Дәріс №10. Бөлшектерді пісірумен және балқыма құюмен жөндеу

Алдын–ала пісіру мен балқыма құюдың айырмашылықтарын айқындап алу керек.

Пісіру деп бөлшектер немесе оның жекелеген бөліктері арасында атом аралық өзара әсер немесе молекулалық ілінісу күші әрекеті салдарынан бөлінбейтін бірігудің пайда болу процесін айтады. Пісірумен металдарды және металл емес материалдарды, мысалы, шыныларды, пластмассаларды және басқаларды біріктіреді. Суықтай пісіруден басқа пісіру кезінде бөліктердің пісіріліп біріктірілетін жерлерін пластикалық (қысыммен пісіру) немесе балқытылған (балқыта пісіру) күйге дейін қыздырады. Металл жапсырмасы мен негізгі металдардың қасиеттерін бірдей қылуға ұмтылады. Бұл қосылатын материалдарды және пісіру режимдерін анықтайды.

Жөндеу мекемелерінде болаттан жасалған бөлшектерді жөндеуге негізінен қол электрдоғалық және кейбір жағдайларда қол-газбен пісіруді қолданады. Шойыннан жасалғандарды жөндегенде бөлшекті түгелдей қыздырып, пісірілетін жерлерін қыздырып және қыздырмай әдетте қол-газбен пісіруді және кейбір жағдайларда электрдоғалық пісіруді пайдаланады. Түсті металдардан жасалған бөлшектерді қол-газбен немесе аргондық-доғалық пісірумен жөндейді.

Пісірумен бөлшектердің жекелеген бөліктерін біріктіреді, жарықтарын, кемшіндерін толтырады және басқа ақауларын дұрыстайды.

Балқыма құю – балқу температурасына дейін қыздырылған бөлшектің бетіне қажетті құрамдағы балқытылған металды жабыстыру процессі. Балқыма құю кезінде металдың жағылған қабаты негізгі металмен металдық байланыс жасау әсерінен берік біріктіріледі.

Балқыма құюды бөлшектердің өлшемдерін бастапқы қалпына келтіру үшін, балқытылатын металдың химиялық құрамы мен құрылымын дұрыс таңдау жолымен бөлшектің бетіне қажетті қасиет беру үшін қолданады.

Балқыма құю пісірудің бір түрі. Бірақ балқыма құю процессі пісіруден ерекшелінеді. Балқыма құю кезінде пісіру процессі негізгі металдың бетіне кейде қасиеттері негізгі металдың қасиеттерінен өзгеше металл немесе қорытпа қабатын өсіруге қолданылады.

Соған байланысты балқыма құю процесіне мынандай талаптар қойылады:

1) балқыма құйылған қабаттың белгіленген физика-химиялық қасиеттерін қамтамасыз ету үшін балқыма құю процесі жағылатын металдың химиялық құрамы мен құрылымын өзгертпеу керек, яғни балқыма құюда құйылған қабатта негізгі металл үлесі аз болуы керек;

2) жөнделетін бөлшектің беріктігін сақтау үшін балқыма құю процесі оның химиялық құрамын, құрылымын және кернеулік күйін өзгертпеуі керек;

3) балқытылып құйылған қабат негізгі металмен берік ілінісуі керек.

Негізгі және балқытылған металдардың химиялық құрамын, құрылымын, физика-механикалық қасиеттерін бастапқы күйде сақтау үшін балқытылатын металдың асқын қызуын болдырмау керек және негізгі металдың балқытылған металмен араласып, қасиеті шұғыл өзгерген шекаралық аймақ жасалуын болдырмау үшін негізгі металды балқытылған күйге дейін жеткізбеу керек. Сонымен бір уақытта ілінісудің ең жоғарғы беріктігіне жету үшін құйылатын металды аса қыздыру және балқыма құйылатын бөлшектің бетін балқыған күйге дейін жеткізу керек. Нәтижесінде негізгі және балқытылған металдар араласып шекаралық өтпе қабат пайда болады.

Балқыма құю жұмыстарын екі тәсілімен: қолдан және механикаландырылған – жүргізіледі.

Қолдан балқыма құю тәсілдері мыналар:

- газбен;

- электрдоғалық;

- аргондық-доғалық.

Механикаландырылған балқыма құю тәсілдеріне мыналар жатады:

- флюс қабаты астында;

- қорғаушы газ ортада;

- діріл доғалық;

- плазма доғалық;

- электр қождық;

- индуктивті;

- үйкеліспен.

