Metal kukunlarni olish usullari va texnologik xossalari.
Kukunli metallurgiya -
metall kukunlari va metallga o’xshash birikmalar, yarim tayyor mahsulotlar va
ulardan tayyorlangan mahsulotlar yoki ularning aralashmalarini metall bo’lmagan
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
650
kukunlar bilan asosiy komponentlari eritmasidan ishlab chiqarish majmuasini qamrab
oluvchi texnologik jarayoni tushuniladi.
Kukunli metallurgiyaning jadal rivojlanishi an’anaviy quyma va bolg’alash ,
po’lat va qotishmalarning o’rnini bosuvchi va boshqa texnologik jarayonlar
yordamida olinmaydigan xususiyatlarga ega bo’lgan materiallar sifatida ishlatiladigan
qotishmalarning keng sinfini ishlab chiqish uchun zarur shart-sharoitlarni yaratdi.
Kukunli metallurgiyaning jixoz qismlari va qurilmalarini ishlab chiqarishning boshqa
usullariga nisbatan afzalliklari quyidagilardan iborat:
- boshqa usullar bilan ishlab chiqarish mumkin bo’lmagan mahsulotlarni olish
(filtrlar, g’ovakli podshipniklar, o’tga chidamli metallar asosidagi qotishmalardan
kontaktlar va boshqalar);
- metallarni ko’plab tejash, kukunlarni olish uchun chiqindilarni (masalan,
strujka, kuyindi, qirindi va boshqalar) ishlatish va mahsulotlarni keyingi mexanik
ishlov berishsiz (vtulkalar, tishli gildiraklar, kulachoklar va boshqalar) olish mumkin,
bu esa sezilarli darajada materiallar va tayyor mahsulotlarning tannarxini
kamayishiga olib keladi.
Afzalliklar bilan bir qatorda kukunli metallurgiya bir qator kamchiliklarga ega:
qimmatbaho asbob-uskunalar (seriyali va ko’p seriyali ishlab chiqarishda iqtisodiy
o’sish), xususiyatlarning beqarorligi, yirik o’lchamli va murakkab shaklli
mahsulotlarni ishlab chiqarishdagi qiyinchiliklar.
Kukunli mahsulotlarni ishlab chiqarishning asosiy texnologik operatsiyalari:
a) berilgan kimyoviy va granulometrik tarkibli kukun aralashmasini tayyorlash;
b) formalash- qoliplash (presslash);
v) presslangan plankalarga kerakli mustahkamlik va fizik-mexanik xossalarni
berish maqsadida pishirish;
d) mahsulotlarning maqsadiga va ularga qo’yiladigan talablarga (mexanik,
termik va boshqalar) qarab qo’shimcha ishlov berish.
1-jadval
Kukunlarni olish va ishlov berish usullari
Metall kukunlarini ishlab chiqarish
Kimyoviy jarayonlar
Fizikaviy jarayonlar
Oksidlarni tiklanishi
Ishqor va parlardan cho’kish
Termik ajralish
Elektrokimyoviy cho’kish
Qattiq tanalarni maydalash
Tegirmon:
- diskli;
- sharli;
- shlagli;
- suyuq moddali
Eritib changlatish:
- tomchilatib;
- aylantirib;
- vakuumli;
- urilib;
- ultrotovushli;
- elektrodinamikli
Metall kukunlari va metall bo’lmagan materiallar kukunlari kukun
mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun asosiy xom ashyo hisoblanadi. Sanoat metall
kukunlarini ishlab chiqaradi: temirli, misli, nikelli, xromli, kobaltli, volframli,
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
651
molibdenli, titanli va boshqalar. Metall kukunlarini olishning turli usullari mavjud:
mexanik maydalash orqali (siniqlar, parchalar), metallni purkash, kuyindilarni tiklash
yoki toza oksidlar, karbonil , elektroliz va boshqa jarayon usullari orqali olinadi (1-
jadval). Kukunlarni fizikaviyusullarni ikkita katta guruhga bo’lish mumkin, ular
hozirda qo’llaniladigan barcha texnologik jarayonlarning taxminan 95% ni qamrab
oladi: qattiq moddalarni mexanik maydalash va eritmalarni purkash usullari.
