Көп компонентті жездер (латунь).

Арнайы немесе көп компонентті латуньдер дегеніміз күрделі композициялардың мыс - мырыш қорытпалары, ондағы негізгі легірлеуші элементтер: алюминий, темір, марганец, никеь, кремний, қалайы және қорғасын. Бұл элементтерді латуньдерге α және β- фазаларында толық еритіндей мөлшерде енгізеді.

Жоғарыда аталған элементтерден басқа латуньдерге мышьяк, сурьма, фосфор және басқа да элементтердің қоспаларын қосады.

Легірлеуші элементтер әсерінен α және β- фазаларының қасиеттері өзгереді.

Қолдану сипаты бойынша көп компонентті латуньдер қысыммен өңделетін және құйма болып бөлінеді.

Қысыммен өңделетін көп компонентті жездер

Жолақтар, шыбықтар, сымдар, түтікшелер таспалар, соғылмалар түрінде қысыммен өңделетін көп компонентті латуньдерді әртүрлі деталдарды дайындау үшін өндірістің әртүрлі саласында қолданады.

Қорытпаларда қатты күйінде қорғасынның ерігіштігі өте аз. Екі фазалық қорытпаларда қорғасын ерігіштігі 0,2 %- дан жоғары.екі фазалық латуньдерде қорғасын α және β- фазалар ішінде, кейбір кезде фазалар немсе түйіршіктер шетіндеорналасады және ыстық күйінде латуньдердің деформациялануын нашарлатады.

Екі фазалық латуньдерде қорғасын екі роль атқарады: бір жағынан, ол жаңқаны ұсақтауға қабілетті фаза ретінде, екінші жағынан, кесумен өңдеу кезінде үйкеліс коэффициентін төмендететін жақпа ретінде қолданылады.Қорғасын қоспасының тиімділігі оның мөлшері мен қорытпа құрылымымен, қорғасынның бөлшекетірн үйлестіру сипаты мен шамасымен, α - фазаның түйіршіктер шамасымен, β - фазаның мөлшері мен үйлестірілуімен анықталады.кесумен өңделуді жақсарта отырып қорғасын латуньнің соққы тұтқырлығын төмендетеді, қысыммен өңделуін, пайкілеу мен пісіруді нашарлатады, бұйым бетінің гальваникалық өңделуін күрделендіреді.

Дайын деформацияланған жартылай фабрикатардың өңделуіне байланысты қорғасын латуньдері үш негізгі топтарға жіктеледі: суықтай қысыммен өңдеу, ыстықтай штамповкалау мен токарьлық станоктарда өңдеу.

Қысыммен өңделетін қорғасын латуньдерінің құрылымы салқын күйде α - фаза мен қорғасыннан тұрады. Ондай қорытпаларға латуньдердің ЛС74-3, ЛС64-2,ЛС63-3,ЛС63-2 маркалары жатады.

Ыстық күйде қысыммен өңделетін қорғасын латуньдері (α + β) тұрады және оларға латуньдердің ЛС60-1, ЛС59-1, ЛС59-3 маркалары жатады.

Токарлық станоктарда өңдеу үшін қолданылатын қорғасын латуньдеріне қорғасы мөлшері жоғары екі фазалық мыс - мырышты қорытпалары жатады.

Әртүрлі элементтер оксидтері қорғасын латуньдердің кесумен өңдеуін нашарлатады, сондықтан балқыту мен құю кезінде олардың мөлшерін қатаң бақылау қажет.Кесумен өңдеуге темір кері әсерін тигізеді, сондықтан оның мөлшерін шектеу қажет.

Қорғасын қорытпалардың кристалдану процесі мен температурасына әсер етпейді, өйткені ол 326 º С температурада қатады, егер де шеттерінде түйіршіктер пайда болса, ыстық күйінде деформациялануын нашарлатады.

Қорғасын латуньдерінің термиялық өңдеуінің негізгі түрлері: толық қайта кристалдандыру жұмсартуы және ішкі кернеулерді босату үшін төмен температуралық жұмсарту.

