Дәріс №14. Тозуға төзімді материалдар балқымасымен беріктендіруші өңдеу

Машина бөлшектерін беттік беріктендірудің тиімді әдістерінің бірі пайдаланулық қасиеттері жоғары материалдардың балқымасын құю. Бұл әдіс үнемді, өйткені балқыма тек қарқынды қажалу жағдайында жұмыс істейтін беттерге ғана құйылады, әдетте бақытылған материалдың массасы бүкіл бөлшектің массасының азғана үлесін құрайды.

Беріктендірілген бөлшектердің шыдам мерзімі балқытылып құйылған материалдың қасиеттерімен анықталады, сондықтан жабыстырылатын материал немесе қорытпа бөлшектің пайдалану шартын және қолданылатын балқыма құю әдісін ескере таңдалады.

Бақытылып құйылатын материалдардың мына топтары көп қолданылады:

1) марганецпен, хроммен, никельмен, вольфраммен, молибденмен қоспаланған болаттар;

2) вольфрамды, молбиденді темір негізіндегі қорытпалар шойындар және құрамында хромы, вольфрамы, кобальты, молибдені көп қорытпалар;

3) вольфрам, кобальт, никель негізіндегі қорытпалар

Ең көп тараған қоспаланған болат сымды (ГОСТ 10543-63) механикаландырылған электрдоғалық балқытып құю. Тозуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігін арттыру үшін жиі хромы көп Св-10х13, Св -0,8х14ГТ, Св-10х17Т маркалы сымдар қолданылады.

Қол-доғалық және газбен балқыма құю кезінде абразивтік қажалу шартында жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіру үшін жылулық өңдеусіз HRC 57-63 қаттылықтарын қамтамасыз ететін Т590, Т620, БХ-2, 13КН маркалы электродтарды пайдалану ұсынылады.

Балқымы құю жұмыстарының өнімділігі мен сапасы электрод сымның орнына металл таспаны пайдаланғанда маңызды жоғарылайды. 7Х15ГС және 43 маркалы таспалар балқыма құйылған металдың НRС 45-53 қаттылығын қамтамасыз етеді және абразивтік қажалу шартында жұмыс істейтін бөлшектердің төзімділігін арттыруда өзін жақсы көрсететі.

Беріктерндіру үшін көбіне сормайт №1 (ЦС-1), сормайт №2 (ЦС-2) сталинит және Висхом-9 қоспалары қолданылады.

Сормайт №1 (құрамы 25-31% Сr, 3-5% Ni) абразивтік қажалу шартында соқысыз күшсалмақ кезінде жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіру үшін ұсынылады. Сормайт №2 (құрамы 13-17% Сr, 1,3-2,2 %Ni) тұтқырлығы жоғары, сондықтан соққылы күшсалмақ кезінде жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге ұсынылады. ЦС-1 электроды бақытылып құйылған беттің қаттылығы НRC 48-54, ал ЦС-2-нің қаттылығы НRC 39-45. ЦС-2 қабатты кейін шынықтырумен қаттылығын НRC 56-60 жеткізуге болады.

Түйіршіктелген қатты қорытпалар Сталинит пен Висхом-9 бір немесе бірнеше металдардың көміртекпен механикалық қоспасы болып табылады. Бұндай балқыма құюды қол электродоғалық пісірумен жасайды, ол үшін бөлшектің бетін қыздырылған бураның жұқа қабатымен және қорытпа шихтасы қабатымен жабады. Көмір электродты ирелеңдетіп қозғай отырып шихтаның негізгі металмен байланысуын қамтамасыз етеді. Балқытылған қабаттың қаттылығы жоғары болғандықтан (HRC 52-62) бұндай балқыма құюды кейіннен механикалық өңдеуді қажет етпейтін бөлшектер үшін пайдаланады.