Балқытылатын металды жөнделетін бөлшекті, оның пішінін, өлшемдерін, техникалық талаптарды, жұмыс шартын, балқыма құю түрін ескере отырып таңдайды. Балқытылатын материалдың көп тарағаны болат пісіру сымы. Көміртекті және қоспаланған сымдарды тозған бөлшектердің өлшемдерін қалпына келтіруге қолданады. Жоғары хромдалған Св-10Х13, Св-10Х17Т және Св-08Х14ГТ сымдары балқытылған қабаттың тозуға және коррозияға төзімділігін қамтамасыз етеді. Хромникельді аустенитті Св- 06Х19Н9 және Св-06Х19Н9Т сымдарымен коррозия мен кавитацияға ұшырайтын бөлшектерге балқыма құяды.

Қолдан газбен пісіру және балқыма құю. Бұл процестерде негізгі және құйылатын материалды балқытатын жылу жанғыш газдарды (ацетилин, пропан-бутан қоспалары және басқалар) оттегімен тотықтырудан алынады. Ең кең тараған жанғыш газ – ацетилин (10.1-сурет).

Оттегі мен ацетилиннің қатынасына қарай жалын қалыпты немесе бейтарап, көміртектендіргіш, тотықтырушы болып бөлінеді. Бейтарап жалында оттегінің ацетилиннің шамасына қатынасы 1,0÷1,2. Көміртектендіргіште бұл қатынас 0,8÷0,9, тотықтырушыда – 1,2÷1,5 болады.

Алюминий қорытпаларынан, сондай-ақ құрамындағы көміртегі 0,5% дейінгі болаттарды бейтарап жалынмен пісіреді. Көміртектендіруші жалын шойыннан және құрамындағы көміртегі 0,5% көп болаттарды пісіруге қолданылады.

Қолдан газбен пісіру мен балқыма құюда жапсардың және балқытылған қабаттың сапасы құйылатын материалдың құрамына маңызды тәуелді. Құйылатын материалдың құрамы жөнделетін бөлшектің материалының химиялық құрамына жақын болуы керек. Жапсарды тотығудан қорғау және пісіру кезіндегі пайда болатын тотықтарды жақындатпау үшін ұнтақ немесе пасталар түріндегі флюстер қолданылады. Газбен балқыма құюда негізгі және қосылатын материалды қыздыру оңай реттеледі, ол негізгі металды қажеттіліктен артық балқудан және

10.1 – сурет – газбен балқыма құю

сұлбасы: 1 – балқыма құйылатын бөлшек;

2 – газдық оттық; 3 – қоспалық материал;

4 – балқытылған металл.

 

балқымамен араласудан қорғайды. Көміртектендіргіш жалынды пайдаланғанда көміртек пен қоспалардың жанып кетуі аз, балқытылған қабаттың тығыздығы жоғары. Балқытылған қабаттың қалыңдығы 2,5-4,0 мм.

Газбен балқыма құюдың кемшілігі балқытылған қабаттың қалыңдығының әртүрлі болатыны.

Шойын бөлшектерді пісіру күрделі процесс. Ол шойында көміртек пен кремнийдің көптігіне, оның құрылымының әртүрлілігіне және температура өзгеруіне сезімталдығына байланысты. Шойынды пісірген кезде әр жері әртүрлі қызатындықтан және тез суынуы салдарынан жарықтар, пісіру аймағында өңделуі қиын ағартылған, қаттылығы жоғары шойын пайда болады.

Шойын бөлшектерді екі жолмен: жылытып және жылытпай пісіреді. Пішіні күрделі емес және өлшемдері үлкен емес шойын бөлшектерде жылытпай пісіруді қолданады, ал пішіндері күрделі бөлшектерді жылытып пісіреді.

Жылытып пісіруде шойынның ағаруы және қалдық кернеулер пайда болдырмауы үшін алдын-ала бөлшекті 650-700ºС дейін қыздырады. Пісіру кезінде бөлшектін температурасы 350ºС төмен болмауы керек. Пісіруді аяқтағаннан кейін қайтадан бөлшекті 650-700ºС дейін қыздырады да, сонан соң баяу суытады.

Пісіру кезінде аздап шойынның құрамындағы көміртек пен кремний жанатыны себепті оның ағаруы болады. Сапалы пісіру жапсарын алу үшін қоспа материалда 3,0-3,6% көміртек, 3,0-4,8% кремний, пісіру ваннасына күкіртті кетіру үшін 0,5-0,8% марганец болуы керек.

Жылытпай пісіруде шойын сырықтардың Б маркасын, жылытып пісіруде – А маркасын пайдаланады.

Алюминий мен алюминий қорытпаларынан жасалған бөлшектерді пісіру олардың мынандай қасиеттерімен айқындалады:

1. балқу температураларының төмендігі (600º шамасында) және жоғары сұйықтық-аққыштығымен;

2. жоғары жылу өткізгіштігімен;

3. ауада балқу температурасы 2050ºС болатын балқуы қиын тотықтық

қабық жасай алатын қабілетімен:

4. пісіру жапсарында кеуектер пайда болуына әкелетін балқытылған алюминийде сутегінің жоғары ерігіштігімен.

