CC BY
13КОМПАЗИЦИОН МАТЕРИАЛЛАРНИ БОРЛАШ
Сардорбек Жасурбек Асилбек Отабек
Маъруфович Гайратжон yFли Гайратжон yFли Гайратжон yFли
Юсупов Гайратов Назаров Юсуфжонов
Фаргона политехника институти
АННОТАЦИЯ
Сифатли борланган катламларни олиш учун пасталарни ва копламаларни куритгандан сунг олинган ихчам материаллардан тайёрланган кисмларни борлаш жараёнининг хусусиятлари куриб чикилади ва уларнинг ишлаш муддати белгиланади.
Таянч иборалар: борлаш, пасталар ва копламалар, ихчам материаллар, самарали вакт, туйинган композитсиялар
BORONIZING FROM COMPACT MATERIALS
Сардорбек Жасурбек Асилбек Отабек
Маъруфович Гайратжон ^ли Гайратжон ^ли Гайратжон yFли
Юсупов Гайратов Назаров Юсуфжонов
Фаргона политехника институти
ABSTRACT
The features of the process boronizing of parts from compact materials obtained after drying pastes and plasters, and to determine the effectiveness of their work time in order to obtain high-quality of borated layers are considered.
Keywords: boronizing, pastes and plasters, compact materials, effective time, saturating compositions.
КИРИШ
Деталлар ва асбобларнинг ейилишга каршилигини 2 ёки ундан куп марта оширишни таъминлайдиган кимёвий-термик ишлов беришнинг энг самарали жараёнларидан бири бу борлаш жараёндир. Амалга ошириш учун маълум бир технологияни танлаш ва борлаш катламнинг тузилиши каттиклаштириладиган кисмнинг ишлаш шароитларига, пулат маркаси ва унинг иссиклик билан ишлов беришига, рухсат этилган ейилиш микдорига, детал ишлаб чикаришнинг аниклик синфига, ишчи сиртларнинг белгиланган тозалиги кетма-кет ишлаб чикаришга боглик.
Баъзи хрлларда, катта улчамдаги кисмларни мах,аллий каттиклашиши ёки битта ишлаб чикариш кисмлари ёки асбоблари каттиклашиши керак. Бундай хрлларда, пасталар ва копламалардан борлаш техналогияси макул усулдир.
1-расм. Борланган катламнинг микротузилиш схемаси
АДАБИЁТЛАР ТА^ЛИЛИ ВА МЕТОДОЛОГИЯ
Пасталардан ва копламалардан борлаш ихчам материаллардан туйинганлик жараёнига тааллуклидир, чунки куритгандан кейин ва туйинганлик хароратида масса узатиш механизми ва жараённинг кинетикасини аниклайдиган ихчам композит материал мавжуд. Бундай холда, жараён газ мухитидан туйинганликнинг алока усулини назарда тутади.
Каттик ихчам материаллардан (копламалардан) туйинганлик пайтида борланган катламлар тузилишининг морфологияси куйидаги омиллар билан аникланади:
- харорат ва вакт параметрлари;
- технологик усуллар: иситиш тури, ихчам материал тури ва унинг калинлиги, туйинган копламаларни куллаш усуллари;
- туйинган элементнинг бирикмаси, тури ва холати;
- асл пасталар ва копламаларнинг таркиби, уларнинг тури ва микдори.
Жараённинг харорати узгариши диффузия ёки диффузия-кристалланиш механизми билан туйинганликка имкон беради бор массасини газ мухитида узатиш механизмини борнинг масса узатилишига ёки суюк эритилган мухитда масса утказилишига узгартириш ёки бор хосил булишининг максимал тезлигини таъминлаш максадида уларни бирлаштириш вариантларини танлаш.
Катламнинг максимал усиш тезлигини таъминлайдиган диффузион-кристалланиш механизми билан борлаш катламларни хосил килиш шартлари юкори котишма пулатлар ва котишмалардан фойдаланганда ишлов берилган юзада суюк фаза хосил булиши туфайли хам, кизиганлик даражаси юкори ва борлаш катламнинг тез усиши туфайли пайдо булади. Иккинчи холда, катламнинг усиши борид, углерод ва котишма элементларнинг боридларнинг усиб борувчи катлами томонидан сиртдан силжиши туфайли пастки катламда тупланиши билан бирга келади.
