуысын металмен толтырып тетік пішінін толық қалыптасытру тұрғысынан есептеледі.
Мысалы, егер қалып ветикаль осі бойынша айналса айналу жиілігін (n) мына формула бойынша анықтауға болады.
n = 30υ/πr = 30·5/3.14·0.35=150/1.099=136.5(1 мин)
Мұнда υ – шеңберлік жылдамдық. υ =5м/с.
r=қалып ортасынан құйманың ең шетіне дейінгі радиус, r=0.35м.
6-Дәріс. Құйманы қысыммен қалыптау арқылы өндіру тәсілі.
Құйманы қысым арқылы өндіру – ол қалып қуысын балқытылған метал мен қысымның көмегімен толтыру әдісі. Үрдістің екі ерекшелігінің қосындысы (метал қалып және жоғары деңгейдегі қысым) құйма сапасын жақсартуға мүмкіндік береді. Оның себебі баспақ – қалыптың (қысыммен құйма жасау қалыбы) қуысының бетінің жоғары тегістігі және мөлшерінің дәлдігі, дайындама пішінін қысым арқылы дұрыс қалыптасыру мүмкіндігі. Қысымның көмегімен құйма алу әдісінде негізгі технологиялық операциялар арнайы машинада атқарылады. Әдісті жүзеге асыру үшін қолданылатын баспақ – қалып екі бөліктен тұрады: қозғалмайтын және жылжып тұратын. Қалыптың екі бөлігі бір – бірімен машинаның бекіту механизмінің көмегімен жинақталады. Үрдіс баспақ – қалыпты қыздырудан басталады. Содан кейін баспақтау стаканына метал құйылады (сурет, а), сығымдау тетігі іске қосылып поршень ілгері жылжиды (сурет, б) да құйылған метал қалып қуысына ығыстырылады (сурет, в). Метал құйылып біткеннен кейін ол қатайып суығанша қалып қуысында ұсталады. Осыдан кейін баспақ – қалып ашылады да құйма қалып қуысынан итеріп шығарылады (сурет, г).
Қысыммен қалыптау түсті металдардан (алюминий, жез және т.б.) құйма жасау үшін қолайлы үрдіс. Бұл үрдістің артықшылықтары: жоғары өнімділік, күрделі пішінді қабырға қалыңдығы шағын және кейіннен жонып өндеуге тиімді, беті таза және тегіс, ұсақ кристалды, механикалық қасиеті жоғары құйма алу мүмкіндігі.
Кемістіктері: баспақ – қалыптың қымбаттығы, өйткені оны жасау қиын және ұзақ уақытты талап етеді, құйманың пішін күрделілігінің шектелуі және т.б.
Қысыммен өңдеу машиналары металды қалыпқа балқып тұрған кезінде құятын (ыстықтай қалыптау) немесе пештен өлшемді көлемдегі метал алынып оны қалыпқа құятын етіп жасалады (салқындатып қалыптау).
Ыстықтай қалыптау машиналары жеңіл балқитын мырыш, қорғасын, қалайы қоспалары үшін қолданылады.
Салқындатылған қалыптау машиналары алюминийдің, мыстың, магнийдің және т.б. қоспаларынан жасалатын құймалар алу үшін қолданылады.
Машиналарда металды қысымдау горизонталь және вертикаль бағыттарда жүргізіледі.
8 суретте вертикальбағытта салқындатылған әдіспен жұмыс істейтін баспақтау машинасының үлгісі келтірілген. Пештен алынған өлшемді көлемдегі метал сығымдау орнына (2) құйылады да ол поршень (1) және мундштук (5) арқылы екі бөліктен (6 – қозғалмайтын және 7 - жылжитын) тұратын басспақ – қалып қуысына құйылады. Метал қалдығы (8) оның алғашқы құйылған орнынан (2) серіппесі (4) бар төменгі поршеньнің (3) көмегімен шығарылады. Дайын құйма баспақ – қалыптың жылжымалы бөлігінен (7) ажыратылып алынады.
Қарастырылып отырған әдіспен күрделі пішінді қабырғасының қалыңдығы 0,8мм дейінгі көбіне механикалық өңдеуді қажет етпейтін дайындамалар жасалады. Дайындаманың мөлшер дәлдігі 11-13 квалитет, бетінің тегістігі Rа 2,5-1,25 деңгейінде. Әдіп мөлшері 0,8мм аспайды. Құйманы қысымның көмегімен өндіру әдісінің операцияларын механикаландыру олардың жұмыс көрсеткіштерінің тұрақтылығын арттыру арқылы зақымдалған өнім деңгейін азайтады, еңбек өнімділігін арттырып жұмыс жағдайын жақсартады.
7-Дәріс. Құйманы қабықша қалыптар жасау әдісіиен өндіру. Қабықша түріндегі қалыптарды дайындау.
Қабықша қалыптарға құю – ол беті таза және тегіс (Rz 40-10мкм) мөлшер дәлдігі жоғары (13-14 квалитет) құйма жасау әдістерінің бірі.
Қабықша түріндегі қалыптар қыздырудың әсерінен алдында балқитын, ал содан кейін қатта күйге айналатын, құрамында біріктіргіш шайыры бар қоспалардан жасалады. Қабықша қалыңдығы 6-10мм.
Қабықша қалыпты горизонталь бағытта айналып тұратын машинада (9 сурет) жасалғанда бір бетіне метал үлгі орналастырылған метал табақша (I) 200-3000С қыздырылады да, оның бетіне қалып материалы жабысып қалмас үшін арнайы құрамда қоспа жағылады. Осыдан кейін қыздырылған табақша үлгісі бар бетін төмен қаратып қабықша материалы салынған қораптың (II) бетіне орналастырылады (машинаның I орнында).
