Ысқақ Е.Н.(к.т.н.),Насенова М.,Еділ А.

                Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университет

    

         Қажалатын ортада жұмыс атқаратын бөлшектердің жұмыс

  беттігін қатайту жолдары

Ауыл шаруашылық техникаларының жер өңдеу құралдары механикалық  қажалу түрлерінің бірі – мүжілуге ұшырайды. Сызықтың мүжілуге байланысты бөлшектің жұмыс бөлігінің мөлшерімен пішіні өзгереді, осыған орай ол өзінің атқаратын жұмысына жарамсыз болып қалады. Жер өңдеу құралдарының мүжілуі өте күрделі түрде өтетін үдеріс. Қажалатын ортада жұмыс істейтін көптеген бөлшектер үшін олардың қажалуға төзімділігін арттыру мәселесі әлі шешімін таппаған. Әсіресе қажалуға төзімділігі жоғары бөлшектерді дайындау технологиясы қазіргі талаптардан қалып келеді.

       Ауыл шаруашылығы техникаларының жер өңдеу құралдарын дайындау үшін 45Г,65Г,70Г құралмалы болаттарын пайдаланады. Бұндай бөлшектердің жұмыс беттігін дайындау кезінде оларды шынықтырып өңдейді. Бірақ бұның өзі іс жүзінде онша пайдалы емес, себебі құралмалы болаттардан дайындалып шынықтырылған бөлшектердің жұмыс беттігі кварц бөлшектерінің микротырнау және микрокесу әсерлерінен мүжіледі.Бұл темір карбидінің микроқаттылығы (7 ГПа) кварцтың микроқаттылығынан (10 ГПа) біраз төмен болғандықтан.          Жер қазатын, жер өңдейтін, дән себетін машиналар және механизмдердің жұмыс құралдарының жұмыс мерзімінің ұзақтығын анықтайтын негізгі фактор болып абразивтік қажалу саналады . Металл беттіктерінің абразивтік ортада үйкеліс барысындағы абразивтік қажалуды зерттеуде  бұл үдерістің келесі ерекшеліктерін атаймыз: металл беттігінің топыраққа үйкелісі барысында абразивтік түйіршіктер үйкеліс беттігімен қозғала отырып оны тек қана абразивтік түйіршіктердің нормалды және тангенциальды күштері бөлшек материалының беріктік шегінен жоғары болған жағдайда сылып өтеді. Әрі қарай  топырақ түйіршіктерінің мөлшерлер шегі әр түрлі болып келетінін және кейбір құмды топырақтардың түйіршіктері қимасы орташа 0,5…0,6 мм құрайтынын айтуға болады. Осы жағдайда абразивтік түйіршіктер дөңгеленген пішінде болып үшкір қырсыз болады. Үйкелетін беттікке үшкір қырлары жоқ түйіршіктер механикалық қажалу болмайтындай аз қысыммен әсер етеді. Бұндай жағдайда абразивтік түйіршіктер бөлшектердің беткі қабатын микропластикалық деформацияға ұшыратады, бұл тотығып қажалуға әкеліп соқтырады [1].

          Бөлшектердің жұмыс істеу шартына сәйкес олардың қажалуы өте қарқынды күйден қарқындылығы төмен жағдайда немесе керісінше болуы мүмкін. Металдардың абразивтік  ортада қажалуы өзара кешенді байланысқан көптеген факторларға байланысты . Бұл үйкеліс беттігіне түсетін үздіксіз өзгеріп отыратын күштер, абразив түйіршіктерінің қозғалысы және түйісу үрдістері динамикасының күрделілігі. Осындай көптеген сыртқы факторлардың әсерінен қажалудың аралас үдерістерінің өтуіне жағдай туындайды, мысалы ауыл шаруашылық машиналарының жер өңдеу құралдары [2].

          Көптеген жер өңдеу құралдарының кесу жүзінің беттіктері күрделі және қимасының айнымалы болуына байланысты осы уақытқа дейін балқыту және индуктивті  балқыту түрлерін кеңінен қолдана алмадық. Бұндай кемшіліктер дуффузиялық қатыру тәсілінде жоқ, бұл тәсіл бойынша желінген құралдарды бұрынғы қалпына келтіруге немесе жаңа құралдар беттіктерін қаптауға болады.

         Диффузиялық қатыру технологиялық үдерісі бөлшекті қалпына келтіру үшін төмендегі негізгі операциялардан тұрады:

Ø     балқыту беттігін тазалау (активациялау);

Ø     дайындаманы кристализаторға орналастыру;

Ø     құю материалын балқыту;

Ø     беттікпен кристализатор арасындағы саңылауға балқыманы құю;

Ø     балқыманың қатуы және бөлшекті суыту;

 

Диффузиялық қатыру технологиялық үдерісі бөлшек беттігін қатайту үшін төмендегі негізгі операциялардан тұрады:

Ø     құю материалын балқыту;

Ø     балқыту беттігін тазалау (активациялау);

Ø     Беттігі тазаланған бөлшекті балқымаға қысқа мерзімге батыру ;

Ø     Балқымадан бөлшекті суырып алу және бөлшекті суыту;

Балқыту беттігін тазалау жоғарғы жиілікті токпен флюстенген беттікті қыздырумен іске асырылады. Флюс ретінде бура және бор ангидриді қолданылады. Балқу барысында флюс беттікті оксидтермен  басқада заттардан тазалайды, сонымен қатар тоттығудан қорғайды. Балқытылатын беттікті тазалау 1123...1223 К  температурада жүргізіледі.

