Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі. Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті

Transcript

1 Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті Бекітемін Бірінші проректор Исағұлов А.З. " " 2005 ж. ОҚЫТУШЫ ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ «Конструкционды материалдар технологиясы» пәні бойынша «Стандарттау, сертификаттау және метрология» мамандығының студенттері үшін Машина жасау факультеті Құю өндірісінің машиналары және технологиясы кафедрасы 2005

2 Алғы сөз Оқытушы пәнінің оқу-әдістемелік кешенін әзірлеген: Профессор Манжурин И.П. Доцент Жукебаева Т.Ж. Доцент Турсынбаева А.К. Кафедра отырысында талқыланған МЛП и КМ (кафедраның атауы) хаттама 200 ж. Кафедра меңгерушісі Шарая О.А 200 ж. (Қолы) Факультеттің оқу-әдістемелік бюросымен мақұлданған (факультеттің атауы) хаттама 200 ж. Төрағасы Турсынбаева А.К. 200 ж. (Қолы) Кафедрамен келісілген ТМ (кафедраның атауы) Кафедра меңгерушісі Швоев В.Ф. 200 ж. (қолы)

3 1 Оқу жұмыс бағдарламасы 1.1 Оқытушылар туралы мәліметтер және байланыстық ақпарат Профессор Манжурин И.П. Доцент Жукебаева Т.Ж. Доцент Турсынбаева А.К. ҚӨМТ және КМ кафедрасы ҚарМТУ-дың бас корпусында (мекен-жайы), 313 аудиторияда орналасқан, байланыс телефоны қос.124, электрондық адресі Семестр 1.2 Пәннің еңбек сыйымдылығы Кредиттер саны Сабақтардың түрі байланыс сағаттарының саны дәрістер практикалық сабақтар зертханалық сабақтар СОДЖ сағаттарының саны сағаттардың барлығы СДЖ сағаттарының саны Жалпы сағаттар саны Бақылау түрі емтихан 1.3 Пәннің сипаттамасы <<Конструкционды материалдар технологиясы>> пәні Қазіргі заман мамандарына негізі болып саналады. Қазіргі заманда болашақ мамандарға машина бөлшектері дайындамаларын өндеу мен алу тәсілдері туралы білім беру, конструкциялық материалдар өндірісінің қазіргі технологияларының мүмкіндіктерімен, сонымен қатар материалдар қалыптасуы дамуының әдістері мен жетілу келешегімен таныстыру. 1.4 Пәннің мақсаты Берілген пәнді зерделеудің мақсаты болашақ мамандарды дайындамаларды алудың технологиялық процестері мен машинажасау өндірісінде дайын бұйымдарды алуды үйрету болып табылады. 1.5 Пәннің міндеттері Пәннің міндеттері келесідей: дайындаиалар мен машина бөлшектерін алу және өндеудің технологиялық әдістерін тандау, өнімнің жоғары сапасын қамтамассыз ету, материалдарды экономдау, жоғары еңбек өнімділігі туралы білім беру. Берілген пәнді зерделеу нәтижесінде студенттердің: Құю өндірісі, дайындаманы қысымен өндей алу әдістерімен, пісіру өндірісі және металл кесу станоктарында металды өндеу туралы көрінісі болу керек.

4 Білу керек: металл мен қорытпаларды алу процесінің мәнің, дайындаманы әр түрлі жолдармен жасау, айырылмайтын қосылыстарды пісіру мен дәнекерлей алу принциптерін, дайндаманы кесумен өндеу әдістерінің физикалық негіздерін білу. Істей алу: бөлшектердің конструкциялық ерекшеліктеріне байланысты дайындаманың жасау технологиясын және оның механикалық өндеуін, жұмысшарты мен материалдарды дұрыс тандау, конструкциялардың рационалды пісіру әдісін дұрыс анықтау. Практикалық дағдыларды иемдену: бір реттік құю қалыптары мен өзекшелер жасау, метал қалыптарда құймаларды алу, пісірудің әртүрлі түрлерін қолдану. Болат, шойын, түсті металдар және қорытпаларды әртүрлі өңдеуден кейін құрылымына зерттеу жасап практикалық дағдыларға иеленуі керек. 1.6 Айрықша деректемелер Берілген пәнді зерделеу үшін келесі пәндерді (бөлімдерді (тақырыптарды) көрсету арқылы) меңгеру қажет: Пән Тараулардың (тақырыптардың) атауы Физика Металдардың құрылысы және қасиеттері. Механика, электромагнетизм Химия Химиялық элементтердің белгісі. Металл қасиеттері.атомдық байланыс түрлері. Жоғарғы Диференциалды және интегралды есептеулер математика 1.7 Тұрақты деректемелер _Конструкционды материалдар технологиясы пәнін зерделеу кезінде алынған білімдер «Бақылау және өлшеудің әдістері мен құралдары», «Өндіріс технологиясы» пәндерін меңгеру кезінде пайдаланылады. 1.8 Пәннің мазмұны Сабақтардың түрлері бойынша пәннің мазмұны және олардың еңбек сыйымдылығы Бөлімнің, (тақырыптың) атауы 1 Материалдардың құрылымы мен Сабақтардың түрлері бойынша еңбек сыйымдылығы, сағ. дәрістекалыналық практи- зертха- СОДЖ СДЖ 2 4 4

5 қасиеттері 2 Қара және түсті металлургия өндірісі 3 Құю өндірісі технологиясының негіздері 4 Металдарды қысыммен өндеу 5 Пісіру өндірісінің технологиясы 6 Металдарды кесумен өндеу 7 Металл емес материалдар Барлығы: Негізгі әдебиеттер тізімі 1. Материаловедение и технология металлов:учебник/г.п.фетисов, М.Г.Карпман и др.-2-е изд.испр.-м.: Высшая школа, с. 2. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение:учебник для вузов / М.Е.Дриц, М.А.Москалев.-М.:Высшая школа, с. 3. Конструкциялы материалдардың тезнологиясы және материал тану. Ө.К.Қапжапаров, А.А. Смолькин, А.З. Исағұлов, 1996ж. 4. Конструкционные материалы: Справочник/Под общ.ред. Б.Н.Арзамасова. М.:Машиностроение, с. 5. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов.-м.: Высшая школа, с. 6. Технология конструкционных материалов: Учебное пособие для вузов/под общ.ред. А.М.Дальского.-2-е изд.перераб.и доп.-м.: Машиностроение, с. 7. Технология обработки конструкционных материалов:учебник для вузов/под ред. П.Г.Петрухи.-М.: Высшая школа, с. 8. Левадный В.С. Сварочные работы: Прак.пособие / В.С. Левадный, А.П. Бурлака.-М.: Аделант, с.:ил.-isbn Қосымша әдебиеттер тізімі 9. Дальский А.М. Технология конструкционных материалов М.: Машиностроение, 1985., Ансеров Ю.М., Салтыков В.А., Семин В.Г. Машины и оборудование машиностроительных предприятий Л.: Политехника, Ковка, чеканка, инкрустация, эмаль.-м.: Аделант, с. 12. Миропольский Ю.А. Холодная объемная штамповка на автоматах.-м.: Машиностроение, с. 13. Технология металлов. Кнорозов Б.В.,Усова Л.Ф. и др.-м.: Металлургия, с Студенттердің білімдерін бағалау критерийлері

6 Пән бойынша емтихан бағасы межелік бақылау бойынша үлгерімнің барынша үлкен көрсеткіштерінің (50% дейін) және қорытынды аттестацияның (емтиханның) (50% дейін) қосындысы ретінде анықталады және кестеге сәйкес 100% дейінгі мәнді құрайды. Әріптік жүйе бойынша бағалау Баллдар %-тік құрамы Дәстүрлі жүйе бойынша бағалау А цифрлық балама 4, А- 3, Өте жақсы В+ 3, В 3, Жақсы В- 2, С+ 2, С 2, С- 1, Қанағаттанарлық D+ 1, D 1, F Қанағаттанарлықсыз Аралық бақылау оқытудың 5-ші, 10-шы және 15-ші апталарында жүргізіледі және бақылаудың келесі түрлерінен алғанда қалыптасады: Бақылау түрі %-тік құрамы Оқытудың академиялық кезеңі, апта Барлығы, % Сабаққа қатысушылық 0,5 7,5 Зертханалық жұмыстар 1 0,14 * 2,1 2 0,14 * 2,1 3 0,14 * 2,1 4 0,14 * 2,1 5 0,14 * 2,1 6 0,14 * 2,1 7 0,13 * 2,0 Аттестация * * * 30 Емтихан 50 Барлығы Саясаты және процедуралары

