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.