Машинаның II -орнында ішінде қалап материалы бар қорап 1800 аударылғанда мматериал ыстық табақша бетіне төгіліп 15-20с уақыт ұсталады. Осы уақыт аралығында материал құрамындағы шайыр ериді де құм түйіршіктерін біріктіреді. Үлгі және табақша беттерінде құммен шайырдан тұратын қабықша (3) пайда болады.
Белгіленген уақыттан кейін қорап алғашқы қалпына келтіріліп (машинаның III орны) табақша бетіне жабыспаған материал қорапқа қайта төгіледі. Бетінде қабықшасы бар табақша қораптан шығарылып қалыптасқан қабықшаны әрі қарай беріктендіру мақсатында табақша пешке (4) орналастырылып 300-3500С қыздырылады. Қыздыру мерзімі 50-60с.
Келтірілген ретпен қалыптың екі бөлігі жеке-жеке жасалып кейіннен олар біртұтас қалып болып біріктіріледі. Қалып бөліктері желімделіп немесе қапсырмалардың көмегімен бекітіледі.
Дайын қабықша қалып әрі қарай оған метал құю алдында үлкен қорапқа салынып, оның қалыптан сыртқы бөлігі құммен толтырылады да содан кейін қалып қуысы алдын-ала балқытылған сұйық металмен толтырылады. Бұл әдіспен жасалған дайындаманың әдіп мөлшері екі есеге дейін азаяды, қалып жасауға жұмсалатын материал шығыны аса көп емес.
Кемшіліктері: қалып материалының қымбаттығы және оның құрамындағы шайырдан газдың бөлінуі, қолданылатын құрал-жабдықтардың қымбаттығы.
Құйма шойыннан әртүрлі болаттардан және түсті металдардан жасалады, құйманың массасы 100г дейін, ұзындық мөлшері 80мм дейін жетеді.
Үлгі көбіне перлит құрамында сұр шойыннан жасалады үлгінің қабырға қалыңдығы 12мм астам, үлгі орнатылатын табақшаның қалыңдығы 15-20мм.
Қарастырылып отырған құйма жасау әдісін жаппай немесе үлкен сериялы өндірісте пайдалану тиімді. Қабықша қалып бөліктерін жасау екі сатыдан түзіледі: қалыптасыру және беріктендіру. Алғашқы сатыда материал еридә де құмдақ материалдың сыртын қаптап біріктіреді, ал екінші сатыда қыздырудың әсерінен біріктірушінің құрылымында болатын өзгерістердің арқасында шайыр қараяды да, құмдақтардан әрі қарай жұмсармайтын, қатты және берік қабықша түзіледі. Осыған байланысты қабықша қалыптарды жасау үшін қолданылатын машиналардағы пештің жұмысы алғашқыда қыздыру, ал кейін қабықшаны қатайту үрдістеріне сәйкес ұйымдастырылады.
8-Дәріс. Құйманы төмен температурада еритін үлгілерді пайдаланып жасау үрдісі. Құйма өндірудегі технологиялық операциялар тізбегі.
Құйманы төмен температурада еритін үлгілерді пайдалана отырып жасау әдісінің негізі – ол отқа төзімді керамикадан жасалған қалыпты бұзбай оның қуысындағы үлгі материалын балқытып, жандырып немесе ерітіп шығарып алып, қалып қуысын кептіріп метал құюға дайындағаннан кейін оны балқытылған металмен толтыру.
Осылай геометриялық дәлдігі жоғары құйма түріндегі дайындаманы алуға болады ( сурет). Үлгі (1), үлгі материалын баспақ – қалыпқа (2) құю, немесе шприцпен сығымда толтыру арқылы жасалады. Содан кейін жекелеген тетік үлгілері және метал құю жүйелері біртұтас қалып (3) түрінде жинақталады. Әрі қарай жинақталған қалыпты сұйық қоспаға – суспензияға салып алғаннан кейін оның бетіне ұнтақ түріндегі отқа төзімді құмдақ материал – ұнтақ кварц құмы, корунд және оларды біріктіріп байланыстырушы – SiO2 коллоидтық ерітіндісі жабыстырылады. Жабыстырылған қоспаның үстіне қиыршық түріндегі отқа төзімді материал (5) (құм, шамот) себіледі де, оны ауада кептіреді. Кептірген кезде еріткіш буға айналады да SiO2 коллоидты ерітінді тұрақсыздықтан тұрақты жағдайға (гельге) ауысады. Гель құмдақ қабыршықты біріктіріп берік қабықша (6) түзейді. Әрі қарай қабықша қабатты қалыңдату мақсатында оған қиыршық себу және оны беріктендіру әрекеті 4-6 ретке дейін қайталанады.
Осыдан кейін қабыршақ қалып ішіндегі үлгі материалы оны ыстық суға (7) салып балқыту немесе еріту арқылы қалып қуысынан шығарылады. Судан шығарылып кептірілген қалып метал қорапқа (8) салынып оның жан-жағы кептірілген кварц құмымен толтырылады. Қабыршақ қалыптың ылғалды жіне үлгі қалдықтарын толық шығару мақсатында қалып салынған қорап арнайы пеште (9) 900-10000 С дейін қыздырылады. Қыздырылған қалыпқа алдын-ала балқытылып дайындалған метал (10) құйылады. Қалыптағы метал суығаннан кейін олар қораптан шығарылып құйма сыртқы қабыршақтан тазартылады. Алынған құйма термиялық өңдеуден өткізіліп әрі қарай сапасы тексеріледі.