7 «Машинажасау өндірісінің технологиялық процестері» пәнін зерделеу кезінде келесі ережелерді сақтауды сұраймын: 1. Сабаққа кешікпеу. 2. Сабақты орынды себепсіз босатпау. 3. Оқу процесіне белсене қатысу. 4.. Курстастармен және оқытушылармен шыдамды, ашық, қалтқысыз және тілектес болу Пәннің оқу-әдістемелік қамтамасыз етілгендігі Автордың аты-жөні Оқу-әдістемелік әдебиеттердің атауы Баспасы, Даналар саны шыққан жылы кітапханада кафедрада Фетисов Г.П. Дриц М.Е. Фетисов Г.П., Карпман В.М., Матюнин В.С. Под ред. П.Г.Петрухин Ө.К.Қапжа паров, А.А. Смолькин, А.З. Исағұлов, Дальский А.М Материаловедение и технология металлов Технология конструкционных материалов и материаловедение Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов Технология обработки конструкционных материа-лов Конструкциялы материалдардың тезнологиясы және материал тану. Технология конструкционных материалов Негізгі әдебиеттер Высшая школа, Высшая школа, Высшая школа, Высшая школа,1991 Қосымша әдебиеттер 10 - Караганда 1996ж 10 5 Машиностроение, 1985.,

8 2 Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі Бақылау түрі Аралық Аралық Аралық Аралық Аралық Аралық Аралық Тапсырманың мақсаты мен мазмұны Fe-Fe 3 C күй диаграммасын зерттеу Пісіру доғасының тұрақты жануың зерттеу Құю қалыптар жасау технологиясын зерттеу Құю қалыптар жасау технологиясын зерттеу Балғамен соғу операцияларын зерттеу Жапырақшалы штамптаудың технологиясын зерттеу Металды кесумен өндеу технологиясын зерттеу Ұсынылатын әдебиеттер Технология металлов Технология металлов Технология металлов Технология металлов Технология металлов Технология металлов Технология металлов Орындау ұзақтығы 2 сағат 2 сағат 2 сағат Бақылау түрі қорғау қорғау қорғау Тапсыру мерзімі 2-ші апта 4-ші апта 6-шы апта 2 сағат қорғау 8-ші апта 2 сағат 2 сағат қорғау қорғау 10-шы апта 12-ші апта 2 сағат қорғау 14-ші апта

9 3 Дәрістердің қысқаша жазбасы 1-бөлім. Конструкциялық материалдар және олардың қасиеттері. 1-тақырып. Материалдар құрылысы және қасиеттері. Дәрістер жоспары. 1. Металдар мен қорытпалардың атомдық- кристалдық құрылымы. 2. Металдардың кристалдық торлары. 3. Металдар мен қорытпалардың қасиеттері. Қазіргі уақытта техникада конструкциялық материалдар ретінде металдар мен қорытпалар (90%) және металл емес материалдар( пласмассалар, композициялық материалдар, резенке т.б.) пайдаланылады. Сондықтан басты назар металдар мен қорытпаларға бөлінетін болады. Қазіргі техника үшін айырықша бағалы және маңызды металдардан жер қыртысында көп мөлшерде тарағандары шамалы: 8,8%-ке дейін алюминий, 4,65%-темір, 2,1%-магний, 0,65%- титан. Басқа металдардың мөлшері өте аз және проценттің жүз бөлігімен бағаланады. Металдардың әртүрлі физика химиялық пайдалы қасиеттерімен қосылыстар түзуге қабілетті қорытпалар алуға қолайлы жағдай туғызады.тәжірибе жүзінде 10 мыңнан аса қорытпалар пайдаланылады. Металдық бұйымдар көп мыңдаған жылдар кейін алғашқыда металдарды салқын күйінде өндеу жолымен алынған. Алюминии, мыс, темір, мырыш және олардың қорытпалары металды конструкционды материалдар ретінде қолданылады. Материалдар кристалды және аморфты бола алады. Қатты күйінде металл мен олардың қорытпаларыкристалдық құрылымға ие. Кристалдық заттарға атомдардың реттік орналасуы тән, ол аморфтық материалға атормдардың ретсіз орналасуы мен барлық бағыттарда бірдей қасиеттері тән. Кристалдық торлардың ең көп тараған түрлері: кубтық, гексогональді, тетрогональді. Химиялық активті элементтердің атомдарының арасында химиялық байланыстын үш түрі бар: ионды, ковалентті, металды. Байланыстын металдық түрі метал мен олардың қорытпаларына тән. Металл қасиеттеріне тән қасиеттің бірі электрөткізгіштік болып саналады. Металл мен олардың қорытпалары екі топқа бөлінеді: Қара металдар оларға ферромагниттіктер (Fe, Co, Ni), қиын балқушы(ti, V,Cr,Zr,Mo,W), уранды, жерде сирек кездесетін металдар жатады. Түсті металдар оларға жеңіл (Be, Mg,Al), игілікті (Cu, Au,Ag,Pt), жеңіл балқитын (Zn, Cd, Sb, Pb, Si) металдар жатады. Екі топқа бір типті металға тән қасиеттеріне ие майысқыштық, жылу өткізгіштік, электрөткізгіштік, металдық жылтырлық. Металл қасиеттері металл табиғатына, атомдар құрылысына және табиғатына байланысты. Элементар торды сипаттайтындар: - тор параметрі

10 - орауыш тығыздығы - кординациондық сан. Реальді кристалдық құрылыстардың райда болуы ақауларсыз немесе идеалды құрылыстарданауытқусыз пайда болмайды. Ақаулар: нүктелік, сызықтық, беттік. Сызықтық ақаулар нүктелік ақауларға қарағанда кристалдың ауданында өте үлкен және ұзақ бұзулар түзеді. Кристалдық тордың ақаулары мен дислокациялары металдардың беріктігіне, физикалық және технологиялық сипаттамаларына өте үлкен ықпал жасап, олардың қасиеттерін нашарлатады. Кристалл қасиеттерінің анизотропиясы бұл механикалық, электрикалық, жылулық, оптикалық және т.б. қасиеттерінің әр түрлі бағыттарындағы біркелкі еместігі. Реальді металдардың кеністіктегі кристалдық торлары әр түрлі бағыттарға ие. Металл қасиеттері негізінен біркелкі болғанымен, пластикалық деформацияның кейбір түрлері анизотропияның пайда болуына әкеледі. Темір қорытпалары өндірісте ең көп тараған. Олардың ішінде ең негізгілері темір және көміртек қорытпалары болат пен шойын болып саналады. Темірдің балқу температурасы С. Темір екі полиморфты модификацияда болады: альфа және гамма С-тан төмен және С- тан жоғары температура аралығында α-темір болады. α-темірдің кристалдық торы көлемді центрленген куб және тордың периоды 0,28606 нм С температурасына дейін α-темір магнитті (ферромагнитті) болады. Аумалы күй нүктесі (768 0 С), магниттік ауысуға тиісті, ферромагниттік күйден паромагниттік күйге өтуі. Бұл нүкте Кюри нүктесі деп аталады да А 2 деп белгіленеді. γ-темірдің кристалдық торы қыры центрленген куб және тордың периоды 0,3645 нм С температурасында. Көміртек металл емес элемент болып саналады, оның тығыздығы 2,5 г/см, балқу температурасы С, атомдық радиусы 0,077 нм. Көміртек полиморфты. Жай шарттарда ол графит модификациясында болады. Көміртек темірге сұйық және қатты күйінде енеді, сонымен қатар химиялық қосылыс цементит ретінде бола алады, ал жоғары көміртектенген қорытпаларда графит түрінде кездеседі. Алюминийдің кристалдық торы - қыры центрленген куб а=0,40412 нм периодымен. Алюминийдің ең негізгі қасиеті оның төменгі тығыздығы 2,7 г/см 2 болып саналады. Алюминий жоғары электрөткізгіштігіне ие, ол мыстың электрөткізгіштігінен 65%- ін құрайды. Тазалығына байланысты алюминий ерекше таза А999(99,999%Al), жоғары таза А995(99,995% Al), А99(99.99%Al), A97(99.97 %Al), A95(99.95%Al) және техникалық таза А85, А8, А7, А6, А5, А0 (99,0%Al). Алюминий жоғары коррозтялы төзімділікке ие, бұл оның бетіндегі жұқа қабыршақ Al 2 O 3 түзілуіне байланысты. Неғұрлым алюминий таза болса, соғұрлым оның коррозтяға төзімділігі жоғары. δ=50% және техникалық алюминийдің (АДМ) σ B =80 мпа, σ 0,2 =30 мпа, δ=35%. Алюминий барлық қорытпаларын екі түрге бөлуге болады: 1. Деформациялаушы, жартылай фабрикаттарда ( табақтар, плиталар, шыбықтар, профильдер, трубалар және т.б.), сонымен қатар

