Нтақты бұйымдарды өндірудің технологиялық үрдісі және оларды пайдалану салалары

Ұнтақтық металлургия – металл ұнтақтарын, металл және металл тектес қосылыстарды (көміртекпен, бормен, азотпен, кремниймен); түрлі қорытпаларды; композицияның негізгі металлын балқыту нүктесінен төмен температурада пішіндеу және пісіру арқылы жоғарыда аталған ұнтақтар негізінде металлокерамикалық бұйымдарды өндіруде қолданатын жаңа технологиялық әдіс.

Тетіктерді ұнтақты материалдардын дайындау үрдісі бастапқы материалдың ұнтағын алудан, шихтаны құрудан, бұйымды пресстеу мен пісіруден тұрады. Аталған операциялардың әр қайсысы ұнтақты бұйымдардың соңғы қасиеттерінің құрылуына өз үлестерін қосады. Тәжірибеде ұнтақты материалдарды алудың келтірілген типтік технологиялық сұлбасынан қателіктер кетуі мүмкін, олар пресстеу мен қақталу (ыстықтай пресстеу) операцияларының бірігуінде, себілетін ұнтақты пісіруде (тығыздау операциясы болмайды), қосымша өңдеуді (калибрлеу, механикалық және химико-термиялық өңдеу) жүргізуде және т.б. көрінеді.

Қазіргі таңда ұнтақ дайындаудың түрлі әдістері бар, олардың әрқайсысы оның сипаттамаларын қамтамасыз етеді. Ұнтақ алу әдісін таңдау кезінде оның қасиеттері мен құнының шекті деңгейін ескереді.

Металл ұнтақтар өлшемдері бойынша да (микрометр үлесінен миллиметр үлесіне дейін), бөлшек бетінің пішіні мен күйі бойынша да ерекшеленеді.

Ұнтақ өндірудің белгілі әдістерін механикалық және физико-химиялық деп бөледі.

Ұнтақты механикалық алу әдісі – ұсату мен майдалату, тозаңдандыру, грануляция – материалдарды ұнтаққа химиялық құрамының өзгеруінсіз қайта өңдеумен сипатталады.

Физико-химиялық әдістер – карбонилді қосылыстарды орнына келтіру және термиялық диссоциация, ерекшелігі – алынатын ұнтақ химиялық құрамы бойынша бастапқы материалдан ерекшеленеді.

Кейде үрдістің экономикалылығын жоғарылату немесе материал сипаттамаларын жақсарту мақсатында ұнтақты алудың аралас әдістерін қолданады. Осылайша, тозаңдандыру барысында металлды алдымен түйіршіктейді, содан соң сутектің қорғаныш ортасында күйдіреді. Электролиз кезінде тығыз, бірақ жұмсақ өнімдерді алады, сосын оларды ұсатады.

Өнеркәсіпте кеңінен таралған әдістерге ұнтақты оксид пен басқа металл қосылыстарын қайта орнына келтіру жолымен дайындау әдістері жатады.

Металл ұнтақтарын көбінесе тұтынушы және өндіруші болып саналатын АҚШ, Жапония, Англия және Италия елдерінде, олардың шамамен 55 %-ын орнына келтіру әдісімен, ал қалған бөлігін тозаңдандыру әдісімен жүргізеді.

Жыл сайын әлемде шамамен 600...650мың т металл ұнтақ шығарылады.

Ғылыми аспектіде ұнтақтық металлургия саласы негізінде ұнтақ металлургиясын, композиционды материалдарды және ұнтақ қабаттарын біріктіреді.

Ұнтақ металлургия өнімінің номенклатурасы күрделі және әр түрлі.