Қарастырылып отырған әдіс механикалық өңдеуді қиын болаттардан және ыстыққа төзімді қоспалардан жасалған қабырға қалыңдығы 0,5мм дейінгі күрделі пішінді құймаларды жасау үшін қолданылады. Әдістің артықшылықтары: механикалық өңделуі қиын қоспалардан тетік жасау, мөлшер дәлдігі 11-13 квалитеттегі бетінің тегістігі Rа 2,5-1,25мкм тетік алу,басқа жағдайда бірнеше бөліктерден құрастырылатын күрделі біртұтас құйма алу мүмкіндіктері.
Осыған байланысты құйма жасаудың бұл әдісін күрделі пішінді мөшері шағын немесе мөлшер дәлдігіне және бетінің тегістігіне қойылатын талаптар жоғары үлкен көлемді тетіктерді жасау үшін қолдану тиімді. Балқытылатын үлгілер болаттан (Cr 3, болат 45) немесе басқа материалдардан жасалған баспақ – қалыптарды пайдаланып жасалады. Үлгілер органикалық негіздегі жеңіл балқитын (50-1000С та) қоспалардан жасалады. Олар: парафин, стеарин, балауыз (воск) және басқалар. Үлгі материалының мынандай қасиеттері болуы керек: балқу температурасы 50-1000С, сызықтық және көлемдік өзгеруі төмен және тұрақты, аққыштығы жоғары, үлгі бетін зақымдамау үшін жеткілікті беріктігі және қаттылығы бар, баспақ-қалып бетіне жабыспайтын, қыздырғанда және жандырғанда зиянды бу бөліп шығармайтын және т.б.
Құйма мөлшерінің дәлдігін және бетінің тегістігіне қойылатын талаптарға, өндірістің сипатына қарай үлгі жасау үшін қолданылатын материалдар құрамы үш түрге бөлінеді: балқитын, еритін және жағылатын.
9-дәріс. Дәнекелеу технологиясы. Электр доғасымен дәнекерлеу. Үрдістің мағынасы.
Дәнекерлеу – біріктірілетін метал бөліктерінің арасында атомдар байланысын орнату арқылы олардың біртұтас қосылысын қалыптастыратын үрдіс. Ол үшін үрдісті қосылатын метал беттерін немесе оларды бүтіндей қыздыру, илемді деформациялаумен үйлестіре отырып жүргізеді.
Дәнекерлеу үрдісінің физикалық мағынасы – ол қосылатын дайындама беттерінде атомдар мен молекулалар арасында берік байланыс орнату.
Дәнекерленген қосылыс алу үшін қолданылатын энергия түріне байланысты үрдіс үш түрге бөлінеді.
Нақтылы бұйымға қажетті дәнекерлеу үрдісін дұрыс таңдау үшін кем дегенде үш негізгі факторларды ескеру керек: қолданылатын үрдістің техникалық мүмкіндігі, жасалатын дәнекерлеу жігінің сапасы мен сенімділігін, дәнекерлеудің энергетикалық және экономикалық тиімділігін.
Металды дәнекерлеуде көптеген жағдайда температура қоршаған орта температурасынан металдың қайнау температурасына дейін тез арада өзгереді. Осындай аса үлкен температура аралығында әртүлі физикалық және химиялық үрдістер өтеді. Олар – негізгі және үстеме металдың кристалдануы, метал жігіндегі және негізгі металдағы құрылымдық және көлемдік өзгерістер, илемді деформациялау үрдісі. Осы себепті дәнекерлеу үрдісін басқару үшін оған аталған үрдістердің, оның ішінде метал температурасының уақытқа байланысты өзгеруін білу керек.
Материалдың маңызды технолоиялық қасиетінің бірі – ол дәнекерлену. Дәнекерлену – ол материалдың қолданылған дәнекерлеу технологиясы арқылы бұйымның құрылымына қойылатын және пайдалану жағдайынан туындайтын талаптарға сәйкес қосылыс алу мүмкіндігі.
Материалдар дәнекерленуі бойынша жақсы, қанағатты түрде және нашар дәнекерленетін болып бөлінеді.
Электр доғасымен дәнекерлеу. Үрдістің мағынасы.
Электр доғасымен дінекерлеуде жылу көзі – ол өткізгіш пен дайындама арасында жанатын электр доғасы.
Доға – металдың газдары және буларымен иондалған атмосферадағы қуатты және тұрақты электр разряды. Доғаның ортасында температура 6000К, ал катод және анод беттерінде температура 3000К жетеді.
1-суретте балқитын (метал) өткізгішпен дәнекерлеу үлгісі көрсетілген. Бұл жағдайда негізгі металмен қатар доға аумағында метал көлемін көбейту үшін қолданылатын үстеме металда балқиды.
Дәнекерлеуде қолданылатын жылу көздері тиімді жылу қуатымен, бөлінетін жылудың бұйым бетінде немесе көлемінде таралуымен және осы таралудың уақытқа байланысты өзгеруімен сипатталады. Дәнекерлеу доғасының тиімді жылу қуаты шамасымен электр қуатының жылу эквивалентіне тең деп есептеледі.
Доғасының тиімді жылу қуаты q мына формула бойынша анықталады:
q = 0.24ɳUI
мұндағы U – доға кернеуі, В
I – ток күші, А
ɳ - қыздыру үрдісінің тиімділік коэффициенті. Бұл коэффициент жылу бөлу үрдісінің тиімділігін доға аумағындағы жылу алмасуын сипаттайды және дәнекерлеудің жағдайына байланысты болады.