Қорғасын латуньдері фреонның таза гидрокарбонаттарының, фторланған гидрокарбонатты мұздатқыштары мен лактарының әсеріне қарсы жоғары беріктікке ие.

Қалайы латуньдері. Қалайы мырышпен қатар қатты ерітінді қрамына кіреді, α - латуньдердің қасиеттерін жақсартады.

Қалайы фазалар шетінің өзгеруіне әсер етеді, бірақ β - фаза табиғатын едәуір өзгертеді. Қалайы мөлшері 2,0 % - дан жоғары болса латуньдердің ыстық күйінде өңделуі нашарлайды.

Алюминий латуньдері. Өзінің қатты күйінде ерігіштігіне байланысты алюминий басқа элементермен салымтырғанда латуньдер қасиетіне әсер етеді:мықтылығы мен қаттылығын арттырады, олардың созылымдылығын нашарлатпайды, коррозиялық төзімділігін жақсартады.Енгізілген алюминий мөлшері γ- фаза пайда болатын шектен жоғары шекте шектеледі. Латуньдерде алюминий α жәнеβ - фазалар аумағын мыс жаққа жылжытады.Қысыммен өңделетін латуньдерде алюминий мөлшері 4 % - дан, құйылған жоғары төзімді латуньдерде 7% - данаспайды.

Латуньдер бір алюминиймен немесе темір, никель, марганец және басқа элементтердің белгілі қатынастарымен легірленеді.

Темір алюминий латунінің созылымдылығын жақсартады, ыстық күйде құрылымды майдалайды және механикалық қасиеттерін арттырады. Никель коррозиялық төзімділікті арттырады. Алюминиймен салыстырғанда никель қоспасы мырыштың мыста ерігіштігін азайтпайды, керісінше арттырады, яғни α - латуньдер аймағын кеңейтеді.Темір мен никель салқын күйде латуньдердің созылымдылығын төмендетеді.

Бір алюминиймен легірленген, мысқа бай бір фазалық α - латуньдер қызығушылық тудырады, өйткені бір фазалық құрылымына байланысты қысыммен өңдеуді жақсы қабылдайды. Алюминий латуньдері қорғасын латуньдеріне қарағанда пайкамен нашар бірігеді,бірақ жықсы пісіріледі, жылтырату қасиеті бойыншаолар жай латуньдерге ұқсас.

Марганец латуньдері. Марганец теңіз суымен әрекеттескенде коррозиялық төзімділігін арттырады, латуньдер құрылымына әсер етеді. Марганец латуньде еритін элемент.Марганец латуньнің технологиялық сипаттамасына оң әсерін тигізеді. Марганец латуньдері теңіз кеме құрылысында және тоғы әлсіз электр өндірісінде қолданылады.

Кремний латуньдері.Кремний қатты күйінде латуньде ериді, бірақ оның ерігіштігі мырыш мөлшері көбейген сайын төмендейді. Қатты ерітінді аумағы кремний мен мырыш әсерінен мыс аумағына жылжиды.Кремнийдің аздаған қоспалары қысыммен ыстықтай өңдеу және құю кзінде технологиялық сипаттамаларын жақсартады, механикалық қасиеттерін арттырады. Кремний латуні антифрикциялық қасиеттерімен ерекшеленеді, ыстық және суық өңдеуді жақсы көтереді,боалтпен жақсы пісіріледі, ыстыққы жоғары төзімді.Кремний латуньдері кеме құрылысында және басқа салаларда бөлшектерді дайындау үшін қолданылады. Кремний латуньдеріне қорғасын қосу олардың антифрикциялық қасиеттерін арттырады, кесумен өңдеуін жақсартады. Латуньді никельмен легірлеу олардың механикалық қасиеттері мен коррозиялық төзімлігіні арттырады.Басқа латуньдермен салыстырғанда никель латуньдері коррозиялық шытынауға төзімді.никель латунь құрылымына әсерін тигізеді.Никельмен легірлеу кезінде кейбір екі фазалы латуньдерді бір фазалық латуньдерге айналдыруға болады.

