Chang metallurgiya texnologiyalari. Chang metallurgiya usuli Chang metallurgiya usuli yordamida mahsulot ishlab chiqarish

• sof metallar yoki ularning qotishmalari, metallarning metall bo'lmaganlar bilan birikmalari va boshqa turli xil kimyoviy birikmalar bo'lishi mumkin bo'lgan boshlang'ich materiallarning kukunlarini olish va tayyorlash;
• tayyorlangan partiyadan kerakli shakldagi mahsulotlarni maxsus qoliplarda presslash;
• presslangan mahsulotlarni issiqlik bilan ishlov berish yoki sinterlash, ularga yakuniy fizik-mexanik xususiyatlarni berish.

Amalda, texnologiyaning ushbu tipik elementlaridan chetga chiqishlar ba'zan uchrab turadi. Misol uchun, presslash va sinterlash jarayonlari bir operatsiyada birlashtirilishi mumkin yoki oldindan sinterlangan gözenekli briket keyinchalik eritilgan metall bilan singdirilishi mumkin. Belgilangan sxemadan boshqa og'ishlar bo'lishi mumkin, ammo asl kukun aralashmasidan foydalanish va asosiy elementning erish nuqtasidan past haroratda sinterlash o'zgarishsiz qoladi.

Chang metallurgiya usullari bilan tayyorlangan mahsulotlar sinterlangan materiallar deb ataladi.

Chang metallurgiya usullarini birinchi marta rus muhandislari P.G. Sobolevskiy va V.V. Lyubarskiy 1826 yilda Rossiya zarbxonasi nomidan presslash va sinterlash yo'li bilan platina kukunidan tangalar va mahsulotlar tayyorlash usulini ishlab chiqdilar. Buning uchun kukunli metallurgiya usullarini qo'llash zarurati o'sha paytdagi platina erish nuqtasiga (1769 ºS) erishish mumkin emasligi bilan bog'liq edi.

Yuqori haroratlarni olish texnologiyasining rivojlanishi tufayli mahsulot ishlab chiqarishda kukunli metallurgiya usullaridan foydalanish bir muncha vaqt to'xtatildi. Biroq, yigirmanchi asrning boshida, chang metallurgiyasi yana o'tga chidamli metallardan elektr lampalar uchun filamentlarni ishlab chiqarish usuli sifatida qo'llanila boshlandi va mahsulotlarni ishlab chiqarishda chang metallurgiya usullarining ulushi doimiy ravishda oshib bormoqda.

Hozirgi vaqtda chang metallurgiya usullari bilan ishlab chiqarilgan materiallar ishlatilmaydigan sanoatni nomlash qiyin. Masalan, ishlab chiqarish sanoatida bu karbid asboblari, tog'-kon sanoatida - burg'ulash asboblarini jihozlash uchun ishlatiladigan mustahkamlovchi karbid qotishmalari va olmos-metall kompozitsiyalar. Payvandlash texnologiyasida bular payvandlash, maxsus kesish va qoplamalar tayyorlash uchun ishlatiladigan kukunlardir. Mashinasozlik amaliyotida chang metallurgiya usuli yuqori aşınmaya bardoshli, ishqalanishga qarshi va ishqalanish xususiyatlariga ega bo'lgan mashina qismlari va mexanizmlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Zamonaviy elektrotexnikada bular yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi, yaxshi refrakterlik, yuqori darajadagi elektr eroziyaga chidamliligi va zarba yuklari ostida mustahkamlikni ta'minlaydigan kontaktli qurilmalardir.

Kukunli metallurgiyaning rivojlanishini belgilab bergan asosiy afzalliklari quyidagilardan iborat:

• boshqa usullar bilan olish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan materiallarni olish qobiliyati. Masalan, ba'zi o'tga chidamli metallar (volfram, tantal), qotishmalar va o'tga chidamli birikmalar (volfram karbidlari, titan va boshqalar asosidagi qattiq qotishmalar), eritilgan shaklda aralashmaydigan metallarning kompozitsiyalari, ayniqsa, sezilarli farq bilan. erish harorati (volfram - mis), metallar va metall bo'lmaganlar kompozitsiyalari (mis - grafit, alyuminiy - alyuminiy oksidi va boshqalar), gözenekli materiallar (rulmanlar, filtrlar, issiqlik almashinuvchilari va boshqalar);
• metallni tejash va ishlab chiqarish tannarxini sezilarli darajada kamaytirish orqali yuqori texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarga ega bo'lgan ayrim materiallar va mahsulotlarni olish imkoniyati. Masalan, quyma va kesish yo'li bilan qismlarni ishlab chiqarishda metallning 60-80% gacha eshiklarda yo'qoladi yoki chiplarga kiradi;
• sof boshlang'ich kukunlardan foydalanish tufayli quyma qotishmalarga qaraganda kamroq aralashmalar va ma'lum tarkibga aniqroq mos keladigan materiallarni olish qobiliyati.

Bir xil tarkibga va zichlikka ega bo'lgan sinterlangan materiallar ba'zi hollarda ularning tuzilishining o'ziga xos xususiyati tufayli eritilganlarga qaraganda yuqori xususiyatlarga ega. Xususan, sinterlangan materiallar eritilgan qotib qolishning o'ziga xos shartlari tufayli ba'zi quyma metallarda yuzaga keladigan afzal yo'nalish (tekstura) tomonidan kamroq salbiy ta'sir ko'rsatadi. Ba'zi quyma qotishmalarning katta kamchiliklari (yuqori tezlikda ishlaydigan qotishmalar, ba'zi issiqlikka chidamli po'latlar) qotib qolish paytida ajralish natijasida kelib chiqqan mahalliy tarkibning keskin heterojenligidir. Sinterlangan materiallarda strukturaviy elementlarning o'lchamlari va shakllarini boshqarish osonroq bo'ladi va eritilgan metall bilan mumkin bo'lmagan don munosabatlari va shakllari turlarini olish mumkin. Ushbu strukturaviy xususiyatlar tufayli sinterlangan metallar ko'proq issiqlikka chidamli bo'lib, yangi texnologiya materiallari uchun juda muhim bo'lgan harorat va stressdagi tsiklik o'zgarishlar ta'siriga yaxshiroq bardosh beradi.

Chang metallurgiyasi ham uning rivojlanishiga to'sqinlik qiladigan kamchiliklarga ega:

• metall kukunlarining nisbatan yuqori narxi;
• himoya muhitida sinterlash zarurati, bu esa mahsulotlarning narxini oshiradi;
• katta o'lchamdagi mahsulotlarni ishlab chiqarishda qiyinchilik;
• metall va qotishmalarni g'ovak bo'lmagan, ixcham holatda olish qiyinligi;
• sof metallarni olish uchun sof boshlang'ich kukunlardan foydalanish zarurati.

Kukunli metallurgiyaning kamchiliklari va ba'zi afzalliklarini doimiy omillar deb hisoblash mumkin emas. Ular chang metallurgiyaning o'zi va boshqa tarmoqlarning holati va rivojlanishiga bog'liq. Texnologiyaning rivojlanishi bilan chang metallurgiyani ba'zi hududlardan chiqarib tashlash va boshqalarga o'tish mumkin. Shu bilan birga, kukunli metallurgiyaning asosiy afzalliklari doimiy faoliyat ko'rsatadigan omil bo'lib, texnologiyaning yanada rivojlanishi bilan o'z ahamiyatini saqlab qoladi.

Kukun metallurgiyasi - bu metall kukunlari va ulardan mahsulotlar (yoki ularning metall bo'lmagan kukunlari bilan kompozitsiyalari) ishlab chiqarish texnologiyasi. Umuman olganda, kukunli metallurgiyaning texnologik jarayoni to'rtta asosiy bosqichdan iborat: kukunlar ishlab chiqarish, kukunlarni aralashtirish, zichlash (presslash, briketlash) va sinterlash.

Ommaviy ishlab chiqarishda mexanik ishlov berish uchun tejamkor almashtirish sifatida ishlatiladi. Texnologiya bizga yuqori aniqlikdagi mahsulotlarni olish imkonini beradi. Bundan tashqari, boshqa usul bilan olish mumkin bo'lmagan maxsus xususiyatlarga yoki belgilangan xususiyatlarga erishish uchun ham foydalaniladi.

Tarix va imkoniyatlar

Miloddan avvalgi III asrda Misrda chang metallurgiya mavjud edi. e. Qadimgi inklar qimmatbaho metall kukunlaridan zargarlik buyumlari va boshqa artefaktlar yasashgan. Kukun metallurgiya mahsulotlarini ommaviy ishlab chiqarish 19-asr o'rtalarida boshlanadi.

Chang metallurgiyasi ishlab chiqildi va boshqariladigan xususiyatlarga ega eritilmagan quyma komponentlardan yangi materiallar - psevdo-qotishmalarni olish imkonini berdi: mexanik, magnit va boshqalar.

Kukunli metallurgiya mahsulotlari bugungi kunda avtomobilsozlik va aerokosmikdan tortib, elektr asboblari va maishiy texnika ishlab chiqarishgacha bo'lgan turli sohalarda qo'llaniladi. Texnologiya rivojlanishda davom etmoqda

Metall kukunlarini tayyorlash

Metall kukunlarni olishning bir necha yo'li mavjud. Kukunlarning fizik, kimyoviy va texnologik xossalari va zarrachalarning shakli ularni ishlab chiqarish usuliga bog'liq. Quyida metall kukunlarini ishlab chiqarishning asosiy sanoat usullari keltirilgan:

Vorteks, tebranish va shar tegirmonlarida metallarni mexanik silliqlash.

metall titan filtri

Guruch. 1

Eritmalarni (suyuq metallarni) siqilgan havo bilan purkash inert gazlar muhitida amalga oshirildi. Usul 1960-yillarda paydo bo'lgan. Uning afzalliklari - eritmani ko'plab aralashmalardan samarali tozalash qobiliyati, jarayonning yuqori mahsuldorligi va iqtisodiy samaradorligi.

Ruda yoki shkalani qayta tiklash. Eng iqtisodiy usul. Temir kukunining deyarli yarmi rudani kamaytirish orqali olinadi.

Oksidlar va tuzlarni qaytarish eng keng tarqalgan va iqtisodiy usullardan biri hisoblanadi, ayniqsa rudalar, metallurgiya chiqindilari (shkalasi) va boshqa arzon turdagi xom ashyo boshlang'ich material sifatida ishlatilganda. So'zning texnik ma'nosida qaytarilish - qaytaruvchi vosita deb ataladigan moddadan foydalanib, metall bo'lmagan komponentni (kislorod, tuz qoldig'ini) olib tashlash orqali uning kimyoviy birikmasidan metall olish jarayoni. Qaytarilish jarayoni ham oksidlanish jarayonidir. Agar dastlabki kimyoviy birikma (oksid, tuz) metall bo'lmagan tarkibiy qismini yo'qotsa yoki qaytarilsa, qaytaruvchi vosita u bilan reaksiyaga kirishadi yoki oksidlanadi.

Umuman olganda, qaytarilish reaktsiyasini quyidagicha yozish mumkin

MeB + X - Men + HB,

Bu erda Me - kukuni olinishi kerak bo'lgan har qanday metall;

B - qaytarilayotgan dastlabki kimyoviy birikmaning metall bo'lmagan komponenti (kislorod, tuz qoldig'i va boshqalar);

X - kamaytiruvchi vosita;

CB - qaytaruvchi moddaning kimyoviy birikmasi.

O'qlar reaksiya jarayonida hosil bo'lgan metall (Me) va qaytaruvchi birikmaning (CB) o'zaro ta'siri natijasida asl birikmaning (MeB) qayta hosil bo'lishi mumkinligini anglatadi. Qaytarilish reaktsiyasining yuzaga kelish ehtimolini baholash uchun metall birikmasi (MeB) va hosil bo'lgan qaytaruvchi birikma (RC)dagi kimyoviy bog'lanish kuchini tavsiflovchi qiymatlarni solishtirish kerak. Bu miqdorlarning miqdoriy o'lchovi mos keladigan kimyoviy birikma hosil bo'lishi paytida chiqarilgan erkin energiya miqdoridir. Qanchalik ko'p energiya ajralib chiqsa, kimyoviy bog'lanish shunchalik kuchli bo'ladi. Shuning uchun, qaytaruvchi birikma (CB) hosil bo'lishida metall birikma (MeB) hosil bo'lganidan ko'ra ko'proq energiya ajratilgan taqdirdagina qaytarilish reaksiyasi mumkin bo'ladi.

Qaytaruvchi vosita faqat hosil bo'lgan metalldan ko'ra qaytarilayotgan birikmaning metall bo'lmagan tarkibiy qismiga ko'proq kimyoviy yaqinlikka ega bo'lgan modda bo'lishi mumkin. Kukun metallurgiyasida eng keng tarqalgan qaytaruvchi moddalar:

• - vodorod;
• - uglerod oksidi (CO);
• - konvertatsiya qilinadigan tabiiy gaz;
• - dissotsilangan ammiak;
• - endotermik gaz (endogazlar);
• - qattiq uglerod (koks, ko'mir, kuy);
• - metallar.

Vodorod eng faol qaytaruvchi gazlardan biridir. Tabiatda vodorod deyarli hech qachon erkin holatda topilmaydi, shuning uchun uni sanoat ishlab chiqarishning oqilona usullari katta ahamiyatga ega. Vodorod olish va suvni elektroliz qilish uchun temir-bug' usuli deb ataladigan usul amaliy ahamiyatga ega bo'ldi.

Temir-bug' jarayonida vodorod issiq (taxminan 800 ° C) temirni reaktsiyalar bo'yicha suv bug'lari bilan ishlov berish orqali olinadi.

Fe + H2O = FeO + H2

3FeO + H2O = Fe 3 O 4 + H 2

Olingan gaz 98% gacha vodorodni o'z ichiga oladi va ancha yuqori narxga ega, bu uning kukunli metallurgiyada qo'llanilishini cheklaydi.

Suvni elektroliz qilish orqali vodorod olishda elektrolit sifatida gidroksidi (NaOH, KOH) yoki kislotalarning (H 2 SO 4) suvli eritmalari ishlatiladi, chunki toza suv elektr tokini yaxshi o'tkazmaydi. Bunday eritmalar orqali to`g`ridan-to`g`ri oqim o`tkazilganda suv sxema bo`yicha vodorod ionlariga (H+) va gidroksil ionlariga (OH -) parchalanadi.

H 2 O > H + + OH

Vodorod ionlari katodga o'tadi va u erda o'z zaryadini tashlab, vodorod atomlariga aylanadi. Natijada katodda vodorod gazi ajralib chiqadi. Gidroksil ionlari anodda o'z zaryadidan voz kechadi, natijada anodda suv va kislorod hosil bo'ladi. Shu tarzda olingan gaz kamida 99,8% vodorodni o'z ichiga oladi.

Vodorodni qayta tiklash uchun ishlatish uning yuqori narxi tufayli nisbatan cheklangan. Bundan tashqari, vodorodning portlovchi ekanligini unutmaslik kerak va u bilan ishlashda xavfsizlik qoidalariga qat'iy rioya qilish kerak. Vodorodning qaytarilishi volfram, molibden, kobalt, temir, nikel va boshqa ba'zi qotishmalarning kukunlarini ishlab chiqaradi.

Uglerod oksidi odatda reaksiyalarga ko'ra kislorod portlashi yordamida past oltingugurtli koks yoki ko'mirni gazlashtirish orqali ishlab chiqariladi.

Olingan uglerod oksidi (CO) changdan, oltingugurt birikmalaridan, karbonat angidriddan, namlikdan tozalanadi va tozalashdan keyin kamida 92% CO ni o'z ichiga oladi. Olingan uglerod oksidining narxi yuqori, shuning uchun u metall kukunlarini kamaytirish yo'li bilan ishlab chiqarish uchun amalda qo'llanilmaydi. Tabiiy gaz konvertori. Tabiiy gaz tarkibida 93 - 98% metan (CH 4) mavjud. Konversiya jarayoni metanning bug 'bilan 900 - 1100 ° C haroratda va reaksiyaga ko'ra katalizator ishtirokida o'zaro ta'siridan iborat.

CH 4 + H 2 O = 3H 2 + CO

Sanoat pechlarida ishlab chiqarilgan konvertatsiya qilingan gaz 75-76% H2, 22-23% CO ni o'z ichiga oladi. U vodoroddan 8 - 10 barobar arzon va sifatiga qarab temir kukuni, oʻrtacha uglerodli va qotishma poʻlatlar kukunlari, temir-nikel, temir-volfram va boshqa qotishmalarni olishda oksidlarni kamaytirish uchun ishlatiladi.

Dissotsilangan ammiak vodorodning arzon va yaxshi o'rnini bosuvchi vositadir. Ammiakning parchalanishi maxsus reaktorlarda (dissociatorlarda) 600 - 650 ° S haroratda amalga oshiriladi. Dissotsilangan ammiak 75% H 2 va 25% N 2 ni o'z ichiga oladi va kobalt, temir, nikel va volfram kukunlarini ishlab chiqarishda qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi.

Endotermik gaz tabiiy gaz yoki boshqa uglevodorod gazini tashqaridan etkazib beriladigan issiqlik bilan sezilarli darajada havo etishmasligi bilan yoqish orqali ishlab chiqariladi. Endotermik gaz (endogas) yaqinda chang metallurgiyasida keng qo'llanila boshlandi, garchi u vodorodga nisbatan pastroq kamaytirish qobiliyatiga ega. Buning sababi shundaki, u vodoroddan o'n baravar arzonroq va kamroq portlovchi.

Tabiiy gazning to'liq bo'lmagan yonishi jarayoni havo etishmovchiligi mavjud bo'lganda ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchi bosqichda kislorod metan bilan reaksiyaga ko'ra o'zaro ta'sir qiladi

CH 2 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Jarayonning ikkinchi bosqichida ortiqcha metan reaktsiyaga ko'ra hosil bo'lgan CO 2 va H 2 O bilan reaksiyaga kirishadi.

CH 4 + CO 2 = 2CO + 2H 2

CH 4 + H 2 O = CO + 3H 2

Birinchi va ikkinchi bosqich reaktsiyalarining umumiy termal ta'siri salbiydir va shuning uchun jarayonni saqlab turish uchun tashqaridan qo'shimcha issiqlik ta'minoti zarur. Tabiiy gazdan olingan endogaz tarkibida 18 - 20% CO, 38 - 40% H 2, taxminan 1% CO, qolgan N 2 mavjud. Endogaz yordamida temir va o'rta karbonli po'lat kukunlari ishlab chiqariladi.

Qaytarilish yo'li bilan kukunlarni ishlab chiqarishda qattiq uglerod koks, ko'mir va kuyik shaklida ishlatiladi. Bu materiallar kuchli qaytaruvchi moddalardir, chunki ular tarkibida 93-98% uglerod mavjud. Qaytaruvchi moddalar sifatida ishlatiladigan ushbu materiallarning muhim kamchiliklari shundaki, ular tarkibida kukunga o'tadigan va uning xususiyatlarini yomonlashtiradigan kiruvchi aralashmalar (oltingugurt, kul, namlik) mavjud.