Тәжірибелік деректерге сәйкес ɳ мөлшері мына деңгейлерде алынады: метал өткізгіштермен ашық доға түрінде дәнекерлегенде : 0,7 – 0,85, флюс астына дәнекерлеуде 0,9-0,99. Дәнекерлеу доғасында жылу бөлінуі оның орта аумағында жоғарғы болады. Орта аумаққа жақын кеңістікте метал доғадан таралатын жалын жылуымен қызады.
Дәнекерлеудің ток көзі.
Дәнекерлеу доғасын жабдықтау үшін айнымалы ток көзі (дәнекерлеу трансформаторы) немесе тұрақты ток көзі (дәнекерлеу түзеткіштері және генераторлары) қолданылады. Айнымалы ток көздері кеңірек тараған, өөйткені оларды қолдану оңай және ұзақ уақыт үнемді (КПД) жұмыс істей алады.
Тұрақты ток көзі технологиялық тұрғыдан жақсырақ, өйткені ол доғаның жану тұрақтылығын арттырады. Ток көзінің арнайы сыртқы сипаттамасы болуы керек. Сыртқы сипаттамасы деп ток көзінің шығысындағы сымдардың ұстатқыштарындағы кернеудің электр жүйесіндегі ток мөлшеріне тәуелділігі. Олар құлама, көлбеулеп төмендеу, тұрақты, жоғарылау түрлерінде болады. Ток көзінің сыртқы сипаттамасы доғаның таңдап алынған дәнекерлеу әдісіне сәйкес вольт – амперлік сипаттамасына байланысты таңдалады. Мысалы, тұрақты сипатты доғаны жабдықтау үшін құлама сыртқы сипаттамасы бар көзі қолданылады (қолмен дәнекерлеу және т.б.).
10-дәріс. Электр доғасымен дәнекерлеуді балқитын өткізгіштерді пайдаланып қолмен жүргізу.
Қолмен дәнеерлеуде өткізгіштерді доғаға және жік бойынша жылжытуды дәнекерлеушінің өзі жүргізеді. Өткізгішті ұстау және оның бойымен ток өткізу үшін арнайы өткізгішті ұстатқыштар пайдаланылады. Жарықтан және ультракүлгін сәулелерінен қорғану үшін дәнекерлеуші бетін қалқанмен немесе қара шынысы бар маскамен, ал денесімен қолын арнайы киіммен және қолғаппен жабады.
Қолмен дәнекерлеу жұмысты әртүрлі кеңістік жағдайларында жүргізуге ыңғайлы: дәнекерлеуді кіруге қиын жерлерде орындауға, монтаждық жұмыстарды жүргізгенде және күрделі пішінді құрылымдарды жинақтағанда.
Қолмен жүргізілетін электр доғасымен дәнекерлеудің негізгі параметрлері – ток күші, доғаның кернеуі және дәнекерлеу жылдамдығы.
Доғаны жаққан кезде өткізгіш пен метал арасындағы кернеу әдетте 60В болады. Дәнекерлеу тізбегін тұйықтаған кезде кернеу мөлшері нольге дейін түседі де, доға жанғаннан кейін кернеу 16-30В шамасында болады.
1-суретте доғаның статикалық сипаты келтірілген. (145 бет). А нүктесі доғаны жағу кезіне сәйкес, ал Б нүктесі доғаның тұрақты жанып тұрған кезіне сәйкес.
Дәнекерлеуде қолданылатын өткізгіштердің түрлері металдың химиялық құрамына сәйкестендіріліп алынады. Өткізгіштің диаметрі дәнекерленетін металдың қалыңдығына, дәнекерленетін жіктің кеңістіктегі орнына және тетік мөлшеріне байланысты таңдалады. Таңдалып алынған өткізгіш диаметрі бойынша ток күші анықталады.
|
Металдың қалыңдығы, мм |
1-2 |
3-5 |
4-10 |
12-24 |
30-60 |
|
Өткізгіш диаметрі, мм |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-8 |
Диаметрі 3-6мм өткізгішке сәйкес ток күші:
I =(20+6d)d
Мұнда d – өткізгіш диаметрі, мм.
Метал өткізгіштер жұқа немесе қалың қабықшалармен қапталады. Жұқа қабат (0,1-0,2мм) тек қана доғаның тұрақты жануын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады. Сондықтан ол аса жауапты емес құрылымдарды дәнекерлеуде қолданылады. Көп жағдайда арнайы құрамды қалың қабатты (0,5мм жоғары) өткізгіштер қолданылады. Қалың қабат құрамы доғаның тұрақты жануын, дәнекерлеу аумағын ауадағы оттегі мен азоттың әсерінен қорғауды, дәнекерленіп жатқан метал аумағынан оттегін шығаруды, оның қажетті химиялық құрамын қалыптастыруды және шлактың түзілуін жақсартуды қамтамасыз ету тұрғысынан таңдалады.
Дәнекерлеп біріктірудің кең тараған түрлері: түйістіру, Т – тәрізді, бұрышты, жапсыру. Жіктің түрі қосылатын бұйымның жақтауларының қалыптастырылған пішінінің көлденең қимасымен анықталады.
Дәнекерленетін беттің өңдеу пішіні металдың қалыңдығына және жіктің кеңістіктегі орнына байланысты.
Дәнекерлеу жіктері үзіліссіз (тұтас) немесе үзілісті болып келеді. Үзіліссіз жіктермен саңылаусыз қосылысты дәнекерленеді.
11-дәріс. Қысыммен дәнекерлеу. Дәнекерлеу түрлері.
Дәнекерлеудің бұл үрдісі біріктірілетін тетіктердің беттерін алдын ала электр тоғымен қыздырып содан кейін біріктірілетін қосылыс аймағын қысымның көмегімен илемді деформациялау арқылы ажырамайтын қосылыс алуға негізделген.