Көп компонентті құйма латуньдері әртүрлі фасондық бөлшектер мен құймаларды дайындауға қолданылады. Құйма латуньдері коррозияға төзімді бөлшектерді дайындау үшін кеңінен қолданылады.

кесте

Қорытпа маркасы	Физикалық қасиеттері
	Балқу температурасы	Сызықтық кеңеюдің термиялық коэфициенті	Меншікті жылу сыйымдылық	Меншікті жылу өткізгіштік	Меншікті электр кедергі	тығыздығы
ЛЦ40С ЛЦ40Сд ЛЦ40Мц1,5 ЛЦ40Мц3Ж ЛЦ40Мц3А ЛЦ38Мц2С2 ЛЦ37Мц2С2К ЛЦ30А3 ЛЦ25С2 ЛЦ23А6Ж3М2 ЛЦ16К4 ЛЦ14К3С3	900 900 880 900 920 920 925 995 940 900 900 890	20∙106 20∙ 10-6 2,1∙ 10-6 20∙ 10-6 20∙ 10-6 20,6∙ 10-6 20,5∙ 10-6 20∙ 10-6 17∙ 10-6 19,8∙ 10-6 17∙ 10-6 18∙ 10-6	377 -” - - ”- - ”- - ”- - ”- -” - -” - -” - - ”- -” - -”-	109 110 70 63 100 46 40 113 110 50 84 80	0,064 0,064 0,075 0,08 0,066 ... ... ... 0,067 ... ... ...	8,5 8,5 8,2 8,5 8,4 8,5 8,45 8,5 8,5 8,5 8,3 8,4

кесте. Құйма мыс - мырышты қорытпалардың (латуньдердің) химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері

Қорытпа маркасы	ГОСТ 17711 -93, % бойынша химиялық құрамы
	Негізгі элементтер
	мыс	алюминий	темір	марганец	кремний	қалайы	қорғасын	мырыш
ЛЦ40С ЛЦ40Сд ЛЦ40Мц1,5 ЛЦ40Мц3Ж ЛЦ40Мц3А ЛЦ38Мц2С2 ЛЦ37Мц2С2К ЛЦ30А3 ЛЦ25С2 ЛЦ23А6Ж3Мц2 ЛЦ16К4 ЛЦ14К3С3 ЛЦ д	57-61 58-61 57-60 53-58 55-58,5 57-60 57-60 66-68 70-75 64-68 78-81 77-81	- - - - 0,5-1,5 - - 2-3 - 4-7 - -	- - - 0,5-1,5 - - - - - 2-3 - -	- - 1-2 3-4 2,5-3,5 1,5-2,5 1,5-2,5 - - 1,5-3 - -	- - - - - - 0,5-1,5 - - - 3-4,- 2,5-4,5	- - - - - - - - 0,5-1,5 - - -	0,8-2 0,8-2 - - - 1,5-2,5 1,5-3 - 1-3 - - 2-4	қалд. - - - - - - - - - - -

7 кесте (жалғасы)

Қорытпа маркасы	ГОСТ 17711 -93, % бойынша химиялық құрамы
	Қоспалар
	кремний	қалайы	сурьма	марганец	темір	алюминий	қорғасын	фосфор	никель	барлығы
ЛЦ40С ЛЦ40Сд ЛЦ40Мц1,5 ЛЦ40Мц3Ж ЛЦ40Мц3А ЛЦ38Мц2С2 ЛЦ37Мц2С2К ЛЦ30А3 ЛЦ25С2 ЛЦ23А6Ж3М2 ЛЦ16К4 ЛЦ14К3С3	0,3 0,2 0,1 0,2 0,2 0,4 0,01 0,03 0,5 0,3 - -	0,5 0,3 0,5 0,5 0,5 0,5 - 0,7 - 0,7 0,3 0,3	0,05 0,05 0,1 0,1 0,05 0,1 - 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1	0,5 0,2 - - - - - 0,5 0,5 - 0,8 1,0	0,8 0,5 1,5 - 1,0 0,8 - 0,8 0,7 - 0,6 0,6	0,5 0,2 - 0,6 - 0,8 - - 0,3 - 0,4 0,3	- - 0,7 0,5 0,2 - 0,5 0,7 - 0,7 0,5 -	- - 0,3 0,5 0,3 0,5 - 0,05 - - 0,1 -	1 1 1 0,5 1 1 - 0,3 1 1 0,2 0,2	2 1,5 2 1,7 1,5 2,2 - 2,6 1,5 1,8 2,5 2,3