Maydalash, tegirmonlash yoki ishqalash orqali jilvirlash metall kukunlarini
olishning mustaqil usuli va ularni ishlab chiqarishning boshqa usullari uchun
qo’shimcha operatsiya bo’lishi mumkin. Dag’al maydalash uchun jag’li, rolikli va
konussimon diskli maydalagichlari, shuningdek elaklar ishlatiladi. Dag’al maydalash
mahsuloti zarracha hajmi 1.. .10 mm qumli zarralardan iborat bo’ladi. Materialning
oxirgi silliqlashi sharli aylanadigan, tebranish va planetar markazdan qochma, o’tkir
qirrali gurzi va bolg’a tegirmonlarida amalga oshiriladi. Kukun zarralari 0,2 dan
0,002 mm gacha o’lchamga ega bo’ladi.
Metallarni oksidlaridan tiklash metall kukunlarini olishning eng keng tarqalgan
usullaridan biridir. Bu usulda temir, mis, nikel, volfram va boshqa metallarning
kukunlari, shuningdek, po’latlarning kukunlari, metall qotishmalari - legirlangan va
korroziyaga chidamli po’latlar kukunlari olinadi. Oksidlarni tiklash usullari
ishlatiladigan tiklovchi va agregatlarga, shixtaning turiga va uni qaytaruvchi zonaga
etkazib berish usuliga, tiklanuvchi gazlar bosimiga va jarayonning haroratiga qarab
tasniflanadi.
Qaytarilish usuli bilan olingan temir kukunlari kimyoviy tarkibiga ko’ra
quyidagi navlarga bo’linadi: PJV1, PJV2, PJVZ, PJV4, PJV5, bu erda PJ - temir
kukuni, quyidagi raqamlar kukunning aralashmalar bo’yicha kimyoviy turdoshmaslik
darajasidir.
Kukunlarni ishlab chiqarishning asosiy sanoat usullarining xususiyatlari 2-
jadvalda keltirilgan.
2-jadval
Metall kukunini olish asosiy usullari tavsifi
Usullar
Usulning mohiyati
Olinadigan kukun
Qabul qilingan xom-ashyo
Vodorod, uglerod oksidi
va ular aralashmalari bilan
tiklash
МеО + Н2 ^^ Ме + Н2О
МеО + СО ^ ^Ме +СО2
Tiklangan zarralarni
maydalash, tasniflash va
kuydirish
Fe, W, Ni, Re, Мо, Са,
Cu, legrlangan
qotishmalar va po’latlar
Kuyindi, ruda konsentrti,
kumyoviy qo’shilmalar
Natriy, magniy bilan
metallokeramik tiklash
МеО + [ТВ] ^
^ [ТВ]О + Ме
Ti, Zr, Та, Hf, Cr, Nb
Oksidlar, kompleks
ftoridlar (Та, Nb, Zr)
Suyuq metallni havo yoki
gaz bilan changlatish
0,4…1,5 MPa gaz bosimi
ostida eritilgan metal
oqimini dispertsiyalash.