Metallotermik. Kimyoviy birikmani metall bilan qaytarish jarayoni qaytaruvchi metallning kislorodga yoki birikmaning boshqa metall bo'lmagan elementiga qaytariladigan metallga nisbatan ko'proq yaqinligiga asoslanib, metallotermik deb ataladi. Kaltsiy, magniy, alyuminiy, natriy, kaliy, tsirkoniy va berilliy kislorodga yuqori yaqinlikka ega. Amalda metallotermik qaytarilish reaksiyalarini amalga oshirish uchun asosan kaltsiy, magniy, alyuminiy va natriy ishlatiladi.

Olingan metall bilan qotishmalar yoki boshqa birikmalar hosil qilmasligini ta'minlash uchun metallarni kamaytirish talab qilinadi. Haddan tashqari kamaytiruvchi vosita, shuningdek, reaktsiyaning qo'shimcha mahsulotlari qaytarilgan metalldan butunlay ajratilishi kerak.

Metallotermik qaytarilish titan, tantal, niobiy va qotishma po'latlarning kukunlarini ishlab chiqaradi.

Elektrolitik usul.

Metall kukunlarini ishlab chiqarishning fizik-kimyoviy usullari orasida sanoat taqsimotida elektrolitik usul pasayishdan keyin ikkinchi o'rinda turadi.

Elektroliz yo'li bilan kukunlarni ishlab chiqarish izolyatsiya qilingan metall yoki uning erigan tuzlari birikmalarining suvli eritmalarini ular orqali to'g'ridan-to'g'ri elektr tokini o'tkazish yo'li bilan parchalashni va keyinchalik katodda tegishli metall ionlarini chiqarishni o'z ichiga oladi.

Elektroliz jarayonida tuzlar, kislotalar va asoslar eritmasi bo'lgan elektrolitda elektr tokining o'tkazilishi ushbu kimyoviy birikmalar molekulalarining dissotsiatsiyasi natijasida hosil bo'lgan musbat va manfiy ionlarning harakati orqali amalga oshiriladi. Elektrolitdagi ionlar tashqi elektr maydoni bo'lmaganda xaotik tarzda harakat qiladi. Elektr maydoni qo'llanilganda ionlarning harakati tartibli bo'ladi va kationlar katodga, anionlar esa anodga o'tadi.

Elektr toki manbai elektronlarni bir qutbdan boshqasiga o'tkazadigan vosita yoki nasos turidir. Elektronlarning katodda majburiy harakati natijasida katodda ortiqcha manfiy zaryadlangan elektronlar hosil bo'ladi va u manfiy zaryadga ega bo'ladi va anod bir oz elektronni yo'qotib, oladi; ijobiy zaryad.

Chiqarilgan metall ionlarining manbai bu metalldan tashkil topgan anod va uning eruvchan birikmasini o'z ichiga olgan elektrolitdir. Erimaydigan anoddan foydalanilganda, chiqarilgan metall ionlarining manbai faqat elektrolitlardir.

Metall ionining atomga aylanishi ma'lum miqdorda energiya sarflashni o'z ichiga oladi. Shuning uchun birinchi navbatda kamroq energiya talab qiladigan tushirish jarayoni sodir bo'ladi. Shu munosabat bilan elektroliz ham tozalash jarayonidir, chunki elektrolitda mavjud bo'lgan barcha kationlar ma'lum sharoitlarda katodda ajralib chiqa olmaydi. Bunday holda, elektroliz usuli hatto ifloslangan boshlang'ich materiallardan foydalanishga imkon beruvchi yuqori toza kukunlarni olish imkonini beradi.

Katodda elektroliz sharoitlariga qarab, zich qatlamlar, shimgichli yumshoq cho'kindi va bo'sh cho'kindi ko'rinishidagi qattiq mo'rt konlarni olish mumkin. Kukun olish uchun qattiq va shimgichli cho'kmalar maydalanadi, bo'sh cho'kindilar esa tayyor kukun sifatida ishlatiladi. Katod konining tuzilishiga ta'sir qiluvchi asosiy omillar:

• - chiqarilgan metall ionlarining konsentratsiyasi;
• - elektrolitlar harorati;
• - oqim zichligi.

Chiqarilgan metall ionlarining kontsentratsiyasi katod konining miqdori va sifatiga ta'sir qiladi. Elektroliz jarayonida katodda metallning chiqishi uning butun yuzasi bo'ylab emas, balki alohida joylarda, kristallanishning birlamchi markazlarida boshlanadi. Chiqarilgan metall ionlari kontsentratsiyasining oshishi ushbu markazlarning tezlashtirilgan oziqlanishini keltirib chiqaradi, natijada zich cho'kma hosil bo'ladi. Elektrolitdagi metall ionlari kontsentratsiyasining pasayishi bo'sh cho'kma hosil bo'lishi uchun sharoit yaratadi. Biroq, agar konsentratsiya juda past bo'lsa, elektrotransfer jarayonida boshqa ionlar ishtirok etadi, bu esa katod konining miqdorini kamaytiradi.

Elektrolitlar harorati. Haroratning oshishi bilan ionlarning harakatchanligi oshadi, ularning o'tishi tezlashadi va katodda kationlarning ortib borayotgan konsentratsiyasi saqlanib qoladi. Shu bilan birga, chiqarilgan metallning elektrolitlar bilan kimyoviy o'zaro ta'sirining intensivligi oshadi, bu katoddagi metall konining miqdorini pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, elektrolitlarning uchuvchanligi oshadi, ish sharoitlari yomonlashadi. Amalda, suvli eritmalarning elektrolizi 40 - 60 ° C elektrolitlar haroratida amalga oshiriladi va eritmalarning elektrolizi bo'shatilgan metallning erish nuqtasidan past haroratda, minimal yon jarayonlarni ta'minlaydi.

Oqim zichligi - 1 m2 elektroddan o'tadigan oqim. U ish faoliyatini tavsiflovchi asosiy omil bo'lgan oqim kuchini vannadagi katodlar yoki anodlarning umumiy ish maydoni bilan bog'laydi:

bu erda P - oqim zichligi, (A / m2);

J - oqim kuchi, A;

S - katodlar yoki anodlarning umumiy ish maydoni, m2.

Hammomdagi katod va anod oqimining zichligi bir-biriga to'g'ri kelmaydi, chunki katodlar va anodlarning umumiy sirtlari har doim bir qator sabablarga ko'ra bir-biridan farq qiladi. Yuqori oqim zichligida katodning birlik maydoniga ko'proq ionlar chiqariladi va shuning uchun ko'plab asosiy kristallanish markazlari hosil bo'ladi. Kristal o'sishining past tezligi tufayli kichik, dispers cho'kmalar hosil bo'ladi. Shu bilan birga, yuqori oqim zichligi katodda qo'shimcha mahsulotlarning chiqarilishiga olib keladi va yotqizilgan metall konlari miqdorini kamaytiradi. Bundan tashqari, katod oqimining zichligi oshishi bilan anodik oqim zichligi ham ortadi, buning natijasida yon ionlarning ajralishi anodda boshlanadi, bu esa texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlarning yomonlashishiga olib keladi. Shuning uchun oqim zichligi maksimal ruxsat etilgan va optimal qiymatdan oshmasligi kerak.

Oqim zichligining o'zgarishi vannadagi oqim kuchini o'zgartirish yoki doimiy oqim kuchida katodlar sonini (katod yuzasi) o'zgartirish orqali amalga oshiriladi.

Elektroliz va katod konining xususiyatlariga boshqa omillar ham ta'sir qiladi. Xususan, elektrodlar orasidagi masofa, kukun hosil bo‘lish muddati, elektrolitning kislotaligi, undagi begona ionlarning mavjudligi, elektrolitning aylanish tezligi, elektrodlar sirtining shakli va holati va boshqalar. omillar.

Barcha metallarning kukunlarini olish uchun elektrolizdan foydalanish mumkin. Hozirgi vaqtda mis, temir, kumush, rux, nikel, kadmiy, qalay, surma kukunlari va ularning qotishmalari elektroliz orqali olinadi.

Kukunlarni ishlab chiqarishning elektrolitik usuli past mahsuldorlik va hosil bo'lgan kukunning ancha yuqori narxi bilan tavsiflanadi. Biroq, elektrolitik kukunlarning tozaligi va yuqori texnologik xususiyatlari asosan usulning kamchiliklarini qoplaydi.

Karbonillarning dissotsiatsiyasi. Karbonillar - uglerod oksidi bilan metallarning kimyoviy birikmalari bo'lib, ularni Me a (CO) c umumiy formulasi bilan ifodalash mumkin. Karbonil usuli ba'zi metallarning uglerod oksidi (CO) ta'sirida karbonillar deb ataladigan murakkab birikmalar hosil qilish qobiliyatiga asoslangan bo'lib, ular ma'lum sharoitlarda dissotsiatsiyalanib, kukunlar hosil qiladi. Kukunlarni ishlab chiqarishda bunday birikmalarga qo'yiladigan umumiy talab ularning uchuvchanligi va hosil bo'lish va termal parchalanishning past haroratidir.

Kukunlarni ishlab chiqarish uchun karbonil jarayoni reaksiyalarga ko'ra ikki bosqichda amalga oshiriladi:

Me a B c + cCO > Me a (CO) c

Me a (SO) s > aMe + sSO

Birinchi bosqichda ballast moddasi (B c) bilan birgalikda metall (Me) ni o'z ichiga olgan xom ashyo (Me a B c) uglerod oksidi (CO) bilan o'zaro ta'sirlanib, oraliq mahsulot - karbonil [Me a (CO) hosil qiladi. c], u yuqori uchuvchanligi tufayli balast aralashmalaridan ajratilgan va uning sof shaklida to'plangan.

Ikkinchi bosqichda oraliq mahsulot (karbonil) metallga va uglerod oksidiga qizdirilganda ajraladi, bu odatda jarayonning birinchi bosqichiga qaytariladi.

Karbonil jarayonining birinchi bosqichi metall karbonil sintezi, ikkinchisi esa karbonilning termal parchalanishi deb ataladi.

Karbonil sintezi jarayonida uglerod oksidi (CO) gazsimon molekulalari manba material yuzasida adsorbsiyalanadi, ular metallolom, metallni qayta ishlash chiqindilari, oksidlangan rudalar va boshqalar bo'lishi mumkin, keyinchalik ular metall bilan kimyoviy o'zaro ta'sirga kirishadi. xom ashyoning tarkibiy qismi.

Olingan karbonil birikma dastlab metall yuzasida qoladi, yopishish kuchlari tomonidan ushlab turiladi va keyin undan gaz shaklida chiqariladi. Karbonil hosil bo'lish reaktsiyasi uglerod oksidi xom ashyo tarkibidagi metall yuzasiga, ya'ni qattiq moddadan tashqarida, uning yoriqlari va teshiklarida aloqa qilgan joyda sodir bo'ladi. Karbonil hosil bo'lishiga harorat sharoitlari, shuningdek, reaktsiyani inhibe qiluvchi yoki tezlashtiradigan moddalarning mavjudligi ta'sir qiladi.

Karbonilning metall va uglerod oksidiga termal dissotsiatsiyasi odatda nisbatan past haroratda sodir bo'ladi. Metall atomlari va gazsimon uglerod oksidi molekulalari birinchi bo'lib paydo bo'ladi. Chang zarralari bug'li metallning kristallanishi natijasida hosil bo'ladi. Birinchidan, embrionlar hosil bo'ladi, so'ngra ulardan turli shakldagi kukun donalari o'sadi.

Yadrolanish tezligi va metall kristallarining hosil bo'lish tezligiga apparatdagi vakuum darajasi, metall bug'ining kontsentratsiyasi va asosan harorat ta'sir qiladi. Nisbatan past haroratda yuqori haroratga qaraganda sezilarli darajada ko'proq yadro hosil bo'ladi. Metall bug'ining konsentratsiyasining ortishi va apparatdagi vakuumning pasayishi yadrolarning shakllanishiga yordam beradi.

Embrionlarning rivojlanish shartlari ularning shakllanishi shartlaridan farq qiladi. Kristalning o'sish tezligi jarayonning harorati va metall bug'ining konsentratsiyasiga ham bog'liq. Shu bilan birga, vakuumning chuqurligi metall zarrachalarining shakli va hajmiga ta'sir qiladi. Chuqur vakuum sharoitida qirralari yaxshi shakllangan juda kichik zarrachalar hosil bo'ladi. O'rtacha vakuumda har xil o'lchamdagi muntazam kristallar aralashmasi hosil bo'ladi va sayoz vakuumda dendritlar paydo bo'ladi. Sanoat miqyosida karbonil usulida nikel, temir, kobalt, xrom, molibden, volfram va boshqa ba'zi metallarning kukunlari ishlab chiqariladi. Usul shuningdek, polimetall kukunlari, masalan, temir-nikel, temir-molibden, temir-kobalt va temir-nikel-molibdenni olish imkonini beradi. Bunday holda, tegishli metallarning karbonillari aralashmasi termal parchalanishga uchraydi. Karbonillarning o'zlari alohida tayyorlanadi. Karbonil bug'i bilan birga parchalanish apparatiga boshqa metalning kukuni kiritilsa, qotishmalar ham olinishi mumkin. Karbonil kukun zarralari yuzasida parchalanadi va qotishma hosil bo'ladi.

Gidrometallurgiya usuli. Usul xlor metallurgiyasining usullaridan biri bo'lib, boshqa ma'lum usullarni qo'llash mumkin bo'lmaganda, nodir metallar va moddalarni yuqori sof holatda olish uchun xlor va xloridlarning faol xususiyatlaridan foydalanadi. Usul nikel, xrom, vanadiy va boshqa qotishma elementlarni o'z ichiga olgan murakkab rudalardan qotishma kukun olish uchun ham qo'llanilishi mumkin, ular hozirgi vaqtda ushbu elementlarning katta yo'qotishlari bilan qayta ishlanadi.

Usulning mohiyati shundaki, metall o'z ichiga olgan materialni kamaytirish jarayoni sodir bo'ladi. Olingan mahsulot xlorid kislotasi bilan ishlanadi, buning natijasida metall quyidagi sxema bo'yicha xloridlar hosil qiluvchi eritmaga kiradi:

Me + HCl > MeCl + H 2

Cho'kindida erimaydigan komponentlar (chiqindi jinslar, kul va boshqalar) qoladi. Eritma filtratsiya cho'kmasidan ajratiladi, to'yingan konsentratsiyaga qadar bug'lanadi va kristallanishga uchraydi. Olingan xlorid kristallari vodorod bilan qaytariladi.

Murakkab rudalarga kelsak, eritmaga temir, nikel, xrom, vanadiy, marganets kiradi. Erimaydigan cho'kma mustaqil qiymatga ega, chunki temir va ba'zi qotishma elementlarni eritmaga o'tkazgandan so'ng, u boshqa komponentlar bilan boyitiladi.

Xlorid usuli yordamida rudalardan qotishma temir olish imkoniyatini tavsiflovchi termodinamik nuqtai nazardan, uchta asosiy operatsiya qiziqish uyg'otadi:

• - rudani qovurishni kamaytirish;
• - qovurilgan rudani xlorid kislotada eritish;
• - xloridlarning kamayishi.

Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, 700 - 1000 ° C harorat oralig'ida kamaytiruvchi otish paytida temir va nikel oksidlarini kamaytirish mumkin. Belgilangan harorat oralig'ida boshqa metallarning oksidlari kamaymaydi. Shu bilan birga, temir borligida xrom va marganets oksidlarining kamayishi mumkin, bu qattiq eritma (Fe - Me) hosil bo'lishi bilan birga keladi, bu pasaytirilgan metallning kislorodga yaqinligini kamaytiradi.

Berilgan bog'liqliklardan kelib chiqadiki, temir ishtirokida gazning muvozanat tarkibi vodorod va uglerod oksidida yomonroq bo'ladi. Va temirdagi xrom va marganets eritmasining shakllanishi xrom va marganets oksidlarini kamaytirish jarayonini sezilarli darajada osonlashtiradi va uni past haroratlarga o'tkazadi.

Binobarin, murakkab rudalarni qaytaruvchi qovurish jarayonida temir, nikel, xrom, marganetsni kamaytirish mumkin, qovurilgan ruda esa xlorid kislotada eritilganda ular eritmaga kirib, xloridlar hosil qiladi. Rudalarni tashkil etuvchi qolgan elementlarning oksidlari bu sharoitda kamaymaydi va erimaydigan qoldiqga aylanadi.

Bu haroratlarda marganets va xrom xloridlari kamaymaydi. Biroq, ularning metall temir ishtirokida kamayishi 600 - 700 ° S haroratda temirdagi xrom va marganetsning qattiq eritmasi hosil bo'lishi bilan mumkin.

Shunday qilib, termodinamik hisoblar kombinatsiyalangan rudalardan qotishma temir olish uchun xlorid usulining asosiy operatsiyalarini amalga oshirish imkoniyatini ko'rsatadi. Yonish vaqtida temir va nikel oksidlarini 700 - 1000 ° S haroratda va undan bardoshli xrom va marganets oksidlarini - 900 - 1000 ° C da metall temir ishtirokida bu elementlarning qattiq eritmalari hosil bo'lishi bilan kamaytirish mumkin. temirda. Ruda xlorid kislotada eritilganda, asosiy elementlar eritmaga kirib, xloridlarni hosil qiladi, ularning kamayishi 600 - 700 ° S haroratda mumkin.

Murakkab rudalardan xlorid usulida qotishma temir olishning texnologik jarayoni 58-rasmda keltirilgan. Ruda maydonchasida o'rtacha hisoblangan ruda maydalash bo'limiga kiradi. Bu erda qattiq qaytaruvchi vosita ham taqdim etiladi. Maydalash jarayonida ruda va qaytaruvchi bir xilda aralashtiriladi. Tayyorlangan aralash pasaytirish oloviga yuboriladi. Jarayonni tezlashtirish uchun otish gazni kamaytiruvchi vosita yordamida amalga oshiriladi. Qaytarilgan qovurilgan ruda xlorid kislotasi bilan to'ldirilgan eritish reaktorlariga yuboriladi.

Eritishning dastlabki bosqichi vodorodning intensiv chiqishi bilan birga tez sodir bo'ladi, u quritish va tozalash tizimlaridan o'tib, xloridlarning qaytarilishi bilan ta'minlanadi. Xlorid kislota kontsentratsiyasining pasayishi va qattiq fazaning sirt maydoni kamayishi bilan erish reaktsiyasi tezligi pasayadi. Yakuniy bosqichda eritish jarayonini tezlashtirish uchun reaksiya hajmi reaktorlarning bug 'ko'ylaklariga beriladigan bug' bilan isitiladi.

Olingan pulpa, erimaydigan qoldiq zarralarini o'z ichiga oladi, filtrlash uchun oziqlanadi, u erda eritma erimaydigan qoldiqdan ajratiladi. Filtrlangan eritma bug'lanish va kristallanish uchun yuboriladi.

Xlorid kristallari qaytarilish uchun yuboriladi, bu esa vodorod yordamida amalga oshiriladi. Qaytarilish jarayonida hosil bo'lgan vodorod xlorid xlorid kislotaning qayta tiklanishi uchun beriladi.