Элементларнинг маълум контсентратсиясига эришилгандан сунг, бундай котишманинг эриш нуктасига куп компонентли фазалар схемасига мувофик туйинганлик хароратида эришилади. Бу охир-окибат пастки катламнинг маълум бир зонасининг эришига олиб келади.
2-расм. Борни металлга сингдириш схемаси
Ишда ихчам материалнинг давомийлиги боратилган катламларнинг калинлиги ва хусусиятларига таъсирини урганиб чикилди. Дойгунлик пайтида ихчам материалнинг самарали ишлаш муддати чекланганлиги ва катлам хосил булиш жараёнининг узи бекарорлик шароитида содир булиши аникланди, шунинг учун танланган аралашма композитсияларининг вакт узгарувчан туйинганлигини хисобга олиш керак. Туйинган композитсиянинг самарали ишлашини назорат килишнинг технологик усуллари иситиш турини танлаш, ихчам материалнинг калинлиги ва куп каватли копламалардан, шу жумладан туйинган, энергияни бушатувчи ва химоя воситаларидан фойдаланиш билан боглик.
Туйинган ихчам материалнинг таркиби борнинг бошлангич холатини (еркин ёки бирикмалар шаклида), туйинган атомларнинг пайдо булиш механизмини ва боридларнинг допинг даражасини аниклайди. Асарда ишлатилган туйинган композитсиялар киска муддатли ва узок муддатли харакатлар учун композитсияларга булинади. Биринчиси, буратилган катламларнинг хосил булишининг юкори тезлигини таъминлайди ва каттиклашиши учун иситиш билан бирлашганда кичик кисмларни котиришга мулжалланган. Иккинчиси катламларнинг усиш суръатининг пастлигини таъминлайди ва узок вакт таъсир килишда катта кисмлар ва асбобларни (матритсаларни) иссиклик билан ишлов беришнинг каттиклашиши ва бошка оператсиялари учун иситиш билан бирлаштирилиши учун мулжалланган.
Бор манбаси куйидагича ишлатилган: аморф бор; бор карбид; борни оксидларидан комбинатсияланган ёки алохида кайтарилишининг металлотермик аралашмалари. Даволаш учун иситиш печда, эритилган хлорид тузида ва энергия чикарувчи аралашмалар ва контактли электр иситиш ёрдамида амалга оширилди.
Буратилган катламларнинг усиш тезлигини ошириш, юкори ишлаш курсаткичларини олиш, ихчам материаллардан зериктирилганда пластик бир фазали катламлар (Ре2Б) ёки композитсион конструктсиялар хосил булишини таъминлаш буйича тавсиялар.
- ишлов бериладиган материалдан ёки туйинган мухитдан катламли микролойшиттириш;
- катламда мурт юкори бор FеB фазаси таркибининг пасайиши;
- сиртни дастлабки ишлов бериш;
- оптимал харорат ва вакт шароитларини урнатиш;
- харорат, электр ва технологик параметрлар буйича боскичли режимни утказиш;
- консентрланган энергия манбаларидан фойдаланиш;
- танланган пулат маркаси учун рухсат этилган кийматига мос келадиган борид кашами калинлигини белгилаш;
- туйинганликдан кейин совутиш тезлиги;
- хосил булган борид катламларини кушимча кайта ишлашни амалга ошириш;
- охирги иссиклик ва механик ишлов беришни утказиш.
Борид катламидаги стрессларнинг пасайиши, белгиланган технологик тадбирларни куллашдан ташкари, куйидаги йуллар билан хам таъминланиши мумкин:
- ажратилган борид игналари билан катлам олиш;
- борид фазаларининг оптимал нисбатини таъминлаш;
- борид катламининг текстура даражасини тартибга солиш;
- доимий катламнинг калинлиги ва бориднинг кескинлиги даражасини (катлам зичлиги ва борид игналарининг чархлаш даражаси) созлаш оркали.
МУ^ОКАМА
B4C асосидаги туйинган композитсиялар ишлатилган, уларнинг таркибида (% огирлик): 20-85% B4C; 30-50% (№3АШ6, ёки NаF ёки АШ3); 8-22% (Nа2B4О7 ёки B2О3 ёки X3BО3); 2-10% (NX4F ёки KBF4 ёки NаBF4); 5-40% (А12О3 ёки бентонит ёки маршалит). Бирлаштирувчи сифатида гидролизланган этил силикат, сулфит спиртли винассе ва BF2 элимининг асетондаги эритмаси ишлатилган.