11 поковкалар мен штамповкаларды прокаттау, престеу, шөгу, штамтау арқылы алу үшін тағайындалған. Деформациялаушы қщрытпалар термиялық өндеуге беріктету арқылы термиялық өндеуге беріктетілмейтіндерге жатады. 2. Құю қорытпалары, фасонды құюға тағайындалған. Мыс - өткізгіш материал. Еңтаза оттексіз мыста суммадағы қоспалар саны 0,01%, М00б 0,03%, және М1 0,1%. Мыста ең зиянды қоспа оттегі. Ең жоғары электрөткізгіштігі оттексіз мыста М00б-да бар. Легірлеуші элементтер ретінде хром, марганец, кремний, никель, молибден, ванадий, вольфрам және т.б. қолданылады. Легірлеуші элементтерді болатқа әртүрлі мөлшерде және қосылыстарда еңгізеді. Ұсынылған әдебиеттер: 1. Материаловедение и технология металлов:учебник/г.п.фетисов, М.Г.Карпман и др.-2-е изд.испр.-м.: Высшая школа, с. 2. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение:учебник для вузов / М.Е.Дриц, М.А.Москалев.-М.:Высшая школа, с. 3. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов.-м.: Высшая школа, с. 4. Технология металлов. Кнорозов Б.В.,Усова Л.Ф. и др.-м.: Металлургия, с. 2-Бөлім. Қара және түсті металлургия өндірісі. 2-тақырып. Шойын, болат және түсті металдар өндірісі. Дәрістің жоспары 1. Металл мен қорытпаларды өндіру материалдары. 2. Қара металлургия өндірісі. 3. Түсті металлургия өндірісі. Шойын алудың технологиясы руданы балқытуға дайындаудан және домна процесінен тұрады. Домналық балқытудың алғашқы материалдары қатарына темір мен марганец рудалары, флюс, отын және ауа жатады. Руданың сапасы ондағы металл мөлшерімен (темір рудаларында орташа есеппен 40-50% Fe), зиянды қоспалардың (S пен Р) қатысуымен және рудадан металдың айырылуын қамтамасыз ететін бос жыныстың қасиеттерімен анықталады. Рудалық, минералдық үлгісіне қарай рудалар мынандай негізгі түрлерге бөлінеді: қызыл теміртас Fe 2 O 3 (гематит, темірдің сусыз тотығы)-70% дейін Fe; магнитті теміртас Fe 3 О 4 (магнетит, темірдің магнитті тотығы)-72,4% дейін Fe; қоңыр теміртас nfe 2 О 3 mh 2 О (темірдің сулы тотығы) % Fe; темірлі кварциттер (магнетит, немесе гематит)-35-40% Fe; титанды магнетиттер Fe 2 О*TіО 2 (ильменит-15-20% Fe). Шойын темір рудаларынан арнайы пештерде домналарда жоғарғы температурада жүретін айырылғыш процестердің нәтижесінде алынады.

12 Домна пеші - бұл шахта пішінді тік пеш, пайдалы биіктігі 39 м дейін болады. Пештің астары (футеровкасы) бейтарап (шойын балқымасының химиялық құрамына әсер етпейтін) отқа төзімді материалдардан, негізінен шамот кірпішінен, көміртекті (графиттелген) блоктардан жасалады. Пештің пайдалы көлемі үлкейген сайын оның өнімділігі өседі, сондықтан пештердің көлемі м болып құрастырылады. Шихта материалдары (руда немесе агломерат, кокс, флюс) жоғарыдан төгуші аппарат көмегімен колошникке салынады. Төгілген материалдарға қарама-қарсы ыстық газдар тасқыны қозғалады. 1 т шойын алу үшін орта есеппен 1,8 т мөлшерінде флюстелген агломерат, 580 кг кокс жұмсалады. Қазіргі үлкен көлемді пештердің жұмысы толығымен автоматтандырылған. Домна пешінде ауа үрлеуші фурмалардың аумағында отынның жануы, темірдің тотықсыздануы, әрі қарай таза металға айналуы және қож түзілу процестері жүреді. Домна процесінің өніміне шойын, ферроқорытпалар, қож және колошникті газ жатады. Шойындар қайта балқытылатын (болатқа балқыту үшін), көлемі жағынан барлық өнімнің 80-85% құрайтын және құйылатын (шойын дайындамаларын алу үшін) болып қорытылады. Қож домна өндірісінің қосымша өнімі және құрылыс материалдары (цемент, пемза т.б.) үшін бағалы шикізат болып саналады. К о л о ш н и к т і г а з көп мөлшерде (3000м көлемді пештен тәуелділікте15-17 млн.м 3 ) бөлініп шығады. Оны колошникті тозаңнан тазалаған соң металлургиялық процестерде пайдаланады. Болат өндірісі. Химиялық құрамы бойынша болат шойыннан көміртектің, күкірт пен фосфордың аз мөлшерімен, кремнийдің, марганецтің және басқа элементтердің берілген (аз немесе көп) мөлшерімен өзгешеленеді. Шойынды болатқа қайта балқыту процесі элементтердің артық мөлшерін кетіру үшін тотықтандыратын қорытылуды жүргізуге алып келеді, ал легірленген болаттарды алғанда - оларды қосу керек. Қазіргі жағдайда болатты қорыту үшін негізгі материалдарға саналатындар: қайта балқытылатын шойын, скрап (прокаттың, соғудың, штамптаудың, болатты механикалық өңдеудің қалдықтары, жарамсыз болат бұйымдар мен бөлшектер) және ферроқорытпалар; флюстер (СаСО 3 ) мен тотықтырғыш қоспалар (темір рудасы); отын (кокс немесе колошникті газ, табиғи газ, мазут). Болатты электр пештерінде балқыту үшін электр энергиясы қолданылады. Болатты алғанда, әр түрлі элементтердің (көміртектің, марганецтің, күкірттің, фосфордың ж.б.) артық мөлшерін балқымадан кетіру әдістеріне