Gidrometallurgiya usulining asosiy afzalliklari kukunning yuqori tozaligi va metall o'z ichiga olgan xom ashyoni eritish va xloridlarni kamaytirish bosqichlarida hosil bo'lgan vodorod va xlorid kislotaning deyarli to'liq tiklanishini o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, erimaydigan cho'kma o'zining mustaqil qiymatiga ega, chunki hosil bo'lgan metall eritmaga o'tkazilgandan so'ng u boshqa qimmatli komponentlar bilan boyitiladi.

Qotishma metall o'z ichiga olgan xomashyodan foydalanganda, hosil bo'lgan kukun tarkibini murakkab xloridlarni tanlab kamaytirish yo'li bilan sozlash mumkin.

Vakuumda metall tayoqqa qo'llaniladigan kuchli oqim yordamida. Kukun alyuminiy ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Sanoat sharoitida maxsus kukunlar, shuningdek, cho'ktirish, karburizatsiya, uchuvchi birikmalarni termal dissotsiatsiyalash (karbonil usuli) va boshqa usullar bilan olinadi.

Kukunli mahsulotlar ishlab chiqarish

Kukunli metallurgiya yordamida qismlarni ishlab chiqarish uchun odatiy texnologik jarayon quyidagi asosiy operatsiyalardan iborat: aralashtirish, qoliplash, sinterlash va kalibrlash.

Aralashmani tayyorlash

Aralashtirish - mikserlar yordamida turli xil kimyoviy va granulometrik tarkibdagi metall kukunlari yoki metall kukunlari bilan metall bo'lmaganlar aralashmasidan bir hil mexanik aralashmani tayyorlash. Aralashtirish - bu tayyorgarlik operatsiyasi. Ba'zi metall presslash kukunlari ishlab chiqaruvchilari tayyor aralashmalarni etkazib berishadi.

Kukunli kalıplama

Mahsulotlar metall qoliplarda yuqori bosim ostida (30-1000 MPa) sovuq presslash yo'li bilan qoliplanadi. Odatda, qattiq yopiq qoliplar ishlatiladi va matbuot asbobi odatda vertikal ravishda yo'naltiriladi. Kukun aralashmasi matritsa bo'shlig'iga erkin quyiladi, volumetrik dozalash pastki zımbaning zarbasi bilan tartibga solinadi. Bosish bir yoki ikki tomonlama bo'lishi mumkin. Matbuot kukuni yuqori va pastki zımbalar orasidagi matritsaning bo'shlig'ida briketlanadi (yoki o'tishlari bo'lgan mahsulotda bir nechta zarbalar). Shakllangan briket matritsa bo'shlig'idan pastki zımba bilan suriladi. Kalıplama uchun mexanik, gidravlik yoki pnevmatik haydovchiga ega bo'lgan maxsus presslash uskunalari qo'llaniladi. Olingan ixcham tayyor mahsulotning o'lchami va shakliga ega, shuningdek, sinterlash pechiga ishlov berish va tashish uchun etarli kuchga ega.

Tab. 1 Chang metallurgiya uchun ixtisoslashtirilgan gidravlik presslarga misol va ularning xususiyatlari

Sinterlash

Bir hil metall kukunlaridan mahsulotlarni sinterlash metallning erish nuqtasidan past haroratda amalga oshiriladi. Haroratning oshishi va sinterlash davomiyligining oshishi bilan qisqarish va zichlik oshadi va donalar orasidagi aloqa yaxshilanadi. Oksidlanishni oldini olish uchun sinterlash qaytaruvchi atmosferada (vodorod, uglerod oksidi), neytral gazlar (azot, argon) atmosferasida yoki vakuumda amalga oshiriladi. Bosish monolit mahsulotga aylanadi, texnologik bog'lovchi yonib ketadi (sinterlash boshida).

Kalibrlash

Mahsulotlarni kalibrlash kerakli o'lchamli aniqlikka erishish, sirt sifatini yaxshilash va kuchini oshirish uchun zarur.

Qo'shimcha operatsiyalar

Ba'zida qo'shimcha operatsiyalar qo'llaniladi: moylash materiallari bilan emdirish, mexanik modifikatsiya, termal, kimyoviy ishlov berish va boshqalar.

Titan kukuni metallurgiyasi

Ishlab chiqarilgan titan va uning asosidagi qotishmalarning asosiy ulushi vakuumli qayta eritishga to'g'ri keladi. Bunday holda, metall uchuvchi aralashmalar va vodorodni olib tashlash uchun qo'shimcha ravishda tozalanadi. Shu bilan birga, titan kukunidan siqilgan ignabargli vakuumli sinterlash ham sezilarli tozalash effektiga ega. Shuning uchun, bir qator mahsulotlar va mahsulotlar uchun, ayniqsa, sof titan kukunidan foydalanganda, kukunli metallurgiya usullarini qo'llash foydali, ba'zan esa zarurdir.

Kukunli titan va uning qotishmalari to'g'ridan-to'g'ri ishlatiladi: pirotexnikada, ba'zi plastik mahsulotlar uchun inert plomba sifatida va vino va oziq-ovqat sanoatida idishlarni qoplash uchun, oluvchilar, ba'zi katalizatorlar va boshqalar.

Barcha turdagi gözenekli mahsulotlarni, korroziyaga chidamli filtrlarni ishlab chiqarish uchun faqat chang metallurgiya usullaridan foydalanish mumkin ... turli xil eritmalar, neft mahsulotlari, agressiv gazlar va boshqalar.

Konstruktiv maqsadlar uchun bir qator mahsulotlar, ayniqsa murakkab konfiguratsiyalar yoki katta partiyalarda ishlab chiqariladigan kichik qismlar, titan kukunlari yoki uning qotishmalarini tayyor mahsulot shakllariga yaqin shakllarga bosish, so'ngra sinterlash yoki issiq presslash orqali ishlab chiqarish foydaliroqdir. kukunlar, qoliplarda sinterlangan blankalarni issiq zarb qilish va boshqa metallarning chang metallurgiyasida qo'llaniladigan boshqa usullar. Shu bilan birga, lavha, novda, quyma va prokat buyumlarini kesish yoki shtamplash yo'li bilan mahsulotlarni ishlab chiqarishda quymalarni burish va chiplar va kesish uchun metallning yo'qotilishi va chiqindilarini kamaytirish hisobiga katta tejashga erishiladi.

Bosim bilan keyingi ishlov berish uchun kukunlardan sinterlash yo'li bilan ish qismlarini ishlab chiqarish ba'zi hollarda vakuumli eritishdan ko'ra arzonroqdir, ayniqsa qotishma qo'shimchalarining bir xil taqsimlanishini ta'minlash uchun ikki marta qayta eritilishi kerak bo'lgan qotishmalarni ishlab chiqarishda.

Kukunli metallurgiya usullaridan foydalangan holda, qotishma elementlarni asl titan kukuni bilan kukun shaklida aralashtirish orqali ularning yanada bir xil taqsimlanishini ta'minlash mumkin. Dastlabki kukunlarni darhol qotishmalar shaklida olish mumkin, masalan, elektroliz yo'li bilan titan kukunlarini ishlab chiqarishda eruvchan anod materialiga qotishma metallarni yoki ularning birikmalarini elektrolitga qo'shish.

TsNIIchermet titan dioksidi aralashmasini kaltsiy gidrid bilan qotishma elementlarning oksidlari bilan birgalikda kamaytirish orqali qotishma elementlarni kiritish usulini ishlab chiqdi.

Chang metallurgiya usullari zichligi bo'yicha farq qiluvchi fazalarni ajratish tufayli erishi mumkin bo'lmagan qotishma elementlarning tarkibiga ega bo'lgan bir hil qotishmalarni olish imkonini beradi.

Titan qotishmalaridan novda va simli payvandlash elektrodlarini ishlab chiqarishda titan kukunlari aralashmasidan sinterlangan ignabargli materiallarni kerakli qotishma qo'shimchalar, shu jumladan o'tga chidamli karbidlar, bir xil qotishmalar bilan ekstruziya qilish usuli yordamida sezilarli texnik va iqtisodiy samaraga erishiladi. tarqatish qiyin yoki erishi mumkin emas.

Kukunli metallurgiya usullaridan foydalangan holda, bir qator kislorodsiz titan birikmalari ishlab chiqariladi: titan gidrid, karbid, nitrid, karbonitrit, titan borid, qattiq qotishmalarni ishlab chiqarishda, yuqori haroratli texnologiyada ma'lum mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. sirt qoplamasi aşınmaya bardoshli materiallar va boshqalar.

Titan kukuni metallurgiyasida titan shimgichni maydalash, titan dioksidini kaltsiy gidrid bilan kamaytirish, shuningdek, titan va uning qotishmalari chiqindilarini gidrogenlash va elektrolitik tozalash orqali olinadigan kukunlar qo'llaniladi. Katta va o'rta o'lchamdagi yopishqoq titan shimgichni maydalash uchun uni mo'rt qilish uchun uni oldindan namlash tavsiya etiladi. Vodorodlangan shimgich bo'laklaridan olingan kukun eng nozik shimgich fraktsiyalariga qaraganda kamroq aralashmalarni o'z ichiga oladi.

Silliqlash, gidrogenlash, dehidrogenlash, titan kukunini qotishma qo'shimchalar bilan aralashtirish va kukunlarni saqlashda ular oksidlanish va azotning singishidan himoyalangan bo'lishi kerak, shunda metall tarkibidagi kislorod va azot miqdori ruxsat etilgan chegaralardan oshmasligi kerak. Xususan, 0,05 mm dan kichik kukunlar maydalanmasligi kerak.

Siz to'g'ridan-to'g'ri oksidlanishga chidamli bo'lgan titan gidrid kukunini yoki gidrid va dehidrogenlangan kukun aralashmasini bosishingiz mumkin. Mo'rt gidrid kukunini bosish qiyinroq va undan tayyorlangan briketlar kamroq kuchga ega, ammo sinterlash paytida titan gidridining parchalanishi natijasida ulardagi nuqsonlar yuqori bo'lgan faol metall kristallari hosil bo'lishi tufayli tezroq sinterlanadi. vakuum. Titan kukunlari va titan gidrid aralashmasini sinterlashda faollashtirilgan sinterlash ham sodir bo'ladi.

Titan kukuni yoki uning gidridining kichik bo'laklari 3,5 dan 8 T / sm2 gacha bosim ostida po'lat preformlarda presslanadi.

50-100 kg va undan ortiq og'irlikdagi katta ish qismlari gidrostatik presslash yordamida presslanadi.

Sinterlash 10-4 mmHg vakuumda amalga oshiriladi. Art. 1200--1400 ° S da. Titanning (a-titan) olti burchakli modifikatsiyasining 880 ° C da sodir bo'lgan kub b-titanga aylanishi atomlarning harakatchanligini oshirishga yordam beradi, bu esa sezilarli darajada erishishga imkon beradi. bu nisbatan past haroratlarda sinterlash jarayonida qisqarish. Sinterlashda vodorodning ko'p qismi chiqarilganda haroratni sekin-asta 500-800 ° S gacha oshirish kerak.

Titan gidriddan sinterlangan mahsulotlarning yakuniy porozligi 12-14% chiziqli qisqarish bilan taxminan 2% ni tashkil qiladi. Shunday qilib, gidrid bilan püskürtülmüş mahsulotlarning zichligi 3,2-3,8 g / sm3 bo'lgan holda, 1300 ° S da 8 soat davomida sinterlangandan so'ng, zichlik 4,45 g / sm3 ga oshadi. Sinterlash jarayonida katta qisqarish tufayli gidrid kukunlaridan aniq belgilangan o'lchamdagi mahsulotlarni olish mumkin emas.

Shimgichni maydalash natijasida olingan qo'pol taneli titan kukuni bilan ishlaganda, 1000 ° C da 15 soat va 1200 ° S da 4 soat sinterlashdan so'ng, faqat 4 - 5% chiziqli qisqarish kuzatiladi. Zich metallni olish uchun ish qismini oraliq zarb qilish (siqishni) va takroriy sinterlash kerak.

SSSRda va xorijda chang metallurgiya usullaridan foydalangan holda dispers o'tga chidamli qattiq qo'shimchalarni kiritish orqali titan va uning qotishmalarining issiqlikka chidamliligini oshirish bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. Titan kukunlari va uning qotishmalarini bosim bilan (qobiqli yoki qobiqsiz) qayta ishlash, shu jumladan vakuumda issiq bosim bilan ishlov berish bo'yicha ishlar ishlab chiqilmoqda, bu so'nggi paytlarda bir qator o'tga chidamli metallarni qayta ishlashda muhim ahamiyatga ega. Bu prokat (g'ovak va g'ovak bo'lmagan) varaqlar va chiziqlar, ekstruziya va zarb qilish jarayonlarini o'z ichiga oladi.

Boshqa metallarning kukunli metallurgiyasida o'zlashtirilgan yangi samarali usullarni, masalan, issiq gazli izostatik presslash (II-bob, 5-bandga qarang), impulsli presslash, issiq chiqindilarsiz zarb qilish, blankalar va shaklli mahsulotlarni shakllantirish uchun foydalanish imkoniyati qiziqish uyg'otadi. shtamplardagi titan va uning qotishmalarining kukunlari va boshqalar.

Titan va uning qotishmalaridan tayyorlangan blankalar va mahsulotlarni ishlab chiqarish va qayta ishlashning yangi usullarini ishlab chiqish titan va uning qotishmalarining kukunli metallurgiyasida ishlab chiqarish ko'lamini va mahsulotlar assortimentini intensiv ravishda kengaytirish uchun sharoit yaratadi.

Titan kukuni metallurgiyasining rivojlanishi ishlab chiqarishning hozirgi holatiga ko'ra, birinchi navbatda chiqindilarni qayta ishlashga asoslangan. Titan va uning qotishmalari va ulardan tayyorlangan mahsulotlar ishlab chiqarishda chiqindilar hosil bo'ladi, bu asl titan shimgichni ishlab chiqarishning 70% dan ortig'ini tashkil qiladi. Titan va uning qotishmalaridan hosil bo'lgan barcha chiqindilarning taxminan 50% sifatsizdir; Ular tarkibidagi kislorod, azot va boshqa aralashmalarning ko‘pligi, shuningdek, qotishma elementlarning (alyuminiy, marganets, vanadiy, qalay va boshqalar) nazoratsiz bo‘lganligi sababli ularni eritishga aralashtirib bo‘lmaydi. turli qotishmalar. Bunday chiqindilarni yoki hech bo'lmaganda uning muhim qismini yuqorida tavsiflangan usullardan biri (gidrogenlash, keyin gidrometallurgiya, elektrolitik tozalash) yordamida kukunlarga aylantirish foydalidir.

Titan kukunlari iste'moli ortib borishi va turli xil ilovalar uchun ularga qo'yiladigan turli xil texnik talablar, shuningdek, ularning narxini pasaytirish talablari kengayishi bilan ularni ishlab chiqarishning boshqa usullarini ishlab chiqish zarurati paydo bo'lishi mumkin. Shunday qilib, titan kukunini to'g'ridan-to'g'ri uning asosiy yarim tayyor mahsuloti - titanium tetraxloriddan birlamchi ishlab chiqarish usullari orasida natriy-termik pasaytirish usuli e'tiborga loyiqdir, bu bir bosqichda amalga oshirilganda juda nozik taneli toza kukun hosil qiladi. Natriy termal kukunini, shuningdek, magniy termal shimgichni va undan kukunni qotishma uchun titanium xloridni kamaytirishdan oldin qotishma elementlarning (molibden, alyuminiy, vanadiy va boshqalar) ba'zi xloridlarini qo'shish qiziqish uyg'otadi.

Titan va uning qotishmalarining arzon kukunlarini olishning yangi usullarini izlashda arzon va elektr o'tkazuvchan anodli materiallarni karbonitridlar va oksikarbidlar shaklida qo'llash imkoniyati qiziqish uyg'otadi. Ular titan rudasi kontsentratlarini uglerod-termik ochish yo'li bilan olinadi va keyinchalik ulardan elektrolitik tozalash yo'li bilan titan kukuni ishlab chiqariladi.

Agar magniy bilan qisqartirilgan titan shimgichni tetrakloriddan qisman ajratish jarayoni amalga oshirilsa, undan keyin gidrogenlash, maydalash va aralashmalarni yuvish jarayoni amalga oshirilsa, maydalangan va yuvilgan gidridning bir qismi dehidrogenatsiya yo'li bilan titan kukunini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.

Ba'zi ilovalar uchun, masalan, yuqori o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan filtrlarni ishlab chiqarish uchun, titanium kukunlari va uning sferik zarracha shakliga ega qotishmalaridan foydalanish qiziqish uyg'otadi. Bunday kukunlar eritmadan inert gaz bilan atomizatsiya qilish, elektr yoyida eritilgan aylanadigan titan elektrodni atomizatsiya qilish yoki inert gaz oqimida plazma isitish orqali ishlab chiqariladi.

Kelajakda arzon titan kukunlari kukunli metallurgiya ehtiyojlaridan sezilarli darajada oshib ketadigan miqdorda ishlab chiqarilishi mumkin bo'ladi. Titan kukunlari quyma titanium qotishmalarini ishlab chiqarish uchun vakuumli qayta eritish uchun ham yuborilishi mumkin.

Shunday qilib, titan ishlab chiqarishda eritish va chang metallurgiya usullari bir-birini to'ldirib, parallel ravishda ishlab chiqilishi kerak.

Kukun metallurgiyasi - metall kukunlari va metallga o'xshash birikmalar, yarim tayyor mahsulotlar va ulardan tayyorlangan mahsulotlar yoki ularning aralashmalarini metall bo'lmagan kukunlar bilan asosiy komponentni eritmasdan ishlab chiqarish usullari majmuasini o'z ichiga olgan texnologiya sohasi.

Metallni qayta ishlashning turli xil usullaridan chang metallurgiyasi alohida o'rin tutadi, chunki u nafaqat turli shakl va maqsadlardagi mahsulotlarni olish, balki boshqa har qanday usulda olish juda qiyin yoki imkonsiz bo'lgan tubdan yangi materiallarni yaratishga imkon beradi. yo'l. Bunday materiallardan noyob xususiyatlarni olish mumkin va ba'zi hollarda ishlab chiqarishning iqtisodiy ko'rsatkichlari sezilarli darajada oshadi. Ushbu usul bilan deyarli ko'p hollarda materialdan foydalanish darajasi taxminan 100% ni tashkil qiladi.

Chang metallurgiyasi mahsulot qismlarining turli ish sharoitlari uchun keng qo'llaniladi. Chang metallurgiya usullari maxsus xususiyatlarga ega bo'lgan mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun qo'llaniladi: asboblar va mashinalarning ishqalanish birliklari (vulkalar, laynerlar, tayanch yuvish mashinalari va boshqalar), konstruktiv qismlar (tishli g'ildiraklar, kameralar va boshqalar), ishqalanish qismlari (disklar, prokladkalar) uchun ishqalanishga qarshi qismlar. , va hokazo.), asboblar materiallari (kesuvchilar, kesuvchi plitalar, matkaplar va boshqalar), elektronika va radiotexnika sanoati uchun elektr qismlari (kontaktlar, magnitlar, ferritlar, elektr cho'tkalar va boshqalar), kompozit (issiqlikka chidamli va boshqalar) .) materiallar.