Ұнтақты металлургия әдістерімен келесілерді алады:

Кесетін, бұрғылайтын, сым тартатын құралды, сондай-ақ қарқынды тозуға ұшырайтын тетіктерді дайындауға арналған қатты қорытпалар;

Сұйықтықтарлы қатты қосылыстардан, ауаны, газды және шаңнан тазартуға қолданылатын фильтрлерді дайындауға арналған жоғарғы кеуекті материалдар;

Сырғанау мойынтіректерін, төлкелерді, тығындарды және ауыр пайдалану жағдайында жұмыс жасайтын басқа да тетіктерді өндіруге арналған антифрикциялы материалдар;

Үйкелу, ілінісу тораптарының және машинаныі тежеу жүйесінің тетіктерін алуға арналған фрикционды материалдар;

Жоғары температурада және агрессивті газ орталарында жұмыс жасайтын бұйымдарды өндіруге арналған ыстыққа шыдамды және берік материалдар;

Басқа әдеспен алу мүмкін емес электрлік контактыларды дайындауға арналған күрделі құрамды (псевдоқоратпалар) материалдар;

Тұрақты магниттерді, магнитоэлектриктерді, ферриттерді және т.б алуға арналған магнитті материалдар.

Композиционды материалдар номенклатурасы келесілерден тұрады:

• жоғары модульді арматура элементтері;

• арматураланған металл материалдар;

• композиционды эрозияға және қызуға шыдамды отқа төзімді материалдар;

• жылуизоляциялық және жылу сақтау материалдары;

• эластикалық қыздыру элементтері.

Ұнтақты қабаттардың номенклатурасы келесілермен көрсетілген:

• біркомпонентті ұнтақтармен (алюминий, бор, ванадий және т.б.);

• оксидтермен (алюминий оксиді, гафний, берилий, кремний және т.б.);

• баяу балқитын қосылыстардың ұнтақтарымен (вольфрам, ванадий, ниобий боридтері және т.б.);

• ұнтақты қоспалармен (титан, хром, никель карбидтері және т.б.);

• композиционды ұнтақтармен (никель-алюминий, никель-графит, никель-хром-бор-кремний және т.б.).

Бұл саланы дамытудың негізгі бағыттарына мыналар жатады:

- суық, сондай-ақ статикалық және ыстық динамикалық пресстеуді, қалыптауды, икемдеу, электроразрядты пісіру мен жарылу энергиясын қолдану арқылы күрделі пішінді машина жасау тетіктерін пішіндеу және пісіру үшін технологиялық үрдістерді және жабдықтарды жасау және игеру;

- пісірілген дисперсті-беріктелген және талшықтармен арматураланған қызуға шыдамды композиционды және отқа төзімді материалдарды оттексіз баяу балқитын қосылыстар, металл ұнтақтары мен қорытпалары негізінде өндіруді жүргізу және игеру;

- жоғарғы кернеу мен температурада жұмыс істейтін машина тетіктері, құралдары мен жабдықтарына арналған пісірілген материалдарды өндіруді жүргізу және игеру;

- үзілісті және сырғанайтын жоғары сенімділіктері бар контактілер, құралдар мен агрегаттар үшін электроконтактылы материалдарды, минимал магнитті шығындары және магнитті өткізгіштігі бар тұрақты және ауыспалы токты аймақта жұмыс істейтін магнитті жұмсақ материалдарды жасау және игеру.

Ұнтақ алудың механикалық әдістері материал бөлшектерін, олардың материалдағы ілінісудің ішкі күштерінен өтетін сыртқы жүктемелер әсерінен бұзылуы арқылы ұсақтауға негізделген.

Ұсақтау, ұсақтау немесе ұнтақтаумен механикалық майдалатуды жұмсақ металлдар мен қорытпалардың: берилийдің, сүрменің, хромның, марганецтің, ферроқорытпалардың және т.б. ұнтақтарын өндіру кезінде қолднаған жөн. Пластикалық металлдарды ұсақтау күрделенген, өйткені сыртқы жүктемелер әсерінен олар негізінен ұсақталмай, дефомацияланады. Металлды ұсақтауды бетті, білікті, конусты ұсатқыштарда жүргізеді. Ұсақтау өнімдері – өлшемі 1...10ммм болатын бөлшектер. Олар шарлы айналатын, дірілді немесе планетарлы центрге тартқыш және балғалы диірмендерде (1-сурет) ұсақталатын бастапқы материалдар болып табылады.

1-сурет- шарлы диірмен

Механикалық әдістердің кемшіліктеріне ұнтақтардың шарлар мен атанақтың ұнтақтау өнімдерімен ластануы, олардың жоғарғы құны және үрдістердің қатыстық төмен өнімділігі жатады.

Ұнтақтаудың тағы бір түрі өзіміздің жетекшімізбен бірігіп жасалған патент көпбілікті диірмен.