13 байланысты металлургиялық процестер қышқылды және негізді болып бөлінеді. Қ ы ш қ ы л д ы процестер темірді, кремнийді, марганецті тотықтандырып және көп мөлшерде SіO 2 бар қышқыл шлак пайда болуын қамтамасыз етеді. Бұл, өз кезегінде пештің бұзылуына жол бермеу үшін оның астарының қышқыл материалдан болуын қалайды. Қышқылды процестерде зиянды қоспалардың артық мөлшерін кетіру мүмкін емес. Негізді процестер балқымадан зиянды қоспаларды флюстер (известняк СаСО 3 ) кіргізу арқылы кетіруге мүмкіндік береді, нәтижесінде олар кальций фосфаты Р 2 О 5 (4СаО және күкіртті кальций СаS түрінде шлакқа ауысады. Қазіргі металлургияда болаттың негізгі көлемі конвертерлерде, электр пештерінде алынады. Оттекті-конвертер тәсілі - сұйык шойынды болатқа қайта балқытудың түрлерінің бірі, бұл отын шығындамай-ақ, техникалық таза оттегімен шойынды үрлеу арқылы іске асырылады. Оттегімен үрлеу пештегі температураны С дейін жеткізеді, нәтижесінде негізді қождың түзілуі жылдамдап, оған күкірт пен фосфордың кетуіне, сондай-ақ көміртектің, марганецтің, кремнийдің тотығуына мүмкіндік туады. Көптен-көп тарағаны шойынды саңылаусыз түпті конвертерлерде жоғарыдан оттегімен үрлеу тәсілі болып саналады (2-сурет). О т т е к т і - к о н в е р т е р тәсілі конвертердің үлкен сиымдылығымен ( т), жоғарғы өнімділігімен (бір конвертерден жылына 3 млн.т. дейін болат), жақсы реттелуімен және болаттағы фосфордың, күкірттің және азоттың төмен мөлшерімен, әр түрлі химиялық құрамдары шойын мен скрапты пайдалану мүмкіндігімен сипатталады. Э л е к т р л і б о л а т б а л қ ы т у п р о ц е с і - болатты доғалы электрлі немесе индукциялық пештерде алу процесі. Ол мартен мен конвертер тәсілдерімен салыстырғанда әжептеуір жетілдірілген болып саналады, өйткені электр тоғының өлшемдерін өзгерту жылулық тәртібін жеңіл реттеуге мүмкіндік береді. Балқытудың жоғарғы температурасы ( С дейінгі) металдан фосфор мен күкіртті ең толық кетіру үшін жоғары негізді қождарды қолдануды қамтамасыз етеді. Тотықтандыратын ортаның жоқтығы жақсы қышқылсыздандырылған жоғары сапалы көміртекті және легірленген, тоттанбайтын, қызуға берік конструкциялық болаттар мен қорытпаларды алуға мүмкіндік туғызады. Электр доғасымен балқыту тоттанбайтын жоғары сапалы конструкциялық болаттардың өндірісі үшін көптен-көп кең таралған. Бұл тәсілге жататындар: негізді және қышқылды доға пештері, вакуумдық доғалы, электрлі-шлактық доғалы және плазмалық доғалы. Болатты ағызу қалыпқа (қалың қабырғалы шойын қалыптар) немесе үздіксіз мысты кристаллизаторларда іске асырылуы мүмкін.

14 Түсті металдарды өндеу. Алюминий шамамен 250 минералда болады, бірақ оны тек глиноземге (Al 2 O 3 ) бай тау жыныстарынан экономикалық қолайлы өнеркәсіптік жолмен алу қажет. Глинозем негізінен сілтімен немесе электрмен қыздыру тәсілімен алады. Сілтімен алу тәсілі бокситтерді дайындаудан (кеміру, ұнтаққа ұсақтау, сілтісіздендіру ақ жапырақтар тұнбасы түріндегі алюминий гидрототығының пайда болуына әкелетін химиялық ыдырату) және оларды кальцийлеуден(алюминийді айналма пештерде С дейінгі температурада қыздыру жолымен суын айыру) тұрады. Электронмен қыздыру тәсілі ферросилиций мен Al 2 O 3 *BaO болатын шлак алынатын шихтаны (бокситті, темір рудасын, барий тұзын, коксты ж.т.б.) балқытудан тұрады. Ұнтақталған шлакты сода NaCO 3 ерітіндісінде өндейді де NaAlO 2 +H 2 O ерітіндісіндегі натрийдің алюминатын алады. Сілтімен алу тәсіліндегідей глирозем бөлініп шығады. Металл алюминий 10% глиноземнан (Al 2 O 3 ) және 90% криолиттен (Na 2 *AlF 6 ) тұратын балқыманы электролиздеу жолымен алады.электролиз болат қаппен қоршалған, ішінен көміртекті блоктармен астарланған арнайы ваннада болады.анодқа 4-4,5В кернеумен күші А тұрақты тоқ жіберіледі. Пиррометаллургиялық тәсіл металды отын жағу арқылы балқытуға негізделген және руданы байытудан, оны күйдіруден, жартылай өнімді балқытудан(штейн), штейіннің мысты қорытып алудан тұрады. Темір рудасы сияқты, мыс рудаларын байыту концентраттардағы мыстың мөлшерін 3%-тен 35%-ке дейін жоғарлатумақсатымен флотация әдісімен жүргізіледі. Штейнді балқыту жалынды пештерде жүргізіледі, тазартылмаған мысты қоспалардан тазарту от қызуымен(мырыштың, қалайының т.б. тотығуымен) және электролиз (мыстың анодтарда бөлінуімен) тәсілдерімен орындалады. Ұсынылған әдебиеттер: 1. Материаловедение и технология металлов:учебник/г.п.фетисов, М.Г.Карпман и др.-2-е изд.испр.-м.: Высшая школа, с. 2. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение:учебник для вузов / М.Е.Дриц, М.А.Москалев.-М.:Высшая школа, с. 3. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов.-м.: Высшая школа, с. 4. Технология металлов. Кнорозов Б.В.,Усова Л.Ф. и др.-м.: Металлургия, с. 3-Бөлім. Құю өндірісінің технологиялық негіздері. 1-тақырып. Құю өндірісінің технологиясы. Дәріс жоспары.

15 1. Құм қалыптарға құю. 2. Құюдың арнайы тәсілдері. Құю өндірісінің мақсаты - сұйық аққыштық қабілетті металдар мен қорытпалардан кез-келген сал-мақтағы, пішіні мен өлшемдері әр түрлі (сонымен қатар ішкі қуыстарымен) бұйымдарды алу. Құйма бөлшектердің жасалатын машиналардың көпшілігіндегі үлесі шамамен 40-50%, ал олардың жасалу құны бойынша % құрайды. Құйма жасағанда металдың балқымасы алдын-ала дайындалған қ ұ ю қ а л ы п т а р ы н а құйылады, олар бір немесе бірнеше рет (тұрақты) пайдаланылады. Бір реттік қалып онда құйма алынған соң бұзылады; тұрақты қалыптар көптеген құймалар өндіруге жарайды. Құймалардың көбірек бөлігі қ ұ м-б а л ш ы қ қ а л ы п т а р ы н а, құю арқылы жасалынады. Кей жағдайда бұл құймалар қойылатын талаптарды қанағаттандырмайды. Сондықтан құюдың арнайы тәсілдері: қабыршақ қалыптарға, кокилдерге, қысыммен, реттелген қысыммен, орталықтан тепкіш, электрқожды ж.б. пайдаланылады. Құйма жасаудың технологиялық процесінің негізгі операцияларын үш топқа біріктіруге болады: қалыптау, балқыту мен құю, құйманы шығару мен тазарту. Қалыптау процесі үлгі жинағын жасау операцияларынан, қалып пен өзекше қоспаларын даярлаудан, қалып пен өзекшенің элементтерін жасау мен құю қалыптарын құрастырудан тұрады. Балқыту мен құю процестерінде балқыту пештерін даярлау мен тиеу операциялары: балқыту, жетілдіру және балқыманы құйма қалыбына құю арқылы орындалады. Қатқаннан және суынғаннан соң құймаларды қалыптан шығарады, оларды қалып пен өзекшелердің қалдық-тарынан тазартады, сонан соң құймалардың құю жүйесі элементтері мен қоректендіргіштерін ажыратады. Ішкі кернеулерді жою, металдың берілген құрылымы мен механикалық қасиеттерін алу үшін құймалар қыздырылып сәйкестелген өңдеуге салынады. Құм-балшық қалыптарында құймалар жасау Құм-балшық қалыпта құйма алу үшін негізгі жабдықтар болып құйма үлгісі мен өзекше жәшігі саналады. Ү л г і - оның көмегімен құйма қалыбында болашақ құйманың сыртқы нобайы, құю жүйесі элементтері-нің арналары мен өзекшені бекіту үшін белгінің көшірмесін салатын тетік. Ө з е к ш е ж ә ш і г і өзекшелер жасау үшін жұмсалады. Өзекшелер қалыпқа құйманың сыртқы күрделі беттерінің де, ішкі беттерінің де пайда болуы үшін қойылады. Өзекшелердің өлшемдері қорытпаның шөгуін есепке алу арқылы орындалады. Қ ұ ю ж ұ й е с і э л е м е н т т е р і н і ң үлгілері сұйық металды қалып қуысына жеткізу және құйманы оның кристалдану процесінде қоректендіру үшін қажет қалыптағы арналардың пайда болуын қамтамасыз етеді.

