Металл материалдары
Мырыш, қорғасын, қалайы және олардың қорытпалары
жүктеу/скачать 6.13 Mb.
|
| 15.4 Мырыш, қорғасын, қалайы және олардың қорытпалары
15.4.1. Мырыш және оның қорытпалары Кристалдық торы - беттік центрленген куб. Деформациялауға көнбейді, сондықтан мырыш қорытпаларынан бөлшектер құйылып жасалынады. Құйылымды бұйымдар жасауда мырышқа алюминий, мыс, магний қосылып құйылады. Мырышты қорытпалардан карбюратор корпусы, кір жуу машиналарының бөлшектері, спидометр қырсауы, шаңсорғыш, баспа машиналарының бөлшектері дайындалады. Мырыштан жасалған бұйымдарды коррозиядан сақтау үшін және сырт бейнесін көркемдеу үшін никельмен, мыспен, хроммен қаптайды. ЦАМ10-1 типті қорытпалар (құрамы 9...11% Al ,0.6…1% Cu) үйкеліске төзімді қорытпа қатарына жатады. Жеңіл, көп күш түспейтін орталарда подшипниктер жасалады, бірақ мұндай подшипниктер үнемі майлап, күтіп отыруды қажет етеді. Болат бұйымдарына коррозияға шалдықпауын көздеп мырыш жалатады. 15.4.2 Қорғасын Өте жұмсақ, конструкциялық материал бола алмайды. Подшипник жасау өндірісінде қолданатын компоненттер қатарына кіреді ( қорғасынды қоспа, баббиттер ). Болаттың құрамында легірлеуші элемент ретінде енгізіліп, кесілу қабілетін көтереді. Дәнекер ретінде, аккумулятор табақшалары ретінде қолданады. 15.4.3 Қалайы Қалайы подшипниктер жасайтын қорытпалардың ( қола, баббит) маңызды компоненті. Қалайылы, қорғасындай жұмсақ негізді көп компонентті қорытпа баббит деп аталады. Құрамына енгізілген легірлеуші элементтер үйкеліске төзімділігін, технологиялық қасиетін көтереді. Б83, Б88- қалайы негізді, басқа маркалар қорғасын негізді баббиттер. 21- кесте. Баббиттер
16 КОМПОЗИТТІ МАТЕРИАЛДАР Қасиеті жоспарланатын, химиялық құрамы әртүрлі, дара қасиеті бір-біріне ұқсамайтын, арасы шекарамен бөлінген екі немесе одан көп компоненттерден тұратын жасанды материал композитті материал (КМ) деп аталады. КМ көлеміндегі тұтас орналасқан компонент матрица, ал шашырап, үздіксіз орналасқан компонент арматура деп аталады. КМ қасиеті компоненттердің қасиетіне және олардың байланыс беріктігіне қарай қалыптасады. КМ аса берік, жоғары қызуға шыдамды, морт сынуға қарсылық көрсетер қабілеті жоғары. Матрица таза металдан, қорытпадан, полимер негізді материалдардан болуы мүмкін. Матрицаның көмегімен бұйымның формасы, КМ қасиеті қалыптасады, арматура сыртқы орта әсерінен қорғалады. КМ арматурасы матрицаның беріктігін нығайтады. Арматура ретінде қолданатын материалдар әртүрлі: өте жіңішке жіп тәрізді алынған кристалдар, талшықтар, талшықты маталар, түрлі- түрлі материалдар ұнтағы. Арматура мен матрицаның байланысу деңгейі көтеріңкі болып, КМ беткі қабатында қатты ерітінді, химиялық қосылыс түзілсе, мұндай КМ беріктігі өте жоғары болады. Композитті материалдар арматура материалына байланысты талшықтармен және ұнтақтармен нығайтылып өндіріледі. Талшықтың беріктігі талшықтық материалдың қасиетімен анықталады. Түскен кернеуді арматураға бірыңғай тарту материалдың үлесіне тиеді. Сондықтан талшықтың серпімділік модулі мен беріктігі матрицаның серпімділік модулі мен беріктігінен басым болу керек. Алюминийді, магнийді және олардың қорытпаларын нығайту үшін аса берік және серпімділік модулі жоғары бор (в= 2500...3500МПа, Е=38…420ГПа) және көміртегі (в=1400...3500МПа Е=16…450ГПа) талшықтары, баяу балқитын қосылыстардың ( карбидтер, боридтер, нитридтер, оксидтер) талшықтары пайдаланады. Мысалы, диаметрі 100мкм кремний карбидінің талшықтарының беріктігі в = 2500...3500МПа, Е=450ГПа. Титан және оның қорытпаларын нығайту үшін молибден сымы, сапфит (Al2О3) талшығы (жентектелген алюминий ұнтағы), кремний карбиді