Kukun kullarini quritish va
tiklash
Temir, tez kesuvchi va
korroziyaga chidamli
po’lat, rangli metal
qotishmalari
Sintetik cho’yan, berilgan
metal tarkibi
Suvli eritmalar elektrolizi
Doimiy tok o’tkazishda
Fe, Ni, Со, W, Мо, Cu,
Sulfat tuzlari va boshqa
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
652
suvli eritma tuzlaridan metal
kukun cho’kindilari
Cr, Fe-Ni, Fe- Ni-Мо,
Ni-Cu, Ag
eritmalar
Eritilgan tuzli elektroliz
700…800
o
C haroratda
eritilgan tuzli eritmalarda
metal kukun cho’kindilari
Ta, Nb, Al, Zr, Th,
Kompleks ftorit bilan
oksid aralashmalari
Tegirmonlarda
maydalangan, elangan,
tindirib aralashtirilgan
Urib va ishqalab
maydalangan
Fe, Al, bronza
Strujka
Ko’p miqdordagi tiklangan moddalarning mavjudligi metall kukunlarini turli
usullar bilan olish imkoniyatini oldindan belgilab beradi. Oksidlangan rudalar va
prokat kuyindilari tiklash yo’li bilan temir kukunlarini ishlab chiqarishda xom ashyo
sifatida ishlatiladi. Mis, nikel, kobalt kukunlari oksidlardan suvli eritmalarni tiklash
va elektrolizlash yo’li bilan olinadi.
Nikel, mis va kobalt kukunlarini suvda eruvchan birikmalarini bosim ostida
vodorod bilan qaytarish yo’li bilan ishlab chiqarish keng tarqalgan usullar
hisoblanadi. Ushbu jarayon ko’pincha avtoklav usulida qayta tiklash deb ataladi.
Metall kukunlarining kimyoviy xossalari asosiy metall tarkibiga yoki qotishma
kukunni tashkil etuvchi asosiy komponentlarga, aralashmalar tarkibiga, turli xil
mexanik aralashmalar va gazlarga bog’liq. Kukunlar uchun texnik tasniflarda etkazib
beruvchi korxonalar odatda asosiy metall va aralashmalarning tarkibini ko’rsatadi,
shuning uchun ba’zida to’liq kimyoviy tarkibni aniqlash zarurati tug’iladi. Bunday
holda, tarkibiy qismlarning xossalari kimyoviy va spektral tahlil bilan aniqlanadi.
Kukunlarning fizik xossalarining tavsiflari chang zarrachalarining shakli va
hajmi, zarrachalar granulalarining qsimlanishi, zarrachalarning o’ziga xos sirtining
o’lchami, piknometrik zichlik va kukunli metallning kristalli tuzilishi holatini o’z
ichiga oladi.
Kukunni olish usuliga qarab, zarrachalarning shakli sharsimon (karbonil va
changlatilgan), tomchi shaklida (changlatilgan), qirrachali shaklga ega (tiklangan),
dendritik (elektrolitik), plastinka shaklidagi va parchalangan ( girdobli va sharli
tegirmonlarda, tebranish tegirmonlarida maydalash natijasida olingan kukunlar, tolali
va gulbargsimon (suyuq metallarni parchalashda).
Kukun zarrchalarining shakli ularning massa zichligi va siqilish qobiliyatiga,
shuningdek, zichlik, mustahkamlik va presslanganligi bir xilligiga katta ta’sir
ko’rsatadi.
Zarrachalar hajmiga qarab, kukunlar zarrachalari hajmi 0,5 mkm dan kam
bo’lgan o’ta mayda kukunlarga bo’linadi; o’lchami 0,5 dan 10 mikrongacha bo’lgan
juda mayda (OM belgisi); kichik (M) - 10 dan 40 mikrongacha; o’rta (C) - 40 dan
150 mikrongacha va katta (K) - 150 mikrondan va undan yuqori.
Tayyor mahsulotlarning sochma zichligi, presslanish bosimi, pishirishda
o’tirishi yoki qisqarishi va mexanik xususiyatlari boshqa xususiyatlar bilan birgalikda
kukunlarning zarracha hajmiga bog’liq bo’ladi. Kukunlar qanchalik mayda bo’lsa,
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
653
ixchamlarning ma’lum bir zichligiga erishish uchun presslash paytida talab
qilinadigan bosim shunchalik ko’p bo’ladi va natijada hosil bo’lgan zagatovkalar
kuchayadi va past haroratlarda pishadi.