16 Үлгілер м а т е р и а л ы б о й ы н ш а ағаштан, металдан, гипстен, цементтен, темір бетоннан, пластмассадан және құрастырылған (ағаш пен темір немесе пластмасс) болып бөлінеді. Үлгілер к о н с т р у к ц и я с ы б о й ы н ш а ажырайтын, ажыратылмайтын, алынатын бөліктерімен және арнайы болып келеді. О п о к а л а р. Опока деп, қалыптық қоспаны ұстап тұруға, құйма қалыбын құруға, оны жасағанда және тасымалдағанда, сол сияқты кейіннен құйғанда, құйманы суытқанда қолданатын металл раманы айтамыз. Әдетте опокалар болаттан, шойыннан және алюминий қорытпа-ларынан құйылады. Қ а л ы п п е н ө з е к ш е ж а с а й т ы н қ о с п а л а р құю қалыптары мен өзекшелер жасау үшін берілген қалыптық материалдар мен пайдаланылған (бұрын қолданылған) қоспалардан тұрады. Негізгі берілген қалыптық материалдар кварц құмы мен байланыстырушы балшықтан тұрады. Бұл қоспалардың беріктігі үлкен емес, сондықтан құю қалыптары сұйық металдың қалыпқа түсіретін жоғарғы қысымын ескерумен қалың қабырғалы болып жасалады. Механикалық, технология-лық және басқадай қасиеттерін жақсарту үшін қалыптар мен өзекшелер қоспаларына қосымша қалыптық материалдар енгізіледі: байланыстырушы (шайырлар, сұйық шыны), қоспа жабыстырмайтын (тозаңды кварц, таскөмір тозаңы). Ө з е к ш е л е р қ о с п а с ы қалыптыққа қарағанда едәуір көп қызулық және механикалық әсерге ұшырайды, өйткені өзекше тәжірибе жүзінде барлық жағынан сұйық металмен қоршалған. Негізгі құрамы кварц құмы болып келетін өзекшелік қоспалар жасалыну тәсілі бойынша былайша бөлінеді: жылытып кептіргенде немесе қыздырылатын тетікте қатаятын; сұйықтай өз бетімен қатаятын; сұйықшынылы және суықтай қатаятын қоспалар. Көп еңбекті және технологиялық процестің жауапты операцияларын қажетсінетін дайындамалар жасау қолмен немесе машинамен қалыптау болып саналады. Құюдың арнайы тәсілдері Қабықша қалыптарға құю Бұл тәсілмен балқытылған металл қабырғаларының қалыңдығы 7-ден 15мм дейін болатын екі қабықшадан тұратын қалыпқа құйылады. Осы қалыпта құймаларда ішкі қуыстарды алу үшін құм-балшық қалыптардағы сияқты қуыс денелі немесе бүтін өзекше-лер қойылады. Қабықшалы қалыптарды жасау процесінің мәні мынадай. Үлгілік плита мен оған бекітілген құйманың үлгілерін және құю жүйесінің элементтерін электр пешінде С-ға дейін қыздырады да, оған дайын қабықшаның алынуын жеңілдететін эмульсияның жұқа бөлгіш қабатын қондырады. Сонан соң плитаға 90-94% құрғақ кварц құмынан және 10-6% термореактивті фенолоформальдегид шайыры ұнтағынан тұратын қалыптық қоспаны қондырады. Үлгілер мен плитаға жанасқан қалыптық қоспаның қабатында

17 шайыр әуелі ериді, ал сонан кейін біркелкі құм-шайырлы қабыршық түзейді. Қалыптық қоспаның ерімеген бөлігін плитаны С бұрумен кетіреді. Содан кейін үлгілік плитаны қабықшамен қыздыратын пешке 1-2 мин С температурада орналастырады. Осындай қыздыру нәтижесінде қабықша қайтымсыз бекемделеді. Алынған құймалар өлшемдерінің жоғары дәлдігімен және беттерінің тазалығымен сипатталады, өңдеу мен тазалауға жұмсалатын шығындарды, аз мөлшерде қажетісінеді және құрастыруға әлден дайын. Балқығыш үлгілер бойынша құю Құймаларды балқығыш үлгілер бойынша құюмен жасау процесінің мәні мыналардан тұрады. Бөлшектің сызбасына сәйкес, үлгі құрамының балқығыш қорытпасының шөгуін, сонымен қатар механикалық өңдеу әдісін есепке ала отырып пресс-қалып жасайды; оған шприцпен қаймақ тәріздес күйдегі үлгілік құрамды (парафиннің стеаринмен қоспасы) сығымдайды; үлгілі құрамды пресс-қалыпта суытқаннан және қатайған соң одан болашақ құйманың парафин-стеаринді үлгісін шығарып алады; сондай үлгілердің бірнешеуін тік арнаға дәнекерлейді, суспензиямен жабады. Бұл құю тәсілі тәжірибе жүзінде барлық металл қорытпаларынан, оның ішінде тіпті механикалық қиын өңделетіндерінен, көп жағдайда құрастыруға дайын (+ 0,05 мм дәлдік шегімен және 3-тен 6 дейін бетінің R а кедір-бұдырлығымен) к ү р д е л і және м ө л ш е р л е р і б о й ы н ш а д ә л д і қ ұ й м а л а р ды алуды қамтамасыз етеді. Мысалы, электр қозғалтқыштардың щетка ұстаушылардың, іс тігетін машиналардың қайықтары, реактивтік авиациялық қозғалтқыштардың қалақтары сияқты күрделі бөлшектерді дайындайды, оларды металл өңдеудің басқа тәсілдерімен жасауға болмайды немесе экономикалық мақсатқа сәйкес келмейді. Кокильдік (металл қалыпқа) құю Құю өндірісіндегі кокиль - металл қалып, ол құйма алу ушін бірнеше рет қолданылады, оған балқыма еркін ағысымен құйылады. Металл қалыптардың өзіндік құны салыстырмалы түрде өте жоғары, ал жасалуы күрделі; оларды пайдалану экономикалық жағынан сериялық және жаппай өндірісте ғана тиімдірек. Кокильдерде алюминий мен магний қорытпаларынан жасалған құймалардың жартысынан көбірегі және салмағы бірнеше кг-нан 10 тоннадан көп жай қалың қабырғалы болат пен шойын құймаларының біраз бөлігі алынады. Кокильдер шойыннан немесе болаттан жасалады да, әдетте бірнеше бөлімдерден құрастырылады. Беріктігін жоғарылату үшін кокиль ойығының (қуысының) жұмыс беттерін кейде анодтайды, борлайды немесе хромдайды, ал әрқашан жылу өткізгіштігі аз бояулармен немесе сылақпен жабылады.

