Конструкциялық материалдар және термоөңдеу Конструкционные материалы и термообработка Constructional materials and heat treatment Учебное пособие для специальности: 5В071200– «Машиностроение»

60 
Дәріс №10. 
Ұнтақ қорытпалар 
1. Конструкциялық ұнтақ материалдарды қолдану 
2. Ұнтақты қатты қорытпалар 
1. Конструкциялық ұнтақ материалдарды қолдану 
Ұнтақ металлургиясы әдістерімен дайындама ӛндірісі бастапқы 
материалдардың ұнтақтарын алу және дайындау; арнайы аспаптарда 
қажетті пошымымен бұйымдарды престеу; престелген бұйымдардың 
соңғы қасиеттерімен қамтамасыз ететін термиялық ӛңдеуі кіреді. Кейбір 
кездері престеу және қақтала жабысу, қақтала жабысқан жартылай 
ӛнімдерді престеу немесе ӛлшеуге дейін кеуекті брикетті балқыған 
металмен сіңіру операцияларының біріктірілуі қолданылады. Ұнтақ 
металлургия әдістері құрылысы мен қасиеттері бойынша әдетте ұқсас 
материалдарды, сол сияқты ең жаңа қасиеттер кешенімен материалдарды 
да алуға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда конструкциялық материалдардың 
алыну процесі және соңғы ӛлшемдік ӛлшеуді немесе аз механикалық 
ӛңдеуге түсетін дайындамалардың пошымы ӛзгеруін ысырып қояды. 
Конструкциялық ұнтақ материалдар (ҚҰМ) падалану жағдайына 
байланысты екі топқа бӛлінеді: кәдімгі кӛміртекті және легірленген 
болаттарды, шойындар мен түсті металдарды ауыстыратын материалдар 
және арнайы қасиеттерімен материалдар – тозуға тӛзімді, аспаптық, 
ыстыққа тӛзімді, ыстыққа берік, жемірілуге тұрақты, атомдық 
энергетикаға арналған, ерекше физикалық қасиеттерімен, ауыр 
қорытпалар, үйкеліс түйіндеріне арналған материалдар – фракциялық және 
т.б. әртүрлі жағдайларда ҚҰМ физика-механикалық қасиеттері бұйымның 
тығыздығымен, сонымен қатар оларды алыну шарттары бойынша 
анықталады. Жүктелу дәрежесіне байланысты ұнтақ тетіктер тӛрт топқа 
бӛлінеді (1-кесте). 
Аз жүктелген тетіктердің беріктігі мен қатаңдығы есептелінбейді, 
олардың ӛлшемдері конструктивті және технологиялық кӛз қарастармен 
таңдалады. Кәдімгі құйылған және деформацияланған материалдардан 
мұндай тетіктерді алу кезінде ӛте кӛп беріктік және жоғары салмақ 
болады. Сондықтан, осы тетіктердің дайындамаларының массалық 
дайындалуы ұнтақ металлургиясы әдістерімен алу металл шығынын 
азайтуға мүмкіндік береді. Кейбірде легірлеусіз арзан ұнтақ металдарды 
қолдануға болады. 
Қажетті жүктелген тетіктерге шартты түрде статикалық тбір ості созылу 
кзінде 45...65% аспайтын, ұқсас құрамымен кеуексіз материалдар 
сипаттамаларымен сәкес шекті беріктігімен ҚҰМ қамтамасыз ететін 
әсерлік кернеу кезінде пайдаланудың барлық периодында жұмыс істеу 
қабілеттілігі барлар жатады. Оларды кӛміртегі және тӛменгі легірленген 

61 
болаттардың ұнтақтарынан дайындайды. Кӛптеген қажетті жүктелген 
тетіктердің беріктігі мен қатаңдығы есептері жүргізілмейді. Оердың 
ӛлшемдері сондай-ақ конструктивті және технологиялық кӛз қарастардан 
алынады. 
10-кесте. Конструкциялық ұнтақ материалдардың сипаттамалары. 
