13. Темір көміртек күй диаграммасы.

Көміртектітемір. Көміртектітемір қорытпалар‑болаттар мен шойындар‑заманауи техникадағы өте маңызды металл қорытпалары. Болаттар мен шойындар өндірісінің көлемі барлык басқа металдардың өндірісін бірге алғаннан он еседен аса көбірек болады. 1868жылы Д.К.Чернов темір‑көміртегі диаграммасын зерттеудің негізін қалады. Д.К.Чернов алғашқы рет құрамындағы көміртегінің мөлшеріне байланысты болаттарда дағдарыс нүктелерінің болатындығын көрсетті. Темір‑көміртегі диаграммасы темірден көміртекке дейін таралуы тиіс. Темір‑көміртегімен химиялық қосу құрастырады;цементит‑Fe₃C. Әрбір тұрақты химиялық қосуды компонент ретінде қарауға, ал диаграмманы бөліктерге бөліп қарастыруға болады. Себебі тәжірибеде металл қорытпаларындағы көміртегі құрамы 5%-ға дейін қолданады, онда күй-жағдай диаграммасының темірден химиялық қосылу құрамында 6,67% көміртегі бар цементитке дейінгі бір бөлігін қараймыз. Көміртектітемір қорытпалардың компоненттерінде темір, көміртегі және цементит болады. Темір күміске ұқсас жарық түске өтетін металл. Балқу температурасы жоғары болады‑1539⁰С+5⁰С. Қатты күйде темір екі модификацияда бола алады. Полиморфтыққа айналулар 911⁰С және 1392⁰С температураларда болады. Температура 9 11⁰С төмен болғанда көлемді ортаға келтірілген куб дәрежелі торлы Fe_α болады. Температуралардың 911⁰С­‑ 1392⁰Саралығында қыры ортаға келтірілген куб дәрежелі торлы Fe_γ тұрақты болады. 1392⁰Сжоғары темір көлемді ортаға келтірілген куб дәрежелі торлы Fe_δ деп аталады немесе жоғары температуралы Fe_α. Жоғары температуралы модификация Fe_α жаңа аллотропиялық түрді ұсынбайды. Көміртегі металға жатады. Полиморфты айналуға ие болады, түрлену шартына байланыстыгексагональды кристалдық торлы графит түрінде(балқу температурасы-35000°C, тыгыздығы‑2,5г/см³) немесе алмас түрінде күрделі күб дәрежелік торлы бірдей үйлестік саны‑4(балқу температурасы-50000°C) болады. Цементит темір мен көміртегінің химиялық қосындысы (темір карбиді) 6,67% көміртегін құрайды. Темір көміртегі жүйесінде келесі фазалар болады: сұйық фаза, феррит, аустенит, цементит. Сұйық фаза. Темірдің сұйық күйінде көміртегін кез келген пропорцияда, біркелкі сұйық фазаға келтіріп, жақсы ерітеді. Феррит(Ф) Fe_α(C)‑ α‑темірге көміртегін енгізгендегі қатты ерітінді. Феррит қасиеттері темірдің қасиеттеріне таяу. Ол жұмсақ және пластикалық жағдайда, магниттілігі 768₀С дейін болады. Аустенит(А) Fe_γ(C)‑ γ ‑ темірге көміртегін енгізгендегі қатты ерітінді. Цементит темір мен көміртегінің химиялық қосындысы (темір карбиді) 6,67% көміртегін құрайды. Темір көміртегі жүйесінде келесі фазалар болады: сұйық фаза, феррит, аустенит, цементит.

14. Қабықтық формаға құю. Технологиялық процессі. Әдістің ерекшелігі.