Qadim zamonlarda metall kukunlari ham ishlatilgan. Mis, kumush va oltin kukunlari barcha ma'lum davrlarda keramika va rangtasvirda dekorativ maqsadlarda bo'yoqlarda ishlatilgan. Qazishmalar paytida qadimgi misrliklarning temir qurollari (miloddan avvalgi 3000 yil) Dehlidagi mashhur temir yodgorlik milodiy 300 yilga toʻgʻri keladi; 19-asrgacha yuqori haroratni (taxminan 1600-1800 S) olishning ma'lum usullari mavjud emas edi. Bu temir buyumlarni kritik usulda yasagan: birinchidan, 1000 haroratdagi temirchilikda. Temir rudasini ko‘mir bilan kamaytirish natijasida kritsa (gubka) olindi, keyinchalik u qizdirilgan holatda qayta-qayta zarb qilingan va jarayon porozlikni kamaytirish uchun zarbxonada qizdirish orqali yakunlandi. Kiev Rusida temir yangi davrdan 1400 yil oldin olingan.

Domna ishlab chiqarishning paydo bo'lishi bilan kritsa tark etildi va chang metallurgiyasi unutildi.

Chang metallurgiyani qayta tiklash va uni maxsus texnologik qayta ishlash usuliga aylantirish uchun rus olimlari P.G. Sobolevskiy va V.V. Lyubarskiy, 1826 yilda ingliz Uolstanning ishidan uch yil oldin, platina kukunini bosish va sinterlash texnologiyasini ishlab chiqdi.

Kukunli metallurgiya usulidan foydalangan holda mahsulot tayyorlashning odatiy ishlab chiqarish texnologiyasi to'rtta asosiy operatsiyani o'z ichiga oladi: 1) boshlang'ich material kukunini olish; 2) blankalarni shakllantirish;

3) sinterlash va 4) pardozlash. Ushbu operatsiyalarning har biri tayyor mahsulot xususiyatlarini shakllantirishga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Metall kukunlari ishlab chiqarish va ularning xossalari. Hozirgi vaqtda metall kukunlarini ishlab chiqarishning ko'plab usullari qo'llaniladi, bu ularning xususiyatlarini o'zgartirishga imkon beradi, ularning sifati va iqtisodiy ko'rsatkichlarini belgilaydi.

An'anaviy ravishda metall kukunlarini ishlab chiqarishning ikkita usuli mavjud: 1) fizik va mexanik; 2) kimyoviy-metallurgik Kukunlarni ishlab chiqarishning fizik-mexanik usuli bilan boshlang'ich materialning kukunga aylanishi boshlang'ich materialning kimyoviy tarkibini o'zgartirmasdan qattiq yoki suyuq holatda mexanik silliqlash orqali sodir bo'ladi. Jismoniy va mexanik usullarga maydalash va maydalash, purkash, granulyatsiya qilish va maydalangan materialni kesish kiradi. Kimyoviy-metallurgiya usuli bilan dastlabki materialning kimyoviy va agregativ holati o'zgaradi. Kukunlarni kimyoviy va metallurgiya ishlab chiqarishda asosiy usullar quyidagilardir: oksidlarni qaytarish, metallarni elektroliz qilish, karbonil birikmalarini termik dissotsiatsiyalash.

Kukunlarni ishlab chiqarishning mexanik usullari. Qattiq materiallarni maydalash - tashqi kuchlar ta'sirida ularni yo'q qilish orqali dastlabki zarracha o'lchamlarini kamaytirish, maydalash, maydalash yoki ishqalanish bilan ajralib turadi, mo'rt metallarni va ularning qotishmalarini, masalan, kremniy, surma, xrom, marganets, ferroqotishmalar, magniyli alyuminiy qotishmalari Yopishqoq egiluvchan metallarni (mis, alyuminiy va boshqalar) maydalash qiyin. Bunday metallarga kelsak, xom ashyo sifatida metallni qayta ishlash jarayonida hosil bo'lgan chiqindilarni (talaş, qirqish va boshqalar) ishlatish eng maqbuldir.

Silliqlashda materialga har xil turdagi ta'sirlar birlashtiriladi: statik - siqish va dinamik - ta'sir, kesish - ishqalanish, birinchi ikki tur katta zarrachalarni ishlab chiqarishda, ikkinchi va uchinchi - nozik silliqlashda sodir bo'ladi. Qattiq jismlarni maydalashda sarflangan energiya elastik va plastik deformatsiya va parchalanish, maydalash jarayonida ishtirok etuvchi materiallarni qizdirish ishlarini bajaradi.

Dag'al silliqlash uchun, jag', rulo va

konusning maydalagichlari va yuguruvchilari; bu kattalikdagi zarrachalarni hosil qiladi

Yupqa uchun xom ashyo bo'lgan 1 --- 10 mm

silliqlash, kerakli metallarni ishlab chiqarishni ta'minlash

lik kukunlar. Nozik silliqlash uchun manba materiali

shuningdek, torna, burg'ulash, fre-

don va boshqa kesish operatsiyalari; kesishda

Deyarli har qanday men uchun 3...5 mm o'lchamdagi chiplarni oling.

kesish rejimlarini o'zgartirish, burchaklarni kesish va kiritish orqali

tebranish harakatlari

Olingan materialning oxirgi silliqlashi aylanadigan to'p, tebranish yoki sayyora markazdan qochma, vorteks va bolg'a tegirmonlarida amalga oshiriladi. Bilyali tegirmon (1-rasm) zarracha o'lchamlari bir necha birlikdan o'nlab mikrometrgacha bo'lgan nisbatan nozik kukunlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan eng oddiy apparatdir.

1-rasm. Koptoklarning tegirmonda harakatlanish sxemalari: a-surma rejimi, b-prokat rejimi, c-erkin sirpanish rejimi, d-kritik tezlik rejimi.

2-rasm. Vibratsiyali tegirmon sxemasi: 1-barabanli korpus, 2-aylanuvchi vibrator, 3-spiral

buloqlar, 4-elektr dvigatel, 5-elastik mufta.

Tegirmonga silliqlash vositalari yuklanadi

(po'lat yoki karbid to'plari) va ezilgan material.

Baraban aylanganda, ishqalanish tufayli to'plar ko'tariladi

ma'lum bir balandlik va shuning uchun bir nechta silliqlash rejimlari mumkin

Sinovlar: 1) sirpanish, 2) dumalash, 3) erkin tushish,

4) barabanning kritik aylanish tezligida to'plarning harakati.

To'plar aylanuvchi barabanning ichki yuzasi bo'ylab siljish paytida, material baraban devori bilan o'zini bir birlik sifatida tutadigan sharlar massasining tashqi yuzasi o'rtasida aşınmaya uchraydi. Aylanish tezligi oshgani sayin, to'plar ko'tariladi va eğimli yuzadan pastga aylanadi va ishqalanish sharlarining sirtlari orasida silliqlash sodir bo'ladi. Bu holda ishlaydigan ishqalanish yuzasi ko'p marta kattaroqdir va shuning uchun birinchi holatga qaraganda materialning kuchli aşınması sodir bo'ladi. Yuqori aylanish chastotasida to'plar eng katta balandlikka ko'tariladi va pastga tushib (1-rasm, a) dumaloq sharlar orasidagi materialning ishqalanishi bilan to'ldirilgan maydalash effektini yaratadi. Bu eng intensiv silliqlash. Aylanish tezligining yanada oshishi bilan sharlar tegirmon tamburi bilan birga aylanadi va silliqlash amalda to'xtaydi.

Silliqlashning intensivligi materialning xususiyatlari, ishchi o'lchamlarning nisbati - barabanning diametri va uzunligi, silliqlash organlarining massasi va o'lchamlari va maydalanadigan material o'rtasidagi nisbat bilan belgilanadi. D:L=3...5 (D - diametri, L - baraban uzunligi) da maydalash harakati ustunlik qiladi, D: L da.<3 - истирающее действие; для измельчения пластичных металлов это соотношение должно быть меньше трех.Масса размольных тел считается оптимальной при 1,7...2 кг размольных тел на 1 л объема бара-бана. Соотношение между массой размольных тел и измельчаемого материала составляет 2,5...3. Для интенсивного измельчения это соотношение увеличивают.Диаметр размольных шаров не должен превышать 1/20 диаметра мельницы. Для увеличения интенсивности измельчения процесс проводят в жидкой среде, препятствующей распылению материала и слипанию частичек. Количество жидкости составляет 0,4 л на 1кг размалываемого материала. Длительность измельчения:от нескольких часов до нескольких суток. В производстве используют несколько типов шаровых мельниц. В различных типах шаровых мельниц соотношение средних размеров частиц порошка до и после измельчения, называемое степенью измельчения, составляет 50. . . 100.

Materiallar zarrachalariga tashqi kuchlar ta'sirining yuqori chastotasida tebranish tegirmonlari qo'llaniladi (2-rasm). Bunday tegirmonlarda materialga ta'siri o'zgaruvchan kattalikdagi siqish va kesish kuchlarini hosil qiladi, bu esa kukun zarralarining charchoq buzilishini keltirib chiqaradi. 2-rasmda ko'rsatilgan tegirmonda 2...4 mm amplitudali 1000-3000 aylanish chastotasida aylanuvchi muvozanatsiz mil - vibrator 2 tegirmon korpusining 1 silliqlash korpuslari va maydalagich bilan aylana harakatlarini keltirib chiqaradi. material. Bunday holda, silliqlash sharli tegirmonlarga qaraganda ko'proq intensiv ravishda sodir bo'ladi.

Qiyin maydalanadigan materiallarni nozik silliqlash ko'pincha silliqlash uchun ishlatiladigan sharlar bilan sayyora markazdan qochma tegirmonlarda amalga oshiriladi. Sayyoraviy markazdan qochma tegirmonlardagi shar tegirmonlari bilan solishtirganda, silliqlash yuzlab marta kuchliroq va bir vaqtning o'zida bir necha baravar kam mahsuldordir, shuning uchun bu tegirmon davriy, lekin ezilgan materialning cheklangan yuki bilan uzluksiz (to'p kabi) emas.

Plastmassa materiallarni maydalash uchun silliqlash jarayoni qo'llaniladi, unda ezilgan materialning zarralari o'zlari halokatli zarbalar beradi. Shu maqsadda vorteksli tegirmonlar qo'llaniladi.

Suyuq metallarni purkash va granulyatsiya qilish erish nuqtasi 1600 S gacha bo'lgan metall kukunlarini olishning eng oddiy va arzon usuli hisoblanadi: alyuminiy, temir, po'lat, mis, rux, qo'rg'oshin, nikel va boshqa metallar va qotishmalar.

Eritmani maydalashning mohiyati eritish oqimini yuqori energiya bilan to'yingan gaz yoki suyuqlik bilan yoki mexanik purkash yoki eritma oqimini suyuq muhitga (masalan, suv) quyish orqali maydalashdan iborat. Ko'pgina variantlardan eng ko'p ishlatiladigan metallni püskürtme sxemasi 1-rasmda ko'rsatilgan. 3, texnologik birlikning asosiy qismi nozuldir.

Püskürtme uchun metall elektr pechlarida eritiladi, eritmaning xususiyatlariga va kukun sifatiga qo'yiladigan talablarga qarab, püskürtme havo, azot, argon, geliy bilan, oksidlanishdan himoya qilish uchun esa - inert gaz bilan amalga oshiriladi. . Havoni atomizatsiya qilish kukunlarni tayyorlashning eng iqtisodiy usuli hisoblanadi. Atomizatsiya jarayonining asosiy parametrlari: gaz oqimining bosimi va harorati, eritma harorati. Buzadigan amallar uchun sovutish muhiti suv, gaz yoki organik suyuqlik bo'lishi mumkin.

Har xil purkash sharoitlarida chang zarralarining tomchisimon, sharsimon va boshqa shakllari olinadi. Zarrachalar o'lchamlari 1 mm dan millimetrning yuzdan bir qismigacha.

Kimyoviy-metallurgiya usuli

Metalllarni oksidlar va tuzlardan olish. Eng oddiy qaytarilish reaksiyasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:

MeA+X=Me+XA+-Q

Bu erda Me har qanday metall, A - metall bo'lmagan komponent (kislota

vodorod, xlor, ftor, tuz qoldig'i va boshqalar) qayta tiklanadigan

metallning kimyoviy birikmasi, X - qaytaruvchi, Q - issiqlik

qichqiriq reaktsiyasi ta'siri

O'qlar qaytaruvchi moddada bir vaqtning o'zida qaytarilgan metall birikmalarining mavjudligini va MeA asl birikmasining qayta hosil bo'lishi mumkinligini ko'rsatadi. Qaytaruvchi vosita tanlangan jarayon haroratida hosil bo'lganidan ko'ra pasaytirilgan birikmaning metall bo'lmagan tarkibiy qismiga ko'proq ritmik yaqinlikka ega bo'lgan modda bo'lishi mumkin. Qaytaruvchi moddalar sifatida vodorod, uglerod oksidi, dissotsilangan ammiak, konvertatsiya qilingan tabiiy gaz, endotermik va tabiiy gazlar, koks, termal ko'mir va ko'mir, metallar (kaltsiy, magniy, alyuminiy, natriy, kadmiy va boshqalar) ishlatiladi. MeA birikmasi va hosil bo'lgan qaytaruvchi birikma XA o'rtasidagi kimyoviy bog'lanishning mustahkamligi qaytarilish reaktsiyasining yuzaga kelish ehtimolini baholash imkonini beradi. Miqdoriy o'lchov ("kimyoviy yaqinlik o'lchovi") - bu tegishli kimyoviy birikma hosil bo'lganda chiqarilgan erkin energiya miqdori. Qanchalik ko'p energiya ajralib chiqsa, kimyoviy birikma shunchalik kuchli bo'ladi, boshqacha aytganda, qaytaruvchi XA ning birikmasi Me + A = reaktsiyasi bilan MeA metall birikmasi hosil bo'lganidan ko'ra ko'proq energiya ajratsa, qaytarilish reaktsiyasi mumkin. MeA. Qaytarilish reaktsiyasi doimo issiqlik energiyasini chiqarishi kerak.

Reduksiya yo'li bilan kukun ishlab chiqarishning texnologik amaliyoti. Temir kukunlari oksidlangan rudani yoki tegirmon shkalasini kamaytirish yo'li bilan olinadi. Temir oksidlarini kamaytirishning mavjud usullari xilma-xildir.

Temirni kamaytirish usullari bo'yicha tasniflash sxemasi 4-rasmda keltirilgan.

Temir oksidlarini kamaytirish.

Qattiq uglerodli gazning kombinatsiyalangan usuli

_____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

Ommaviy partiya Briketlangan partiya

____________________________________________________________________

To'xtatilgan holat Suyuqlangan yotoq Statsionar yotoq

________________________________

________________________________________________________________________

Qadamli maxsus tunnelli muffle shaft pechkasi - aylanuvchi halqa

birliklari o'choq o'tish o'choq pastki o'choq o'choq

___________ __________ __________ _________ ___________ ___________ ________

_______________________________________________________________

____________________________________________

O'rtacha bosimda, tiklanish - Yuqori bosimda, tiklanish - Oddiy bosimda

sovutish suvi gazi, p=4-6 att sovutuvchi gaz, p=20-40 att qaytaruvchi gaz

Yuqori haroratlarda, O'rtacha haroratlarda Yuqori haroratlarda

t=800-850 C t=500-600 C t>1000 S

Fig.4 Temir oksidlarini kamaytirish uchun mavjud usullarning tasnifi.

Mis, nikel va kobalt kukunlari oson olinadi

bu metallarning oksidlarini kamaytirish, chunki ular bor

kislorodga past yaqinlik. Kukunlar ishlab chiqarish uchun xom ashyo

Bu metallar yoki mis oksidi Cu2O, CuO, nikel oksidi

NiO, oksid - kobalt oksidi Co2O3,Co3O4 yoki shkaladan

prokat sim, choyshab va boshqalar. Qayta tiklash mu-

namat yoki vodorod dissotsilangan eritmali quvurli pechlarda

meiac yoki aylantirilgan tabiiy gaz. Harorat qaytdi

harorat nisbatan past: mis - 400...500 ~ S, nikel -

700”...750 S, kobalt - 520..570 S. Jarayon davomiyligi

20..25 mm oksid qatlami qalinligi bilan tiklanish 1...3 soat. Keyin

tiklanish, siz osongina ishqalanadigan shimgichni olasiz

Volfram kukuni volfram angidrididan olinadi, u volfram kislotasi H2WO4 (700...800 S da kalsinatsiya) yoki ammoniy paratungstat 5(Na4)2O*12WO3*11H2O (300S va undan ortiq haroratda parchalanish) parchalanishi mahsuloti hisoblanadi. Qaytarilish yoki vodorod bilan 850..900 S haroratda yoki uglerod bilan 1350..1550 S haroratda elektr pechlarida amalga oshiriladi.

Bu usul (kamaytirish) molibden kukunlarini ishlab chiqaradi

titan, sirkoniy, tantal, niobiy, qotishma po'latlar va qotishmalar

Elektroliz

Bu usul kimyoviy toza mis kukunlarini ishlab chiqarish uchun eng tejamkor hisoblanadi. Elektrolizning fizik mohiyati (5-rasm) shundan iboratki, elektr toki o'tganda elektrolit vazifasini bajaradigan suvli eritma yoki erigan metall tuzi eriydi, metall katodga yotqiziladi, bu erda uning ionlari Me + ne ajraladi. = Me Elektrokimyoviy transformatsiya jarayonining o'zi chegara elektrod (anod yoki katod) - eritmada sodir bo'ladi. Chiqarilgan metall ionlarining manbai odatda ushbu metalldan tashkil topgan anod va uning eruvchan birikmasini o'z ichiga olgan elektrolitdir. Nikel, kobalt, sink kabi metallar har qanday eruvchan metallardan bir hil zich donador cho'kindilar shaklida ajralib chiqadi. Kumush va kadmiy oddiy eritmalardan shoxlangan kristallitlar shaklida, siyanid tuzlari eritmalaridan esa zich cho'kindi shaklida cho'kadi. Cho'ktirilgan kukunning zarracha o'lchamlari oqim zichligiga, kolloidlar va sirt faol moddalarning mavjudligiga bog'liq. Yog'ingarchilikning tabiatiga elektrolitning tozaligi, elektrod materiali va uni qayta ishlash tabiati katta ta'sir ko'rsatadi.

Elektroliz samaradorligi asosida baholanadi

Faraday qonunining elektrokimyoviy ekvivalent uchun qo'llanilishi

Bu erda q - elektrodda chiqarilgan kukun miqdori, G, J - oqim kuchi, A, T - vaqt, H, C - elektrokimyoviy ekvivalent tufayli elektrodda chiqarilgan kukun miqdori har doim nazariy jihatdan kamroq aniq jarayonlarning yuzaga kelishi.

