ИХЧАМ (КОМПАКТ) МАТЕРИАЛЛАРДАН БОРЛАШ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 1 | ISSUE 4 | 2020

ISSN: 2181-1385

Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2020: 4.804 ИХЧАМ (КОМПАКТ) МАТЕРИАЛЛАРДАН БОРЛАШ

Шухрат Нуманович Файзиматов

Фаргона политехника институти "Машинасозлик технологияси ва автоматлаштириш" кафедраси профессори, т.ф.д

Сардорбек Маъруфович Юсупов

Фаргона политехника институти "Машинасозлик технологияси ва автоматлаштириш" кафедраси мудири, PhD

Темурбек Исожон ^ли Низомов

Андижон машинасозлик институти, "Машинасозлик технологияси" кафедраси

магистранти

АННОТАЦИЯ

Паста ва суртмаларни цуритишдан сунг олинадиган ихчам (компакт) материаллардан борлаш жараёнининг хусусиятлари куриб чицилган ва сифатли борланган цатламлар олиш учун улар ишининг самарали вацти аницланган.

Калит сузлар: борлаш, пасталар ва суртмалар, ихчам (компакт) материаллар, самарали вацт, туйинтирувчи таркиблар

BORONIZING FROM COMPACT MATERIALS

Shukhrat Numanovich Fayzimatov

Professor of the Department of "Mechanical Engineering Technology and Automation",

Fergana Polytechnic Institute

Sardorbek Marufovich Yusupov

PhD, Head of the Department of "Mechanical Engineering Technology an Automation",

Fergana Polytechnic Institute

Temurbek Isojon ugli Nizamov

Master Student of the Department "Mechanical Engineering Technology", Andizhan Institute of Mechanical Engineering

ABSTRACT

The characteristics of the cracking process from compact materials obtained after drying of pastes and greases were considered, and the effective time of their work was determined in order to obtain high-quality cracked layers.

Keywords: exploration, pastes and greases, compact materials, effective time, saturating ingredients

КИРИШ

Деталлар ва асбобларнинг ейилишга каршилигини 2 баравар ва ундан куп оширишни таъминловчи энг самарали кимёвий -термик ишлов бериш жараёнларидан бири борлаш хисобланади. Борланган катламнинг тузилмасини ва муайян технологияни танлаш мустахкамланаётган деталнинг иш шароитлари, пулатнинг маркаси ва унинг термик ишлови, ейилишнинг йул куйиладиган киймати, детални тайёрлашнинг аниклик класси, ишчи юзаларнинг белгиланган Fадир-будирлиги ва ишлаб чикаришнинг сериявийлигига боFлик. Бир катор холларда йирик габаритли деталлар ёки якка ишлаб чикарилувчи деталлар ва асбобларни махаллий мустахкамлаш зарурати туFилади. Бундай холатларда пасталар ва суртмалардан борлаш технологияси максадга мувофик хисобланади.

АДАБИЁТЛАР ТА^ЛИЛИ ВА МЕТОДОЛОГИЯ

Адабиётда [1, 2] келтирилган тасниф буйича пасталар ва суртмалардан борлаш ихчам (компакт) материаллардан туйинтириш жараёнига мансублаштирилган, зеро куритишдан сунг ва туйинтириш хароратида ихчам (компакт) композицион материал мавжуд, ушбу материал массани кучириш механизми ва жараён кинетикасини белгилаб беради. Мазкур холатда жараён газли мухитдан туйинтиришнинг контактли усулига мансуб булади.

К,аттик, ихчам (компакт) материаллардан (суртмалар) туйинтиришда борланган катламлар тузилмасининг морфологияси куйидаги омиллар билан белгиланади:

- харорат -вакт параметрлари;

- технологик усуллар: киздириш тури, ихчам (компакт) материал тури ва унинг калинлиги, туйинтирувчи суртмаларни суртиш усуллари;

- туйинтирувчи элементнинг таркиби, тури ва агрегат холати;

- бошлаетич пасталар ва суртмаларнинг таркиби, уларнинг тури ва микдори.