Қысымның көмегімен дәнекерлеу өндірісте кең көлемде қолданылады. Әдіс қалыңдығы мен қиылым мөлшерлері әртүрлі көптеген құрылымдық материалдарды дәнекерлеуге мүмкіндік береді.
Дайындама метал арқылы өтетін токпен қыздырылады және ең көп жылу бөлігі түйісу бетінде шоғырланады. Дәнекерлеу нұсқасының жалпы кедергісі R мына бөліктерден түзіледі.
R Rзаг + Rк + Rэл
Rзаг – дәнекерленетін дайындаманың электр кедергісі.
Rк – тұйісу бетінің электр кедергісі.
Rэл – өткізгіштер мен дайындама арасындағы электр кедергісі.
Rк кедергісі өзінің деңгейі бойынша басқа кедергілерден анағұрлым көп, сондықтан түйісу беті қатты қызады. Бөлінетін жылу Джоуль - Ленц заңы бойынша анықталады
Q = I2Rk·t
Мұнда I - дәнекерлеу тогы.
t – токтың өту мерзімі, с.
Дәнекерлеу нәтижесінде алынатын қосылыстардың ерекшеліктеріне байланысты үрдіс үш түрге бөлінеді: түйістіріп, нүктелі және сызықты дәнекерлеу.
Түйістіріп дәнекерлеу қосылыс аумағында жүргізілетін іс – әрекеттерге байланысты екі түрге бөлінеді.
1.Кедергі әдісі. Бұл әдісте түйістірілетін тетік беттері қыздырылып илемдік деігейіне жеткізіледі де, содан кейін қысымның көмегімен біріктіріледі. Бұл әдісте түйістіру беттері тік бұрышты және тегіс болуы керек.
2.Еріту әдісі. Еріту әдісі көлденең қимасы үлкен тетіктерді дәнекерлеуде қолданылады. трансформатор токқа қосылып тұрған кезде дінекерленетін тетік беттерін бір-біріне түйістіріп және ажыратып отырса, онда беттердегі кедір –бұдыр бөліктері балқи бастайды.доға температурасы өте жоғары болатындықтан балқыған метал түйіршіктері ауада жанып кетеді. Түйістіру мен ажыратуды бірнеше рет қайталай отырып метал беттерінің балқитын бөліктерін ұлғайту арқылы олардың бүкіл қима беттерін тегістеуге болады. Осыдан кейін тетік беттерін қысымның көмегімен біріктіріп токты ажыратады.
Түйістіріп дәнекерлеудің басты көрсеткіштері: токтың тығыздығы, меншікті қысым күші және токтың метал арқылы өту мерзімі.
Еріту әдісінің кедергі әдісімен салыстырғанда біраз артықшылықтары бар: түйістіру беттерін алдын –ала тегістеп өңдеуді қажет етпейді, күрделі пішінді түйістіру беттерін дәнекерлеуге болады және т.б.
Нүктелік тәсілде дайындамалар жекелеген бірнеше белгіленген нүктелерде дәнекерленіп бекітіледі. Мұндай қосылыстар жұқа табақша түріндегі дайындамаларды жапсарлап біріктіруде қолданылады. Дайындамалар екі мыстан жасалған өткізгіштердің арасында илемділік жағдайына дейін қыздырылып, содан кейін Р күшімен қысу арқылы біріктіріледі.
Нүктелік дәнекерлеуді төменгі көміртекті, көміртекті, төмен және жоғары деңгейде легірленген алюминий және мыс қоспаларынан жасалған бұйымдар үшін қолданылады. Дәнекерленетін метал қалыңдығы 0,5-5мм. Нүктенің номиналды диаметрі дәнекерленетін тетіктің қалыңдығына байланысты.
Сызықтық тәсілде токты қосу, тетіктерге қысым түсіру және дайындамаларды жылжытып отыру айналып тұратын қос шығыршықтармен жүзеге асырылады. Дәнекерлеу кезінде дайындама шығыршықтар арасынан үзіліссіз өткізіліп тұрады да тығыз дәнекерленген сызықтық жапсар түзеді. Ол үшін алдымен дайындамалар шығыршықтар арасында қысылады, содан кейін жүйе тоққа қосылып олардың ілгері жылжуы басталады. Дәнекерленетін табақшалардың қалыңдығы 0,3-3мм.
Қысымды қолданып дәнекерлеудің ерекшеліктері:
Дәнекерленген қосылыстарда кездесетін негізгі зақым түрлері: толық дәнекерленбеу, қосылыста пайда болатын жарықшалар, жік құрамындағы қуыстар, метал емес қосылыстар және т.б.
12-дәріс. Газ жалынымен дәнекерлеу.
Газ горелкасының көмегімен газ жалынымен қара және түсті металдарды балқытып дәнекерлеуге болады.
Дәнекерлеу жалыны. Дәнекерлеу жалыны жанғыш газдарды техникалық таза оттегінде жандыру арқылы алынады.
Дәнекерлеуде әртүрлі жанғыш газдар пайдаланылады: ацетилен, сутегі, табиғи газ және т.б. бұлардың ішінде ең жиі қолданылатыны ацетилен (С2 Н2 газы). Ацетиленнің жылу шығару деңгейі 11470кал/м3. Ацетилен сумен кальций карбидінің арасындағы реакциядан түзіледі.
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2
Кальций карбиды электр доғалы пешінде балқытқанда известь (СаСО3) пен кокс немесе тас көмір арасындағы химиялық реакцияның арқасында алынады.