Тотықтық қабатты еріту үшін маркасы АФ-4А сияқты флюстерді пайдаланады. Бөлшекті алдын-ала 300-350ºС дейін қыздырады. Алюминийдің жарылып кетуге бейімділігін азайту үшін қоспа материалдың құрамына 3% аз емес кремний қосады. Пісіру ваннасында сутегінің пайда болуының алдын-алу үшін пісіру алдында бөлшекті жылытып, флюсті қыздырып алу керек.

Электрдоғалық пісіру және балқыма құю. Бұл кезде электрод пен пісірілетін металл арасында пайда болатын электрмен пісіру доғасы металдарды балқытуға арналған жылу көзі болып табылады. Пісіру жапсарының сапасы электродтың диаметріне, оның типі мен маркасына, пісіру тоғының шамасына, доға кернеуіне, токтың тегі мен полярлығына, пісіру жылдамдығына, жапсардың кеңістікте орналасуына тәуелді. Электрдоғалық қолдан пісіру мен балқыма құюда көбіне өзегі металл электрод пайдаланылады. Электродтың қабығының құрамына кіретін компоненттер тобы мынандай: тұрақтандырушы, қож жасаушы, газ шығарушы, тотықсыздандырушы, қоспалаушы және байланыстырушы. Электродтарды диаметрлерін 1,6-12,0 мм, ұзындықтарын 225-450 мм етіп жасайды. Электродтардың типі мен маркасын жөнделетін бөлшектің металының химиялық құрамына және пісіру жапсарына немесе балқытылған қабатқа қойылатын талаптарға тәуелді таңдайды.

Электродтың диаметрін балқытылып құйылатын қабаттың қабатына тәуелді таңдайды.

Пісіру тогының шамасы электродтың диаметріне тәуелді былай анықталады:

 

I _nic = (20 + 4 d _эл)· d _эл , (10.1)

мұнда, I _nic –пісіру тогының шамасы, А;

d _эл – электрод диаметрі, мм.

Доғадағы кернеу электрод диаметрінің 0,5-1,1 үлесін құрайтын оның ұзындығына тәуелді. Әдетте U _max ≤ 60 В. Қорек көзі ретінде тұрақты ток та, айнымалы ток та қолданылады. Токтың тегі мен полярлығы жөнделетін бөлшектің қалыңдығы мен химиялық құрамына тәуелді таңдалады. Жұқа металл мен жоғары қоспаланған болат кері полярлы тұрақты токпен пісіріледі. Электр доғасында жылудың үлкен бөлігі анодта шоғырланған. Сондықтан егер бөлшектің қызуы аз болуы керек болса, оны катодпен қосады, яғни пісіру кері полярлы токпен жүргізіледі. Айналмалы токты қалыңдықтары орташа және үлкен көміртекті және төмен қоспаланған болаттарды пісіруге қолданады.

Балқыма құйғанда алдындағы құю білікшесінің енінің ⅓ жабылатындай етіп, бірнеше қабат етіп құяды. Әрбір қабатты құяр алдында алдындағы қабатты қождан тазалап алу керек. Балқыма құюда бөлінетін жылу маңызды шамада. Сондықтан жиырылып қалулар болмауы үшін алдындағы қабат суйтындай үзіліс жасап, қабаттардың орналасу тәртібін сақтай балқыма құюды жүргізу керек.

Шынықтырылған бөлшектерді жөндегенде жасып қалулары болмауы үшін балқыма құйылмайтын бөлігін суға батырып қояды. Қоспаланған болаттарға балқыма құйды оларды алдын-ала қыздырып, жоғары тығыздықтағы токпен жүргізеді.

Қолмен балқыма құюды жұмыс көлемі аз кезде және жетуі қиын жерлерді пісіргенде қолданады. Бұл процестің артықшылығы – қолайлылығы мен қарапайымдылығы. Оның кемшіліктері - өнімділігі аз (балқыма құю коэффиценті α =5-7 г/(А · r), доғаның тұрақтылығы төмен және балқыма құю сапасы жоғары емес.

 

Әдебиеттер: 2 нег. [43-47], 3 нег. [122-143], 5 нег. [81-148].

Бақылау сұрақтары:

1. Пісіру мен балқыма құю процестерінің айырмашылықтары қандай?

2. Балқыма құю процесіне қандай талаптар қойылады?

3. Балқыма құю процесі қандай тәсілдермен жүргізіледі?

4. Пісіру тоғының шамасы қалай анықталады?