Жараён хароратини узгартириш туйинтиришни диффузион ёки диффузион-кристаллашув механизми буйича олиб бориш, бор массасини газ мухити оркали кучириш механизмини бор массасини контактли масса кучириш механизмига ёки массани суюк эритилган мухитларга узгартириш ёки борланган катламни шакллантиришнинг максимал тезлигини таъминлаш максадида уларни бирлаштириш вариантларини танлаш имконини беради.

К,атлам усишининг максимал тезлигини таъминловчи диффузион -кристаллашув механизми буйича борланган цатламларнинг шаклланиш шароитлари хам юцори легирланган пулатлар ва цотишмаларни цуллашда ишлов берилаётган юзаларда суюц фазанинг хосил булиши хисобига, хам борланган цатламни циздиришнинг юцори тезлиги ва унинг тез усиши хисобига юзага келади. Иккинчи холатда цатламнинг усиши цатлам остида бор, углерод ва легирловчи элементларнинг тупланиши, боридлар цатламининг усиши хисобига уларнинг юзадан сициб чицарилиши билан кузатилади. Элементларнинг маълум концентрациясига эришилгандан сунг бундай цотишманинг куп компонентли холат диаграммасига мувофиц туйинтириш хароратида эриш хароратига эришилади. Бу пировардида цатлам ости айрим зоналарининг эришига олиб келади.

Ишда ихчам (компакт) материал ишлаши давомийлигининг борланган цатламлар цалинлиги ва хоссаларига таъсири тадциц этилди. Шу нарса аницландики, туйинтиришда ихчам (компакт) материал самарали ишлашининг давомийлиги чекланган, цатлам хосил булиш жараёнининг узи эса нотургун шароитларда кечади, шу сабабли танланган аралашмаларнинг туйинтирувчи цобилиятлари узгарувчан цийматининг вацт буйича хисоби талаб этилади. Туйинтирувчи композит самарали ишлаши назоратининг технологик усуллари циздириш турининг танлови, ихчам (компакт) материалнинг цалинлиги ва туйинтирувчи, энергия ажратувчи ва химояловчи хоссаларни уз ичига олувчи куп цаватли суртмалардан фойдаланиш билан боглиц.

НАТИЖАЛАР

Туйинтирувчи ихчам (компакт) материалнинг таркиби бор таркибининг бошлангич холати (эркин ёки бирикмалар куринишида), туйинтирувчи атомлар хосил булиш механизми ва боридларнинг легирланиш даражасини белгилаб беради. Ишда цулланилган туйинтирувчи таркиблар цисца муддат ва узоц муддат таъсир этувчи таркибларга булинади. Биринчиси борланган цатламлар шаклланишининг юцори тезлигини таъминлайди ва майда деталларни тоблаш учун циздириш билан мустахкамлашга мулжалланган. Иккинчиси цатламлар усишининг цуйи тезлигини таъминлайди ва йирик габаритли деталлар ва асбобларни тоблаш учун циздириш ва термик ишлов беришнинг бошца операциялари учун мулжалланган.

Бор манбаси сифатида аморф бор, бор карбиди, борни унинг оксидларидан ажратиб ёки биргаликда тиклашнинг металлотермик аралашмаларидан фойдаланилди. Ишлов бериш учун циздириш печда хлорли тузларнинг

суюкланмасида, энергия ажратувчи аралашмалар ва контактли электр киздирувдан фойдаланган холда амалга оширилди.

Борланган катламлар усиши тезлигини ошириш, янада юкори эксплуатацион тавсифларга эга булиш, пластик бир фазали катламлар (Fe2B) ёки ихчам (компакт) материаллардан борлашда композицион тузилмаларнинг шаклланишини таъминлаш буйича тавсияномалар умум кабул килинган тавсияларга мос келади [1 - 4]:

- катламни ишлов берилаётган материал ёки туйинтирувчи мухитдан микролегирлаш;

- катламдаги мурт, юкори борли фаза FeB нинг микдорини камайтириш;

- юзага дастлабки ишлов бериш;

-энг макбул харорат ва вакт шароитлари;

- харорат, электр ва технологик параметрлар буйича п0F0нали режимни амалга ошириш;

- энергиянинг концентрланган манбаларини куллаш;

- боридли катламнинг унинг танланган пулат маркаси учун йул куйиладиган калинлигини белгилаш;

- туйинтиришдан кейинги совутиш тезлиги;

- олинадиган боридли катламларга кушимча ишлов бериш;

- якуний термик ва механик ишлов бериш билан.