Karbonil jarayoni

Karbonillar - uglerod oksidi Me(CO)C bo'lgan metall birikmalari bo'lib, ular past hosil bo'lish va parchalanish haroratiga ega. Ushbu usul yordamida kukunlarni olish jarayoni ikki asosiy bosqichdan iborat:

· boshlang'ich birikmadan karbonil olish

MeaXb+cCO=bX+Mea(CO)c,

metall kukunlari hosil bo'lishi

Mea(CO)c= aMe+cCO

Bunday birikmalar uchun asosiy talab - ularning oson uchuvchanligi va hosil bo'lish va termal parchalanishning past haroratlari (qaynatish yoki sublimatsiya). Birinchi operatsiyada - karbonil sintezida - karbonilni keraksiz X moddasidan ajratish karbonilning uchuvchanligi tufayli amalga oshiriladi. Ikkinchi bosqichda karbonilning dissotsiatsiyasi (parchalanishi) uni isitish orqali sodir bo'ladi. Bunday holda, hosil bo'lgan CO gazi karbonillarning yangi qismlarini hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Karbonillarni sintez qilish uchun metall o'z ichiga olgan xom ashyolardan foydalaniladi: talaşlar, bezaklar, metall shimgichlar va boshqalar. Karbonil kukunlari tarkibida uglerod, azot, kislorod (1...3%) aralashmalari mavjud. Kukun quruq vodorodda yoki vakuumda 400...600 S haroratgacha qizdirilganda tozalanadi.Bu usulda temir, nikel, kobalt, xrom, molibden, volfram kukunlari olinadi.

Kukunlarning xossalari. Metall kukunlari xossalari kimyoviy, fizik va texnologik xossalari bilan tavsiflanadi. Metall kukunining kimyoviy xossalari kimyoviy tarkibga bog'liq bo'lib, bu kukunni olish usuliga va boshlang'ich materiallarning kimyoviy tarkibiga bog'liq. Kukunlardagi asosiy metalning miqdori 98...99% ni tashkil qiladi. Maxsus xususiyatlarga ega bo'lgan mahsulotlarni ishlab chiqarishda, masalan, magnit, toza kukunlar ishlatiladi. Kukundagi aralashmalarning ruxsat etilgan miqdori ularning tayyor mahsulotdagi ruxsat etilgan miqdori bilan belgilanadi. Temir, mis, nikel, volfram va boshqa ba'zi oksidlar uchun istisno qilinadi, ular qaytarilish ishtirokida qizdirilganda, kukunlarning sinterlanishini yaxshilaydigan faol metall atomlarini osongina hosil qiladi. Bunday oksidlarning kukun tarkibidagi miqdori 1...10% bo'lishi mumkin. Metall kukunlari yuzasida adsorbsiyalangan va ishlab chiqarish jarayonida yoki keyingi qayta ishlash jarayonida zarrachalar ichida ushlangan katta miqdordagi gazlarni (kislorod, vodorod, azot va boshqalar) o'z ichiga oladi sirt qatlamlarida kuch maydonlarining to'yinmaganligi. Kukun zarralari kichrayganda, bu zarralar tomonidan gazlarning adsorbsiyasi kuchayadi.

Kimyoviy birikmalarni kamaytirishda gazlarning bir qismi - qaytaruvchi moddalar va gazsimon reaktsiya mahsulotlari chiqib ketishga vaqtlari yo'q va ular erigan holatda yoki pufakchalar shaklida bo'ladi. Elektrolitik kukunlar vodorodni o'z ichiga oladi, u katodda metallning cho'kishi bilan bir vaqtda chiqariladi. Karbonil kukunlari erigan kislorod, uglerod oksidi va karbonat angidridni o'z ichiga oladi, atomizatsiyalangan kukunlar esa zarrachalar ichida mexanik ravishda tutilgan gazlarni o'z ichiga oladi.

Ko'p miqdorda gazlar kukunlarning mo'rtligini oshiradi va presslashni qiyinlashtiradi. Sinterlash jarayonida siqilgan ish qismidan gazlarning intensiv chiqishi mahsulotlarning yorilishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, presslashdan oldin yoki uni qayta ishlash jarayonida changni vakuumlash qo'llaniladi, bu gazlarning katta miqdorini olib tashlashni ta'minlaydi.

Kukunlar bilan ishlashda ularning toksikligi va piroforligi hisobga olinadi. Deyarli barcha kukunlar inson tanasiga zararli ta'sir ko'rsatadi, ammo ixcham shaklda (changning kichik zarralari shaklida) ko'pchilik metallar zararsizdir. Piroforiklik, ya'ni. havo bilan aloqa qilganda o'z-o'zidan yonish qobiliyati, bu kukunning yonishi va hatto portlashga olib kelishi mumkin. Shuning uchun kukunlar bilan ishlashda maxsus xavfsizlik choralariga qat'iy rioya qilinadi. Zarrachalarning fizik xossalari bilan xarakterlanadi; shakli, hajmi va granulometrik tarkibi, o'ziga xos sirt maydoni, zichligi va mikroqattiqligi.

Zarrachalar shakli kukun ishlab chiqarish usuliga qarab

tegishli zarracha shaklini oling: sharsimon - avtomobil bilan -

purkashda bonil usuli, shimgichli - tiklash paytida,

parchalanish - sharli tegirmonlarda silliqlashda, disk shaklida

· vorteksli silliqlash bilan, dendritik - elektroliz bilan, tomchi shaklida - püskürtme bilan. Bu zarracha shakli kukunni keyingi qayta ishlash jarayonida (silliqlash, tavlanish, granulyatsiya) biroz o'zgarishi mumkin. Zarrachalar shakli mikroskop yordamida nazorat qilinadi. Zarrachalarning shakli siqilgan mahsulotning zichligi, mustahkamligi va xususiyatlarining bir xilligiga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Zarrachalar hajmi va granulometrik tarkibi. Kukunlarning muhim qismi mikrometrning o'ndan bir qismigacha bo'lgan o'lchamdagi kukun zarralari aralashmasidir. Har xil o'lchamdagi zarrachalar hajmlarining kukunning umumiy hajmiga miqdoriy nisbati granulometrik tarkib deb ataladi.

Muayyan sirt maydoni kukunning birlik hajmi yoki massasida mavjud bo'lgan barcha zarrachalarning tashqi yuzalarining yig'indisidir. Metall kukunlari 0,01 dan 1 m2 / g gacha bo'lgan o'ziga xos sirt maydoni bilan tavsiflanadi (alohida kukunlar uchun - volfram uchun 4 m2 / g, karbonil nikel uchun 20 m2 / g). Kukunning o'ziga xos yuzasi uni olish usuliga bog'liq va presslash va sinterlash orqali sezilarli darajada ta'sir qiladi.

Zichlik. Piknometr deb ataladigan kukun zarrasining haqiqiy zichligi ko'p jihatdan yopiq teshiklarning aralashmalari, kristall panjara nuqsonlari va boshqa sabablarga bog'liq bo'lib, zichlik konus bo'lgan qurilma - piknometrda aniqlanadi ma'lum bir hajm va birinchi bo'lib hajm kukunining 2/3 qismiga to'ldiriladi va tortishdan keyin kukunni namlaydigan va unga kimyoviy jihatdan inert bo'lgan suyuqlik qo'shing. Keyin kukun va suyuqlik yana tortiladi. Va tortish natijalariga ko'ra, suyuqlikdagi kukunning massasi va uni egallagan hajmi aniqlanadi. Massani hajmga bo'lish kukunning piknometrik zichligini hisoblash imkonini beradi.

Kukun zarrachasining mikroqattiqligi uning deformatsiyalanish qobiliyatini tavsiflaydi. Deformatsiya qilish qobiliyati ko'p jihatdan kukun zarrasidagi aralashmalar va kristall panjara nuqsonlari tarkibiga bog'liq. Mikroqattiqlikni o'lchash uchun 0,5...200g tartibli yuk ostida zarrachaning tuproq yuzasiga tepa burchagi 136 bo'lgan olmos piramidasi bosiladi. O'lchov PMT-2 va PMT-Z mikroqattiqligini o'lchash uchun asboblar yordamida amalga oshiriladi.

Kukunning texnologik xossalari quyidagilar bilan belgilanadi: massa zichligi, suyuqligi, siqilishi va qoliplanuvchanligi.

Ommaviy zichlik - bu hajm erkin to'ldirilganda kukun hajmining birligiga to'g'ri keladigan massa.

Kukunning oquvchanligi birlik hajmini to'ldirish tezligini tavsiflaydi va vaqt birligida ma'lum diametrli teshikdan quyilgan kukun massasi bilan aniqlanadi. Kukunning suyuqligi asbobni to'ldirish tezligini va bosish paytida ish faoliyatini belgilaydi. Kukunning suyuqligi odatda kukun zarralarining solishtirma sirt maydoni va pürüzlülüğü ortishi va ularning shakli murakkablashishi bilan kamayadi. Oxirgi holat zarrachalarning nisbiy harakatini murakkablashtiradi.

Namlik ham kukun oqimini sezilarli darajada kamaytiradi.

Siqilish va shakllanuvchanlik. Kukunning siqiluvchanligi deganda kukunning bosimga qarab presslash vaqtida ma'lum zichlikka ega bo'lish xususiyati tushuniladi, shakllanuvchanlik esa kukunning minimal bosimda siqilgandan keyin olingan ma'lum shaklni saqlab qolish xususiyatidir. Siqiluvchanlik, asosan, kukun zarrachalarining plastikligiga bog'liq bo'lsa, mog'orlanish zarrachalarning shakli va sirt holatiga bog'liq. Kukunning ommaviy massasi qanchalik yuqori bo'lsa, shunchalik yomon, ko'p hollarda shakllanuvchanlik va siqilish yaxshi bo'ladi. Siqilish miqdori siqilgan briketning zichligi bilan belgilanadi, shakllanuvchanlik sifat jihatidan, siqilgan briketning ko'rinishi bilan yoki miqdoriy jihatdan - maydalanmaydigan, bardoshli briket olinadigan bosim miqdori bilan baholanadi;

Metall kukunlarini qoliplash.

Kukunli kalıplamaning maqsadi ish qismlarini berishdir

mahsulotlarni keyingi ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan shakli, o'lchami, zichligi va mexanik mustahkamligi kukuni. Shakllantirish quyidagi operatsiyalarni o'z ichiga oladi: tavlanish, tasniflash, aralashmani tayyorlash, dozalash va qoliplash.

Kukunlarni tavlash qoldiq oksidlarni kamaytirish va qotib qolishni olib tashlash orqali ularning plastikligi va siqilishini oshirish uchun ishlatiladi. Isitish himoya muhitda (qaytaruvchi, inert yoki vakuum) 0,4...0,6 mutlaq erish haroratida kukunli metallning haroratida amalga oshiriladi. Ko'pincha mexanik silliqlash, elektroliz va karbonillarning parchalanishi natijasida olingan kukunlar tavlanadi.

Kukunlarni tasniflash - bu zarrachalar hajmiga qarab kukunlarni ajratish jarayoni. Har bir o'lchamning kerakli foizini o'z ichiga olgan aralashmani yaratish uchun har xil zarracha o'lchamlari bo'lgan kukunlar ishlatiladi. 40 mikrondan katta zarrachalarni tasniflash simli elaklarda amalga oshiriladi. Agar bepul elakdan o'tkazish qiyin bo'lsa, u holda ishqalanadigan elaklardan foydalaniladi. Kichikroq kukunlar havo separatorlari yordamida tasniflanadi.

Aralashmalarni tayyorlash. Ishlab chiqarishda turli metallarning kukunlari aralashmasidan mahsulotlarni tayyorlash uchun foydalaniladi. Komponentlarni mexanik aralashtirish ko'pincha shar tegirmonlari va mikserlarda qo'llaniladi. Og'irlik bo'yicha zaryad va to'plarning nisbati 1: 1 ni tashkil qiladi. Aralashtirish komponentlarni maydalash bilan birga keladi. Tegirmonsiz aralashtirish baraban, vint, pichoq, markazdan qochma, sayyoraviy, konusning mikserlari va uzluksiz qurilmalarda amalga oshiriladi.

Aralash komponentlarning zichligi mutlaq qiymatga yaqin bo'lganda, aralashmaning hajmida kukun zarralarining bir xil va tez taqsimlanishiga erishiladi, agar zichliklarning mutlaq qiymatidagi farq katta bo'lsa, unda komponentlarning ajralishi sodir bo'ladi Bunday holda, tarkibiy qismlarni alohida yuklashdan foydalanish foydali bo'ladi: birinchi navbatda engilroqlari bilan og'irroqlari, keyin qolgan qismlarni aralashtirish har doim suyuq muhitda yaxshiroq amalga oshiriladi, bu har doim ham murakkabligi sababli iqtisodiy jihatdan mumkin emas texnologik jarayon.

Ba'zi kuchli metall kukunlari (volfram, metall karbidlar) aralashmasini tayyorlashda aralashmaning shakllanuvchanligini oshirish uchun plastifikatorlar - zarrachalar yuzasini namlovchi moddalar qo'shiladi. Plastifikatorlar talablarga javob berishi kerak: yuqori namlash qobiliyatiga ega, qoldiq qoldirmasdan qizdirilganda yonib ketadi va organik erituvchilarda oson eriydi, plastifikator eritmasi odatda aralashtiriladigan kukunga quyiladi, keyin aralash quritiladi aralashmasi elakdan o'tkaziladi.

Dozalash - bu kukunli aralashmaning ma'lum hajmlarini ajratish jarayonidir. Og'irlik bo'yicha dozalash eng aniq usul bo'lib, bu usul blankalarning bir xil qoliplash zichligini ta'minlaydi;

Kukunlardan mahsulotlarni qoliplash uchun quyidagi usullar qo'llaniladi: po'lat qolipda presslash, izostatik presslash, kukunli prokatlash, qolipda presslash, slip qoliplash, dinamik presslash.

Chelik qolipda bosish

Yopiq hajmda (6-rasm) yuzaga keladigan presslash vaqtida zarrachalarning birlashishi sodir bo'ladi va kerakli shakl va o'lchamdagi ish qismi olinadi. Hajmning bu o'zgarishi alohida zarrachalarning siljishi va deformatsiyasi natijasida yuzaga keladi va kukun zarralari orasidagi bo'shliqlarni to'ldirish va zarrachalarning tiqilib qolishi - mexanik yopishishi bilan bog'liq. Plastmassa materiallarida deformatsiya birinchi navbatda katta kuchlanishlar ta'sirida kichik maydonli chegara aloqa joylarida sodir bo'ladi va keyin zarrachalarga chuqur tarqaladi.

Fig.6 Matbuotda bosish sxemasi. 7 Ideal siqilish egri chizig'i.

shakl (1-o'lik, 2-musht,

3- pastki musht, 4- kukun)

va balandlik bo'ylab bosim taqsimoti diagrammasi.

Mo'rt materiallarda deformatsiya zarrachalar o'simtalarini yo'q qilishda namoyon bo'ladi. Kukun zarralarini siqish jarayonining egri chizig'i (7-rasm) uchta xarakterli bo'limga ega. Bo'shliqlarni egallagan zarrachalarning nisbatan erkin harakatlanishi bilan A maydonida zichlik eng intensiv ravishda oshadi. Bo'shliqlarni bu to'ldirishdan so'ng, bosimning oshishi va amalda o'zgarmas zichlik bilan bog'liq bo'lgan egri chiziqning gorizontal qismi B paydo bo'ladi. doimiy hajmdagi kukun. Kukun tanasini siqish paytida oquvchanlik nuqtasiga erishilganda, zarrachalarning deformatsiyasi va siqilish jarayonining uchinchi bosqichi boshlanadi (S! ‘ bo'limi). Kukun zarralari qolipda harakat qilganda, devorlardagi sill tomonidan bosim hosil bo'ladi. Bu bosim zarrachalar va qolipning yon devori va alohida zarrachalar orasidagi ishqalanish tufayli kukunni siqib chiqaradigan zımbadan (6-rasm) kamroq bo'ladi. Yon devorlardagi bosim miqdori zarrachalar, zarrachalar va qolip devori orasidagi ishqalanishga bog'liq va zarbning vertikal bosimining 25...40% ga teng. Mahsulotning balandligi bo'ylab yon devorlarda ishqalanish tufayli vertikal bosim qiymati teng emas: zımbada u eng katta, pastki qismida esa eng kichik (6-rasm). Shu sababli, bosilgan ishlov beriladigan qismning balandligi bo'ylab bir xil zichlikni olish mumkin emas. Balandlik bo'ylab zichlikning notekisligi balandlik minimal kesimdan kattaroq bo'lgan hollarda seziladi. Silindrsimon qolipga quyilgan, yupqa folga ajratgichlar bilan ajratilgan bir xil dozadagi kukunni bosganda, turli shakl va o'lchamdagi alohida qatlamlar olinadi (8-rasm).

Fig.8 Vertikal zichlikni taqsimlash sxemasi

bosimning bir tomonlama qo'llanilishi bilan siqilgan kukunning ko'ndalang kesimi (yuqoridan).

Vertikal yo'nalishda har bir yuqori qatlam pastki qatlamdan yupqaroq bo'lib chiqadi. Qatlamlarning egilishi markazga qaraganda ishqalanish tufayli devor yaqinidagi chang harakatining past tezligi bilan izohlanadi. Eng yuqori zichlik zarb uchi va kukun orasidagi ishqalanish kuchlarining ta'siri bilan bog'liq bo'lgan presslangan mahsulotning eng kichik ko'ndalang o'lchamidan taxminan 0,2 ... 0,3 masofada olinadi.

Bosishdan keyin yuqori sifatli mahsulotlarni olish uchun

· Turli kesimlarda bir xil zichlikni olish uchun moylash materiallari (stearin kislotasi va uning birikmalari, oleyk kislotasi, polivinil spirti, parafin, glitserin va boshqalar) qo'llaniladi, ular asbob devorlarida ichki ishqalanish va ishqalanishni kamaytiradi. Yog 'odatda kukunga aylanadi, bu esa eng yaxshi ishlashni ta'minlaydi.

Mahsulotni qolipdan itarib yuborganda, uning ko'ndalang o'lchamlarining elastik o'sishi tufayli mahsulotning o'lchamlari matritsaning kesimining o'lchamlaridan biroz oshib ketadi. O'lchov o'zgarishining kattaligi donalar va chang materialining o'lchamiga, zarrachalar yuzasining shakli va holatiga, oksid tarkibiga, materialning mexanik xususiyatlariga, presslash bosimiga, moylash materialiga, matritsa va zımba materialiga va boshqa parametrlarga bog'liq. Bosish kuchi yo'nalishi bo'yicha o'lchovli o'zgarishlar ko'ndalang yo'nalishga qaraganda kattaroqdir.

Taqdim etilgan diagrammada (6-rasm) bir tomonlama presslash ko'rsatilgan bo'lib, u balandlikning VA nisbati bilan eng kichik ko'ndalang kesim o'lchamiga d:H/d = 2...3 bo'lgan presslangan mahsulotlar uchun ishlatiladi. Agar bu nisbat 3 dan katta, lekin 5 dan kam bo'lsa, u holda ikki tomonlama presslash sxemasi qo'llaniladi; Katta o'lchamli nisbatlar uchun boshqa usul qo'llaniladi.

Murakkab mahsulotlarni presslash, ya'ni. bosish yo'nalishi bo'yicha teng bo'lmagan o'lchamlarga ega bo'lgan mahsulotlar turli bo'limlarda siqilgan mahsulotning bir xil zichligini ta'minlashdagi qiyinchiliklar bilan bog'liq. Bu muammo bir nechta zarbalar yordamida hal qilinadi, ular orqali kukunga turli kuchlar qo'llaniladi (9-rasm). Ba'zan murakkab shakllarga ega bo'lgan mahsulotlarni ishlab chiqarishda, ishlov beriladigan qism oldindan siqiladi, so'ngra unga takroriy siqish - presslash va sinterlash orqali oxirgi shakli beriladi.