Білік бөлшектерінің жұмысшы беттеріне ақ шойынның тозуға төзімді қабатын үйкелей балқыма құюдың болашағы зор. Балқыма құю үшін мынандай құрамдағы ақ шойын жоңқасы пайдаланылады (%): 2,63 С, 1,05 Si, 0,04 Сr, 0,5 Мn, 0,11 Р, 0,11 S. Зерттеулер ақ шойынның балқыттылған қабатының тозуға төзімділігі шынықтырылған болат 45-тікінен жоғары екенін көрсетті.

Вольфрам, кобальт және никель негізіндегі қорытпалар соққылы күшсалмақ, жоғарғы қысым және температура және коррозия жағдайында жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге қолданылады. Болашағы бар қорытпалар релит ТЗ, вокар. Релит ТЗ қоспаланған вольфрам карбидіне жатады. Құрамы: 95,5-96% вольфрам, 3,8-4,2% байланысқан көміртек, 0,2% көп емес басқа қоспалар. Бұл қорытпа газ жандырғышымен балқытылады.

Вокар – түйіршіктелген қатты қорытпа. Түйірлерінің өлшемдері 1-3 мм химиялық құрамы: 9-10% С, 85-87 W, 3% дейін Si, 2% дейін Ғе. Вокар электрдоғалық пісіріліп балқытылады.

В2К және ВЗК стеллиттері кобальт негізідегі қоспаланған қорытпалар. Олар тозуға төзімділігінің жоғарылығымен, жоғарылатылған тұтқырлығымен сипатталады және жоғары температурада қарқынды қажалатын бөлшектерді беріктендіруге қолданылады. Бұлар электрдоғалық және газбен пісірумен балқытылады.

Стиллиттреге никель негізііндегі қоспаланған қорытпалар ВХН1 және ВХН2 да жатады. Бұл қорытпалар жоғары температурада ұзақ уақыт жұмыс істейтін бөлшектерді беріктендіруге қолданылады.

Беттік беріктендіру әдістерін енгізу бөлшектердің пайдаланулық сипаттамаларын маңызды жоғарылатуға мүмкіндік береді.

Беріктендіру әдісін таңдау бөлшектің құрылымымен, оны пайдалану сипатымен, өндіріс ерекшеліктерімен, сондай-ақ қолданылатын материалдық құнына, беріктендіру процесінің өнімділігіне, өндірістік топтамасына және өмір ұзақтығына тәуелді техника-экономикалық көрсеткіштерімен анықталады. Әдетте, технологиялық процесті енгізудің экономикалық тиімділігі бөлшектің өзіндік құнының төмендеуімен бағаланады. Ол мына формулармен анықталады.

(14.1)

(14.2)

мұнда, j – беріктендіруге кеткен өндірістік шығынды көрсететін бөлшектің қымбаттау коэффициенті;

С_б – беріктендірілген бөлшектің өзіндік құны;

С_б.е – беріктендірілмеген бөлшектің өзіндік құны;

К_б – беріктендіру коэффициенті;

Т_б – беріктендірілген бөлшектің уақыт қоры ;

Т_б.е. – беріктендірілмеген бөлшектің уақыт қоры;

П_б – берілген бөлшектің беріктендіруден кейінгі қажетті саны;

П_б.е. – берілген бөлшектің беріктендіруге дейінгі кейінгі қажетті саны;

Беріктендіруші өңдеуді енгізгеннен кейінгі үнем:

_. (14.3)

Мәндерін орындарына қоямыз:

, (14.4)

Мұнда, - беріктендіруші өңдеуді енгізудің үнемдеу коэффициент,

. (14.5)

Демек беріктендіруші өңдеудің түрлеріне талдау жасағанда -ның бірге жақындайтындай жағдайды қамтамасыз ететінін таңдау керек.

Әдебиеттер: 3 нег. [196-200], 5 нег. [204-211].

Бақылау сұрақтары:

1. Беттік беріктендіруге қандай тозуға төзімді материалдар қолданылады?

2. Беттік беріктендірудің қолайлы әдісі қалай таңдалады?

3. Бөлшектің өзіндік құнын төмендету коэффициенті қандай формуламен анықталады?

4. Беріктендіруші өңдеуді енгізудің үнемдеу коэффициенті дегеніміз не?