         Осыдан кейін беті тазартылған бөлшекті отқа төзімді материалдан жасалған балқымамен толтырылатын кристализаторға орналастырамыз. Балқытылған қажалуға төзімді материалды құйғаннан кейін мүжілген бөлшектің бұрынғы қалпын кайталайтын құйманың қату процесі түзіледі.

Дайындамаға балқытып құйып қатыру тәсілін 35...50 грамм және мүжілу қалындығы 3...4 мм құрайтын бөлшектерге пайдалануға болады.

         Бұндай технология мүжілген бөлшекті бірнеше рет пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар бөлшектердің мүжілу түрі мен мөлшеріне назар аудару қажеттілігі жоқ, балқытуға дейін және балқытудан кейін қосымша механикалық өңдеу керек емес.

Дайындамаға балқытып құйып қатыру тәсілін тек қана керекті жерлері балқытылатын бөлшектерге де қолдануға болады, бұл жағдайда балқытылмайтын жерлер алдын ала арнайы қабатпен қапталады.

         Осы тәсілді қолдану барысында балқытылған бөлшектердің қажалуға төзімділігі жаңа бөлшекке қарағанда 2...3 есеге артады. Ал кететін шығын жаңа бөлшектердің бағасынан төмен болады, осыдан осы тәсілдің экономикалық тиімділігі көрініп тұр.

 

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1.     Костецкий Б.И., Филипчук И. Поверхностная прочность материалов при трении. Киев.: Техника, 1976, 292 с.

2.     Ткачев В.Н. Износ и повышение долговечности деталей сельскохозяйственных машин. Изд. 2-ое – М.: Машиностроение, 1971, 264 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Ысқақ Е.Н.(к.т.н.),Насенова М.,Еділ А.

        Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті

        Қатайтылатын бөлшек беттіктерін тазалау әдістері

         Балқыманы қатыру тәсілін жүзеге асыруға қойылатын талаптардың бірі, ол беттіктердің таза болуы, оны іске асыру үшін әртүрлі тазалау жұмыстары жүргізіледі.

         Біздің жағдайда беттікті оксидтерден тазалау үшін флюс қолдану ұсынылады, ол тазалаумен қатар беттікті әрі қарай тотығудан қорғайды. Балқытып қатыру кезінде ауылшаруашылығы машиналарының,мұнай және газ саласы жабдықтарының, жол құрылысы және мелиоративтік машиналарының жер өңдеу құралдарының тек қана жұмысшы бөлігін қыздыруды ғана керек етеді. Бұл жағдайда жоғары жиілікті токпен қыздыру арқылы іске асыруға болады.

         Балқытып қатыру тәсілін қолдану кезінде бөлшек бетінде органикалық немесе органикалық емес заттар болмауы керек. Балқыма температурасы бөлшектік балқу температурасынан жоғары болуы керек. Балқытып қатыру барысында балқыған металдың шамалы ғана бөлшегі беттікте қатады. Қапталған металл беттік пішінін қайталайды.

         Жол құрылысы және мелиоративтік машиналардың жұмыс құралдарының биметалдық кесу жүзі бір жақты соқа түрендері немесе тұтас болып қапталады, мысалы: эксковатор тістері. Осыған орай балқытып қатыру тәсілін бір жақты және тұтас болып бөлінеді. Бір жақты балқытып қатыру кезінде құрал беттігін тазалаумен қатар балқытылмайтын жерін оқшалауды қажет етеді.

         Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып балқытып қатыру тәсілі келесі операциялардан тұрады: желінуге төзімді материалдарды балқыту; балқыманы тотығудан қорғау; балқытылмайтын жерді оқшалау; беттікке флюс себу; балқытылатын беттікті оксидтерден тазалау; балқымаға батыру және керекті уақыт ұстап тұру; балқымадан шығару; бөлшекті суыту.

         Бөлшек беттігін тазалау мен дайындау операциясының балқытып қатыру тәсілінде маңызы зор. Біздің жағдайда жұмыс құралдарының жұмыс беттігін тазалау үшін қолданылатын флюсты 60% бура және 40% сусыздандырылған бор ангидридінен тұратын құрамда ұсынамыз. Жоғары температуралық дәнекерлеу кезінде кеңінен қолданылатын флюстер – бор ангидриді (В2 О3) және бураны (Na2B4O710H2О) біздің жағдайға келеді деп есептеуге болады.