Боридлар катламидаги зурикишларни камайтириш белгиланган технологик тадбирларни куллашдан ташкари куйидаги йуллар билан хам таъминланиши мумкин:

- катламни узилган боридли игналар билан хосил килиш;

- боридли фазаларнинг энг макбул нисбатини таъминлаш;

- боридлар катлами текстуралашуви даражасини тартибга солиш;

-яхлит катлам калинлиги ва боридлар игналилигини тартибга солиш

(катлам калинлиги ва боридлар игналарининг уткирлашув даражаси).

В4С асосидаги туйинтирувчи таркиблар кулланилди (массаси буйича %): 20-85% В4С; 30-50% (NазАlF6, ёки NaF, ёки AlF3); 8-22% (Ш2В4О7 ёки В2О3 ёки Н3ВО3); 2-10% (NH4F ёки KBF4 ёки №BF4); 5-40% (Al203 ёки бентонит ёки маршалит). БоFловчи материаллар сифатида гидролизланган этил силикат, сульфит-спиртли дурда, БФ2 елимининг ацетондаги эритмасидан фойдаланилди.

МУХОКАМА

Ихчам (компакт) материалларнинг самарали ишлаш вакти белгиланган фазали таркибдаги сифатли борланган катламлар ва сифатли мустахкамланувчи

юзаларни олишни таъминлайди. Ушбу вактнинг ошириб юборилиши боридлар катлами усишининг тулик тухташига ва унинг калинлигининг камайишига олиб келади, ушбу омил эса борсизлантириш ва деталлар юзаларининг оксидланишининг кечиши билан боFлик. Борсизлантириш катламнинг борланган юзасида соф темирнинг хосил булиши билан кечади, бу темир эса осон оксидланади ва туйинтирувчи аралашманинг тузли компонентлари (№F, Ка3АШ6, N2B4O7 в.б.) томонидан емирилади.

Шунингдек, суртиладиган суртма калинлиги ихчам (компакт) материалнинг технологик тавсифи ва туйинтирувчи кобилиятига таъсир этади. Уни ишлов берилаётган юзада тутиб туриш учун зарур туйинтирувчи композитнинг мустахкам каркаси кийин эрувчи компонентлар билан хосил килинади. Печда киздиришда композит юзасида шишасимон кобик хосил булади, бу кобик композит хажмидан газли туйинтирувчи мухитнинг эркин тарзда чикиб кетишига тускинлик килади. Айни вактда туйинтирувчи композитнинг хаддан ташкари калинлиги киздириш тезлигини камайтиради, суртиш, куритиш ва ишлов бериш технологик жараёнини чузиб юборади. Композитнинг энг макбул калинлиги 6-10 мм дир. Ишлов беришда туйинтирувчи суртма суртилган деталларни контейнерларда жойлаштирганда ёки суртманинг ажраб кетишига тускинлик килувчи махсус мосламаларда махкамлаганда ушбу муаммо хал этилади.

1 - Жадвал. Печдаги киздиришда ихчам (компакт) материаллар ишлашининг самарали

вакти

№ ^атламнинг Ихчам (компакт)

Суртма таркиби, масса фазали таркиби материаллар

буйича % ишлашининг самарали

вакти (соат),

харо ратларда 0С.