18 Кокильдердің беріктігі олардың әр қайсысымен жеңіл балқығыш қорытпалардан бірнеше жүз мың құймалар, шойыннан , болаттан уақ құймалар алуға мүмкіндік береді. Орталықтан тепкіш машинамен құю Орталықтан тепкіш машинамен құю процесі мынадан тұрады, онда балқыма айналатын металл қалып-қа құйылады да, орталықтан тепкіш күштердің әсерімен қатаяды. Күштер балқыманы қалып қабырғаларына қысады, содан қуыс цилиндр тәріздес немесе басқадай құймаларды өзекше қолданбай алуға мүмкіндік береді. Сонымен, құйманың сыртқы кескіні қалыптың ішкі өлшемдеріне сәйкес, ал ішкі тесігінің өлшемдері қалыпқа құйылған балқыманың көлеміне байланысты болады. Орталықтан тепкіш машиналар, қағида бойынша, екі түрлі болады; көлденең және тік айналу осімен. Көлденең айналу ості машиналарда ұзыны диаметрінен айтарлықтай үлкен құймалар (әр түрлі құбырлар, гильзалар ж.б.) алынады. Алынған құймалар үлкен тығыздығымен, ұсақ түйіршікті құрылымымен және жоғары беріктігімен ерекшеленеді. Бұл тәсілдің артықшылықтары - құю жүйесі мен выпордың жоқтығы, механикалық өңдеу әдібінің аздығы; ақаудың аз шамасы және жоғарғы өнімділігі. Қысыммен құю Бұл процесте құйма алу үшін балқыманы үлкен қысыммен металл прессқалыпқа енгізеді, онда ол қатаяды және суынады. Осындай тәсілмен жаппай және ірі сериялы өндірісте алюминийдің, магнийдің, мыстың және басқалардың қорытпаларынан массасы бірнеше граммнан (шрифтер) 10 кг дейін (автомобиль цилиндрлерінің блогі) құймаларды дайындайды. Бұл құймалар беттері жоғары сапалы және геометриялық өлшемдері өте дәлді болады. Құю қорытпалардың негізгі қасиеттнрі Құю өндірісінде қорытпаларды пайдаланылу мүмкіндігін анықтау үшін олардың құю қасиеттерін айқындайды: аққыштығын, көлемдік және ұзындық шөгуін, жарылу тұрақтылығын, газқаныққыштығын, ликвациясын. Металл балқымасының қатайғанында пайда болатын макро- және микро құрылымдары да оның құю қасиеттерін сипаттайды. Құймыларды сұр, аса берік және соғылмалы шойындардан жасау Сұр шойынға жоғарғы аққыштық пен аз шөгу (1,3% дейін) тән. Сұр шойыннан құймалар сапалы, шөгу қаяуынсыз, кеуексіз және сызатсыз

19 алынады; ірі фасонды құймалардың қалыңдығы мм дейін жеткізілуі мүмкін болады. А с а б е р і к ш о й ы н сұр шойындікіндей аққыштығы болғандықтан қалыңдығы ең аз мм қабырғалы құймалар алуға мүмкіндік береді. Бірақ аса берік шойынның шөгуі әжептеуір жоғары (1,7% дейін). С о ғ ы л м а л ы ш о й ы н ақ шойыннан алынған құймаларды жасыту өнімі болып саналады. Ақ шойын сұр шойынға қарағанда едәуір нашар құю қасиеттеріне ие болады. Болат құймаларды жасау ерекшеліктері Көміртекті құю болаттары 0,12...0,6% көміртек мөлшеріне ие болады және таңбасының аяғында Л әріпімен белгіленеді. Болат құймалар құю ақауларымен өзгешеленеді, өйткені болаттың құю қасиеттері шойынға және басқадай құю қорытпаларына қарағанда нашар, шөгу 2,5% дейін жетеді. Сонымен бірге аз көміртекті болаттар ағызу температураларының жоғарылығы есебінен ыстықтай сызаттардың пайда болуына бейімділігімен сипатталады. Жоғарғы көміртекті болаттарда олардың төмен созымдылығы мен жылу өткізгіштігі себебінен ішкі кернеулер пайда болады. Түсті металдардан құймалар жасау ерекшеліктері Өндірістік тәжірибеде алюминий құю қорытпаларының бес тобы қолданылады. Бұлар Аl-Sі, Аl-Сu, Аl-Сu-Sі, Аl-Мg және күрделі легірленген қорытпалар. Аl-Sі қорытпалар жүйесі (АЛ2, АЛ4, АЛ9 таңбалы силуминдер) ең жақсы құю қасиеттері болатындарға жатады, мысалы шөгуі 0,8...1,1% ғана болады. Сондықтан олар ең көп тараған. Мыс қорытпаларынан алынатын құймалардың ішінде ең жақсы құю қасиеттерімен қалайылы қола болады (шөгуі 1,4...1,6%). Қалайысыз қоланың шөгуі көбірек (1,6...2,4%) болады. Жездер қанағаттанарлық аққыштығымен және салыстырмалы жоғары шөгуімен (1,6...2,2%) сипатталады. Сөйтіп мыс қорытпалары шөгу қаяулары мен кеуек, сол сияқты сызаттар пайда болуына бейімдеу. Мыс қорытпасын балқыту үшін шағылдырғышты, электр доғалы және индукциялық пештер қолданылады. Балқу ауада, газдар қорғаған ортада және вакуумда жүргізіледі. Құймалардың 80%-дейін бір реттік қалыптарда (құмдақ, қабыршақ, балқығыш үлгілермен), қалғаны тұрақты қалыптарда (кокилде, қысыммен құю, ортадан тепкіш құюмен) алады.

20 Ұсынылған әдебиеттер: 1. Материаловедение и технология металлов:учебник/г.п.фетисов, М.Г.Карпман и др.-2-е изд.испр.-м.: Высшая школа, с. 2. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение:учебник для вузов / М.Е.Дриц, М.А.Москалев.-М.:Высшая школа, с. 3. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов.-м.: Высшая школа, с. 4. Технология металлов. Кнорозов Б.В.,Усова Л.Ф. и др.-м.: Металлургия, с. 4-тақырып. Металдарды қысыммен өңдеу. Дәріс жоспары. 1.Қысым арқылы өндеу тәсілдерін жіктеу. 2.Прокаттау, престеу, штамптау, соғу, созу процесттер негіздері. Металдардың созымдылығы Металл бұйымдарды қысыммен өңдеу тек металдардың созымдылығы арқасында мүмкін, яғни олардың пішіні мен өлшемдерін өзгерту қабілетіне байланысты. Әр түрлі металдар мен қорытпалар бірдей емес табиғи созымдылығымен белгілі, ал сондықтан қысыммен өңдегенде өздерін әр түрлі ұстайды. Металдар мен қорытпалардың созымдылығы химиялық құрамына, құрылымына, қыздыру температурасына, деформа-цияның жылдамдығы мен дәрежесіне, кернеулі жағдайдың схемасы мен деформацияның схемасына байланысты. Прокаттағанда металды прокат станының екі айналатын біліктерінің арасында жаншиды, соның нәтижесінде дайындаманың қалыңдығы азаяды, ал ұзындығы мен ені ұлғаяды. Металдарды қысыммен өңдеудің тәсілдері Бұйым алу үшін металды әр түрлі тәсілдермен қысыммен өңдейді: прокаткамен, созумен, сығымдаумен, еркін соғумен және штамптаумен. Прокаттаумен (а) дөңгелек және квадрат пішінді профильдерді, рельстерді, балкаларды, швеллерлерді табақшаларды, сонымен бірге басқадай прокат түрлерін жасайды. Созу дегеніміз көлденең қимасының мөлшері берілген дайындаманың өлшемдерінен кішкене болып келетін шыбықты немесе сымды волоканың (мат-рицаның) тесігі арқылы созу процесі. Созу процесі станоктарда жүргізіледі де, жіңішке және өте жіңішке сымдарды алу үшін, болаттар мен