Жүктеу 
дәрежесі 
бойынша 
тетіктер 
Материалдар
-дың 
тығыздылық 
тотары
Материалдар
- 
дың кеуектігі 
Беріктік
шегі, % 
кеуексіз 
материалдар
- 
дың беріктік 
шегі
Кеуексіз 
материалдар- 
дың берілген 
қасиетерінің 
созымдылығы 
және соққы 
тұтқырлығы,
% 
Ұнтақ 
болаттардың 
тығыздылығы
, 
кг/м
3
Аз 
жүктелу 
1 
25-16 
30-45 
25-35 
6000-6600 
Шамаме
н 
жүктелу 
2 
15-10 
45-65 
35-65 
6700-7100 
Орташа 
жүктелу 
3 
9-2 
65-95 
60-90 
7200-7700 
Ауыр 
жүктелу 
4 
2-ден кӛп 
95-100 
90-100 
7700 кӛп 
Орташа жүктелген тетіктер мәнді статикалық немесе қажетті 
динамикалық жүктеме әсерінде болады. Оларды кӛміртекті және 
легірленген болат, түсі металдар мен қорытпалардың ұнтақтарынан алады. 
Тетіктің қажетті беріктік деңгейі материалдың кеуектігін қамтамасыз етеді. 
Ауыр жүктелген тетіктер жоғары қарқындылығымен статикалық және 
динамикалық кенеуге әсер етеді. Мұндай тетіктердің жұмыс істеу 
қабілеттілігі ҚҰМ-ды қамтамасыз етеді, бұлардың салыстырмалы беріктігі 
кеуексіз материал беріктігіне жақын. 
ҚҰМ жоғары беріктік сипаттамаларын алу үшін екілік престеуді, 
ӛлшеуді, ыстық престеуді, ыстық кӛлемдік штаптауды енгізетін қиын 
технологиялық процестерді қолданады. 
Дайындамаларды 
ұнтақ 
металлургия 
әдістері 
ӛндірісінің 
артықшылығы 
болып 
келесі 
табылады: 
әртүрлі 
қасиеттерімен 
материалдарды пайдалану мүмкіндіктері – баяу балқитын, псевдо 
қорытпалар, кеуекті және т.б.; ӛндірісініңаз қалдығының болуы; қайта 
ӛнделетін ұнтақ материалдардың кірленуінің болмауы; жоғары 
мамандандырылмаған 
жұмыскерелді 
пайдалану; 
технологиялық 
процестердің автоматтандырылуының оңайлығы; 
Ұнтақ металлургиясының кемшіліктері: ӛлшемдерінің шектеулілігі 
және алынатын бұйымның пошымының салыстырмалы оңайлылығы; 
ӛндіріс масштабының ӛте кӛп кезінде қолданылудың үнемқорлығы; 

62 
дайындаманың қалдық кеуектілілігі, олар кейбір кездері құйманың да 
шыңдалманың да қажетті физика-механикалық қасиеттерін алуға 
мүмкіндік бермейді. 
Ұнтақты материалдардың кеуекті және компакты тығыз түрлерін 
ажыратады.
Кеуекті деп ӛңделгеннен кейін кӛлемінде 10…30% қалдық кеуектігі бар 
материалдарды айтады. Бұл материалдар антифрикциялық бӛлшектер 
(мойынтірек, тӛлке) және сүзгілер жасауға қолданылады. Антифрикциялық 
материалдардың үйкеліс коэффициенті ӛте тӛмен болады. Сонымен бірге 
олар жоғары жүктемелерге шыдайды және тозуға тӛзімділігі жоғары.
Ұнтақты материалдардан жасалған мойынтіректердің кеуектері 
майлаушы затпен қанықтырылғандықтан, олар қосымша майлауды қажет 
етпейді. Ӛйткені жұмыс уақытында майлаушы зат кеуектерден шығып 
отырады.
Мойынтіректерді темір-графиттен немесе қола-графиттен жасайды. 
Темір-графит-темір қорытпалары ұнтақтарына 1…7% графит қосып 
алынған материал. Маркалары: ЖГр1, ЖГр2…. ЖГр7. Қола-графиттің 
құрамында 8…10% Sn және 2…4% графит болады.