Дәнекерлеу жалыны – ол жану реакциялары өтетін көлем. Ацетилен – оттегі жалыны үш аймақтан тұрады. Ядро еркін көміртегімен қаныққан өте жарық жалын. Қалыпты жағдайда ядроның ұзындығы 5-20мм. Конус ұшынан 2-3мм жерде ең жоғарғы температура болады. Жалынның екінші орта бөлігі СО және Н2 тұрады және олар метал тотықтарымен әрекеттесіп оларды тотықсыздандырады. Газбен дәнекерлеуде қыздыру температурасы жоғары осы екінші бөліммен жүргізіледі.
Дәнекерлеуде қалыпты жалын қолданылады, ал бұл жалынды оттегі мен ацетиленнің қатынасы мына деңгейде болады: О2 : С2 Н2 = 1,1:1,2 . қалыпты жалынның ең жоғары температурасы ядроның ұшынан 2-3мм жерде болады және оның деңгейі 3050-31500С құрайды.
Жанғыш газдардың құрамына байланысты дәнекерлеу жалыны үш түрге бөлінеді: қалыпты, тотықтандырушы және көміртектендіруші. (сурет) – стр 321
Горелкаға қалыпты жағдаймен салыстырғаныда оттегі көбірек берілсе, онда ортаңғы жалын аймағы металды тотықтыратын сипатта болады (сурет ). Ал егер осы аймақта жанғыш газдар көбірек болса, онда жалын құрамында артық көміртегі болуы себепті жалын ұзарып қызғылт түсті болады (сурет ).
Ацетилен арнайы генераторларда алынады.
Олар жұмыспринципі бойынша екі түрге бөлінеді: а) карбид – суға, б) су – карбидке.
Карбид – суға генераторында кальций карбидінің түйіршіктері суға салынғанда, онда ыдырату реакциясы жүреді.
Су – карбидке генераторында карбид оның ішіндегі арнайы ыдысқа салып қойылады да оған су тамшылап тұрады.
Генераторлар төменгі және орта қысымды болып бөлінеді. Сонымен қатар олар тасымалдауға лайықты және орнықты орналастыруға ыңғайландырылып жасалады.
Дәнекерлеуді тікелей генератордан алынған газбен немесе арнайы баллондардағы газды пайдалана отырып жүргізеді. Баллонда газ қысымы 1,5МПа болады, ал сиымдылығы 40л. Газ түріндегі оттегі болат баллондарда сақталады және тасымалданады. Баллондағы қысым 15МПа, сиымдылығы 40л.
Баллондардан шығатын газ қысымын төмендетіп тұрақты деңгейде ұстап тұру үшін құрылғылар (редукторлар) қолданылады. Жанарғылар жанғыш газды оттегімен араластырып жалынның жануын қамтамасыз етеді.
Дайындама газбен дәнекерлеуде электр доғасының көмегімен дәнекерлеумен салыстырғанда баяу қызады. Сондықтан газбен қалыңдығы 0,2-3мм метал дәнекерленеді. Метал қалыңдығы өскен сайын оның өнімділігі кеми береді. Баяу қыздырылуы себепті дәнекерленетін бұйымдардың деформациялануы мүмкін.
13-дәріс. Электр доғасын флюс қабарының астында жағуды автоматты түрде жүргізіп дәнекерлеу.
Бұл әдісті қалыңдығы 1мм немесе одан да жоғары жауапты құрылымдармен механизмдерді дәнекерлеу үшін қолданады. Көп жағдайда дәнекерлеу автоматты түрде жүргізіледі. Дәнекерлеудің өндірісте кең тараған әдісі – үрдісті вертикаль бағытта орналасатын сыртқы беті қапталмаған өткізгіш сымды қолданып қолданып жүргізу. Бұл үрдістің үлгісі 24 суретте келтірілген.
Металды қыздыру және балқыту доғаға келтіріген электр энергиясын жылуға айналдыру арқылы жүзеге асырылады. Доға (1) ток көздеріне қосылған өткізгіш сымымен (2) негізгі метал (3) арасында пайда болады. Айнымалы ток көзі ретінде көлбеу құламалы сипаттағы арнайы дәнекерлеу трансформаторлары қолданылады. Дәнекерлеу үшін тұрақты ток көзі де пайдаланылады.
Дәнекерлеу кезінде өткізгіш және балқыған негізі металдың жан-жағы флюс қабатымен жабылып тұрады. Метал бетіне флюсті (5) сығымдалған ауаның көмегімен жұмыс атқаратын флюсаппарат (6) жеткізіп тұрады. Әдетте флюс қабатының қалыңдығы 20 - 60мм деңгейінде болады. Флюс материалы қыздырғанда және балқығанда доғаның тұрақты жануына көмектесетін газдарды бөліп отырады.
Доға газдармен буға толтырылған жоғарғы жағынан балқыған шлак қабатымен (7) шектелген ортада жанып тұрады. Балқып тұратын өткізгіш сымы оралған сым сақталатын қораптан (8) доға аумағына дәнекерлеу құрылысы (9) арқылы тасымалданады. Бұл құрылғы доғаны жағуды, ток пен кернеуді тұрақтандыруды, доғаны сөндірмеуді қамтамасыз етеді және дәнекерлеу соңында үрдісті тоқтатады. Үрдісте өткізгіш металының басым бөлігі дәнекерлеу жігін қалыптастыруға кетеді. Метал шығыны 1-3% аспайды. Өткізгіш металы негізгі металмен қосылып бірлескен дәнекерлеу металын (10) құрайды. Автоматты түрде дәнекерлеуде доғаның жылжуы арнайы құрылғының (11) көмегімен орындалады. Дәнекерлеу нәтижесінде алынған жік (12) кристалданғаннан кейін дендриттік құрылымды болады. Жіктің маңайында термиялық әсер аумағы (13) орналасады. Дәнекерленген жік бетінде кейіннен алып тасталынатын шлак қабаты (14) пайда болады. Шлак қабатына флюстің 25% кіреді. Қалған флюс майысқақ түтіктің (15) көмегімен флюс аппаратына қайтарылып әрі қарай пайдаланады.
