Металл және металл емес материалдарды өндіруге арналған жабдықтардың сипаттамалары
Металдар – кристалдық тор сипаттамасына ие, түйіндерінде оң зарядталған иондары бар, ал кеңістігі «электронды газбен» толтырылған және қайта қалпына келуші қасиетіне ие заттар. Металдардың әр түрлі классификациясы бар: қара (Fe, Mn), - түсті (Al, Cu, Sn), - асыл металдар (Ag, Au т.б.), радиоактивті, жерде сирек кездесетін, шашырағыш.
Қара металдар темір және оның қоспалары (болат, ферроқоспалар, шойын), түсті металдардан ерекшелігі металдар экономикасында 90 % қара металдар қолданады.
Шойын — темірдің көміргетімен қоспасы (құрамында 2,14 % көп көміртегі болғанда). Шойындар ақ, сұр және ковкий.
Болат — темірмен көміртегі қоспасы (құрамында 2,14 % аз көміртегі болғанда).
Төмен көміртекті (0,25 % тен аз)
Көміртекті (0,25 — 0,6 %)
Жоғары көміртекті (шамамен 0,6 %)
Шойын мен болатта көміртегінен басқа компоненттерде бар: кремний, марганец, күкірт, фосфор.
Қажетті қасиеттегі (коррозияға төзімділік, серпімділік, созымдылық ж.т.б.)шойын мен болатты алуда легирлеуші заттар қосады: алюминий, марганец, молибден, мыс, никель, хром.
Шойынды доменді процес нәтижесінен алады. Шикізатқа темір кені (магнитті темір кені, қызыл темір кен, сұр темір тас), кокс, флюстар. Арнайы жолмен доменді процеске дайындалған бұл компоненттер шихта деп аталады. Доменді процеске шикізатты дайындау технологиялық қажеттіліктен емес ал экономикалық қажеттіліктен туындайды.
Доменді процесс.
1-колошник – доменды газдарды шаң тозаңнан тазалау және шихтаны керекті мөлшерде жүктеу қызметін атқарады.
2-шахта –темірді темір оксидтарынан қалпына келтіру процестері болады.
3-распар
– пештің кең бөлігі, бұнда температура
өте жоғары және
темірді ақырғы қалпына келтіру мен оны көміртегімен қанықтыру процестері болады
4 -заплечики
(иыққа салатындар)– бұнда шеңбер бойынша
фурма орналасқан, ол арқылы қызған ауа,
табиғи газ және су булары шығарылады
5-горн
- бұнда төменгі жағында шойын, жоғары
бөлігінде шлактар жиналады, оларды
летка арқылы төменге және жоғарығы
қарай периодты шығарылады
Доменді процестің мәні темірді саты бойынша оксидтерінен қайта қалпына келтіру, флюстер көмегімен зиянды қоспалардан тазарту және темірді көміртегімен қамтамасыз ету.
Қазіргі заманда машина жасауда металл емес химиялық байланыстар негізінде жасалған конструкторлық материалдар жиі қолданылады. Оларға пластмасса, бейорганикалық шыны, керамика және көптеген композиционды материалдар.
Металл емес материалдардың құндылығы:
Металл емес материалдарда әр түрлі химиялық байланыстағы заттар қолданылады. Оларды қолдану арқылы біз қаттылық көрсеткіші жоғары (алмаз, натридтер, карбидтер, корундтар) жылуға төзімді (керамика, графит), берік (корунд, алмаз, рубин), жылудан қорғайтын (шыныматериалдар, керамика), электрофизикалық қасиеттері ж.т.б. қасиетке ие материалдар аламыз
Оларды қолдану шығынды азайтады
Шикізат қорына бай.
Пластмасса - композиционды материал. Онда негіз полимерлер б.т. Полимер – бұл жоғары молекулярлы байланыс, оның макромолекулалары қайталанып отыратын бірнеше түйіндерден тұрады.
Синтетикалық пластмассаларды алу полимеризация, поликонденсация кіші молекулярлы шығын заттардың уголь, нефть немесе табиғи газдан бөлініп шығатын реакция негізінде болады.
Полимериза́ция (грекше полимер — көп бөліктен тұратын) — полимердің өсуші молекуласында актив ортаға төмен молекулярлы заттардың көп рет қосылуынан жоғары молекулярлы заттың пайда болу процесі. Полимердің құрамына кіретін мономер молекуласы мономерлі звено пайда етеді. Мономер мен полимердің элементтік құрамы шамамен бірдей.
Поликонденсация — жартылай функционалды қоспадан полимерлерді синтездеу процесі.