мен титан боридтері қолданылады. Қызуға төзімділігін көтеру үшін вольфрам, молибден сымдары пайдаланылады. КМ ерекшелігіне олардың жоғары температурада беріктігін ұзақ уақыт сақтауы жатады. Талшықты композитті материалдың құрылымда анизатропиялық қасиет кездесуі ықтимал, бұл жайды бөлшектерді жоспарлы дайындауда ескерген жөн. Ұнтақты-дисперсті КМ негізгі күш түсетін бөлшегі матрица. Дисперсті бөлшектер пластикалық деформацияның дамуына кедергі жасап, дислокацияны нығайтады. Бөлшектер жіңішке және тығыз орналасқан арматуралы КМ беріктігі жоғары болады. Қызуға беріктік шамасы ұнтақты бөлшектердің матрицада еруіне қарай анықталады. Баяу балқитын қосылыстар (торий, гафний, иттрий оксидтері т.б, күрделі қосылыстар). Металл матрицада ерімейді беріктігін (0,9…0,95.)Тпл дейін сақтайды. Дисперсті-нығайтылған КМ техникада қолданатын металл мен қорытпалар негізінде алынады. КМ пайдалану әуекөліктерінде, ғарыш техникасында бағасы жоқ материал қатарына жатады. КМ қасиетін алдын ала жоспарлап, талапқа сай етіп алуға болады. КМ пайдалану қозғалтқыштың қуатын арттыруға, машиналардың, аспаптардың салмағын жеңілдетуге, оларға жұмсалатын күшті үнемдеп, арзандатуға жол ашады. 17 КОНСТРУКЦИЯЛЫҚ ҰНТАҚТЫ МАТЕРИАЛДАР Ұнтақты материалдарды металлургия әдісімен өндірудің ерекшелігі- шикізат ретінде металл ұнтақтары қолданылады. Металл ұнтағы бұйымның формасына сәйкес жаншылып, негізгі компоненттің ( шихта ) балқу температурасынан төменгі температурада жентектеледі. Ұнтақты металлургия өндірісінің артықшылығына балқу температурасы жоғары металдармен бөлшектер дайындау мүмкіншілігі, металдың үнемділігі, қажетті бұйымдарды алудың дәлдігі, артық металдың ысырапқа түспеуі, ұнтақты металлургия технололиясының қарапайымдылығы жатады. Ұнтақты металлургия әдісімен қатты қорытпалар, үйкеліссіздік бөлшектер, сүзгілер, электр өткізгіштері, жоғары температурада және агрессиялы орталарда жұмысқа жарамды бөлшектер жасалады. Үйкеліссіздік (антифрикциялық) материалдар. Ұнтақты материалдардан подшипниктер жасау үшін графит қосылған ( 1-3%) қола мен темір ұнтақтары жаншылып, жентектеледі. Металдық керамика ұнтақтарынан жасалған үйкеліссіздік материалдардың ерекшелігі - оның құрылымының кеуектілігі ( бұйымның жалпы көлемінің 15-30%). Кеуектерде орын алған графит пен сұйық майлауыш жұмыс үстінде тамшыланып («терлеп»), подшипниктің арнаулы майлануын тоспай, өздігінен майланып отыруын қамтамасыз етеді. Темірлі - графитті подшипниктерді пайдалану қола, баббит тәрізді түсті металл қорытпаларын үнемдейді. Құймалы подшипниктермен салыстырғанда ұнтақтан жасалған подшипниктердің жұмыс жасау уақыты 1,5 - 10 есе артады. Механикалық қасиеттері: темірлі - графитті подшипниктердің беріктігі в 180...300МПа, қаттылығы 60...120НВ; қолалы - графитті подшипниктің беріктігі в=30...50МПа, қаттылығы 25...50НВ. Металды керамикалы подшипниктердің үйкеліс жылдамдығы 6 м/с жұмыс атқаруға жарамды. Жүктеме жеңілденгенде жылжу жылдамдығы 20...30 м/с жетеді. Металды керамика іштен жанатын қозғалтқышқа арналған поршень сақинасын жасауға қолданылады. Шойын сақинасымен салыстырғанда жұмысқа төзімді, цилиндірдің қажалып істен шығуын 30% төмендетеді, автокөліктің жүру жолын 30-45 мың км арттырады ( істен шықпай). 