Суртма материалларнинг самарали ишлаш вакти (1-жадвал) берилган фазали композитсиянинг юкори сифатли борлаш катламлари ва юкори сифатли котиб колган юзаларни ишлаб чикаришни таъминлайди. Бу вактдан ошиб кетиш, борид катлами усишининг тулик тухташига ва унинг калинлигининг пасайишига олиб келади, бу кисмларнинг сиртларини бузилиши ва оксидланишининг пайдо булишидан келиб чикади. Деборатсия билан туйинган аралашманинг туз компонентлари ^аБ, Nа3АlF6, Nа2B4О7 ва бошкалар) осонлик билан оксидланиб, коррозияланадиган, боратилган юзада тоза темир катлами хосил булади.
Амалдаги копламанинг калинлиги, шунингдек, ихчам материалнинг технологик хусусиятларига ва туйинганлик хажмига таъсир килади. Уни кайта ишланган юзада ушлаб турадиган туйинган композитсиянинг зарур кучли рамкаси рефрактер компонентлар томонидан яратилган. Оловни иситиш вактида композитсиянинг юзасида шишасимон кобик хосил булади, бу эса газли туйинган мухитнинг композитсиянинг асосий кисмидан эркин чикишини олдини олади. Шу билан бирга, туйинган композитсиянинг хаддан ташкари калинлиги иситиш тезлигини пасайтиради ва куллаш, куритиш ва кайта ишлашнинг технологик жараёнини узайтиради.
Энг муносиб композит калинлиги 6-10 мм. Амалдаги туйинган копламали кисмларни тулдирилган идишларга жойлаштирганда ёки ишлов бериш пайтида копламани (ихчам туйинган материал) ажратилишини олдини оладиган махсус мосламаларни урнатган холда, бу муаммо учирилади
1-жадвал - печни иситиш билан ихчам материалларнинг самарали ишлаш муддати___
№ Таркиби массаси % Катламларни фазавий таркиби Кампакт материалининг турли температурадаги 0С. фойдали иш вакти(ч).
800 1000
1 50% В4С + 50%NаF FеВ, Fе2В 2 0,5
2 37,5% В4С + 37,5%NаF + 25%АЬО3 - " - 8 6
3 25% В4С + 25%NаF + 50%АЬ03 - " - 16 8
4 65% В4С + 35%^3АШ6 - " - 6 4
5 40% В4С + 60%Nа2В4О7 Fе2В 10 3
(т<10000С^еВ (т>10500с) 10 3
6 84% В4С + 16%Nа2В4О7 FеВ, Fе2В 16 10
7 50% В4С + 3%NаF+ 2%NаВF4+ 43% М2О3 - " - 18 12
8 60%Nа2В4О + 40% - " - 3 1
9 60%Nа2В4О + 40% Мg Fе2В 1 0,5
10 20% В4С + 48% В2О3+ 32% Мg - " - 6 2
Калинлиги уртача 4-6 мм булган ихчам материал калинлиги билан каттиклаштирилган сиртларни иситиш тезлиги куйидаги курсаткичларга эга:
- электрга чидамли печда - 15-17 0С / с;
- бир хил учокда, кушимча равишда энергия чикарувчи паста кулланилиб - 25-28
0С / с;
- тузли хлорда - барийли хаммомда - 30 ^ / с.
Пулат 45 ва У8 пулатларидан зерикарли намуналар ишлаб чикарилганда, уларнинг устига 50% B4C ва 50% NаF асосида коплама кулланилганда, 10000C гача киздирилган электр каршилик печида катлам борид зонаси ва гетероген сублаер зонасидан иборат булган. ... 10 дакика давомида таъсир килиш билан. борид зонасининг калинлиги 0,10-0,12 мм, пастки катламнинг калинлиги 0,2 мм. Бундай холда копламанинг калинлиги 2 мм эди. Катлам хосил булишининг юкори даражаси пастки катламда суюк кристал холатининг пайдо булишига боглик
Каттарок коплама калинлиги билан, секинрок иситиш натижасида, бу таъсир куриб чикилган шароитда углеродли пулатларда узини намоён килмайди. Бу таъсир газли туйинган мухитни эритмага эркин чикарилиши ва эриганлиги сабабли энг ихчам материал калинлигининг доимий пасайиши натижасида эритилган тузларда киздирилганда хам намоён булмайди. Боратилган катламнинг хосил булган тузилиши борид катламидан (1800 XВ) субстрат материалигача (каттиклашгандан кейин 650 XВ) каттикликнинг силлик пасайишини
таъминлайди, бу колдик кучланишларнинг янада кулай таксимланишини яратади ва катламнинг пластисит чегарасини оширади
Туйинган ихчам материалларнинг узокрок ишлашини таъминлаш учун уларнинг таркибига оловга чидамли оксидлар - А12О3, CаО, MgO ва бошкалар киритилди, бу эса композитсиянинг мустахкам рамкасини яратди ёки кушимча равишда химоя копламаларини яратди (2-жадвал).