Флюс қабатының асытында дәнекерлеу мына режимдерде жүргізіледі
|
Топтар |
Өткізгіш сымның диаметрі, мм |
Ток күші |
|
I |
<1.4 |
100-250 |
|
II |
1.4-2 |
240-500 |
|
III |
2.3-3 |
480-700 |
|
IV |
4-5 |
600-1300 |
|
V |
6-8 |
>1200 |
Автоматты түрде дәнекерлеуде көбіне IV – топ режимі қолданылады.
14-дәріс. Электрошлак арқылы дәнекерлеуҚорғаушы газдарды қолданып дәнекерлеу.
Бұл үрдістің дәнекерлеудің басқа әдістерден ерекшелігі – ол металды балқыту жүйесі. Бұл үрдісте жылу көзі өткізгіштен негізгі металға флюс арқылы өтетін топтың көмегімен оны қыздырып балқытудан пайда болатын жылжыту. Үрдісті жүргізу сүлбесі суретте көрсетілген.
Шлак қабаты (3) дәнекерлеу флюсін балқыту арқылы қалыптасады да, үрдістің аяғына дейін сақталады. Дәнекерлеу тогы шлак қабатына батырылған өткізгішпен (1) метал (4) арасындағы шлактың жоғары температурасын және электр өткізгіштігін сақтап тұрады. Шлак қабытының көлемі мен биіктігі бір деңгейде тұрақтандырылады. Ол үшін дәнекерленетін металдардың арасындағы саңылаудың бүйір беттері ілгері жылжып отыратын жеке сумен салқындатылатын құрсаулармен (2) жабылады. Балқытылған метал қабаты (4) дәнекерлеу аймағы ілгері жылжыған сайын кристалданып қатайып дәнекерлеу жігін (5) түзеді.
Дәнекерлеу жігінің төменгі және жоғарғы бөліктерінде зақымдар болады. Төменгі бөлігінде жік толық қалыптаспайды, ал жоғарғы бөлігінде металдың қатаюы кезінде көлемінің кішіреюі себепті жіктің ортасында ойпаң пайда болады. Осыған байланысты дәнекерленетін жіктің зақымдалған бөліктерін кесіп алып тастауды жеңілдету шаралары алдын - ала қарастырылады.
Үрдісті жүргізу кезінде мунаштукты жылжыту жылдамдығы метал қабаттары арасындағы саңылауды балқытылған металмен толтыру жылдамдығымен сәйкестендіру автоматтандыру түрде жүргізіледі. Дәнекерлеуде диаметрі 2 -3мм өткізгіш сымы қолданылады. Дәнекерлеу тогы 750 – 1000А, жіктің ұзындығы 8 – 2500мм деңгейінде өзгереді. Электрошлак арқылы дәнекерлеудің автоматты түрде флюс қабатының астында дәнекерлеумен салыстырғанда бірнеше артықшылықтары бар: жоғары өнімділігі, жіктің макроқұрылымның жақсылығы 1м дәнекерленген жікті жасауға кететін шығынның төмендігі. Кемшіліктері: жік металының баяу қыздырылуы және сууы себепті оның құрылымының ірілігі. Осыған байланысты метал құрылымын қажетті деңгейге келтіру мақсатында дәнекерленген жікті әрі қарай термоөңдеуден өткізу көзделеді (жасыту).
2) Қорғаушы газдарды пайдаланып дәнекерлеу. Бұл үрдісті ток өткізгішті және бүкіл дәнекерлеу аумағы газдардың ағысымен қорғалып тұрады. Қорғаушы газдар ретінде инертті газдар (аргон, гелий), активті газдар (көміртекті газдар, азот және т.б.) және екі немесе бірнеше газдардың қоспалары қолданылады. Қорғаушы газдар дәнекерленетін металдың ерекшеліктерін ескере отырып таңдалады. Инертті газдар химиялық активті металдарды дәнекерлеуде немесе дәнекерлеу жігінің құрамын негізгі және қосымша металдар құрамымен сәйкестендіру қажет болған жағдайда қолданады. Активті газдар металдың белгіленген қасиеттерін металлургиялық өңдеу арқылы (тотықтыру, азоттау және т.б.) қалыптастыру үшін қолданылады.
Кейбір жағдайларда доғаның тұрақтылығын, балқыту аумағының тереңдетілуін, жіктің қалыптасуын, жік металының тығыздануын, дәнекерлеудің өнімділігінің артуын қамтамасыз ету тұрғысынан инертті және активті газдардың қоспасын пайдалану орынды. Қорғаушы газдарды таңдауды экономикалық тұрғыдан шешу өте маңызды.
Қорғаушы газдарды пайдаланып дәнекерлеудің ерекшеліктеріне жатады:
Аргон доғалық дәнекерлеуді балқитын немесе балқымайтын өткізгіштерді пайдаланып жүргізуге болады. Балқымайтын өткізгішпен дәнекерлегенде доға вольфрам өткізгішпен негізгі метал арасында жанады. Ал үстеме метал доға аумағына қолмен немесе механизмінің көмегімен жеткізіліп тұрады. Балқымайтын өткізгішпен дәнекерлеуді тұрақты немесе айнымалы токпен жүргізеді.