21 түсті металдардан дөңгелек және фасонды қималы шыбықтар мен құбырларды калибрлеу үшін пайдаланылады. Сығымдау процесінде металды пішіндері мен өлшемдері сығымдалған түсті металдар мен қорытпалардан, сондай-ақ болаттардан алынған шыбықтардың, құбырлар мен фасонды профильді түсті бұйымдардың пішіні мен өлшемін анықтайтын матрицаның дөңгелек немесе фасонды тесігі арқылы сығып шығарады. Сығымдау гидравликалық немесе механикалық престерде жасалады. Металды соғу дайындаманы жоғарғы және төменгі тоқпақтардың арасында көрсетілген әр қилы ұста аспаптарын қолданумен сығып шығарудан тұрады. Еркін соғумен молоттарда немесе престерде қарапайым және күрделі пішінді (біліктер, шатундар, тісті дөңгелектер және т.б.) әр түрлі мөлшердегі шындалған темірлерді алады. Штамптау дегеніміз металды штамптарда деформациялау процесі. Көлемдік және табақша штамптау болып бөлінеді. Көлемдік штамптауда алдын-ала қыздырылған дайындаманы штамптың тұйықталған қуысында деформациялайды, оның, пішіні мен өлшемі алынатын шыңдалған темірдің, пішіні мен өлшемін анықтайды. Ыстықтай көлемдік штамптау молоттарда, престерде немесе көлденең соғу машиналарында жүргізіледі. Табақша штамптау берілген табақ дайындаманы суық күйінде қысылатын сақинасы мен пуансоны бар матрицада деформациялаудан тұрады. Штамптаудың, бұл түрін арнайы штамптау престерінде жүргізеді. Прокаттаудың технологиялық процесі Прокаттың сортаменті. Прокатты төрт негізгі топтарға бөлуге болады: 1) сортты болат; 2) табақша болат; 3) прокаттың арнайы түрлері; 4) құбырлар. С о р т т ы б о л а т (9-сурет) өз кезегінде жаппай тұтынатын профиль мен арнайы тағайындалған профильдерге бөлінетін болады. Бірінші топтағы профильдерге дөңгелек, квадрат, тілме және бұрыш болат, таспа, сым, швеллерлер, қоставрлы балкалар (онын ішінде жеңілдетілген типі мен кең сөрелер) және балкалар. Екінші топқа-рельстер. Құрылыста, машина жасауда және халық шаруашылығының басқадай салаларында қолданылатын ерекше пішінді профильдер. Т а б а қ ш а б о л а т, тіптен түрлі-түрлі қолдану табатын, табақшаның қалыңдығына байланысты екі негізгі топқа бөлінеді: қалың табақшалы - табақшаның қалыңдығы 4 мм жоғары, жұқа табақшалы - табақша қалыңдығы 4 мм төмен. П р о к а т т ы ң а р н а й ы т ү р л е р і н е жататындар: табан темірлер (бандажи), тұтас жанасқан дөңгелектер және периодты профильдер (таспаның, ұзындығы бойынша айнымалы көлденең қимасы). Ондай прокаттың, айнымалы профильдері, мысалы арматуралық болат, құрылыс

22 индустриясында темір бетондық конструкциялар жасау үшін пайдаланылады. Б о л а т қ ұ б ы р л а р жіксіз және пісірілген болып бөлінеді. Болат құбырлардың үлесі прокаттың жалпы шығысында жыл сайын көбейеді. Кейінгі кездерде әсіресе пісірілген құбырлар өндірісі жылдам өсіп келеді. Прокат өндірісінің негізгі технологиялық операциялары мыналар: алғашқы материалды дайындау, қыздыру, прокаттау және өңдеу. Созу және престеу Созумен бетінің берілген сапасымен дәл бұйымдар алуға болады. Созғанда дайындаманы тесігі біртіндеп тарылатын құрал - волока арқылы созады. Созу майлауды қолданумен қалыпты температурада өткізіледі. Деформациялағанда жылу бөлінуі мүмкін, сондықтан тартылатын шыбықты суыту қарастырылады. Дегенмен металл созу процесінде бекемделеді, оны жасытумен жояды. Металды матрица қуысында тұрған шығатын тесік (көз) арқылы сығымдау процесін престеу деп атайды. Престеу әсіресе түсті металдарды өңдеу үшін, ал сирек түрде болат үшін қолданылады. Металды престеудің екі тәсілі болады: тура және кері. Престеудің т у р а т ә с і л і матрицаның тесігі арқылы бұйымды пуансон қозғалысы бағытымен сығымдауды қамтамасыз етеді. Престеудің к е р і т ә с і л і металды матрицаның тесігі арқылы пуансонның қозғалысына қарама-қарсы сығымдауға келтіреді. Престеумен көміртекті және легірленген болаттар; мыстың, алюминийдің, магнийдің, мырыштың, никельдің және титанның қорытпалары өңделеді. Алғашқы материалдар есебінде құйылған немесе прокатталған дайындамалар болады. Металды соғу және штамптау Соғу және штамптаумен металл бұйымдар - шыңдалған болат, сонан соң олардан машиналар, приборлар, агрегаттар ж.с.с кететін бөлшектер алады. Кейбір жағдайларда, штамповкамен тікелей дайын бөлшектер алынады. Шыңдалған темір бөлшектерден әдібімен поковканың металынан кезекті механикалық өңдегенде алынатын белгілі қабатымен өзгешеленеді. Соғу мен штамптау өнеркәсіп салаларының барлығында ол әсіресе машина жасауда қолданылады. Штамповка процестері сондай-ақ металл емес бұйымдар өндірісінде мәнді роль атқарады. Соғылған және штампталған бұйымдар механикалық қасиеттері құйылған бұйымдардың немесе шыбықтардан, тілім темірлерден және басқалардан кесіп алын-ғанның механикалық қасиетінен жоғары. Бұл қысыммен өңдегенде металл талшықтары бұйым пішініне сәйкес (12-сурет) қайта орналасуына байланысты түсіндіріледі. Талшықтары осылай

23 орналасқан бөлшектер қиылған талшықтары болатын бөлшектерден берігірек. Соғу - престеу өндірісінде металды еркін соғу және штамптау болып бөлінеді. Еркін соғу Еркін соғу престі немесе молотты қолданумен жүргізіледі. Қолмен еркін соғуды тек жеке ұсақ шыңдалған темірлер үшін негізінде жөндеу шеберханаларында және цехтарда қолданады. Ірі ( салмағы 350 кг жоғары) және орташа шыңдалған соғу әдісімен жасайды. Еркін машинада соғумен, мысалы ірі біліктерді, дискілерді, роторларды, құрсауларды (бандаждар), шығыршықтарды алады. Машинада соғуда дайындамаларды молотқа немесе преске қолмен немесе арнайы машиналармен (манипуляторлармен, кранмен және т.б.) апарады. Соғу процесінде дайындаманы ауыстырғандағы еңбекті жеңілдету үшін қосымша аспаптар - патрондар, айырлар, қысқаштар қолданылады. Еркін соғудын негізгі операциялары: а-отырғызу, б-сындыру, в-созу, г- кеңейту, д-кесу, е-тік тесу, ж-ұзарту. Ыстықтай көлемдік штамптау Ы с т ы қ т а й к ө л е м д і к ш т а м п т а у д а қалыптасу қыздырылған дайындама металының ықтиярсыз түрде бөлінуімен іске асырылады. Металдың еркін ағысы штамптардың қуыстарының беттерімен шектелінеді. Бұл процесс өндірісте кеңінен тараған, өйткені еркін соғумен салыстырғанда, ол штампталған шыңдалған болат темірлердің жоғарырақ механикалық қасиеттерімен және рет төмен ауытқу шектерімен алуға мүмкіндік береді. Ыстықтай штамптау үшін дайындама ретінде прокат өндірісінің бұйымдары - квадрат, дөңгелек, тік бұрышты профилдер, қимасы оқтыноқтын қайталанатын профилдер болады. Бір қалыпқа келтірілген (фасонды) дайындамалар үшін арнайы дайындау операциялары (еркін соғу, алдын-ала штамптау) қолданылады. Ыстықтай көлемдік штамптау үшін нақты шыңдалған темірлер жасауға пайдаланылатын қымбат бағалы штамптар шығарылады. Штамптар өте ауыр жағдайларда жұмыс жасайды: соққыға, жоғарғы температураның әсеріне және күшейтілген тозуға ұшырайды. Оларды жасау үшін арнайы болаттар қолданылады: 5ХНМ, 5ХНВ, ЗХ2В8Ф, 6ХВТ, 7Х3 ж.б. Ыстықтай штамптаудың екі негізгі тәсілін ажыратады: ашық және жабық штамптарда. Ашық штамптарда штамптаумен штамптың ажыратылатын жерінде (14,а-сурет) кенерігі болатын поковкалар алады. Негізгі металдың шығатын жолын жауып тұратын саңылауға h 3 металдың бөлігі ағады, бұдан штамп