9-rasm Murakkab mahsulot qolipida presslash sxemasi: 1-mushtli, 2-mushtli, 3-matritsali,

4 - pastki zarba.

Bosganda, po'lat qoliplarga qo'shimcha ravishda - asosiy ishlab chiqarish vositasi, gidravlik universal yoki mexanik presslar ishlatiladi. Murakkab mahsulotlarni bosish uchun maxsus ko'p pistonli presslash moslamalari qo'llaniladi.

Bosish bosimi asosan mahsulotlarning kerakli zichligiga, kukun turiga va uni ishlab chiqarish usuliga bog'liq. Bosish bosimi asosan mahsulotlarning kerakli zichligiga, kukun turiga va uni ishlab chiqarish usuliga bog'liq. Bu holda siqilish bosimi kukunli materialning oquvchanligining (3...5) Gt bo'lishi mumkin.

Izostatik presslash - har tomonlama siqish ta'sirida elastik qobiqqa bosish. Agar bosim kuchi suyuqlik tomonidan yaratilgan bo'lsa, presslash gidrostatik deyiladi. Gidrostatik presslash bilan kukun kauchuk qobiqqa quyiladi va keyin changyutgich va muhrlangandan so'ng, bosim kerakli qiymatga ko'tariladigan idishga joylashtiriladi. Qobiq va kukun o'rtasida ishqalanishning virtual yo'qligi sababli, presslangan mahsulot barcha bo'limlarda bir xil zichlikda olinadi va bu holda bosish bosimi po'lat qoliplarda bosilgandan kamroq bo'ladi. Bosishdan oldin kukun tebranish siqilishiga duchor bo'ladi. Gidrostatik presslash to'lovi? tsilindrlar, quvurlar, sharlar, tigellar va murakkab shakldagi boshqa mahsulotlar. Ushbu usul gidrostatik presslash uchun maxsus qurilmalarda amalga oshiriladi.

Gidrostatik presslashning kamchiligi berilgan o'lchamdagi presslangan qismlarni olishning mumkin emasligi va aniq shakl va o'lchamdagi mahsulotlarni ishlab chiqarishda mexanik ishlov berish zarurati, shuningdek, jarayonning past mahsuldorligidir.

Kukunlarni dumalab o'tkazishda aylanadigan kukunli roliklarning ishqalanish kuchlari ta'sirida bo'shliqqa kukunni ushlash va oziqlantirish va kukunni siqish kiradi (10-rasm). Bunday holda, keyingi operatsiyaga o'tkazish uchun etarli kuchga ega bo'lgan kasal uzunlikdagi bir xil siqilgan mahsulot olinadi -

Guruch. 10 Rolling sxemasi: a - ixcham metall, b- d - kukun, c - vertikal, d - gorizontal

kukunning gravitatsion ta'minoti bilan, d - kukunni majburiy etkazib berish bilan gorizontal;

1- rulon, 2-bunker, 3- kukun, H- ish kengligi, h- kamar qalinligi.

sinterlash. Rolling vertikal va gorizontal tekisliklarda, davriy va doimiy ravishda amalga oshiriladi.

Ish qismining qalinligi va zichligi kukunning kimyoviy va granulometrik tarkibiga, zarrachalarning shakliga, bunkerning konstruktsiyasiga, rulonlarda sill bosimiga, rulonlarning sirtining holatiga va ularning aylanishiga bog'liq. tezlik va boshqa omillar.

Og'izni bosish - aralashmadan blankalarni shakllantirish

teshikdan bosib, plastifikator bilan kukun

matritsadagi bog'lanishlar. Parafin plastifikator sifatida ishlatiladi,

kraxmal, polivinil spirt, bakelit. Bu usul oladi

quvurlar, novdalar, burchaklar va boshqa uzun mahsulotlar. Sxema

jarayon rasmda ko'rsatilgan. o'n bir.

11-rasm Orbital presslash sxemasi.

Quvurlarni qafasda bosganda

1 og'iz bo'shlig'i bilan 2 o'zgaruvchan ko'ndalang kesimli igna sterini o'rnating.

zhen 3, tishli tishli mahkamlangan 4. Tutqichning tepasida mat-

yuz va yong'oq bilan ushlagichga ulangan 5. Matritsadan ekstruziya

plastiklashtirilgan aralash musht tomonidan ishlab chiqariladi 7. Qabul qilinadi

90% dan ortiq bo'lishi kerak; bu erda F va f - ko'ndalang sohalar

matritsa va mahsulotning qiymatlari.

Odatda, matritsani bosish qozonni isitish orqali amalga oshiriladi.

Bunday holda, mahsulotning materiali odatda plastifikatordan foydalanmaydi; alyuminiy va uning qotishmalarining kukunlari 400...GOC*C, mis - 800...900*S, nikel - 1000...1200 S, po'lat - 1050...1250 *S da presslanadi. Issiq ishlov berish jarayonida oksidlanishni oldini olish uchun himoya muhitlari (inert gazlar, vakuum) yoki himoya qobiqlarda presslash (shisha, grafit, metall - mis, guruch, mis-temir folga) qo'llaniladi. Bosgandan so'ng, qobiqlar mexanik ravishda yoki bosilgan metallga inert bo'lgan eritmalar bilan ishlov berish orqali chiqariladi.

Slip qoliplash - slipni g'ovakli shaklga quyish va keyin uni quritish jarayoni. Bu holda sirpanish suyuqlikdagi metall kukunining bir hil konsentrlangan suspenziyasidir. Slip zarrachalari I... 2 mkm (kamroqda 5...10 mkm gacha) bo'lgan kukunlardan va suyuqliklardan - suv, spirt, vodorod to'rt xloriddan tayyorlanadi. Kukun suspenziyasi uzoq vaqt davomida bir hil va barqaror. Anisni quyish uchun qolip gips, zanglamaydigan po'latdan, sinterlangan shisha kukunidan tayyorlanadi, qolipni chang suspenziyasi bilan to'ldirgandan so'ng, mahsulotning shakllanishi oqimlar ta'sirida qolipning devorlariga qattiq zarrachalarning yo'naltirilgan cho'kishidan iborat. suspenziya (suyuqlikdagi kukun) ularga qaratilgan. Bu oqimlar vakuum yoki markazdan qochma kuchlar ta'sirida gips mog'orining teshiklariga suyuqliklarning singishi natijasida bir necha megapaskal bosim hosil qiladi. Qobiqning hosil bo'lish vaqti uning qalinligi bilan belgilanadi va 1 ... 60 minut. Mahsulot qolipdan olingandan keyin 110...150*S haroratda havoda, quritish shkaflarida quritiladi.

Mahsulotning zichligi 60% ga etadi, zarrachalarning ulanishi mexanik blokirovkaga bog'liq.

Bu usulda berilgan shakldagi quvurlar, idishlar va mahsulotlar ishlab chiqariladi.

Dinamik presslash impulsli yuklardan foydalangan holda bosish jarayonidir. Jarayon bir qator afzalliklarga ega: asbob-uskunalar xarajatlari kamayadi, elastik deformatsiyalar kamayadi va mahsulotlarning zichligi oshadi. Jarayonning o'ziga xos xususiyati yukni qo'llash tezligidir. Energiya manbai: portlovchi zaryadning portlashi, suyuqlikdagi elektr razryadning energiyasi, impulsli magnit maydon, siqilgan gaz, tebranish. Energiya manbasiga qarab presslash portlovchi, elektrogidravlik, elektromagnit, pnevmomexanik va tebranish deb ataladi. Zarrachalarning aloqa joylarida sezilarli issiqlik hosil bo'lishi o'rnatildi, bu ularning deformatsiyalanish jarayonini osonlashtiradi va statik (an'anaviy) presslashdan ko'ra ko'proq siqishni ta'minlaydi. Tebranish ta'sirida kukunning siqilishi birinchi 3-30 sda sodir bo'ladi. Vibratsiyadan eng samarali foydalanish plastik bo'lmagan va mo'rt materiallarning kukunlarini bosishdir. Vibratsiyali siqilishdan foydalanib, balandligi va diametri 4...5:1 yoki undan ortiq bo'lgan bir xil zich mahsulotlarni olish mumkin.

Sinterlash.

Sinterlash - bu zarrachalar orasidagi yopishishning rivojlanish jarayoni

qoliplangan kukunni qizdirish natijasida olingan mahsulot xossalarini shakllantirish va shakllantirish. Sinterlangan mahsulotlarning zichligi, kuchi va boshqa fizik-mexanik xususiyatlari ishlab chiqarish sharoitlariga bog'liq: bosim, presslash, harorat, vaqt va sinterlash atmosferasi va boshqa omillar.

Zaryadning tarkibiga qarab, qattiq fazali sinterlash (ya'ni, suyuq faza hosil bo'lmasdan sinterlash) va suyuq fazali sinterlash o'rtasida farqlanadi, bunda kukun aralashmasining past eriydigan komponentlari eritiladi.

Qattiq fazali sinterlash. Qattiq fazali sinterlash jarayonida quyidagi asosiy jarayonlar sodir bo'ladi: atomlarning sirt va hajmli tarqalishi, qisqarishi, qayta kristallanishi, atomlarning gazsimon muhit orqali o'tishi.

Barcha metallar kristalli tuzilishga ega va allaqachon xona haroratida muvozanat holatiga nisbatan sezilarli tebranish harakatlarini boshdan kechiradi. Haroratning oshishi bilan atomlarning energiyasi va amplitudasi ortadi va ma'lum bir qiymatda atom yangi holatga o'tishi mumkin, bu erda uning energiyasi va amplitudasi yana ortadi va boshqa holatga yangi o'tish mumkin. Atomlarning bunday harakati diffuziya deb ataladi va sirt ustida ham (sirt diffuziyasi) ham, tananing hajmida ham (hajm diffuziyasi) sodir bo'lishi mumkin. Atomlarning harakati ular egallagan bo'shliq bilan belgilanadi. Eng kam harakatchanlar kukun zarralarining aloqa joylari ichida joylashgan atomlar, eng harakatchanlari esa erkin joylashgan atomlardir - zarrachalarning o'simtalari va tepalarida. Buning natijasida, ya'ni. Bo'sh joylarda atomlarning katta harakatchanligi va aloqa joylarida atomlarning kamroq harakatchanligi muhim miqdordagi atomlarning aloqa joylariga o'tishi bilan bog'liq. Shuning uchun, aloqa joylari kengayadi va zarralar orasidagi bo'shliqlar sirt diffuziyasi vaqtida hajmini o'zgartirmasdan yumaloqlanadi. Umumiy gözenek hajmini kamaytirish faqat volumetrik diffuziya bilan mumkin. Bunday holda, mahsulotning geometrik o'lchamlari o'zgarishi sodir bo'ladi - qisqarish.

Sinterlash paytida qisqarish hajmi va hajmining o'zgarishida o'zini namoyon qilishi mumkin, shuning uchun chiziqli va hajmli qisqarish farqlanadi. Odatda, bosish yo'nalishidagi qisqarish ko'ndalang yo'nalishga qaraganda kattaroqdir. Sinterlash jarayonida qisqarish jarayonining harakatlantiruvchi kuchi tizimning sirt energiyasini etkazib berishni kamaytirish istagi bo'lib, bu faqat ostonada umumiy sirt maydonini kamaytirish orqali mumkin. Ammo shu sababli, rivojlangan sirtga ega bo'lgan kukunlar sinterlashda eng yuqori tezlikda siqiladi, chunki ular katta sirt energiyasiga ega.

Sinterlash jarayonida ba'zida qisqarish jarayonining buzilishi kuzatiladi.

Ushbu buzilish qisqarish darajasining etarli emasligi yoki hajmning oshishi bilan ifodalanadi. Buning sabablari quyidagilardan iborat: presslashdan keyin elastik qoldiq kuchlanishlarni olib tashlash, qaytarmaydigan oksidlarning mavjudligi, fazaviy o'zgarishlar va kimyoviy qaytarilish reaktsiyalarida adsorbsiyalangan va hosil bo'lgan gaz oksidlarining ajralib chiqishi. Sinterlangan jismlar hajmining oshishi yopiq g'ovaklik va 7% dan ortiq g'ovak hajmining shakllanishi bilan kuzatiladi (yopiq teshiklarda gazlarning kengayishi hajmning oshishiga olib kelganda). Qaytarmaydigan oksidlarning plyonkalari diffuziya jarayonlarini inhibe qiladi, qisqarishni oldini oladi. Shaklda. 12-rasmda ma'lum bir haroratda vaqt o'tishi bilan qisqarishning o'zgarishi egri chizig'i ko'rsatilgan.

12-rasm Preslangan temir kukunining 890 S da turli bosimlarda qisqarishi: 1-400 mn/m2,

2-600 MN/m2, 3-800 MN/m2, 4000 MN/m2.

Sinterlash jarayonida qayta kristallanish donning o'sishiga va zarrachalarning umumiy yuzasining pasayishiga olib keladi, bu esa energiya jihatidan qulaydir. Biroq, donning o'sishi begona qo'shimchalarning don yuzasiga inhibitiv ta'siri bilan cheklangan: gözenekler, plyonkalar, aralashmalar. Intragranular va zarralararo qayta kristallanish o'rtasida farqlanadi.

Atomlarning gazsimon muhit orqali uzatilishi. Bu hodisa ma'lum bir haroratda sodir bo'ladigan boshqa zarrachalar yuzasida bug'langanda va kondensatsiyalanganda kuzatiladi. Bunday uzatish bu sirtlar ustidagi moddaning turli xil bug 'bosimlari tufayli, ularning bir nechta aloqa qiluvchi zarralar orasidagi turli egriliklari tufayli sodir bo'ladi. Moddaning uzatilishi mempartial aloqalarni va zarrachalarning yopishish kuchini oshiradi, gözenekler shaklini o'zgartirishga yordam beradi, lekin sinterlash paytida zichlikni o'zgartirmaydi.

Ba'zi texnologik parametrlarning sinterlangan jismlarning xususiyatlariga ta'siri. Dastlabki kukunlarning xossalari - zarrachalarning o'lchami, ularning shakli, sirt holati, oksidlarning turi va kristalli strukturaning mukammallik darajasi - zichlikning o'zgarish tezligini va siqilgan mahsulotlarning xususiyatlarini aniqlaydi. Sinterlangan mahsulotlarning bir xil zichligi bilan mexanik va elektr xususiyatlari yuqori bo'ladi, chang zarralari qanchalik kichik bo'lsa, zarrachalarning sirt pürüzlülüğü va kristal tuzilishidagi nuqsonlar diffuziyaning kuchayishiga yordam beradi, mahsulot zichligi va mustahkamligini oshiradi. Hozirgi maydalangan kukunlardan sinterlangan mahsulotning tuzilishi sinterlash jarayonida qayta kristallanish natijasida hosil bo'lgan ko'p miqdordagi yirik donalar mavjudligi bilan tavsiflanadi. Bosish bosimining oshishi qisqarishning pasayishiga (hajmli va chiziqli), barcha kuch ko'rsatkichlarining oshishiga olib keladi - yirtish va siqilishga qarshilik, qattiqlik. Haroratning oshishi bilan sinterlangan mahsulotlarning zichligi va kuchi odatda tezroq oshadi, bosim bosimi past bo'ladi. Odatda, sinterlash harorati zaryadga (changlar aralashmasi) kiritilgan eng eruvchan materialning erish nuqtasi 0,7 ... 0,9 ni tashkil qiladi. Doimiy haroratda ushlab turish sinterlangan mahsulotning zichligi, mustahkamligi va boshqa xususiyatlarining birinchi navbatda keskin, keyin esa sekinroq o'sishiga olib keladi. Eng katta kuch nisbatan qisqa vaqt ichida erishiladi va keyin zo'rg'a ortadi. Turli materiallarni saqlash muddati 30...45 daqiqadan 2...3 soatgacha davom etadi. Sinterlash atmosferasi sifat ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi. Mahsulotlarning zichligi neytral muhitda sinterlangandan ko'ra qisqartiruvchi muhitda sinterlanganda yuqori bo'ladi. Vakuumda sinterlash juda to'liq va tez sodir bo'ladi, bu neytral muhitda sinterlash bilan solishtirganda, odatda past haroratlarda boshlanadi va mahsulot zichligini oshiradi.

Sinterlash harorati oralig'i uch bosqichga bo'linadi. Birinchi bosqichda (harorat 0,2...0,3 Tm gacha) zichlik deyarli o'zgarmaydi, bu erda plastiklashtiruvchi qo'shimchalar va sirt tomonidan adsorbsiyalangan gaz zarralari chiqariladi, qoldiq kuchlanishlar qisman chiqariladi (1-chi va qisman 2-chi). turdagi), chang zarralari orasidagi jismoniy o'zaro ta'sir. Ikkinchi bosqichda (harorat taxminan 0,5 Tpl) oksidlarni kamaytirish va gazsimon mahsulotlarni olib tashlash jarayonlari rivojlanadi. Zichlik biroz pasayishi mumkin. Uchinchisi - yuqori haroratli bosqich (harorat taxminan 0,9 Tm), intensiv sinterlash bosqichi, diffuziya jarayonlari, qayta kristallanish, butunlay metall kontaktlarning rivojlanishi va zichligi sezilarli darajada oshishi bilan tavsiflanadi. material.

Issiq presslash - zaryadning asosiy komponentining 0,5...0,8 erish harorati (Tm) haroratida kukunlarni bir vaqtning o'zida presslash va sinterlash jarayoni. Bu past porozlikli mahsulotlarni olish uchun yuqori haroratlarda zaryadning suyuqligini oshirishdan foydalanishga imkon beradi. Bunday holda, qoliplash bosim kuchlari siqilishga olib keladigan ichki jismoniy kuchlarga qo'shiladi. Issiq presslashning eng muhim natijalari iloji boricha tezroq siqilish va nisbatan past bosimlarda minimal poroziteli mahsulot ishlab chiqarishdir. Siqilish mexanizmi an'anaviy sinterlashda kuzatilgani bilan bir xil: zarrachalar orasidagi aloqa hosil bo'lishi, zarrachalar hajmining bir vaqtning o'zida o'sishi bilan zichlikning oshishi va kichik qo'shimcha siqilish bilan zarrachalarning yanada o'sishi. Issiq presslashdan so'ng mahsulotlar ketma-ket bosish va sinterlash orqali olingan mahsulotlarga qaraganda yuqori oquvchanlik, katta cho'zilish, yuqori qattiqlik, yaxshi elektr o'tkazuvchanlik va aniqroq o'lchamlarga ega. Bosish bosimi qanchalik baland bo'lsa, ko'rsatilgan xususiyatlar shunchalik yuqori bo'ladi. Issiq presslangan mahsulotlar nozik taneli tuzilishga ega.

Isitilgan kukun yoki ish qismini issiq presslash qolipda amalga oshiriladi. Isitish odatda elektr toki bilan amalga oshiriladi (13-rasm).