800 1000

1 50% В4С + 50% NaF FеВ, Fе2В 2 0,5

2 37,5% В4С + 37,5% NaF - " - 8 6

+ 25% АШ3

3 25% В4С + 25% NaF + - " - 16 8

50% АШ3

4 65% В4С + 35% №3AlF6 - " - 6 4

5 40% В4С + 60% Ш2В4О7 Fе2В 10 3

(контактли киздириш) (t<10000C) FеВ

(t>10500C) 10 3

6 84% В4С + 16% Ш2В4О7 FеВ, Fе2В 16 10

7 50% В4С + 3% NaF + 2% NaBF4 + 43% AI2O3 - " - 18 12

8 60% Na2B40 + 40% Каси (силикокальций) - " - 3 1

9 60% Na2B40 + 40% Mg Fe2B 1 0,5

10 20% В4С + 48% В2О3 + 32% Mg - - 6 2

11 97% В + 2% Al + 1% MgF2 FeB, Fe2B 10 6

Ихчам (компакт) материал калинлиги 4-6 ммга тенг булганда мустахкамланувчи юзаларни киздиришнинг тезлиги куйидаги уртача кийматларга эга булади:

- каршилик килувчи электр печида - 15-17 0С/с;

- худди шундай, кушимча энергия ажратувчи паста суртилган печкада-25-28 0С/с;

- тузли хлор - барийли ваннада - 30 0С/с.

45 ва У8 маркали пулатлардан тайёрланган ва 50% В4С и 50% КаБ [5], асосидаги суртма суртилган намуналарни борлашда 10000 С гача киздирилган каршилик килувчи электр печкада боридлар зонаси ва катлам остининг гетероген зонасидан иборат булган катлам хосил килинди. 10 дакика давомида ушлаб туришда боридлар зонаси калинлиги 0,10-0,12 мм, катлам остининг калинлиги эса - 0,2 мм ни ташкил этди. Бунда суртманинг калинлиги 2 мм ни ташкил этди. К,атлам хосил булишининг юкори тезлиги катлам остида суюк кристалл холатнинг пайдо булиши билан боFлик. Суртманинг бундан юкори калинлигида, секин киздириш натижасида углеродли пулатларда куриб чикилган шароитларда ушбу натижа намоён булмайди. Ушбу натижа шунингдек, газли туйинтирувчи мухитнинг эритмага эркин тарзда чикиши ва ихчам (компакт) материалнинг узининг эриш хисобига муттасил равишда калинлиги камайишининг натижасида эритилган тузларни киздиришда хам намоён булмайди. Борланган катламнинг олинган тузилиши боридлар катламидан (1800 НУ) каттикликларнинг осткуйма материалга (тоблашдан сунг 650 НУ), охиста тушишини таъминлайди, бу эса колдик зурикишларнинг янада макбул таксимланишини юзага келтиради ва катлам пластиклигини оширади.

Туйинтирувчи ихчам (компакт) материалларнинг янада узок ишлашини таъминлаш учун уларнинг таркибига кийин эрувчи оксидлар А12О3, СаО, МgО ва бошкалар киритилди, булар эса композитнинг мустахкам каркасини яратди ёки кушимча химоя суртмалар суртилди. (2-жадвал).

2 - жадвал. Х,имояловчи ва энергия ажратувчи суртмаларнинг таркиблари.

№ Суртма таркиби, масса буйича % БоFловчи материал Иул куйилган харорат, 0С

1 65-99% маршалит + 115% утга чидамли тупрок AICI3 нинг 35% сувли эритмаси билан ишлов бериш, куритиш 1100

2 70% Si02 + 30% В2О3 Гидролизланган этил силикат - " -

3 100% маршалит Суюк шиша, декстринли елим - -

4 70% маршалит + 30% В2О3 Суюк шиша, гидролизланган этил силикат 1000

5 22% А1(кукун) + 58% темир тупони + 10% Si02 + 10% натрийли селитра Суюк шиша 1100

Ихчам (компакт) энергия ажратувчи суртма (5) СВС тизимининг иссикли уз-узидан ут олиш режимида ишлайди. Бир катор холларда биз туйинтиришни ва СВС жараёнининг кечишини таъминловчи туйинтирувчи ва энергия ажратувчи суртмаларнинг бирлашувидан фойдаландик.