Темір-графиттің құрылымының металдық негізі перлит болуы керек. 
Мұндай құрылым оған жоғары жылдадықпен жүктемелеуде жұмыс істеуді 
қамтамасыз етеді және тозуы аз болады.
Темір және мыс ұнтақтары негізінде қыздырып біріктірілген 
материалдардан тежегіш және іліністіргіш механизмдерде қолданылатын 
фрикциялық бұйымдар (дискілер,сегменттер) жасалады. Фрикциялық 
бұйымдардың үйкеліс коэффициенті жоғары болуы керек. Сонымен бірге 
олардың механикалық беріктігі мен тозуға тӛзімділігі де жоғары болуы 
қажет. Үйкеліс коэфициентін жоғарылату үшін, олардың құрамына асбест, 
кремний карбиді, бор карбиді, баяу балқитын металдар оксидтері 
қосылады. Ал тозуын азайту үшін, қатты майлаушы зат ретінде графит, 
қорғасын, сульфидтер қосылады.
Мыс негізіндегі фрикциялық қорытпалар болат бӛлшектер мен сұйық 
үйкелісте жұмыс істейтін түйіндерде қолданылады. Фрикциялық 
материалдардың бұл түріне МКS қорытпасы жатады. Оның құрамына 4% 
Fe, 7%графит ,8% Pb, 9% Sn, 0…2% Ni қалганы-мыс.
Құрғақ үйкелісте жұмыс істейтін (автомобиль, трактор т.б. машиналар 
тежегіштерінің бӛлшектері) бұйымдарды жасауға темір негізіндегі 
фрикциялық материалдар қолданылады.
Олардың ішінде кең қолданылатыны-ФМК-11 маркалы материал(15% 
Cu, 9%графит, 3% асбест,3% SiO2, 6% барит). Фрикциялық 
материалдарды жұқа сегмент, тілім пішінді жасап, болат негізіне 
бекітеді.

63 
Кеуекті материалдар сүзгілер жасауда кең қолданылады. Сүзгілер 
тӛлке, құбыр, пластина түрінде никель, темір, титан, алюминий, тотығуға 
тӛзімді болаттар ұнтақтарынан жасалады. Олардың кеуектілігі -45…50%. 
Сүзгілер сұйықтарды, газдарды механикалық қосындылардан тазартуға 
қолданылады.
Магнитті 
металды-керамикалық 
материалдан 
магнитті 
жұмсақ 
(ферриттер), магнитті қатты (тұрақты магниттер) және магнитті 
диэлектриктер жасалады.
Ферриттер 
таза темір ұнтағынан немесе темір тотықтарынан 
жасалады.Оларды тотықтырғыш атмосферада қыздырып біріктіреді.
Тұрақты магниттер алюминиймен, никельмен, мыспен, кобальтпен 
легірленген темір негізінде жасалады. Престеліп, қыздырып біріктірілген 
магниттерді 
қосымша 
термиялық 
ӛңдеуден 
ӛткізеді. 
Металды-
керамикалық тұрақты магниттердің беріктігі құйылып алынған магнттерге 
қарағанда 3…6 есе жоғары.
Магнитті диэлектриктер магниттік және оқшаулағыш материалдардың 
композициясы болып табылады. Оқшаулағыш материалдар металл 
бӛлшектерін магниттік және электрлік түрде ажыратады және 
механикалық біріктіргіш рӛлін атқарады. Оқшаулағыш материалдар 
ретінде фенолды шайырлар, полихлорвинил, силикаттар, каучук т.б. 
қолданылады.
Электр 
түйіскіштік 
материалдарды 
баяу 
балқитын 
металдар 
ұнтақтарының мыспен, күміспен, никельмен қоспасынан жасайды. Баяу 
балқитын металдар (W,Mo,Co,Cd) механикалық қасиеттерін қамтамасыз 
етеді, ал жеңіл ерігіш металдар толтырғыш рӛлін атқарады және жоғары 
электр ӛткізгіштік қасиет береді.