Guruch. 13 Qoliplarda ikki tomonlama issiq presslash sxemasi: a- bilvosita isitish,

b - zımbaga oqim berilganda to'g'ridan-to'g'ri isitish, c - oqim berilganda to'g'ridan-to'g'ri isitish

matritsa, g - yuqori chastotali grafit qolipining induksion isishi; 1 - isitgich,

2- kukun, 3- mahsulot, 4- matritsa, 5 va 6- zımbalar, 7- izolyatsiya, 8- grafit kontakt, 9- grafit shtamp, 10- grafit matritsa, 11- keramik oraliq, 12-

induktor, 13-keramika matritsa.

Kukunga bosim o'tkazishdan oldin, kukun yoki kukun bilan qolipni boshqa usulda isitish mumkin, qoliplarni ishlab chiqarish uchun materiallar issiqlikka chidamli po'latdir (IOO * C gacha bo'lgan haroratda), grafit, silikonlangan grafit; mexanik kuchini oshirdi. Hozirgi vaqtda refrakter oksidlar, silikatlar va boshqa kimyoviy birikmalardan tayyorlangan qoliplardan foydalanish kengaymoqda. Bosilgan materialning qolib materiali bilan o'zaro ta'sirini oldini olish uchun uning ichki yuzasi ba'zi inert kompozitsion (suyuq shisha, emal, bor nitridi * va boshqalar) yoki metall folga bilan qoplangan. Bundan tashqari, presslangan mahsulotning oksidlanishini oldini olish uchun himoya muhitlari (qaytaruvchi yoki inert) yoki vakuum qo'llaniladi. Issiq presslash presslash paytida haroratni tartibga soluvchi qurilmalarga ega bo'lgan maxsus gidravlik presslarda amalga oshiriladi.

Sinterlash jarayonining intensivlashuviga maxsus texnikalar yordamida erishiladi. Buning uchun sinterlashni faollashtirishning kimyoviy va fizik usullari qo'llaniladi. Kimyoviy faollashtirish sinterlash atmosferasi tarkibini o'zgartirishni o'z ichiga oladi. Masalan, sinterlash atmosferasiga xlorid yoki ftorid birikmalarining qo'shilishi zarrachalar o'simtalarining faol ulanishiga yordam beradi va natijada hosil bo'lgan birikmalar yana metallga aylanadi, ularning atomlari minimal bo'sh energiya bilan ta'minlangan joylarda kondensatsiyalanadi optimal konsentratsiyasi 5...10% vodorod xlorid vodorodni qaytaruvchi muhitda, mahsulot kukuniga erish nuqtasi pastroq bo'lgan oz miqdorda metall qo'shilganda sinterlangan ish qismini intensiv siqilishi kuzatiladi. Masalan, volframga nikel, temirga oltin qo'shiladi va hokazo. Hozirgi vaqtda sinterlashni faollashtirishning fizik usullari keng qo'llaniladi: haroratning tsiklik o'zgarishi, tebranish yoki ultratovush ta'siri, kompaktlarni nurlantirish, kuchli magnit maydonni qo'llash.

Suyuq fazali sinterlash. Suyuq fazali sinterlashda, agar qattiq faza suyuqlik fazasi bilan namlangan bo'lsa, qattiq zarrachalarning yopishishi kuchayadi, agar ho'llanish yomon bo'lsa, suyuq faza sinterlash jarayonini sekinlashtiradi, siqishni oldini oladi. Namlash suyuqlik fazasi komponentlarning tarqalish tezligini oshiradi va qattiq faza zarrachalarining harakatini osonlashtiradi. Suyuq fazali sinterlash bilan deyarli gözeneksiz mahsulotlarni olish mumkin. Sinterlash jarayonining oxirigacha mavjud bo'lgan suyuqlik fazasi bilan sinterlash va qattiq fazada sinterlashning yakuniy davri sodir bo'lganda, paydo bo'lganidan keyin tez orada yo'qolib ketadigan suyuqlik fazasi bilan sinterlash o'rtasida farqlanadi.

Qo'shimcha operatsiyalar

Suyuq metallar bilan singdirish. Elektr kontaktini va ba'zi konstruktiv materiallarni ishlab chiqarishda, kompozitsiyaning suyuq metall komponenti bilan ko'proq o'tga chidamli materialdan tayyorlangan presslangan va keyin sinterlangan gözenekli ramkani singdirish keng qo'llaniladi. Bunday holda, suyuq metall yoki qotishma ishlov beriladigan qismning aloqa teshiklarini refrakter komponentdan to'ldiradi. Emprenye qilishning ikkita varianti mavjud. Birinchi variantga ko'ra, singdiruvchi metall gözenekli ramkaga ramkaning teshiklari hajmiga teng bo'lgan bo'lak shaklida joylashtiriladi va bunda singdiruvchi materialning erish haroratiga qadar pechda isitiladi holda, eritma refrakter ramkaning teshiklari tomonidan so'riladi. Ikkinchi usulga ko'ra, gözenekli ramka eritilgan emdiruvchi metallga yoki singdiruvchi metall kukunidan tayyorlangan ushlagichga joylashtiriladi. Yutish kapillyar kuchlar ta'sirida sodir bo'ladi. Emprenye tezligi sekundiga millimetrning o'ndan bir qismini tashkil qiladi va harorat oshishi bilan ortadi. Emprenye harorati odatda singdiruvchi metallning erish nuqtasidan 100 ... 150 * S yuqori bo'ladi. Biroq, bu harorat ramka metallining erish nuqtasidan oshmasligi kerak. Namlanishni yaxshilash uchun emdiruvchi metallga turli qo'shimchalar qo'shiladi.

Sirtning tozaligi va aniqligiga erishish (ishlov berish, kalibrlash), fizik va mexanik xususiyatlarni olish uchun qo'shimcha texnologik operatsiyalar - kimyoviy-termik ishlov berish va turli xil emdirish.

Mexanik ishlov berish materialning porozligidan kelib chiqadigan xususiyatlarga ega. Kesuvchi asbob mikro ta'sirlarni boshdan kechiradi, bu esa uning tezda xiralashishiga olib keladi. Qayta ishlash uchun qattiq qotishmalar ishlatiladi; Yuqori sirt tozaligini olish uchun olmos asboblari ishlatiladi.

Mahsulotlarni moy (mashina yoki shpindel) bilan 110...120 * S haroratda singdirish 1 soat ichida sodir bo'ladi, moy mahsulotlarning teshiklarini to'ldiradi va ish paytida kapillyarlar va ishqalanish yuzasi orqali oqadi. Ba'zi hollarda, bu ish paytida mahsulotlarni moylashdan xalos bo'lishga imkon beradi va ishqalanish juftligining holatini yaxshilaydi.

Kimyoviy-termik ishlov berish mahsulotlarning mexanik xususiyatlarini yaxshilash va qo'llash doirasini kengaytirish imkonini beradi.

Nitrosementatsiya - aşınma qarshiligini oshiradi

suyak qismlari: korroziyaga chidamlilik nisbatan ortadi

6-8 marta sinterlangan: o'z ichiga olgan holda 30 marta aşınma qarshilik

Azotning 1% gacha kamayishi

Diffuziyali xrom qoplamasi aşınma va korroziyaga chidamliligini bir necha bor oshiradi.

Galvanik qoplamalar teshiklarning mavjudligidan kelib chiqadigan xususiyatga ega. Elektrolitlar teshiklarga kirib ketishining oldini olish uchun ularni to'ldirish kerak. Bunga ehtiyotkorlik bilan silliqlash va parlatish orqali erishiladi - past porozlik bilan siqilgan tashqi qatlam hosil bo'ladi.

Kalibrlash 6-11 aniqlik darajasi va Ra = 1,25-0,32 mikron o'lchamlarini olish uchun ishlatiladi. Ular bitta (tashqi yoki ichki diametr), oqim va bir nechta parametrlar bo'yicha kalibrlanadi. Shuni esda tutish kerakki, minimal ruxsat 0,05-0,07 mm oralig'ida olinishi kerak. Tuzilishida sementit bo'lgan qismlar kalibrlashdan oldin tavlanishi kerak.

Adabiyot

I. Balshin M.Yu., Kiparisov S.S. M. Metallurgiya 1978 .184 b.

2. Rakovskiy V.S., Saklinskiy V.V. Mashinasozlikda chang metallurgiyasi. M. Mashinasozlik. 1973.126p.

Malumot uchun qo'llanma.

3. Libenson G.A. Chang metallurgiya asoslari. M. Metallurgiya, 1975. 200 b.

O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar:

1. dan detallarni tayyorlashning mohiyati, afzalliklari va xususiyatlari

metall kukunlari.

2. Metall kukunlarini olish usullari va ularning xossalari.

3. Chang metallurgiyada hosil qilish usullari: texnologik

qismning dizayni uchun qanday talablar, sifat ko'rsatkichlari keyin

4. Kukunda sinterlash jarayonining mexanizmlari, xususiyatlari

talurgiya.

5. Kukun aralashmasidagi qo'shimcha operatsiyalarning turlari va maqsadi

tallurgiya, sifat ko'rsatkichlari.

Bu allaqachon metallurgiyaning ulkan va tez rivojlanayotgan sohasi.

To'g'ri, hozirgi vaqtda atigi 0,1 foizga yaqini - jahon metall ishlab chiqarishining mingdan bir qismi chang metallurgiya bosqichidan o'tadi, ammo bu hali uning sanoatdagi o'rnini tavsiflamaydi. Axir, kukunli metallurgiya usullaridan foydalangan holda mahsulotning har bir kilogrammi kesish yo'li bilan tayyorlangan bir necha kilogramm metall buyumlarga teng: kukunli metallurgiyada deyarli chiqindi yo'q va kesishda juda ko'p miqdordagi metall chiplarga kiradi. Boshqa tomondan, kukunli metallurgiya tomonidan ishlab chiqarilgan bir kilogramm metall-keramika qattiq qotishmalari o'nlab kilogramm yuqori qotishma asbob po'latini almashtiradi.

Kukun metallurgiyasi tegishli materiallardan talab qilinadigan yuqori xususiyatlarga ega mahsulotni tayyorlash uchun boshqa usullardan foydalanish mumkin bo'lmagan hollarda qo'llaniladi.

Qanday qilib, masalan, 3400 daraja erish nuqtasiga ega bo'lgan o'ta qattiq volframdan elektr lampochkaning eng nozik sochlarini yasash mumkin? Bu erda na kesish, na chizish, na rulonni ishlatish mumkin emas.

Erish nuqtalari keskin farq qiladigan ikkita metall qotishmasini qanday tayyorlash mumkin - masalan, mis (u 1083 daraja eriydi) va volfram?

Metall va metall bo'lmagan qo'shimchalar bilan bir qatorda, masalan, korund yoki olmos chang zarralarini o'z ichiga olgan materialni qanday ishlab chiqarish kerak?

Metall rulman qobig'ini qanday qilish kerak, uning butun qalinligi gözenekler orqali kirib boradi va ularning umumiy soni (foizda) ko'rsatilganiga to'g'ri keladi?

Ular qanday qotishmalardan yasaladi, ertangi kunning yulduzlararo kemalari?!

Bu barcha texnologik muammolarni chang metallurgiyasi hal qilish mumkin. Lekin bu hammasi emas. Chang metallurgiyasi metallni qayta ishlashning boshqa turlari bilan samaradorlik jihatidan raqobatlasha oladi. Shunday qilib, odatiy usuldan foydalangan holda temir mexanizm ishlab chiqarish uchun malakali ishchidan 30 soatlik mehnat talab etiladi. Kukunli metallurgiya yordamida bunday tishli qurilmani ishlab chiqarish past malakali ishchi tomonidan 10 soatlik mehnatni talab qiladi.

Kukunli metallurgiyadan foydalanib, qo'shimcha ishlov berishni talab qilmaydigan darajada aniq ishlab chiqarilgan mahsulotlarni ishlab chiqarish mumkin. Kukunli metallurgiya jarayonida metall yo'qotishlari juda kichik va natijada olingan materiallarning tozaligi juda yuqori bo'lishi mumkin.

Biroq, chang metallurgiyasi boshqa barcha turdagi metallni qayta ishlashning o'rnini bosishi mumkin deb o'ylamaslik kerak. Va u bir qator muhim kamchiliklarga ega. Ushbu usul bilan ishlab chiqarilgan mahsulotlar, ularning yuqori g'ovakliligi tufayli, oksidlanish qobiliyatini oshiradi, ayniqsa metallning butun qalinligida paydo bo'lishi mumkin. Ular past plastik xususiyatlarga ega. Mahsulotlar metall kukunidan bosiladigan qoliplar ham qimmat, shuning uchun kukunli metallurgiya faqat ommaviy ishlab chiqarishda foydalidir. Olingan mahsulotlarning hajmi va shakli hozirda cheklangan.

Ammo kukunli metallurgiyaning eng muhim kamchiligi metall kukunlari - bu usul bilan mahsulot ishlab chiqarish uchun xom ashyoning yuqori narxidir.

Kerakli sinish nozikligidagi metall kukunlarini olish uchun muhandislar tomonidan ko'plab usullar taklif qilingan, sinovdan o'tkazilgan va qo'llanilgan.

Eng oddiy va eng keng tarqalgan - shar tegirmonlarida silliqlash. Cho'yan sharlarning zarbalari mo'rt metallni ezib tashlaydi, tegirmon tamburidan oqib o'tadigan havo nafasi eng kichik zarralarni olib ketadi, ajratgich faqat kerakli o'lchamlarga etganlarini ajratib turadi va kattaroqlarini pardozlash uchun tegirmonga qaytaradi. Har qanday holatda ham, muhandislar hozirda turli xil materiallardan, turli xil silliqlash nozikliklaridan va turli xil zarrachalar shakllaridan kukun ishlab chiqarishning bir qancha usullarini bilishadi. Chunki chang metallurgiyasida zarrachalar shakli ham muhim rol o'ynaydi.

Ammo bu barcha eng yaxshi va eng foydali usullar topilgan degani emas. Aksincha, eng yaxshi va eng tejamkorlar o'z kashfiyotchilarini kutmoqda.

Lekin kerakli kukunlar olingan. Ular aralashtiriladi. Bu ham murakkab jarayon: axir, kelajakdagi mahsulotning sifati ko'p jihatdan aralashmaning bir xilligiga bog'liq. Keyin aralash qolipga solinadi va bosiladi.

Bir parcha metall oling. Bu qattiq jism bo'lib, unda har qanday zarracha atrofdagi barcha zarralar bilan yaqin aloqada bo'ladi. Texnologiyada boshqa holatda - kolloidlar deb ataladigan moddalar mavjud. Ular suyuqlikda to'xtatilgan mikronning yuzdan va mingdan bir qismini o'lchaydigan mayda zarralardir. Kolloid zarrachalar bir-biriga umuman tegmaydi. Metall kukunlari yopishish, zarrachalarning aloqasi bo'yicha tasniflangan moddaning bu ikki ekstremal holati o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikdir, chunki ularning umumiy yuzasi tufayli faqat kichik bir qismi bir-biri bilan aloqa qilish holatidadir.

Ammo bu aloqa joylari chang metallurgiyasining fizik rasmida eng muhim hisoblanadi. Aynan shu hududlar orqali issiqlik va elektr energiyasining asosiy oqimi o'tadi, ular bosish paytida maksimal stressni boshdan kechiradilar va ularda zarrachalarni bitta doimiy monolitga sinterlash jarayoni sodir bo'ladi.

Bosish jarayonida zarrachalar bir-biriga yaqinlashadi, zarrachalarning teginish yuzasi o'sib boradi, ular bir-biriga o'simtalari va tartibsizliklari bilan qo'shilib ketadi. Lekin, albatta, sovuq pressdan chiqadigan mahsulot hali tugamagan. Bosish faqat kelajakdagi mahsulotning shakli keyingi ishlov berish uchun olinishini ta'minladi. Va u sinterlashda yotadi.

Sinterlash kukun aralashmasining asosiy komponentining erish nuqtasidan pastroq haroratda amalga oshiriladi, ammo bu presslangan mahsulotning jismoniy holatida bir qator muhim o'zgarishlarga olib keladi. Aralashmada atomlarning diffuziyalanishi, zarrachalarning bir-biriga yopishishi, moddalarning o'zaro erishi kabi murakkab jarayonlar sodir bo'ladi. Natijada, sovutilgandan so'ng, belgilangan xususiyatlarga ega tayyor mahsulot olinadi.

Albatta, bu faqat kukunli metallurgiyadan foydalangan holda mahsulot ishlab chiqarish uchun umumiy texnologik yo'nalishdir. Har bir alohida holatda, har bir materiallar guruhi uchun ushbu texnologiyaning turli xil versiyalari mavjud. Ko'pincha bosish isitish bilan bir vaqtda amalga oshiriladi. Sinterlash inert gazlar atmosferasida amalga oshirilishi kerak. Bu shunday bo'ladiki, bosish press zımbasining bir tomonlama bosimi bilan emas, balki siqilgan suyuqlikning har tomonlama bosimi bilan amalga oshiriladi. Siz presslash emas, balki kukunlarni siljitish amalga oshiriladigan qurilmalarni topishingiz mumkin. Va hokazo va hokazo.

Biz, albatta, kukunli metallurgiyaning barcha imkoniyatlarini tugatmadik!

Kukun metallurgiyasi elektrotexnika bilan chambarchas bog'liq. Elektr lampalar, radio trubkalar va rentgen naychalarining filamentlari 2-3 ming daraja haroratda ishlashi va etarli mexanik kuchga ega bo'lishi kerak. Bu qismlar volfram, molibden va tantaldan chang metallurgiya yordamida tayyorlanadi.

So'nggi yillarda paydo bo'lgan seramika-metall kesgichlar metall kesishda haqiqiy inqilob qildi. Albatta, ular kesish tezligini o'nlab marta oshirishga imkon berdi! Konchilikka kirib, ular quduqlarni burg'ulashni sezilarli darajada tezlashtirishga imkon berdi. Ammo ular tarkibida karbidlar - eng refrakter metallarning uglerodli birikmalari mavjud. Shunday qilib, bunday kesgichlarning umumiy komponenti bo'lgan titanium karbid faqat 3140 daraja haroratda, zirkonyum va niobiy karbidlar - 3500 daraja, tantal karbid - 3380 daraja haroratda eriydi. Albatta, faqat chang metallurgiyasi to'sar ushlagichlariga payvandlangan va ushbu karbidlarni o'z ichiga olgan tor plitalarni olish imkonini beradi.

Karbid kukunlaridan tayyorlangan qattiq qotishmalar nafaqat metallni kesish tezligini oshirishga imkon berdi. Ulardan preslar uchun matritsalar va po'lat simlarni chizish uchun matritsalar, burg'ulash va ip o'lchagichlar va boshqalar uchun ishlatiladi.

Va bu barcha holatlarda qattiq qotishmalar sinovdan sharaf bilan o'tadi. An'anaviy po'lat shtampni 15 million shtampdan keyin o'zgartirish kerak bo'lganda, xavfsizlik ustaralarini ishlab chiqarish uchun metall-keramika shtamp 2 milliard shtampga bardosh bera oladi. Karbid rulonlarning xizmat qilish muddati oddiy po'lat rulonlarga qaraganda 100 baravar ko'p. Po'lat matritsa eskirishdan oldin 80 kg temir simni, karbid matritsa - 50 tonnagacha, 600 baravar ko'proq tortish imkonini beradi!