Бұл әдіс бойынша үлгі 150‑180 С температураға дейін қыздырылып құю жүйесі бекітілген үлгі плитасы және қалып қоспасы айналмалы шанаққа бекітіледі. Қалып қоспаның құрамы 6‑8 термореактивті шайырдан (смоладан), қалғаны кварц құрамынан тұрады. Шанақ 180⁰‑қа бұрылған кезде қалып қоспасы үлгінің үстіне төгіледі. Үлгі плитасының және үлгінің жылуымен қалып қоспасының құрамындағы термореактивті шайыр еріп, құмның қиыршықтарын біріктіреді. Біріктірілген құм қиыршықтары үлгімен үлгі плитасына жабысып, қабат пайда болады. Пайда болған қабаттың қалыңдығы үлгі мен плитаның температурасына байланысты. Шанақты 180⁰‑қа бұрса, қалып қоспасы үлгіден шанаққа төгіліп, үлгіде пайда болған қабат қалады. Енді плита мен үлгіні пайда болған қабығымен шанақтан ажыратып алып, температурасы 400‑500⁰С пеште 2‑4минут уақыт қыздырғанда қалып қабаты қатйып, қатты жарты қалып пайда болады. Үлгі плитасына орналасстырылған арнаулы итергіштің жәрдемімен үлгі плитадан ажыратылады. Қалыптың екінші жартысы осылайша жасалып, бірінші жартысымен біріктіріледі де, опокаға салынып, опоканың бос кеңістігі шойынның майда кесектерімен және құммен толтырылғаннан кейін қалыпқа металл құйылады. Құйма қатайған соң қалып бұзылып, құйма алыналды. Ішкі жағында тесіктері мен ойық, дөңес жерлері бар құймаларды құю үшін қалыпқа сәйкес өзекшелер қойылады. Құю өндірісінің бұл әдісінің артықшылықтары бар: Қалып қоспасының шығынын 7‑8есе кемітеді; Құйма бетінің дәлдігі жоғары болады; Құйманы тазартудағы шығын аз болады; Құйманың механикалық өңдеу қорын кемітуге мүмкіндік береді; Еңбек өнімділігі 30%‑ға дейін артады; Бұл әдіс бойынша салмағы 10‑15кг‑дық құймалар, кейде салмағы 350кг‑ға дейін жететін құймалар құйылады.

15. Классификациясы, маркировкасы және металл мен құймалардың қолданысы. Құймалардың құйылу қасиеті. Қорытпалардың құйылу қасиеттері. Машина жасау өндірісінде құймалар жасау үшін мынандай қорытпалар кеңінен қолданылады: шойындар, болаттар, алюминий, мыс, магний, титан, мырыш, т.б. металдар негізінде жасалған түсті және бояу балқитын металдар қорытпалары. Құймалардың ақаусыз жасау қорытпалардың құйылу қасиеттеріне байланысты. Қорытпалардың басты құйылғыштық қасиеттері: сұйық аққыштық, шөгу, сызықтық және көлемдік, жарылуға бейімділік, газды сіңіру, газды және шөгіну қуыстарын қалыптастырғыштық, ликвациялану. Сұйық аққыштық деп металл мен қорытпалардың балқыған күйінде қалыптың арналарынан ағып, оның ішкі қуыстарын толық толтырып, құйманың бейнесін айқын қалыптастыруды айтады. Сұйық аққыштығы жақсы қорытпа күрделі пішінді қалыптардың арналарын жақсы толтырады, ал сұйық аққыштығы нашар қорытпалар құйманың тар, енсіз қуыстарын толтырмай қалуы мүмкін. Құйылатын қорытпалардың сұйық аққыштығы оның химиялық құрамы мен құю температурасына байланысты. Фосфор, кремний және көміртегі сұйық аққыштығы жақсартады, ал күкірт, марганец нашарлатады. Болатқа қарағанда шойында көміртегі көп болғандықтан оның сұйық аққыштығы жоғары болады. Сұйық металдың температурасы жоғары болған сайын сұйық аққыштығы жоғарлай береді. Қабырғалары жұқа құймаларды тек сұйық аққыштығы жоғары қорытпалардан ғана құюға болады. Шойын мен болаттың сұйық аққыштығы әр түрлі болғандықтан олардан құйма жасағанда қабырғаларының ең қалыңдығы мынандай белгілі мөлшерден кем болмауы керек. Сұр шойыннан жасалған ұсақ құймалардың қабырғаларының – 3-4 мм, орташа құйманың қабырғаларының – 8-10 мм, ірі құйманың қабырғаларының – 12-15 мм, ал болат құймалары қабырғаларының қалыңдығы 5-7 мм, 10-12 мм және 15-20 мм-ден кем болмауы керек. Қалып материалдарының жылу өткізгіштігі артқан сайын қорытпаның сұйық аққыштығы төмендейді. Себебі қалыпқа құйылған қорытпаның қатаю жылдамдығы өседі. Мысалы, құм-балшықтан жасалған қалып жылуды баяу өткізетін болғандықтан балқыған қорытпа оған жақсы құйылады. Ал, металдан жасалған қалыпқа құйылған қорытпа жылдам суып аққыштығы тез төмендейді. Шөгу деп – құйманың кристалдануы мен қатайып салқындағандағы металдың көлемі мөлшерінің кемуін айтады. Сондықтан олар көлемдік және сызықтық шөгіну болып екіге бөлінеді. Сызықтық шөгуге қорытпаның химиялық құрамы, құю температурасы, қорытпаның қалыпта суу жылдамдығы, құйма мен қалыптың конструкциясы әсерін тигізеді. Мысалы, сұр шойынның құрамында көміртегі мен кремний көбейген сайын оның шөгуі азая береді. Құйылатын қорытпалардың сызықтық шөгу шамасы әр түрлі болып келеді. Сұр шойын үшін – 1% көміртегілі болат – 2%, ал түсті металл қорытпалары – 1,3-1,8% -ке тең. Үлгі жасағанда құйма мөлшері мен салыстырғанда, оның мөлшерін, құйылатын қорытпаның сызықтық шөгу қасиетін ескеріп, артық етіп жасайды.