Kukunlarning keyingi muhim fizik xarakteristikasi zarrachalarning o’ziga xos
yuzasi bo’lib, u umumiy maydoni sifatida tushuniladi, hajm yoki massa birligida
olingan barcha zarralarning sirtlari. Muayyan sirt maydoni zarracha hajmi va shakliga
bog’liq.
Texnologik xossalarga kukunlarning massa zichligi, suyuqligi va siqilishi kiradi.
Kukunlarning massa zichligi hajmli xarakteristikasi bo’lib, u erkin to’ldirilgan kukun
hajmining massasidir. Ommaviy zichlik kukun zarralarining to’planish qobiliyatini
ifodalaydi va kukunli metallning zichligiga, kukunni ma’lum hajm bilan haqiqiy
to’ldirishga, dispersiyaga, zarracha shakliga va o’ziga xos sirt maydoniga bog’liq.
Kukunlarning suyuqligi kukunning ma’lum diametrli teshikdan o’tish tezligini
tavsiflaydi. Kukunlarning suyuqligi muhim xususiyatdir, chunki qolipni to’ldirish
tezligi va bir xilligi unga bog’liq, bu ayniqsa avtomatik presslashda muhimdir.
Kukunlarning suyuqligiga ta’sir qiluvchi asosiy omillar zarrachalarning bir-biriga
ishqalanishi va birikishi (ichki ishqalanish) hisoblanadi. Siqiluvchanlik - kukunning
berilgan bosim ta’sirida minimal ruxsat etilgan zichlikka ega bo’lgan ma’lum
shakldagi briket hosil qilish qobiliyati. Siqilish ikki texnologik xususiyat bilan
belgilanadi: siqilish va shakllanuvchanlik. Siqilish - briket zichligining presslash
bosimi qiymatiga bog’liqligi. Siqilishning xarakteristikasi "zichlik – presslash
bosimi" koordinatalarida qurilgan bosish diagrammasi.
Shakllanuvchanlik - kukunning ma’lum bir zichlik qiymatlarida berilgan shaklni
saqlab turish qobiliyati. Kukunning shakllanuvchanligi minimal va maksimal zichlik
qiymatlari bilan chegaralangan zichlik oralig’i bilan tavsiflanadi, bunda ixcham
qolipdan chiqarilgandan keyin zarar ko’rmaydi.
Preslash uchun kukunlarni tayyorlash kukunli mahsulotlarni ishlab chiqarishda
hal qiluvchi bosqichdir, chunki aralashmaning sifati tayyor mahsulotning
xususiyatlarida namoyon bo’ladi. Aralashmani tayyorlash ma’lum bir kimyoviy va
granulometrik tarkibga ega bo’lgan kukunlarni me’yorlash, keyin aralashtirish bilan
bog’liq. Chang metallurgiyasida ishlatiladigan materiallarning xarakteristikalari 3-
jadvalda keltirilgan.
3-jadval
Kukunli metallurgiyada ishlatiladigan materiallar tavsifi
Material
Kukun sochilgan zichligi,
10
3
kg/m
3
Kompakt material zichligi,
10
3
kg/m
3
Puasson koeffitsienti, d
Alyuminiy
1,0…1,7
2,5…2,7
0,36
Temir
1,8…3,0
7,8…7,85
0,28
Mis
1,5….2,5
6,8…7.2
0,35
Qo’rg’oshin
3,2…3,8
7,3
0,33
Rux
5,4…5,7
11,3…11,4
0,44
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
654
Aralashtirish mikserlarida amalga oshiriladi, ular orasida aylanish jarayonida
moyil o’qi bo’lgan mikserlar va konusli mikserlar eng ko’p qo’llanilishi keng
tarqalgan. Har xil tarkibiy qismlarning har ikkala kukunlari ham, har xil dispersiya
yoki tayyorlash usulidagi bir xil komponentning kukunlari ham aralashtirishga
duchor bo’ladi. Kukun komponentlarini aralashtirishni yaxshilash uchun ba’zan
aralashmaga suyuqlik (mineral moy, spirt, benzin, distillangan suv, glitserin)
qo’shiladii. Shu munosabat bilan aralashtirish “quruq” (suyuqlikni qo’shmasdan) va
“ho’l” ga bo’linadi. Aralashtirish va komponentlarning xususiyatlariga bog’liq va bir
necha daqiqadan bir necha soatgacha o’zgarishi mumkin bo’ladi.