Борлаш учун ихчам (компакт) туйинтирувчи материалдан киска муддатли фойдаланишда (ТВЧни киздириш, электр контактли, лазер) ишлов берилаётган юзага бир кават паста ёки суртма суртилди. Тоблаш учун киздириш билан кушилган узок муддатли киздиришда паста таркибига Fe 2О3, В2О3, металл -абразивли аралашма, темир тупони, темир кукуни, ферромарганец, кремний оксиди, кремний карбиди ва бошкалар кушилди.

Моддалардан бирининг микдори 10-50% ни ташкил этди. Келтириб утилган кушимчалар ихчам (компакт) материал таркибида юкори хароратда ушлаб туришда унинг янада юкори мустахкамлигини таъминлайди, борланган катламнинг шаклланишида иштирок этади ва детални оксидланишдан химоя килади. Хрсил килинадиган борид катламининг калинлиги 0,05-0,1 мм ни ташкил этди ва туйинтириш давомийлиги ва хароратга боFлик булди. Суртма таркибига > 30% темир оксидлари, ферромарганец, силикомарганец ёки кремний оксиди киритилганда темирда ва пулатларда пластик, бир фазали боридли катламлар хосил булади (Fe2B). Ихчам (компакт) материалнинг узок муддат ишлаши шунингдек, унинг юзасига химоя суртмаси, масалан маршалит, криолит ва боFловчи асосидаги суртмалар суртиш йули билан хам таъминланди.

Туйинтирувчи ихчам (компакт) материал олиш учун шунингдек, микдори 6-90% атрофида булган аморф бордан хам фойдаланилди. Газли туйинтирувчи атмосферани хосил килувчи фаоллаштирувчи кушимчалар сифатида натрий фторид (5-50%), техник углерод (15-40%), буру (10-45%), натрий хлорид (1-10%) ва триэтаноламиндан (3-5%) фойдаланилди. Барча холларда икки фазали боридли катламлар хосил булди. Ишлов берилаётган юзани эритмасдан ва бор микдори минимал булган (<15%) борлаш холатида ихчам (компакт) материал таркибида, пулатда бир фазали боридли тузлар хосил булади.

Металлотермик аралашмаларда бор В2О3 ёки ^2В4О7 лардан алюминий, кремний, кальций, магний ва бошкалар билан кайта тикланади. Суртмалар таркибларида кушимча равишда AI2O3, NaF, KBF4, FеО ва бошкалар мавжуд булди, бу эса узок муддатли ушлаб туришларда уларнинг бир маромда ишлашини таъминлади. Туйинтириш кушма ёки алохида вариантларда амалга оширилди. Ушбу мухитларда коидага кура пластик, бир фазали боридли катламлар хосил булади.

REFERENCES

1. Крукович М.Г. Разработка теоретических и прикладных аспектов управления структурой и свойствами борированных слоёв и их использование при производстве транспортной техники. //Дисс....докт. техн. наук. - М.: 1995. -416 с.

2. Крукович, М.Г. Пластичность борированных слоев М.Г. Крукович, Б.А. Прусаков, И.Г. Сизов. - М.: Физматлит, 2010. - 384 с.

3. Борисенок Г.В. Химико-термическая обработка металлов и сплавов: справочник Г.В. Борисенок, Л.А. Васильев, Л.Г. Ворошнин, Н.С. Горбунов, Г.Н. Дубинин, Г.Л. Жунковский, М.Г. Крукович и др. - М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

4. Прогрессивный метод борирования инструмента и технологической оснастки с использованием паст: экспресс-информация. Серия: Металлообработка [Текст]/ Л.С. Ляхович Л.С., М.Г. Крукович, Ю.В. Туров. - Мн.: БелНИИНТИ, 1977. - 23 с.

5. Состав для борирования Л.С. Ляхович Л.С., Л.Н. Косачевский, М.Г. Крукович, Ю.В. Туров. А. св. № 404903 С23С.- Опубл. в Б.И. 1973, № 44.