Materialshunoslik va yangi materiallar texnologiyasi

Tayanch iboralar: asbobsozlik materiallari, qattiq qotishma, mineralokeramika, metallokeramika, volьfram, kobolt, titan, tantal, legirlovchi, o’rta legirlangan, kam legirlangan,uglerodli asbobsozlik po’latlari.

Asbobsozlik materiallari haqida dastlabki ma’lumot. Asbobsozlik materiallarning mashinasozlikdagi ahamiyati. Asbobsozlik materiallari turlari, umumiy xossalari va qo’llanilishi haqida ma’lumotlar.

Qattiq qotishmlar. Qattiq qotishmalar qattiqligi, mustaxkamligi, yeyilishga chidamliligi, otashga chidamliligi yuqori bo’lgan qiyin eriydigan karbidlar asosida tayyorlanadi. Qattiq qotishmalarning bu xossalari ular 800–1000°S gacha qizdirilganda ham saqlanadi. Ishlab chiqarish usuliga ko’ra qattiq qotishmalar quyma va metall-keramik xillarga bo’linadi. Metall-keramik qotishmalar volьfram, titan va tantal karbidlari kukunlarini kobalьt bilan birga pishirib olinadi. Kobalьt qotishmalarga qovushoqlik berish uchun qo’shiladi.
Quyma qattiq qotishmalar maxsus elektrodlar (GOST 10051–75) ko’rinishida, asbob yoki detalga suyultirib yopishtirishga yaroqli holda tayyorlanadi. V2K, VZK qotishmalari (stellitlar), sormayt quyma qotishmalarga kiradi. Stellitlar volьfram, xrom va kobalьt asosidagi qotishmalardir. Bu qotishmalar shtamplar, metallni qirqish pichoqlari, tokarlik dastgoxlarining markazlari kabi yangi yoki yoyilgan detalь va asboblar sirtiga suyultirib qoplanadi. Qotishmalar atsetilen–kislorodli alangada yoki elektr yoyi alangasida suyultiriladi. Suyultirilgan stellit qatlami qattiq eritma va xrom karbididan tashkil topgan evtektika strukturasiga ega bo’ladi. Suyultirib qoplangan qatlamning sovitilish tezligi qancha katta bo’lsa, uning mexanik xossalari shuncha yuqori bo’ladi, chunki bunda zarralar maydaroq bo’ladi. Suyultirib qoplangan qatlamga termik ishlov berilmaydi. Qattiq qotishmalar suyultirib yopishtiriladigan detallar yoki asboblar uglerodli po’latdan tayyorlanadi, bu bilan qimmat turadigan legirlangan po’latlar tejaladi. Yuqorida qayd qilingan qotishmalarni po’lat detallarga ham, cho’yan detallarga ham suyultirib qoplash mumkin.
Quyma qattiq qotishmalarga temir xromli asosdagi yuqori uglerodli xromli qotishmalar, ya’ni sormaytlar ham kiradi. Ular birlamchi karbid va evtektika strukturali (№1 sormayt) evtektikadan keyingi xromli cho’yandan yoki perlit va karbidli evtektika strukturali (№2 sormayt) evtektikadan oldingi oq cho’yandan iborat bo’lishi mumkin. Sormaytlar 5–7 mm diametrli chiviqlar ko’rinishida ishlab chiqariladi hamda normal va yuqori temperaturalarda ishqalanish sharoitida ishlovchi cho’yan va po’lat detalь hamda asboblarga suyultirib qoplashda ishlatiladi. № 1 sormayt suyultirilib qoplangan qatlam qattiqliti VDS 48– 50 bo’ladi. Unga termik ishlov berilmaydi. №2 sormayt suyultirib qoplangan qatlam 850–900°S temperaturada yumshatilgach, moyda toblanadi va yuqori temperaturada bo’shatiladi. Quyma qattiq qotishmalar bilan qoplangan detalь va asboblarning puxtaligi 12 va undan ham ko’p marta ortadi. Zarrador (yoki kukunsimon) qattiq qotishmalar kukun ko’rinishida yoki zarrasining o’lchami 1–3 mm li zarralar ko’rinishida tayyorlanadi. Zarralar qotishmalarga stalinit kiradi va ular qishloq xo’jalik mashinalari detallarining, parmalash iskanalarining yeyilishiga chidamliligini oshirish uchun stellitlar o’rniga ishlatiladi. Stalinit tarkibida 8% S, 13% Mp, 3%51, 18% Sg va boshqalar bo’ladi. Zarrador qotishmalar trubasimon elektrodni to’ldirgich sifatida yoki suyultirib yopishtiriladigan kukun sifatida ishlatiladi. Suyultirib yopishtirish turli usullar bilan, ko’pincha elektr yoyi yordamida payvandlash usuli bilan bajariladi.
Metall–keramik qattiq qotishmalar volьfram (WS), titan (TiS), tantal (TaS) karbidlari bilan metall kobalьt (So) ning qattiq eritmasidan iborat. Metall–keramik qotishmalardan yasalgan buyumlar metall qirqish asbobi (keskich, parma, freza, razvertka) ning ish qismiga yopishtirish uchun plastinka ko’rinishida ishlab chiqariladi.
Metall–keramik qattiq qotishmalar (GOST 3882–74) uchta: volьframli, titan–volьframli, titan–tantal–volьframli gruppalarga bo’linadi.