11-тақырып.Металдарды қысыммен өңдеудің технологиясы

Металдарды қысым арқылы өңдеудің маңызы зор. Еліміздің барлық металлургиялық заводтарында өндірілген болаттар қысым арқылы өңдеуден өтеді деуге болады.

Соңғы кезде темірді шыңдау, прокттау, штамптау, соғып штамптау, престеу т,б, процестер бойынша бұйымдар жасайтын цехтарға Отанымыз бен шатал ғылымы мен техникасының соңғы жаңалықтары ендірілген. Бұл жаңалықтар мыналар:

прокаттау арқылы формасы қарапайым бұйымдар жасау;

иілген формалы бұйымдар жасау;

периодты прокат өндіру;

бірқатар детальдарды дәл штамптау арқылы жасау.

Мысалы, тістері мен тесігін шлифтеуден басқасы штамптау арқылы жасалатын тісті дөңгелекшелерді жасау:

қыздырып, тісті дөңгелекшелердің тісін жасау:

темірді токпен қыздыру арқылы штамптау;

шыңдалған темірдің қағын сумен тазарту;

өндіріс процестерін комплексті механизациялау және автоматтандыру.

Металдарды қысым арқылы өңдеудің мынадай негізгі түрлері бар: прокаттау, созу (волочение), престеу, еркін соғу (свободная ковка), суық және ыстық күйде штамптау.

Қысым арқылы өңдеуде металдың беріктік, пластикалық қасиеттерін пайдаланады. Беріктік дегеніміз метелдің бүлінбестен, түсірілген күшке қарсы әсер ете білуі, ал пластикалық қасиеті дегеніміз түсірілген күштің әсерінен металдың суық немесе ыстық күйінде формасын өзгертіп, күштің әсері жойылғаннан кейін өзгерген формасын сақтап қалуы. Температура жоғарылаған сайын металдардың беріктік қасиеті төмендеп, пластикалық қасиеті артады.

Металдың жоғары темпераурадағы пластикалық қасиетін оның соғылғыштығы деп атайды. Кейбір металдардың пластикалық қасиеттері төмен температурада қанағаттанарлық болғандықтан, ондай металдарды суық күйінде өңдейді.

Металдарды қысым арқылы өңдеу, олардың пластикалық қасиеттерін температураға байлагнысты өзгеруіне қарай, ыстық күйінде және суық күйінде өңдеу болып екіге бөлінеді. Суық күйде өңделеген металдың беткі қабаты нығайып (упрочнение), беріктік, қаттылық, аққыштық шектері артып, тұтқырлығы, салыстырмалы ұзаруы және көлденең қимасының жіңішкеруі кемиді.

Ыстық күйде өңделген металдың структурасы майдаланып, кристалдық тордағы атомдардың өзара тартылыс күштері артады да, қайта кристалданады. Егер металл қайта кристалданбай, нығайып, деформация күші жойылғаннан кейін оның структурасы нығайған металдың структурасындай болса, онда металл суық деформациямен өңделген болып есептеледі.

Егер металл қысым арқылы өңдеу процесінде толық қайта кристалданып, онда нығаю белгісі қалмаса, металл ыстық деформациямен өңделген болып есептеледі.

Металдың беріктік, қаттылық қасиеттерін нашарлатып, дефоромациялық қасиетін жақсарту үшін оларды қысым арқылы өңдеуден бұрын қыздырады.

Металды қыздыру.

Пластикалық қасиеттері нашар металдардың пластикалық қасиеттерін жақсарту үшін оларды түріне қарай 1100 - 1200 ⁰С - қа дейін қыздырады.