Жадвал 2 - Х,имоя ва энергия ажратувчи бирикмалар таркиби
№ Таркиби массаси % Богловчи материал Чегаравий температура, 0С
1 65-99% маршалита + 115% олов бардош глина AlCl3 35% сув аралашмаси билан ишлов бериш, куритиш 1100
2 70%Cu02+ 30% В2О3 Гидролизланган этилсиликат - " -
3 100% маршалита Суйик ойна, Декистринли клей - " -
4 70% маршалита + 30% В2О3 Суйик ойна, гидролизланган этилсиликат 1000
Суртма энергия чикарадиган аралаш ШС тизимининг термик уз-узини ёкиш режимида ишлайди. Бир катор холатларда биз туйинганлик ва ШС жараёнининг давомийлигини таъминлайдиган туйинган ва энергия чикарадиган аралашмаларнинг комбинатсиясидан фойдаланганмиз.
НАТИЖА
Ёпиш учун ихчам туйинган материалдан (юкори частотали ток билан иситиш, электроконтакт, лазер) киска муддатли фойдаланиш билан ишлов берилган юзага бир катламда хамир ёки коплама кулланилди. Узок муддатли иситишда, сундириш учун иситиш билан бирлашганда, Fе2О3, B203, а§шдфш металл аралашмаси, темир шкаласи, темир кукуни, ферроманганесе, кремний оксиди, кремний карбид ва бошкалар. Моддалардан бирининг микдори 10-50% ни ташкил этди. Йилни материал таркибидаги юкоридаги кушимчалар юкори харорат таъсирида унинг юкори кувватини таъминлайди, зерикарли катлам хосил булишида иштирок этади ва кисмларни оксидланишдан саклайди.
Олинган борид катламининг калинлиги 0,05-0,1 мм булган ва туйинганлик давомийлиги ва хароратга боглик Аралашманинг таркибига 30% дан ортик темир оксиди, ферроманган, силикономанган ёки силикон оксиди кушилса, темир ва пулатларда пластик бир фазали борид катламлари ^е^Б) хосил булади. Йилни материалнинг узок муддатли ишлаши, шунингдек, масалан, маршалит, криёлит ва бириктирувчи моддаларга асосланган химоя катламини куллаш оркали таъминланди.
Йилни туйинган материални олиш учун аморф бор хам ишлатилган, унинг таркиби 6-90% оралигида булган. Натрий флорид (5-50%), углерод кора (15-40%), боракс (10-45%), натрий хлорид (1-10%), триетаноламин (3- беш%). Барча холатларда икки фазали борид катламлари хосил булган. Ишлов бериладиган сиртни эритмасдан ва ихчам материал таркибида минимал микдордаги бор
микдори (<15%) билан зерикиш булса, пулат устида бир фазали борид катламлари хосил булади.
ХУЛОСА
Металлотермик аралашмаларда бор Б2О3 дан ёки алюминий, кремний, калтсий, магний ва бошкалар билан Nа2B4О7 дан камаяди. Копламаларда кушимча равишда А12О3, NаF, KBF4, FеО ва бошкалар мавжуд булиб, улар узок вакт таъсирида уларнинг баркарор ишлашини таъминлади. Дойгунлик бирлаштирилган ёки алохида вариантлар билан амалга оширилди. Ушбу оммавий ахборот воситаларида, коида тарикасида, бир фазали пластик борид катламлари 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.: 2007 -416 с.
2. Крукович, М.Г. Пластичность борированных слоев [Текст]/ 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 [Текст] /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, 2004. - 424 с.