Volьframli qattiq qotishmalar(masalan, VKZ, VKZM, VK6, VKD, VKZV va boshqalar), cho’yan, bronza, farfor, oyna kabi mo’rt materiallarga ishlov berishda qo’llaniladi. Oqartirilgan cho’yan, otashga chidamli po’lat, plastmassalarga tozalab va qisman tozalab ishlov beruvchi kesuvchi asboblar VK6M qotishmasi bilan qoplanadi. Parmalash, cho’zish, otashga chidamli va zanglamaydigan po’latlarni xomaki yo’nish asboblari VK8M qotishmasi bilan qoplanadi. Qotishma markasi oxiridagi V harfi u yirik zarrali ekanligini, M harfi esa mayda zarrali ekanligini bildiradi.
Mayda va yirik zarrali volьframli yuqori kobalьtli VK20, VK25, VK3O kabi qattiq qotishmalar hamda mustahkamligi va zarbiy qovushoqligi yuqori bo’lgan yangi qattiq qotishmalar VK15V, VK20V, VK25V zarbiy nagruzka sharoitida ishlovchi qattiq qotishmali shtamplar tayyorlashda ishlatiladi. Qattiq qotishmali shtamplarning puxtaligi po’lat shtamplarnikiga qaraganda 30–50 marta katta bo’ladi, bu esa katta iqtisodiy samara beradi.
Titan–volьframli qattiq qotishmalar (T5K10, T15K6, T30K4) va boshqalar po’lat, latunь kabi qovushoq materiallarga ishlov berish uchun mo’ljallangan. Masalan, xomaki yo’nuvchi, shuningdek, po’latning sirtini va kuyindi hosil bo’lgan qismini (shu jumladan po’lat pokovkalar, shtamplangan zagotovka va quymalar ham) xomaki va tozalab randalovchi kesuvchi asboblar T5K10 qotishmasi bilan qoplangan.
Titan–tantal volьframli qattiq qotishma (TT7K12 va TT1058B) lar po’lat pokovkalarga xomaki ishlov berishda qo’llaniladi. Bu qotishmalarning qovushoqligi, yeyilishga chidamliligi va mustahkamligi (σv=1550MPa) qattiq titan–volьframli va volьframli qotishmalarnikiga nisbatan yuqori.
Masalan, volьframli qotishmaning VK8 markasi uning tarkibida 92% volьfram karbidi, 8% kobalьt bo’lishini bildiradi. T30K4 titan–volьframli qotishmada tantal va titan karbidlarining umumiy miqdori taxminan 7%, kobalьt 12%, qolgani (81%) volьfram karbididan iborat. Qattiq qotishmalarning qolgan markalari xam shunday markalanadi.
Plastifikatsiyalangan qattiq qotishmalar parma, zenker, razvyortka kabi murakkab shakldagi asboblarni, shuningdek qattiq qotishmalar bilan jihozlash qiyin bo’lgan kichik o’lchamli asboblarni tayyorlashda ishlatiladi. Plastifikatsiyalangan qattiq qotishma deb, 400°S temperaturada qaynab turgan parafinga botirilib sovigach, u bilan bir jinsli massa hosil qiluvchi presslangan kukunga aytiladi. Plastifikatsiyalangan qattiq qotishmadan tayyorlangan briketlarga osongina qilib ishlov berish, presslash va shakldor filьeralardan siqib chiqarish mumkin. Bu usullardan birontasi bilan tayyorlangan asbob maxsus pechlarda 1300°S temperaturada pishiriladi. Pishirilgan zarur qattiqlikka erishgan asbobga uzil–kesil ishlov beriladi va yo’niladi. Plastifikatsiyalangan qattiq qotishmadan tayyorlangan kesuvchi asbob, qattiq qotishma bilan jihozlangan asbobga qaraganda buyumlarning ishlangan sirtlarining sifatli bo’lishini ta’minlaydi.
Mineral–keramika–texnik glinozem (A12O3) asos qilib olingan sintetik materialdir. Hozirgi vaqtda mikrolit deb ataladigan TSM–332 markali mineral–keramika keng tarqalgan. Qattiqligi (NKA 91–93), issiqlikka va yeyilishga chidamliligi buyicha qattiq qotishmalardan ustun turadi. Mustahkamligining pastligi va juda mo’rtligi mikrolitning kamchiligi hisoblanadi. Mikrolit plastinkalari bilan jixozlangan asboblar ish jarayonida ularni 1200°S temperaturagacha qizdirilganda ham o’zining qattiqligini yuqotmaydi. SHuning uchun ham zarbsiz nagruzka sharoitida po’lat va cho’yan detallarga, rangli metallar hamda ularning qotishmalariga, nometall materiallarga, kesish chuqurligi va surishlar katta bo’lmaganda katta tezlikda tozalab va qisman ishlov berishda mineral–keramikadan samarali foydalaniladi.
Mikrolit plastinkalarini tayyorlash texnologayasi quyidagicha: tayyorlangan kukun qolipga solinadi, presslanadi, so’ngra 1750–1900° S temperaturada pishiriladi. Plastinkalarni bosim ostida quyish usuli bilan ham olish mumkin. Asbob detallariga plastinkalar kavsharlanadi yoki mexanik usulda mahkamlanadi. Kavsharlash uchun plastinkani metallash lozim, ya’ni uning sirtini kavsharlash imkonini beradigan qandaydir metall qatlami bilan qoplash zarur.
Mineral–keramikaga volьfram, molibden, bor, titan, nikelь va boshqa elementlar qo’shib, ekspluatatsion xarakteristikalarini yaxshilash mumkin. Bunday materiallar kermetlar deb ataladi. Ulardan qiyin ishlov beriladigan po’lat va qotishmalarga kesib ishlov berishda foydalaniladi.