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

.Бойлық прокаткада деформация әртүрлі бағытқа айналып тұрған екі валка арасында болады. Дайындама үйкеліс күші арқылы екі валка арасындағы саңылауға еңіп, валка осіне перпендикуляр бағытта жылжиды. Бұл әдіспен жайылма өнімнің 9о пайызы жасалады-сортты прокат, лента, полоскалар, листтар. Көлденең прокатка валкалар бір бағытта айналады да жылжып жатқан дайындаманы да айналдырады. Көлденең прокатка кезіңде дайындалатын өнім валкаларда арнайы құрылғымен ұсталып тұрады. Бұл әдіспен арнайы периодтты профиль, айналушы денелі өнімдер-шар,ось,шестерндер жасалады. Көлденң-винтті прокатка бір бағытқа қарай айналатын валкалар бір біріне қараған бұрышпен орнатылған. Прокатталатын металл айналатын және үдемелі қозғалысқа ие. Осы қозғалымтар қосылып, дайындаманың әр нүктесін винтті сызықпен қозғалады. Труба жасауда қолданылады. Трубалық прокат.Арнайы прокат. Металлурги яда прокат- ыстық, жылы, суық прокатмен прокатка станоктарынан алынатын өнім. Прфиль размеріне қарай сортты прокат мына түрлерге бөлінеді: тегіс прокат(рулонды болат, листті болат, лента), сортты прокат( арматура, катанка, круг, квадрат, полоса, шестигранник), фосонды прокат(угловой прокат, швеллер, балка двутавровая). Металлпрокат тотбаспайтын мыс,алюминиймен легирленген қара болаттан жасалады. Трубалық прокат-арнайы трубопрокатты станоктардан алады. ТРубалық прокаттың тігіссіз горячекатный, диаметрі25-550мм, және сварные диаметрі 5-2500мм екі түрі бар. Трубалар шеңбер немесе жазық дайындаманың екінші өнімі болып табылады. Тігіссіз трубаны дайындау схемасы екі операциядан тұрады: 1- қалыңстеналы гильзаны алу. 2- гильзадан дайын трубаны алу. Бірінші операцияны көлденең-винтті прокатка нәтижесінен арнайы тігін станоктарында жасайды. Екінші операцияны трубопрокатты жаюшы станогында жасайды. Оның әртүрлі конструкциялары бар: пилиграмды, автоматты. Пилигримді станокта трубаны прокаттау схемасы төменде көрсетілген. 

Қалың гильзаға(1) гильза ұзындығынан ұзын беруші механизмді оправканы(2) ендіреді. Гильза, калибрі екі бөлікке бөлінген (жұмыс, бос) валоктарға қарай жылжиды. Валоктың жұмыс бөлігі жұмыс және калибрленетін аумақтардан тұрады. Екі валоктың бос бөлігі бір-бірімен сәйкес келгенде гильза ұзындығының белгіленген жерімен оправка екеуі екі валок аразындағы саңылауға периодты түрде жіберіліп отрады. Содан кейін прокатка процесі жүріп отырады, гильза валоктардың айналу бағытымен жылжып отырады. Жұмыс кеңістігі гильзаны диаметрі бойынша қысып отырады, ол стенаның қалыңдығымен диаметрін түзейді. Жұмыс кеңістігінен өткеннен кейін оправка мен гильза 90 градусқа продольді ось бойынша бұрылады. Прокатка процессі біткеннен кейін валоктар бөлініп , беруші механизм кері жүріп оправканы трубадан шығарады. Арнайы прокат- аяқталған өнім,оған тісті доңғалақтың венццысы, трактоный башмак, автообод колеса т.б.