Bu chang metallurgiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan qattiq qotishmalar. Ularni yuqori tezlikdagi materiallar deb atash mumkin, chunki ulardan foydalanish ko'pincha yuqori tezlik bilan bog'liq. Tezlikni oshirish esa bugungi texnologiyaning eng o'ziga xos xususiyatlaridan biridir.

Masalan, zamonaviy tezyurar aviatsiya dvigatelini - reaktiv dvigatelni olaylik. Uning kelishi darhol samolyotning parvoz tezligini deyarli ikki baravar oshirish imkonini berdi. U samolyot shiftini atmosferaning pistonli dvigatel bo'g'ilib qolgan joylariga ko'tarishga imkon berdi. Reaktiv dvigatel hali ham o'zining to'liq quvvatini ishlab chiqa olmasligini bilasizmi? Yonish kameralariga kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq havo kiritilishi yoki hatto yonish gazlarining haroratini pasaytirish uchun suv püskürtülmesi, garchi u qanchalik baland bo'lsa, dvigatelning ishlashi shunchalik tejamkor bo'ladimi? Va bu amalga oshiriladi, chunki bir yarim dan ikki ming darajadan yuqori haroratga ega bo'lgan bu gazlarning shiddatli oqimida uzoq vaqt davomida ishlay oladigan materiallar yo'q.

Ha, xrom, nikel, kobalt qo'shimchalarini o'z ichiga olgan zamonaviy quyma metall qotishmalari (biz ular haqida gaplashdik) 850-900 darajadan yuqori haroratlarda ishlay olmaydi. Yuqori haroratlarda o'tga chidamli metallar, karbidlar va nitridlardan foydalanish kerak. Va, albatta, chang metallurgiyasi ulardan kerakli jihoz qismlarini ishlab chiqarish imkonini beradi.

Bunday eng istiqbolli materiallardan biri titanium karbiddir. U termal zarbaga yaxshi qarshilik ko'rsatadi - dvigatelni ishga tushirishda tez isitish va uni to'xtatganda tez sovutish. Taxminan 900 daraja haroratda 20 foizli kobalt qo'shilishi bilan u eng yaxshi issiqlikka chidamli metall qotishmalaridan deyarli ikki barobar kuchliroqdir.

Va reaktiv dvigatelning ko'krak qafasi ... Issiq gazlar, ularning harakatini tezlashtiradigan, reaktiv kuch hosil qiladigan kengayadigan quvur. Dizaynerlar uning haroratini pasaytirish uchun qanday harakatlarni amalga oshirmaydilar! U yonish kamerasiga kiradigan yoqilg'i bilan sovutiladi, g'ovakli holga keltiriladi va yoqilg'ining bir qismi bu teshiklar orqali pompalanadi. Quvurning ichki yuzasida bug'lanib, yoqilg'i uni sovutadi va sirtda sovuq gaz qatlami hosil qiladi.

Issiqlikda "terlash" ga qodir bo'lgan bunday gözenekli quvurlarni faqat kukunli metallurgiyada qilish mumkinligini qo'shishim kerakmi?

Xuddi shu usul ajoyib g'ovakli o'z-o'zidan moylanadigan podshipniklarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Ulardagi teshiklar yog 'bilan to'ldirilgan. Rulman qizdirilishi bilan yog 'kengayib, teshiklardan chiqa boshlaydi va soqol qatlami hosil qiladi. Sovutganda, moy shimgichdagi suv kabi qayta so'riladi.

Kukunli metallurgiya usuli debriyajlar, tishli uzatmalar va kameralarning eng yaxshi filtrlari va ishqalanish astarlarini, elektromagnitlarning yuvgichlari va yadrolarini, dinamo cho'tkalarini va nozik asboblarning elektr kontaktlarini va boshqalarni tayyorlash uchun ishlatiladi, chunki bugungi kunda buni amalga oshirish mumkin emas. Bu usul bilan amalga oshiriladigan hamma narsani sanab o'ting va ertaga bu ro'yxat ikki va uch barobar ko'payadi ...

Kukunli metallurgiya usullaridan foydalanib, yorqin berilliydan, shuningdek, boshqa ko'plab metallardan mashinalar, apparatlar va asboblar qismlarini yasash mumkin.

Ma’lumki, qadimgi misrliklar o‘z fir’avnlarini ko‘mgan piramidalar qadimda talon-taroj qilingan. Misr podshohlarining qoya qabrlari ham talon-taroj qilingan. 14-asrda yashagan, qadimgi davrlarda yo'qolgan fir'avn Tutanxamonning dafn etilishi tasodifan bizning davrimizga etib keldi. Miloddan avvalgi e.

Tarixchilar 1922 yilda fir'avnning vafotidan keyin qoyaga o'yilgan aylanma yo'laklar bo'ylab tushganlarida, uning qabrida juda ko'p qiziqarli narsalarni topdilar. Ko'rinishidan, Tutankhamun san'at asarlariga alohida mehr qo'ygan - qabr ular bilan to'ldirilgan edi. Va ular orasida kukunli oltin bilan bezatilgan xanjarlar topilgan.

Ma'lum bo'lishicha, chang metallurgiyaning kelib chiqishi shu erda!

Biroq, nafaqat misrliklar, balki Amerikaning qadimgi aholisi - Incalar ham qimmatbaho metallarning kukunlarini sinterlash orqali mahsulot ishlab chiqarishni bilishgan. Ammo ko'p asrlar davomida qadimgi san'at unutildi. Metallurgiyaning rivojlanishi boshqacha yo'l tutdi.

Faqat 19-asrning boshlarida, birinchi marta refrakter metallardan buyumlar yasash usuli haqida savol tug'ilganda, unutilgan mahorat qisqa vaqt ichida qayta tiklandi. Uni taniqli rus metallurgi Pyotr Grigoryevich Sobolevskiy tiklagan.

U platinadan tangalar va medallar yasashda chang metallurgiyadan foydalangan. O'sha yillarda uni eritish deyarli mumkin emas edi: axir, buning uchun 1773 daraja harorat kerak. Sobolevskiy tabiiy minerallarni kimyoviy qayta ishlash natijasida olingan tozalangan shimgichli platinani qolipga joylashtirdi, uni presslash, keyin qizdirish va yana presslashdan o'tkazdi. Natijada zich metall buyumlar paydo bo'ldi. Bu 1826 yilda edi.

Bir necha o'n yillar davomida ular mamlakatimizda ham, chet elda ham rus metallurgining usulidan foydalanganlar. Keyin ular platinani eritishni o'rgandilar. Va yana, chang metallurgiyasi ko'p o'n yillar davomida vafot etdi.

U 20-asrning boshida qayta tiklandi va hozirda o'z pozitsiyalaridan voz kechmaydi. Aksincha: u tobora ko'proq yangi qo'llash sohalarini qamrab oladi.

Kirish

Kukun metallurgiyasi metall kukunlari va ulardan turli xil mahsulotlar ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi. Har xil turdagi materiallarni ishlab chiqarishning sanoat usuli sifatida kukunli metallurgiyaning o'ziga xos xususiyati - kukun shaklida xom ashyodan foydalanish, keyinchalik ular ma'lum o'lchamdagi mahsulotlarga presslanadi (qoliplanadi) va issiqlik bilan ishlov berish (sinterlash) ga o'tkaziladi. zaryadning asosiy komponentining erish nuqtasidan past haroratlarda tashqariga chiqadi /1/.

Chang texnologiyasi - turli sanoat tarmoqlarida - chang metallurgiya, kulolchilik sanoati, oziq-ovqat va dorivor mahsulotlar, o'g'itlar, yoqilg'i, qurilish materiallari ishlab chiqarish va boshqalarda qo'llaniladigan dispers jismlarni ishlab chiqarish uchun keng yo'nalishdir /2/. Kukunli metallurgiya texnologiyasi va keramika ishlab chiqarish texnologiyasi o'rtasidagi tashqi o'xshashlik tufayli chang metallurgiya usullaridan foydalangan holda ishlab chiqarilgan mahsulotlar metall-keramika sifatida ham keng tarqalgan.

Kukunli metallurgiya texnologiyasining asosiy elementlari quyidagilardan iborat:

· sof metallar yoki qotishmalar, metallarning nometalllar bilan birikmalari va boshqa turli xil kimyoviy birikmalar bo'lishi mumkin bo'lgan boshlang'ich materiallar kukunlarini olish va tayyorlash;

· tayyorlangan partiyadan kerakli shakldagi mahsulotlarni maxsus qoliplarda presslash, ya'ni. kelajakdagi mahsulotni qoliplash;

· presslangan mahsulotlarni issiqlik bilan ishlov berish yoki sinterlash, ularga yakuniy fizik, mexanik va boshqa xususiyatlarni berish

· maxsus xususiyatlar.

Ishlab chiqarish yoki tadqiqot amaliyotida ba'zan texnologiyaning ushbu tipik elementlaridan og'ishlar mavjud, masalan, presslash va sinterlash operatsiyalari kombinatsiyasi, g'ovakli briketni eritilgan metallar bilan singdirish, sinterlangan mahsulotlarni qo'shimcha mexanik va boshqa qayta ishlash va hokazo. texnologiyaning asosiy printsipi asl kukun aralashmasidan foydalanish va siqilgan tanani tashkil etuvchi asosiy elementni past haroratda eritishda sinterlash o'zgarishsiz qoladi /1/.

Chang metallurgiya usuli bir qator afzalliklarga ega:

· tarkibida metall komponentlar bilan bir qatorda metall bo'lmaganlar, shuningdek ikki (bimetal) yoki turli metallarning bir nechta qatlamidan iborat materiallar va mahsulotlarni ishlab chiqarish imkoniyati;

· eritish va quyish yo'li bilan erishib bo'lmaydigan g'ovakligi nazorat qilinadigan g'ovakli materiallarni olish imkoniyati.

Kukun metallurgiyasining afzalliklari bilan bir qatorda uni keng qo'llashni murakkablashtiradigan va cheklaydigan kamchiliklar ham mavjudligini ta'kidlash kerak. Asosiy kamchiliklarga metall kukunlarining yuqori narxi va qotishma kukunlari - po'latlar, bronzalar, guruch va boshqalarni ishlab chiqarishning o'zlashtirilgan usullarining yo'qligi kiradi. Metall kukunlardan olingan mahsulotlar g'ovaklilik tufayli oksidlanish tendentsiyasini oshiradi va oksidlanish paydo bo'lishi mumkin. nafaqat sirtdan, balki mahsulotning butun qalinligi bo'ylab. Metall-keramika buyumlari ham nisbatan past plastik xossalarga ega (zarbga chidamlilik, cho'zilish) /3/.

1 Kukunli materiallar ishlab chiqarish usullari

Chang material - o'lchamlari 1 mm gacha bo'lgan, o'zaro aloqada bo'lgan va bir-biriga bog'lanmagan metall, qotishma yoki metallga o'xshash birikma zarralari yig'indisi /4/.

Barcha donador jismlar zarrachalar va zarralararo (tashqi) g'ovaklardan iborat. Kukun zarralari, o'z navbatida, kichikroq strukturaviy elementlarga bo'linishi mumkin. Metall zarralar deyarli har doim ham sirt ustida, ham ichki qo'shimchalar shaklida tarqalgan aralashmalarni o'z ichiga oladi va ko'pincha zarracha ichidagi teshiklarga ega.

Zarrachalar turli xil shakllarga ega bo'lishi mumkin. Turli xil tuzilmalarni uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin:

· tolali yoki ignasimon zarrachalar, ularning uzunligi boshqa o'lchamlarda ularning hajmidan sezilarli darajada oshadi;

· uzunligi va kengligi qalinligidan ko'p marta katta bo'lgan tekis zarrachalar (plitalar, barglar, stollar);

· barcha o'lchamlarda taxminan bir xil o'lchamdagi teng o'qli zarralar.

Zarrachalar bir-biridan g'ovak (zarralararo) va aloqa bo'shliqlari bilan ajratilgan. Bosimsiz kukunlardagi teshiklar odatda umumiy hajmning 70-85% ni egallaydi. Kukunlar zarrachalararo teshiklardan tashqari, zarracha ichidagi g'ovaklarga ham ega bo'lishi mumkin. Zarrachalar orasidagi g'ovaklarning o'lchami zarracha hajmining oshishi va qadoqlash zichligining pasayishi bilan ortadi.

Xususiy sirt maydonining sezilarli kattaligi tufayli, kukunlarda, ayniqsa, yupqalarida, massa birligiga (asosan oksidlar) to'g'ri keladigan sirt aralashmalari miqdori ixcham jismlarga qaraganda sezilarli darajada ko'pdir. Kukunlar shuningdek, zarracha ichidagi aralashmalarni o'z ichiga oladi - ifloslantiruvchi moddalar, oksidlar va boshqalar. Kukunlarning aralashmalarning alohida zarralari bilan mexanik ifloslanishi ham mumkin /5/.

Kukun ishlab chiqarish kukunli metallurgiya usulining birinchi texnologik operatsiyasidir. Kukunlarni ishlab chiqarishning mavjud usullari juda xilma-xildir - bu kukunli mahsulotlarga kerakli fizik, mexanik va boshqa xususiyatlarni berish imkonini beradi. Shuningdek, kukunni ishlab chiqarish usuli uning sifati va narxini belgilaydi. Kukunlarni ishlab chiqarishning ikkita usuli mavjud: fizik-kimyoviy va mexanik.

Fizik-kimyoviy usullarga xom ashyoning chuqur fizik-kimyoviy oʻzgarishlari bilan bogʻliq boʻlgan kukunlar olish texnologik jarayonlari kiradi. Natijada, hosil bo'lgan kukun asl materialdan kimyoviy tarkibida sezilarli darajada farq qiladi. Fizik-kimyoviy usullarga quyidagilar kiradi: elektroliz, karbonil birikmalarini termik dissotsiatsiyalash, oksidlarni qattiq qaytaruvchi moddalar va gazlar bilan qaytarish, bug'lanish va kondensatsiyalash usuli va boshqalar.

Kukunlarni ishlab chiqarishning mexanik usullari deganda, tashqi mexanik kuchlar ta'sirida boshlang'ich metall kimyoviy tarkibini o'zgartirmasdan kukunga maydalanadigan texnologik jarayonlar tushuniladi. Har xil konstruktsiyali tegirmonlarda qattiq materiallarni maydalash ko'pincha qo'llaniladi. Mexanik usullarga: metallni kesish yoʻli bilan maydalash, sharli tegirmonlarda maydalash, girdobli tegirmonlarda maydalash, inertial maydalagichlarda maydalash, suyuq metallning reaktivini bugʻ, suv, siqilgan gaz bilan purkash kiradi.

Fizik-kimyoviy usullar ko'proq universaldir, lekin kukunli metallurgiya amaliyotida kukun ishlab chiqarishning ikkita usuli o'rtasida aniq chegara yo'q. Ko'pincha kukun ishlab chiqarishning texnologik sxemasi chang ishlab chiqarish uchun mexanik va fizik-kimyoviy usullarning individual operatsiyalarini o'z ichiga oladi.

Metall kukunlarini oksidlardan qaytarish yoʻli bilan olish eng keng tarqalgan, yuqori mahsuldor va tejamkor usul hisoblanadi /6/.

Qayta tiklash - bu asl kimyoviy birikmadan metall bo'lmagan komponentni (kislorod yoki tuz qoldig'ini) olib tashlash orqali metall, material, modda yoki ularning birikmalarini olish jarayonidir /4/.

Qaytarilish yo'li bilan olingan kukunlar arzon narxga ega bo'lib, ularni ishlab chiqarish uchun dastlabki material sifatida ruda konsentratlari, oksidlar va metallurgiya ishlab chiqarish chiqindilari ishlatiladi. Qayta tiklash usulining bu xususiyati uning keng amaliy qo'llanilishiga olib keldi. Hozirgi vaqtda bu usul bilan ko'plab metallarning kukunlari olinadi /6/.

Umuman olganda, kimyoviy qaytarilish reaktsiyasi quyidagicha ifodalanishi mumkin:

MeX + B ↔ Me + BnXm ± Q,

bu erda X - metall bo'lmagan komponent,

B – qaytaruvchi (koks, kuyikish, ko‘mir, tabiiy gazlar shaklidagi uglerod; H2; CO; CO2; faol metallar) /4/.

Metalllarning oksidlardan qaytarilishi qattiq yoki gazsimon qaytaruvchi moddalar yordamida amalga oshirilishi mumkin. Faol gazni qaytaruvchi moddalarga vodorod, uglerod oksidi va CO va H2 ni o'z ichiga olgan turli gazlar kiradi. Qattiq qaytaruvchi vosita sifatida kislorodga nisbatan ko'proq kimyoviy yaqinlikka ega bo'lgan uglerod va metallar ishlatiladi: natriy, kaltsiy va magniy. Ba'zi metallarning kislorodga yaqinligi yuqori bo'lgan boshqa metallar yordamida qaytarilishi metallotermiya deb ataladi.

Qaytaruvchi moddalar orasida uglerod (arzonligi va kamaytirish jarayonining soddaligi tufayli) keng qo'llaniladi. Jarayonning nochorligi - bu jarayonni cheklaydigan metallarning karbürizatsiyasini kamaytirish imkoniyati. Uglerod bilan qaytarilish temir, xrom, volfram va boshqa ba'zi metallar kukunlarini ishlab chiqarishda, shuningdek, karbid oksidlaridan to'g'ridan-to'g'ri kukun ishlab chiqarishda keng tarqalgan.

Metall oksidlarining qaytarilish qobiliyatiga ko'ra oson qaytariladigan (mis, nikel, kobalt, temir, volfram va molibden) va qiyin qaytariladigan (xrom, marganets, vanadiy, alyuminiy, magniy) ga bo'linadi. ko'p oksidlarni kamaytirish uglerod qaytaruvchi moddalarga nisbatan kuchliroq oksidlarni talab qiladi. Vodorod ko'pincha uglerod bilan ifloslanmagan kukunlarni, masalan, kobalt, volfram va molibden kukunlarini olish uchun qaytaruvchi vosita sifatida ishlatiladi.

Qaytaruvchi vositadan qat'i nazar, qaytarilish yo'li bilan kukunlarni ishlab chiqarish usuli moslashuvchan jarayondir. Kukun zarralari yuqori darajada rivojlangan sirtga ega bo'lgan ko'pburchaklar shaklida gubkali bo'lib, ular yuqori porozlik tufayli yaxshi bosiladi. Zarrachalarning o'lchamlari pasayish harorati bilan belgilanadi: harorat qancha past bo'lsa, kukun zarralari shunchalik kichik bo'ladi.

Metall oksidlarini metallar bilan qaytarish faqat uglerod yoki gaz bilan qaytarilishi mumkin bo'lmagan yoki amaliy bo'lmagan hollarda qo'llaniladi /6/.

2 Kukunlarning xossalarini nazorat qilish usullari

2.1 Kimyoviy xossalari

Kukunlarning kimyoviy xossalari murakkab kukunlar tarkibiga kiradigan asosiy metall yoki asosiy komponentlarning tarkibiga, shuningdek, aralashmalar, turli mexanik ifloslantiruvchi moddalar va gazlar tarkibiga bog'liq. Kukunlarning muhim kimyoviy xossalari ularning yonuvchanligi, portlovchiligi va toksikligidir.