Аргон доғалық дәнекерлеу түсті (алюминий, магний, мыс) жоғары температурада балқитын (титан, ванадий) металдар мен қоспаларға және легірленген және жоғары легірленген болаттарға қолданылады. Ол балқыған металды ауаның әсерінен жоғары деңгейде қорғайды, жік бетінде тотықтарды және шлак қоспаларын болдырмайды. Қорғаушы ортада дәнекерлеудің ең арзан тәсілі – көміртекті газдарда дәнекерлеу. Бұл әдіспен көміртекті және төмен деңгейде легірленген болаттар (газ және мұнай құбырлары) дәнекерленеді.
Қорғаушы газдың атмосферасында дәнекерлеу өткізгіш және үстеме метал сымдарын, дәнекерлеу горелкасын жылжытуды механизациялау деңгейіне байланысты қолмен жүргізілетін, жартылай автоматтандырылған және толық автоматтандырылған болып бөлінеді.
15 дәріс Металдар мен қоспалардың дәнекерлену қасиеті.
Дәнекерленген қосылыстардың сапасын тексеру әдістері.
Дәнекерлену – материалдың (металдың ) дәнекерлеу үрдісінде оған құрылымдық және қолдану тұрғысынан қойылатын талаптарға сәйкес қосылыстарды түзеу мүмкіндігін айқындайтын технологиялық қасиеті.Дәнекерленетін қосылыстарға қойылатын құрылымдық және қолдану тұрғысынан қойылатын талаптар қолданылатын материалдың қасиетіне байланысты.Сондықтан көбіне дәнекерлену деп материалдың қосылыс жасау үрдісінде қасиеті қолданылатын материал қасиетінен кем емес жік алу мүмкіндігін айтады.
Материалдың дәнекерленуі оның құрамы және физикалық қасиеттерімен анықталатын жинақты қасиеті.Дәнекерлену деңгейіне аса зор әсер ететін факторлар:
Жалпы дәнекерленбейтін материалдар жоқ.Бірақта материалдың дәнекерленуі төмендеген сайын одан қосылыс түзеу технологиясы қиындай түседі.Өйткені дәнекерленуі төмен материалда оның ыстық немесе суыған кездерінде жікте немесе термиялық әсер аймағында жарықшалар пайда болады.
Ыстық жарықшалар дәнекерлеу жігінің кристалдануы кезінде, яғни оның сұйық күйден қатты күйге өтуі кезінде пайда болады.Суық жарықшалар көбіне термиялық әсер аймағында пайда болады.
Көміртекті және легірленген болаттарды дәнекерлеу.
Төмен көміртекті және төмен деңгейде легірленген болаттар жақсы дәнекерленеді.
Көміртекті және көміртегі мөлшері 0,3% астам легірленген болаттар қалыпты режимде денекерленгенде термиялық әсер аумағында шынығуға ұшырайды. Бұл осы аймақта болаттың қаттылығын жоғарылатып илемділігін төмендетеді.
Доғамен дәнекерлеуде аталған болаттардың дәнекерленуін жақсарту үшін мына шаралар қолданылады:
а) Термиялық әсер аумағында суытуды баяулатып шынықтыруды болдырмау үшін дәнекерленетін метал 100-300° С температураға дейін қыздырылады.
б) Дәнекерлеуден кейін алынған қосылыс бірден төмен (300-400 °С )немесе жоғары (600-700° С ) температураға қыздырылып жұмсартылады.
Шойынды дәнекерлеу.
Шойынның дәнекерлену қасиеті төмен. Бұл үрдісті құймаларда кездесетін зақымдарды түзету және тетіктерді жөндеу үшін қолданады. Шойынды сырты қабатталған шойын өткізгішті пайдаланып доға арқылы дәнекерлегенде жіктің сапасы қамтамасыз етілмейді. Жік металының құрылымы ақ шойын түрінде қалыптасады, ал термиялық әсер аймағы шынығады. Шойын тетіктердің денекерленуін жақсарту үшін оларды алдын – ала пештерде 400-700 С дейінгі температураға қыздырады. Дәнекерлеуді шойын өткізгіщтермен жүргізеді. Дәекерленген тетіктер пешпен бірге суытылады. Осы ретте дәнекерленіп жасалған қосылыстарда ақ шойын немесе шыныққан түрлердегі бөліктері болмайды. Бірақта ыстықтай дәнекерлеу қымбат және көп еңбектенуді талап ететіндіктен оны көбіне жауапты тетіктерді жөндеуде қолданады. Шойынды салқын күйде дәнекрлеу үщін болаттан, мыстан және т.б. жасалған және арнайы құрамды материалдар мен қабатталған өткізгіштер қолданылады. Бірақта бұл шаралардың термиялық әсер аумағында ақ шойын түріндегі немесе шынықтырылған құрылымдарды болдырмауға көмегі аз.
Дәнекерленген қосылыстардың сапасын тексеру әдістері.
Дәнекерленген қосылыстарды сынау және бақылау әдістерін таңдау оларды пайдалану жағдайына және атқаратын жұмыс сипатына байланысты жүргізіледі. Олар екі топқа бөлінеді: жікті бұзып барып сынау немесе оны бұзбай сынау және бақылау. Жікті бұзып сынау, ол әдеттегі механикалық сынау әдістері болып табылады. Дәнекерленген дайын бұйымдардың сапасын сынау және бақылау жікті бұзбай жүргізіледі.
Гидравликалық және ауаның қысым күшімен жүргізілетін сынақтар арқылы жіктің тығыздығы тексеріледі. Жікті рентген, магнит, ультрадыбыс сәулелерін түсіру арқылы оның ішіндегі зақым түрлері анықталады.