Шыны - кристализациясыз суып, қатты құрылымға ие болатын, балқыту процесінің бейорганикалық өнімі. Шыны қатты және сынғыштық қасиетке ие зат. Ол түрлі түсті, ондағы аморфты немесе кристалдық фазалардың ерітіндісіне байланысты мөлдір не мөлдір емес болуы мүмкін.
Балқытпа кең диапазонда суығанда шыны біртіндеп жабысқақ және кристалдық құрылымды пайда етпей қатты, морт құрылымға ие болады.
Химиялық құрылымы бойынша көптеген өндірістік шынылар үшке бөлінеді:
1. Натрий-кальций-силикатты шыны. Өндіріс көлемі және қолданыс аймағы бойынша өте маңызды өнім. Бұндай шынылардан жапырақша шынылар және арзан тұрмыстық ыдыс аяқтар және электрлік лампаларға колбалар жасалады.
2. Қорғасын-калий-силикатты шыны. Бұндай шынылар көп мөлшерде қорғасын тотығынан құрылған. Жоғары сыну көрсеткішіне ие болғандықтан, бұндай шынылар оптикада кеңінен қолданылады. Бұндай шыныларды тегістеу және жалтырату жеңіл болғандықтан, олардан тұрмыстық шыны және декоративті ыдыстар жасайды. Жоғары электрлік кедергіге және сәлеленуден қорғанысты қамтамасыз ету қабілетілігінен бұндай шынылар электротехникада және электроникада қолданысқа ие.
3. Борлы-силикатты шыны. Термикалық ұлғаю коэффициенті төмен болғандықтан бұндай шынылар термикалық соққыға төзімді болып келеді. Сондықтанда бұндай шынылар тұрмыстық және лабораториялық ыдыстар жасауда, пластикалық массаларды армирлеу үшін (армирования, материалды немесе конструкцияны басқа материалдармен күшейту) шыны талшақтарды алуда идеал материал болып табылады.
Өндірістік шыныны өндірудегі шихта – бірнеше компаненттердің қоспасы. Шахтада төрттен алтыға дейін компоненттер болады, мысалы, құм, әк тас, доломит, кальциленген сода, бура, бор қышқылы, дала шпаты, қорғасынмен барий қоспасы. Сонымен қатар қосымша 15-20 заттар қосылады, олар шынының сапасын, түсін өзгертуде дайындақ кезеңінде қосылады.
Шикізатты өлшейді, араластырады және шыны қалдықтарын қосқаннан кейін шыны қайнататын пешке ендіреді. Хрустальды заттарды алу мақсатында шыныны қайнатуда сйымдылығы 2 тонна құмыра пештер қолданылады. Шыны қайнататын пеште бір уақытта бірнеше құмыра болады. Бірақта заманауй өндіріс орындарында шыныны қайнату процесі өртке төзімді материалдардан жасалған үлкен регенеративті және рекуперационды пештерде жасайды. Қыздыруда нефть, табиғи газ немесе электр энергиясын қолданады.
Соңғы кезде массаның жоғарғы бөлігі салқын болып қалу үшін шихтаны қосымша электрлік қыздыру және электрлік балқыту әдісі қолданады. Бұл әдіс атмосфераға зиянды заттардың шығу дәрежесін төмендетеді, ал қосымша электрлік қыздыру әдісін сапасы жоғары және өнімділікті арттыруда қолданады.
Шыны материалдарды формаға келтіруде үрлеу, пресстеу, илемдеу прокатка ж.т.б.
Жапырақша шынылар дайындауда вертикальды созу әдісімен алады. Бұнда шынының беті өртпен жылтыратады. Тарту және гравитация күштерінің әсерінен шыны лента азғана деформацияланады. Жапырақша шыны сумен салқындататын валкалар арқылы өтеді де (отжиг) жасыту үшін пешке түседі. Шыны деформацияланбау керек. Осы мақсатта бетте пайда болған дефекттерді тегістеп және жылтыратады.
Соңғы жылдары жүзуші лента принципінде формалаудың ыстық процесі қолданылады. Бұл әдіспен алынған шыны материалдарында дефекттер болмайды.
Сурет 2 Үздіксізфлотациондыпроцесс
Берілген әдіс бойынша шыны масса пештен шығып, үздіксіз лента түрінде қалайы балқытпасының бетімен жайылады. Балқытпа бетінде сырғанағандықтан шынының бетінің сапасы жоғары болады. Шыны сырғанау барысында оның температурасы төмендеп қатаяды да, оны жасыту пешіне роликтер арқылы жібергенде шыны бетінде із қалмайды. Ваннадағы инертті газдың атмосферасы қалайының тотығуына кедергі келтіреді. Жасытудан кейін шыныға қосымша өңдеу қажет емес, алынған өнімді автоматты түрде кесіп, орап, жөнелтуге дайын.