24 қуысының толық толуы қамтамасыз етіледі. Әдістің кемшіліктері бар: металдың, қабыршаққа шығыны, қабыршақты кесу операциясын енгізу, қосымша энергетикалық шығындар. Ж а б ы қ ш т а м п т а р д а ш т а м п т а у деп, кенеріксіз штамптауды айтады. Алудың бұл тәсілі дайындама мен штамп қуысының көлемдері тепетең, болғанда пайдаланылады. Штамп бөліктерінің арасындағы саңылау кішкентай және тұрақты, сондықтан металл қабыршағы пайда болмайды. Жабық штампта қалыптау металл үнемдеуді және жан-жақты біркелкі емес сығудың есебінен аз созылмалы материалдарды өңдеуге қамтамасыз етеді. Табақша штамптау Металды суық күйінде т а б а қ ш а ш т а м п т ау - жұқа қабырғаларымен күрделі пішінді бөлшектерді алудың көп тараған тәсілдерінің бірі. Бұйымдар сыртқы беттері жоғары сапалы өте аз айырыммен (шектік ауытқуы) алынады. Көп жағдайларда суықтай штампталған бұйымдар механикалық өңдеусіз машиналар құрастыруға қолданылады. Суықтай табақша штамптауда берілген (алғашқы) материал болып, қалыңдығы миллиметрдің бірнеше жүз бөлігінен 5-6 мм дейін болатын түсті металдар мен қорытпаларынан, көміртекті және легірленген болаттан (мысалы, тотықпайтын) т.б. таспа, тиімді темірлер және табақтар түріндегі дайындамалар саналады. Қалыңдығы 5-6 мм көп дайындамалар әдетте ыстықтай күйінде штампталады. Ұсынылған әдебиеттер: 1. Материаловедение и технология металлов:учебник/г.п.фетисов, М.Г.Карпман и др.-2-е изд.испр.-м.: Высшая школа, с. 2. Дриц М.Е. Технология конструкционных материалов и материаловедение:учебник для вузов / М.Е.Дриц, М.А.Москалев.-М.:Высшая школа, с. 3. Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов.-м.: Высшая школа, с. 4. Технология металлов. Кнорозов Б.В.,Усова Л.Ф. и др.-м.: Металлургия, с. 5 тақырып. Пісіру өндірісінің технологиясы. Дәріс жоспары. 1. Пісіру тәсілдерінің жіктелуі. 2. Электр доғалық пісіру. 3. Электр контактілі пісіру. 4. Газбен пісіру.

25 Пісіру өндірісінің технологиясы Пісіру тәсілдерінің физикалық мәні және жіктелуі Пісіру деп, металдардың ажырамайтын қосылыстарын пісірілетін бұйымдарды созылымдық немесе сұйық күйге дейін қыздырумен алу процесін айтады. Пісірудің мәні металдың кішкентай бөлшектерін пісіру орындарында қашықтарын молекулалардың аралық қашықтығына таяу жақындатудан тұрады. Қазіргі пісіру процестері екі негізгі белгімен жіктеледі. Пісіру кезіндегі металдың күйі бойынша және пісірілетін бөлімдерді қыздыру үшін пайдаланылатын энергия түріне қарай. Бірінші белгісі бойынша балқытумен пісіру және қысыммен пісіру деп ажыратады. Балқытумен пісіруде қосылатын бөлшектердің жиектерін балқытылған күйіне дейін қыздырады. Қыздыру көзінен алған соң металл суынады және пісіру жігін түзей қатаяды. Қысыммен пісіруде пісіру қосылысы пісірілетін беттерді созылымдық күйге дейін қыздырумен және сығу механикалық күштерін қосымша қолданумен пайда болады. Металды қыздыру үшін пайдаланылатын энергия түрі бойынша барлық пісіру тәсілдерін негізгі топтарға бөлуге болады: электрлік, химиялық, механикалық және сәулемен. Металды қыздыру үшін электр тоғы пайдаланылатын электрлік тәсілдер тобы ең маңызды болып саналады. Электрлі пісірудің мынадай негізгі түрлерін айырады: доғалы, электр-шлакты, плазмамен. Пісірудің химиялық тәсілдері тобына газдық және термиттік жатады. Бұндай пісіру тәсілдерінде металды қыздыру газ түріндегі немесе қатты күйіндегі әр турлі заттардың тотығуының экзотермиялық реакциялары жылуы есебінен жүзеге асады. Электр доғалық пісіру Доғалық пісірудің мынадай негізгі түрлерін ажыратады: балқымайтын көмірлі электродпен, немесе Бенардос тәсілі, балқитын металл электродпен, немесе Славянов тәсілі, үш фазалы доғаны пайдалану арқылы балқитын электродтармен пісіру тәсілі. Электр доғасы газдардағы күшті электрлік разряды болып саналады. Доғалық пісіруде, аралықтағы газдың иондануы негізінен ыстық катодтан бөлінген электрон эмиссиясының себебінен болады. Доға қасиетін сипаттайтын негізгі өлшемдерге кернеу, тоқ және доға ұзындығы жатады. Доғаның орныққан тұрақты күйіндегі кернеу мен тоқтың арасындағы байланыс оның статикалық вольт-амперлік сипаттамасымен көрсетіледі. Ол ылдиламалы І, тұрақты ІІ және өрлеуші ІІІ болып келуі мүмкін.

26 Тұрақты сипаттамасы болатын доғаның ұзындығы мен кернеуі арасындағы байланысты мынадай теңдеумен анықтайды. U д = α + β l д мұндағы U д -доғадағы кернеу, В; l д -доғаның ұзындығы, мм; α мен β - электродтың материалы сортына, газдық ортаның құрамына ж.т.б. байланысты болатын коэффициенттер. Болат электродтармен пісіргенде ашық ауада: α = 10В, l д = 2-3 мм; β = 2В - мм. Доғалық пісіру үшін тұрақты да, айнымалы да тоқ қолданылады. Тұрақты тоқ көздері ретінде тұрақты тоқ генераторлары мен пісіру түзеткіштері қолданылады. Айнымалы тоқпен пісіруде көбінесе пісіру трансформаторлары қолданылады, олар тұрақты тоқ көздеріне қарағанда өте жиі пайдаланылады. Пісіру тоғы көздері доғаның жеңіл тұтануын және тұрақты жануын қамтамасыз етуі, қысқа тұйықтау тоғын шектеуі және жұмыста қауіпсіз болуы керек. Доғаны тұтату үшін қажет пісіру тоқ көзі бос жүрісінің кернеуі деп аталатын кернеу шамасы, тұрақты тоқ көздері үшін В төмен емес, ал айнымалы тоқ көздері үшін В кем емес болуы керек. Ашық доғаның тұрақты жануы үшін көп жағдайда В кернеу жеткілікті. Қысқа тұйықталу тоғын шектеу үшін тоқ күшін көбейте отырып тоқ көзінің қысқыштарындағы кернеуді азайту қажет. Тоқ көздерінің құламалы сыртқы сипаттамасы болуы кажет. Сыртқы сипаттамасы деп, тоқ көздерінің қысқыштарындағы кернеу мен тоқ күшінің арасын-дағы байланыстылықты сызықпен көрсетуді айтады. Ылдиламалы сыртқы сипаттама доға жануының тұрақты тәртібін қамтамасыз етеді. Доғалық пісіру Доғалық пісіру электродтармен орындала-ды. Бенардос тәсілімен пісіргенде диаметрі 6-30 мм, ұзындығы мм көмір немесе графит электроды қолданылады. Славянов тәсілімен пісіру үшін диаметрі 1,6-12 мм және ұзындығы мм болатын металл электродтар паядаланылады. Инертті газдарда пісіру диаметрі 1-6 мм вольфрам электродтарымен жүзеге асырылады. Болаттарды пісіру үшін электродтар болат пісіру сымдарынан жасалады. Доға жануының тұрақтылығын арттыру үшін электрод өзекшесіне жұқа деп аталатын, немесе тұрақтандыратын жабулар қондырады. Олардың құрамына сілтілі қосылыстары (калийдің, натрийдің) немесе доғада ауадағы оттегі мен азотқа қарағанда жеңіл ионданатын сілтілі (кальций) металдарды кіргізеді, сонымен доғаның жану тұрақтылығын жақсартады. жұқа жабуы бар электродтар металл жігінің жоғары механикалық қасиеттерін қамтамасыз етпейді, өйткені оны ауадағы оттегі және азотпен қатты қанықтырады. Балқытылған металды ауамен әрекеттесуден қорғау үшін электрод өзекшелеріне қалың, яғни сапалы жабу қондырылады. Олардың құрастырушыларына тұрақтан-дырушылар мен желімдеуішлерден