Aralashtirish jarayonida kukunlarning siqilishi va granulyatsiyasini yaxshilash
uchun mikserga plastiklashtiruvchi qo’shimchalar (paraffin organic suyuqligi, mum,
kauchuk, komfor va boshqalarning organik suyuqliklaridagi eritmalari) kiritiladi, ular
bosilganda siqilgan qo’shimcha mustahkamligini yaratadi va ularning tarkibini
kamaytiradi, devor mi press qoliplari va zarrachalarning o’zlari orasidagi ishqalanish
(tashqi ishqalanish) va granulyatsiya paytida ularning birlashishini osonlashtiradi.
Bosish jarayonini yaxshilaydigan qo’shimchalar bilan bir qatorda ma’lum
xususiyatlarini tashkil etuvchi qo’shimchalar ham kiritilishi mumkin.
Qoliplarga bosish paytida aralashmaning dozasi og’irlik yoki hajm bo’yicha
amalga oshiriladi.
Q aralashmasining namuna og’irligi formula bo’yicha hisoblanadi
Q = VY / QK
x
K
2
;
bu yerda: V - tayyor qismning hajmi, sm3; uk - gözenekli bo’lmagan kukunli
materialning zichligi, g / sm
3
; Q - tayyor sinterlangan mahsulotning nisbiy zichligi;
K1 - presslash paytida kukun yo’qotilishini hisobga olgan koeffitsient (K
1
= 1,005 ...
1,01, qolip qismlarini ishlab chiqarishning aniqligiga qarab), K
2
- pasayish natijasida
pishirish jarayonida massa yo’qotilishini hisobga olgan koeffitsient. K2 = 1.01.1.03
oksidlar va aralashmalarning yonishi (shu jumladan moylash materiallari,
plastifikator va boshqalar).
Metall kukunlari va ularning aralashmalarini presslash (qoliplash) - bu pishirish
jarayonida o’lchamlarning o’zgarishini hisobga olgan holda, tayyor mahsulotning
shakli va o’lchamlariga ega bo’lgan, erkin oqadigan kukundan nisbatan kuchli yarim
tayyor mahsulotlar yoki blankalar olinadigan operatsiya; shuningdek, nima bilan
bog’liq nafaqalar - yoki keyinchalik qayta ishlash bilan amalga oshiriladi. Bu
zaryadni qolipga to’ldirish, bosish, bosim ostida qisqa ushlab turish va kompaktlarni
preslarda surishdan iborat. Preslangandan keyin olingan blankalar, qoida tariqasida,
15…25% g’ovaklikka va past mexanik xususiyatlarga ega.
Yilni balandligi odatda matritsaga quyilgan kukun balandligidan 3,5 baravar
kam bo’lib, bu ixchamlarning xususiyatlarining deformatsiya anizotropiyasiga olib
keladi (mexanik, teshik shakli va hajmi, o’tkazuvchanligi). Sovuq presslashda
"Science and Education" Scientific Journal / Impact Factor 3,848 (SJIF)
February 2023 / Volume 4 Issue 2
www.openscience.uz / ISSN 2181-0842
655
etarlicha kuchli ish qismlarini olish uchun kukun aralashmasining berilgan g’ovakligi
va xususiyatlariga qarab 600 … 1000 MPa gacha o’zgarishi mumkin bo’lgan sezilarli
bosimlar qo’llaniladi.
|