17. Балқыманы модельге құю. Технологиялық процессі,ерекшелігі. Балқу температурасы жоғары металдардан, яғни, болаттардан құйма жасау үшін балқығыш үлгілер бойынша құю әдісін қолданады. Бұл әдісте балқу температурасы төмен металдардан жасалған үлгілер бойынша қалып жасап, қыздыру арқылы қалыптан үлгілерді ерітіп шығарады. Балқығыш үлгілер бойынша құйма құю үдерісі мынандай: Болат немесе жезден жасалған қалыпты 900⁰С‑қа дейін қыздырғанда оның ұлғаюын ескере отырып, құйманың эталонын жасау; Балқығыш үлгілер үшін пресс қалып жасау; балқығыш заттардан пресс қалыпқа құйылатын құйманың үлгісін жасау; Жасалған үлгілерді құю жүйесіне бекітіп, үлгілер блогын жасау; Үлгілер блогын отқа төзімді арнаулы керамикадан жасалған (этил спликат)заттармен қаптау; блогын опокаға салып қалып жасау; Қалыпты 120‑150⁰С температураға дейін қыздырып, оның ішіндегі балқығыш үлгіні балқытып шығару және қалыптың ішіндегі балқығыш үлгі қалыптарын тазарту үшін 900‑950⁰С­‑қа дейін қыздыру; Қалыпты 750‑800⁰С‑қа дейін қыздырып, оған металл құю; құйманы қалыптан ажырату және оны тазарту сиақты кезеңдерден тұрады. Қалыпты сұйық металмен толтыру жолы пештің түріне байланысты болады. Қалыпты орталықтан тепкіш машинамен немесе 19,6(2‑5атм) қысым арқылы металмен толтырғанда құйманың сапасы артады. Құю өндірісінің бұл әдісін механикалық өңдеуге келмейтін қатты металдардан дәл құйма жасау үшін, ұшақ, автомобиль, трубина, турбокомпрессор, кескіш, өлшеуіш құралдарының бөлшектерін жасауда қолданады. Осы әдіспен жасалған құймалар механикалық әдіспен өңделмейді, егер өңделсе, ол тек шлифтеліп, жылтыратып өңдеу жасалады.

18. Айналдыру (Волочение). Инструменттері. Айналдыру станоктары. Технологиялық процессі, ерекшелігі, жетіспеушілігі, артықшылығы. Айналдыру станоктары - жаңқаны алып тастау арқылы пішіндері айналмалы бұйымдарды өңдеуге арналған білдек. Дайындама жону білдегінің айналдырығынан жетекті, жұдырықшалы, гидравликалық немесе пневматикалық қысқы арқылы айналмалы қозғалыс жасайды; айналдырық айналмалы қозғалысты бас қозғалыс механизімінен (әдетте жылдамдықтар қорабынан), кескіш құралкүймешектің жылжымасымен бірге жүрістік білігінен (жонғанда) немесе жону білдектің беріс механизмінен айналмалы қозғалыс алатын жүрістік бұрамадан (бұранданы қиғанда) ауысу қозғалысын жасайды. Айналдыру станоктары цилиндірлік, конустық және үлгілі беттерді жону және кеулейжону, сыртқы және ішкі бұрандаларды қию, шетжақтарды тіліктеу және қыру, тесіктерді бұрғылау, үңгілеу, ұңғылау, бұранда ойғышпен және бұрандакескішпен бұрандаларды қию, сонымен қатар бұрлеу, ысқылау т.б. жұмыстар орындалады. Айналдыру станоктары металкескіш білдектердің ішінде ең кең тараған түрі. Өндірістің сипатына (жаппай, сериялы, жеке) және өнімділігіне байланысты станоктардың әртүрі қолданылады: центрлейтін,жону-реворверлі,көпкескішті, бірайналдырықты және көпайналдырықты автоматтар мен жартылай автоматтар, айналмалы (қысқа және ауыр бұйымдарды, локомотивтер мен вагондардың қос дөңгелектерін т.б. өңдейтін дөңгелекжону білдектері).