17.1 Сүзгілер Автокөліктің отыны мен майлауышын тазартатын сүзгілерді де ұнтақты металлургия металдарынан жасайды. Олар кигіз, мата, картон сүзгілерінен мықты, өткізгіш қабілеті жоғары, ыстыққа шыдамды, мөлшері 0,5 мкм кішкентай бөлшектерді ұстап қалады. Металды керамикалы сүзгілердің өткізгіш мөлшері бірнеше милимметрден 1 метрге дейін немесе одан артық болуы мүмкін. Формасы конусты, табақша немесе басқадай болып жинақы құрылуы көзделген. Сүзгі дайындауға қола, никель, таттанбайтын болат, темір ұнтақтары алынады. Сүзгінің өткізгіштігі ұнтақ бөлшектердің мөлшеріне, кеуектілігіне байланысты. Ұсақ бөлшекті, кеуектілігі жиі ұнтақтың тазарту қабілеті жоғары. Өте жоғары тазартылған дизельді автобустың майы 5000-6000км жол жүруге жарамды. Қосымша тазартылған сүзгі 20000км жол жүруге жарайды. 17.2 Үйкелістік ( фрикционды ) материалдар Көптеген машина мен механизмнің жылдамдығы мен жүктемесі артқандағы жұмыс сенімділігі оның тежеуіш құрылғыларына тәуелді. Ұнтақ металлургия әдісімен үйкелістік материалдарға қойылатын талапқа сай материалдар шығару мүмкіндігі бар. Пластмасса негізді тежеуіш құрылғылардың үйкеліс коэффициенті α = 0,25...0,35 болса, ұнтақтан жасалған үйкелістік материалдардың үйкелістік коэффициенті α = 0,08...0,15. Үйкелістік материалдар ретінде мыс негізді, темір негізді т.б. қорытпалар қолданылады. Мыс негізді үйкелістік материалдың құрамы 60 - 70 % мыс, 5-7% қалайы, 5-15% қорғасын, 5-10% мырыш, темір, 2,5-3% кремний карбиді, 1-2% графиттен тұрады. Темір негізді үйкелістік материалдың құрамы 64% Fe, 15%Cu, 9% графит, 3 % асбест, 6% күкіртқышқылды барий, 3% кремнеземнен тұрады. Құрамын өзгертіп үйкелістік және басқа қасиеттерін реттеуге болады. Үйкелістік материалдар түйіспе жапсырмасы, таспа, табақша т.б. түрлерде дайындалады. Түйіспе жапсырмалары баяу балқитын металдардан (W және Mo) дайындалады. Түйіспелердің беріктігі, электрөткізгіштігі жоғары, электрэрозияға төзімді. Конструкциялық ұнтақты СП10 - 1...СП10 - 4, СП30 - 1... СП30 – 4, СП30Д3 – 2, СП6ОН2Д2 – 2 т.б. көптеген болаттар дайындалады. Мұндағы «С» әрпі – болат (сталь), «П» әрпі ұнтақты (порошковая). Дефистен кейінгі цифрмен болаттың тығыздығы пайызбен көрсетіледі. Болаттар термиялық өңдеуден өту керек. Термиялық өңделгеннен кейінгі болаттың механикалық қасиеттері кәдімгідей металлургиялық тәсілмен өндірілген болаттан төмен. Ұнтақты болаттың механикалық қасиеті тығыздығы мен құрамындағы оттегіге байланысты. Кеуектілігі 3%- дан астам болса, в, 0,2, KCU төмендейді, ал суыққа сынғыштық табалдырығы t50 жоғарылайды. Оттегінің 0,01% астам көтерілуі KCU төмендетіп, t50 көтереді. Сондықтан ауыржүктеме түсетін болат тетіктері үшін ұнтақты металлургияны қолдануға болмайды. Ұнтақты металлургияны қолдану формасы кәдімгідей бір қалыпты ( цилиндрлі, конусты, тісті) салмағы мен мөлшері кішкене тетіктерді дайындауда ұсынылады. 18 МЕТАЛЛ ЕМЕС МАТЕРИАЛДАР Көпшілік металл емес материалдардың негізі — полимерлер. Табиғи полимерлер қатарына жануарлар және өсімдік өнімдері жатады. Олар: мақта, жүн, мата, тері, табиғи каучук т.б. Жасанды синтетикалық полимерлер мұнайды, табиғи газды, тас көмірді және басқа да табиғи шикізаттарды химиялық өңдеу арқылы алынатын өнімдер. Металл емес материалдар қатарына әртүрлі пластмассалар, металл емес негізді композитті материалдар, каучук және резина, клей, лактар мен бояулар, графит, шыны, керамика жатады. Олардың конструкциялық материалдар қатарына кіруіне химиялық әрекеттерге төзімділігі, мейлінше беріктігі, бұйымдардың жеңіл өңделуі, диэлектрлік қасиеті, қатаң және созымтал қасиеттерінің бейімділігі жатады. Полимерлі материалды қолдану табиғи материалдарды үнемдейді. Мысалы, тұрмыстық бұйымдар өндірісінде 1тонна пластмасса 5...6 тонна қара және түсті металдарды үнемдейді. Полимерлі материалдардың механикалық қасиеті металл қасиеттерімен салыстыруға келмейді. Төменде полимерлі материалдардың қасиетін қарастыралық. жүктеу/скачать 6.13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||