Мысалы, мыспен MB20, MB40, MB60, MB80 маркалы күміспен CM30, 
CM60, CM80, CB30, CB50, CB85 және кадмий оксидімен OK8, OK12, 
OK15 маркалы қорытпалар қолданылады. Электр түйіскіштерін 
монометалл немесе биметалл түрінде жасайды. Олар жылу релелерінде, 
кернеу реттегіштерде, басқару аппаратурасында, ток түрленгіштерінде т,б. 
қолданылады.
Қазіргі уақытта кӛміртекті легірленген болат, қола, жез, титан, 
алюминий қорытпалары ұнтақтарынан жасалған тығыз материалдар кең 
қолданылады. Тығыз материалдардың кеуектігі 1…3% болады. Олар тісті 
дӛңгелектер, мойынтірек корпустары, ілмектер т.б. машина бӛлшектерін 
жасауға қолданылады.
Ұнтақтардан CП10-1…CП10-4, CП30-1…CП30-4, CП60H2D2-2,CП40X-
2, CПX17H2, CПH12X5M3T т.б. маркалы конструкциялық болаттар 
алынады. Олардың маркасындағы С әрпі болат екенін кӛрсетеді, П әрпі 
ұнтақтан жасалғанын кӛрсетеді, ал дефистен кейін тұрған сан материалдың 
кеуектілігін пайызбен кӛрсетеді.

64 
Түсті металдар ұнтақтары негізінде алынған материалдар (AЛП-2, 
AЛПD-2-4, 
AЛПЖ12-4, 
БрПБ-2, 
БрПО10Ц3-3, 
ЛП58Г2-2 
т.б.) 
электротехника, аспаптар жасау ӛндірістерінде қолданылады. Маркаларда 
бірінші әріптер материалдың класын кӛрсетеді. (―АЛ‖-алюминий, ―Б‖-
берилий, ―Бр‖-қола, ―Л‖–жез, ―П‖-ұнтақты қорытпа).
Дефистен кейінгі сан материалдың кеуектілігін пайызбен кӛрсетеді, ал 
қалған әріптер мен сандар материалдың құрамын кӛрсетеді (D-мыс,Ж-
темір,Г-марганец т.б.).
2. Ұнтақты қатты қорытпалар 
Машина жасауда металдарды кесіп ӛңдеудің ӛнімділігін жоғарылату 
мақсатымен арнайы ұнтақты қатты қорытпалар қолданылады. Олардан 
кескіш аспаптардың жүздері жасалады, ал кейбіреуі машина бӛлшектерін 
бақылап қаптау үшін қолданылады.
Кескіш аспаптардың жүздерін жасауға арналған ұнтақ қатты 
қорытпалар баяу балқитын металдардың карбиттерінен және кобальттан 
жасалады. Кобальт бұл қорытпаларда байланыстырушы болып табылады. 
Бұл ұнтақ қорытпалардан престе және жоғары температурада қыздыру 
арқылы алынатын аспаптарға орнатылатын әртүрлі пластиналар, тістер, тіс 
қаптамасы т.б. жасалады. Құрамына байланысты аспаптық қатты 
қорытпалар: металды керамикалық болып екі топқа бӛлінеді.
Металды керамикалық қатты қорытпалар бір, екі және үш карбидті 
болып бӛлінеді. Бір карбидті қатты қорытпалар вольфрам карбиді негізінде 
жасалады да, вольфрамкобальтты деп аталады. Маркалары: BK2, BK3, 
BK4, BK6 т.б. Маркасындағы сан құрамындағы кобальттың шамасын 
пайызбен 
кӛрсетеді(қалғаны-вольфрам 
карбиді). 
Мысалы, 
BK6 
қорытпасында 6% кобальт, 94% вольфрам карбиді бар қорытпалардың бұл 
тобы ең берік болады. Кобальттың шамасы ӛскен сайын қорытпаның соғу 
жүктемесіне қарсыласуы жоғарылайды, ал тозуға тӛзімділігі тӛмендейді. 
Бұл қорытпалармен жабдықтылған кескіш аспаптар шойынды, түсті 
металдармен олардың қорытпаларын кесіп, ӛңдеуде қолданылады. 