Металдардың пластикалық қасиеті жоғары, деформацияға қарсы кедергісі төмен күйіне сәйкес келетін температура аралығын олардың қысым арқылы ыстық күйде өңдеу температурасының интервалы (аралығы) деп атайды. Металл кесегінің барлық бөлігінің температурасы бірдей болу үшін оларды белгілі температурада пеште шамалы уақыт ұстау керек.

Температурасы 1300 ⁰С қыздыру пешінде ірі металл кесектерін 1200 ⁰С - дейін қыздыруға кететін уақытты Н. Доброхотов формуласы бойынша анықтайды:

Металдарды қыздырудың мынадай әдістері қолданылады:

а) ашық жалында қыздыру, яғни металдарды тотықтыру, тотықсыздандыру арқылы және шыны астауда қыздыру;

б) токпен қыздыру, яғни металдарды кедергілі электр пештерінде радиациямен, тотықтырғыш, қорғаушы ортада, индукциямен, электролитте, балқытылған шыныда контактілік қыздыру.

Металдарды жалынмен тотықтыру және тотықсыз қыздыру әдісі кез келген көлемді металл кесектерін қыздыру үшін қолданылады. Соңғы кезде өндірісте металдарды реттелуші ортада тотықсыз қыздыру әдісі кеңінен таралып келеді.

Шыны астауда жалынмен қыздыру әдісі кіші көлеммді, қысқа металл кесектерін қыздыру үшін қолданылады. Металды радиациямен қыздыратын кедергілі электр пештерінің қыздыру элементі қатты және сұйық (балқытылған шыны) болуы мүмкін. Қатты қыздыру элементі бар электр пештерінде кіші көлемді, ал сұйық қыздыру элементі бар пештерде үлкен көлемді металл кесектерін қыздырады.

Диаметрі 200 мм - ге дейінгі металдар индукциялық әдіспен, ал жіңішке ұзын сымдар контактілік (ток жіберу) әдіс бойынша қыздырылады.

Қ ұрылысына қарай қыздыру пештері: қыздыру құдықтары, методикалық пештер, жылжымалы пештер және жылжымайтын түпкі камералы пештер болып төрт топқа бөлінеді.

Қыздыру құдықтарында прокатталатын металл кесектері қыздырылады (45 - сурет). Қыздыру құдығы (рекуператор) (2) қыздырған ауа, төбесінде қақпағы бар, жұмыс камерасының (1) түбінде орналасқан шілтерге (3) барады. Қыздырылатын металл кесегі (4) жұмыс камерасы қабырғасының жанына қойылады. Металл кесегін қыздыру құдығына түсіру және одан алу процестері толық механизацияланған.

Методикалық пештерде (46 - сурет) оның түбімен жылжытуға келетін әр түрлі формалы металл кесектері мен детальдар қыздырылады. Бұл пештің басқа қыздыру пештеріне қарағанда мынадай айырмашылығы бар: пештің температурасы қыздырылатын металл салынатын тесіктен металл шығарылатын тесікке дейін біртіндеп, бір қалыпты өседі және түтін газдарының жылуы пешке берілетін ауаны қыздыруға пайдаланылатындықтан, пештің термиялық пайдалы әсер коэффициенті жоғары болады.

Итеруші қондырғыштың жәрдемімен металл пешке оның алдыңғы тесіктерінен енгізіліп, белгілі жылдамдықпен артқы тесікке (2) қарай жылжу жолында температурасы біртіндеп көтеріледі де, ол қызады. Отын жанатын шілтер пештің артқы жағына орналастырылған. Қыздырылған металл пештің артқы тесігіне жеткенде арнаулы механизмнің жәрдемімен алынып, тиісті өңдеу цехына жіберіледі. Әр түрлі формалы, кіші көлемді, аз сериялы металл кесектерін түбі жылжымайтын, ал үлкен көлемді ауыр металл кесектерін жылжымалы түбір бар камералы пештерге металл бір тесіктен салынып, сол тесіктен алынады, ал жылжымалы түпкі камералы пештерде металл пештің түбіне салынып, кранның жәрдемімен сол түптен алынады.