         Бор ангидриді Cu,Zn,Ni,Fe тотықтарымен тез ерігіш бораттарды, метобораттарды және күрделі қосылыстарды түзейді. В2О3 балқу температурасы 853К, бірақ ол ең жоғарғы жұмыс қабілеттілігіне  1173К температурасында жетеді, былайша айтқанда  320К артық қыздырғанда.

         Құрамында хром, кремний бар материалдарды балқыту кезінде бор ангидриді тиімсіз, өйткені ол элементтердің тотықтары оған ерімейді.

         Бура (Na2B4O710H2О)  суда жай еритін мөлдір кристалл күйінде болады. 473К жоғары қыздырғанда одан су арылады. Бура 1016К температурада балқиды. Ол сұйық күйде мынадай болып түзіледі:

                             Na2B4O7 + 2NaBO2 + B2О3

         Бурадан тұратын флюс металдар тотығымен тез ерігіш бораттарды түзейді.

         Бораттар балқыту кезінде балқыма бетіне тез жүзіп шығады. Балқытылған бура бор ангидридіне қарағанда тиімді әсер етеді, бірақ жоғары температурада бура сұйық металды тотығудан қорғай алмайды. Тұтқырлығы төмен болғандықтан керекті шлак қалыңдығын қамтамасыз ете алмайды, бұндай жағдай сұйық металдың қосымша тотығуына  әкеліп соғады. Сондықтан көп жағдайда бура және бор ангидриді қоспаларын қолданады.

         Бура-бор ангидриді қоспасымен қатар басқа да бура негізіндегі бинарлық жүйелер зерттелді.

         Зерттеу барысында флюстер құрамына LiCl, NaCl, KCl қосқанда олардың химиялық әсері көтеріліп тотық қабаттарынан тазалау жақсара түседі.

         Оттегі болғандықтан хлорлы натр бор ангидриді төмендегі реакция бойынша жүреді:

                            2В2О3 + 2 NaCl + 1/2О2 = Na2B4O7 + Cl

         Түзелген хлор тотық қабатын ыдыратып беттікті шаяды.

         Беттікті тазалау кезінде флюстеудің төмендегі тәсілдерін қолдануға болады:

Ø     сұйық флюске батыру;

Ø     флюсті ұнтақ түрінде сеуіп және оны балқыту;

Ø     флюсті паста күйінде жағу;

Ø     бөлшекті қайнаған бураға батыру және бөлшекті қыздырып сұйық флюске батыру;

Қаралған талдауда тек қана беттікті тазалау кезінде үлкен әсер ететін

құрамдарды қарастырдық, соған қарамастан талдау нәтижесінде тиімді флюс құрамын іздестіру жолдарын анықтауға бағыт береді. «Тотық – флюс» жүйесінде күшті химиялық өзара қатынасы еркін күштер өзгерістері әсерінен пайда болатын флюс және тотықтардың химиялық қосылыстары жайында пайымдауға болатынын көрсетеді. Беттікті флюспен тазалау тәсілі екі түрде қолданылады, егер бөлшектің жұмыс беттігі бір жақты ғана балқытылса онда флюсті порошок күйінде себуді, ал тұтасымен балқытылса онда сүйық флюске батыруды ұсынамыз.

Өңделетін жұмыс құралдарының беттіктерін әр түрлі оксидтерден тазалау бурамен бор ангидридінен тұратын флюс көмегімен жүргізіледі. Алдын-ала жұмыс беттіктері ылғалдандырылып ұнтақ тәріздес флюс себіліп,  толығымен жабылғаннан кейін, бөлшек шынықтыру генераторының жоғары жиілікті индукторіне енгізіліп қыздырылады.Бөлшекті қыздыру барысында флюс бөлініп балқыма бетіне жайылып кетеді. Балқытылған қорытпа бөлшектің таза беттігін шайып қатады . Балқытудан кейін бөлшек ауада суытылады. Егер бөлшектің бір беті ғана балқытылатын жағдайда, балқытылмайтын жері оқшауланады, себебі балқымамен контактіде болады. Ол үшін бор, тальк, хром тотықтары суға езіліп балқытылмайтын жерге жағылады. Балқыма материалдарын балқыту үшін жоғары жиілікті  қондырғысы қолданылады. Арнайы тигель графитті каркаска орналастырып отқа төзімді АБН, БНЦ, кварц құмы, алюминий тотығы материалдарымен тығыздалады. Тигельдегі балқыма материалдары күйіп кетпеу үшін АН – 348 А флюсін қолданамыз.

 

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1.     Патон Б.Е., Дудко Д.А. Новые способы изготовления биметаллических изделии намораживанием и заливкой жидкого присадочного сплава. Автоматическая сварка, 1969, №6.

2.     Искаков Е.Н. Подготовка поверхности деталей при упрочнении и восстановлении диффузионным намораживанием. Тезисы научных докладов по итогам исследований за 1988 год, Каменец-Подольский, 1989, 39 с.