Ыстыққа тӛзімділігі 950…1000C-ке тең.
Екі карбидті қатты қорытпалардың құрамында вольфрам карбиді бар, 
сондықтан олар титанвольфрамкобальтті деп аталады. Маркалары-T5K10, 
T15K6, T14K8, T30K4, T60K6. Маркасында T әрпінен кейін тұрған сан 
титан карбидінің шамасын, K әрпінен кейін тұрған сан кобальттың 
шамасын пайызбен кӛрсетеді. Ал қалғаны- вольфрам карбиді. Бұл 
қорытпалардың 
тозуға 
тӛзімділігі 
ВК 
тобы 
қорытпаларымен 
салыстырғанда жоғары, ал беріктігі тӛменірек. Қорытпалар кӛміртекті 
және легірленген болаттарды ӛңдеуде қолданылады. Ыстыққа тӛзімділігі 
1100…1150-ке тең.
Үш карбидті қатты қорытпалардың құрамында титан, вольфрам 
карбидтерімен 
бірге 
тантал 
карбиді 
бар. 
Олар 
титантантал- 
вольфрамкобальты деп аталады. Маркалары- ТТ7K12, TT8K6, TT20K9. 

65 
Маркасында Т әрпінен кейін тұрған сан титан мен тантал карбидтерінің 
шамасын, ал К әрпінен кейін тұрған сан кобальттың шамасын пайызбен 
кӛрсетеді, ал қалғаны- вольфрам карбиді.Бұл қортыпалардың беріктігі ӛте 
жоғары, сондықтан олар ыстыққа тӛзімді болаттарды, титан қорытпаларын 
ӛңдеуде қолданылады. Ұсақ және ерекше ұсақ вольфрам карбидінен 
жасалған қатты қoрытпалардың тозуға тӛзімділігін жоғарылатады. Бұл 
қорытпалардың маркалары BKЗ-M, BK6-M, BK6-OM, B15-OM. Мұнда М 
әрпі вольфрам ұнтағының ұсақ екенін, ал ОМ әріптері ерекше ұсақ екенін 
кӛрсетеді.
Айтылған қатты қорытпалармен бірге вольфрамсыз титан карбиді, 
негізінде, молибден, никель қосылған қатты қорытпаларда қолданылады. 
Маркалары- TM1, TH30, KHT-16 т.б. 
Мысалы, ТМ1 қорытпасының тозуға тӛзімділігі Т30К4 қорытпасымен 
салыстырғанда 2 есе жоғары. Кестеде халықаралық стандарттау ұйымы 
(НСО) бекіткен қатты қорытпалармен ТМД елдерінде қолданылатын қатты 
қорытпалардың сәйкестігі кӛрсетілген. Р тобының қорытпалары 
тоттанбайтын, ыстыққа тӛзімді болаттарды және титан қорытпаларын 
ӛңдеуде, К тобының қорытпалары морт материалдарды, түсті металдардың 
қорытпаларын ӛңдеуде қолданылады. 
Құрамына қымбат және сирек кездесетін металдар кірмейтін аспаптық 
материалдарды іздестірудің нәтижесінде минералды кирамикалық қатты 
қорытпалар жасалған. Олар арнайы термиялық ӛңдеуде ӛткізілген 
негізінде жасалады, түсі ақ болады. Олардың ішінде кең қолданылатыны- 
ЦМ 332 маркалы қорытпа. Ол болат және шойыннан жасалған 
бұйымдарды соңғы таза ӛңдеуде қолданылады.
Кесуші аспапты жасауға керамика- металдық қорытпалар- керметтер 
қолданылады. Олар алюминий тотығы Аl2О3 және вольфрам, титан, 
молибден крбидтерінен жасалады. Маркалары: ВОК60, BOK63, B3. Түсі 
қара 
болады. 
Керметтердің 
беріктігі 
минералды 
керамикалық 
қорытпаларға қарағанда екі есе жоғары, бірақ тозуға тӛзімділігі тӛменірек. 
Керметтер бӛлшектерді таза ӛңдеуде қолданылады.

жүктеу/скачать 1,99 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: