Metal tökmə: proses, üsullar, üsullar

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Metal bütün müasir sivilizasiyanın əsasını təşkil edir. Müasir bəşəriyyət bir il ərzində o qədər dəmir çıxarır və emal edir ki, bütün dünya onu ən azı bir neçə əsrə qədər götürəcək. Və bu ehtiyac tamamilə haqlıdır, çünki təkcə tikinti inanılmaz miqdarda polad tələb edir. Təəccüblü deyil ki, belə şəraitdə metal tökmə daim təkmilləşdirilir.

Bir az tarix

Dəmirin ən əhəmiyyətli xüsusiyyətini qəbul etməsi, bərkiməsi, ona "təklif edilən" forması, qədim zamanlarda bir insanın fərqinə vardı. Bu gün demək olar ki, bütün elm adamları insanın metalla ilk tanışlığının meteoritlər sayəsində baş verdiyini düşünürlər. Meteorit dəmir əriyə bilir və emal etmək asan idi, ona görə də tökmənin əsasları bəzi yeni yaranan sivilizasiyalar tərəfindən çoxdan öyrənilib.

Ölkəmizdə metal tökmə əsrlər boyu hörmətli və şərəfli iş olub, insanlar bu sənətə həmişə böyük hörmətlə yanaşıblar. Rus ustalarının tökmə məharətinin şah əsəri olan “Çar topu” və “Çar zəngi” hər kəsə məlumdur, hətta onlardan biri heç zəng vurmasa da, ikincisi atmasa da. Böyük Pyotrun dövründə Ural təkərləriordu üçün etibarlı silah tədarükçüsü kimi xüsusi şöhrət qazandı. Bununla belə, onlar bu titulu indi də çox haqlı olaraq daşıyırlar. Metal tökmənin əsas növlərini nəzərdən keçirməzdən əvvəl, xammalın tələb olunan xüsusiyyətləri haqqında bir neçə söz demək lazımdır.

Tökmə üçün metal nə olmalıdır

Töküm üçün istifadə olunacaq metalın ən mühüm xüsusiyyəti onun axıcılığıdır. Ərinmiş formada olan ərinti, ən kiçik boşluqları doldurarkən, bir potadan digərinə mümkün qədər asanlıqla axmalıdır. Akışkanlıq nə qədər yüksək olarsa, bitmiş məhsulda daha incə divarlar edilə bilər. Zəif yayılan metal ilə bu, daha çətindir. Normal şəraitdə o, formadakı bütün boşluqları doldurduğundan xeyli tez tutmağı bacarır. Sənayeçilərin metal ərintiləri tökərkən qarşılaşdıqları çətinlik budur.

Çuqun tökmə zavodunun sevimli materialına çevrilməsi təəccüblü deyil. Bunun səbəbi, bu ərintinin əla axıcılığa malik olması, onunla işləməyi nisbətən asanlaşdırmaqdır. Polad o qədər də axıcı olmaqdan uzaqdır və buna görə də kalıbı tamamilə doldurmaq üçün (boşluqlar və boşluqlar olmasın) müxtəlif fəndlərə əl atmaq lazımdır.

Ən sadə halda, evdə metal tökmə tələb olunduqda, xammal əridilir və kiçik hissələrdə suya tökülür: beləliklə, xüsusən də balıq ovu üçün sinkerlər edə bilərsiniz. Ancaq bu üsul hətta silah sənayesində nisbətən geniş istifadə olunur! Konturda soyuducu qülləyə bənzəyən xüsusi qüllənin başından əriyibMetal. Quruluşun hündürlüyü elədir ki, artıq soyumuş mükəmməl əmələ gələn damcı yerə çatır. Sənaye miqyasında çəkiliş belə hazırlanır.

Yerlə tökmə üsulu

Ən sadə və qədim üsul metalın yerə tökülməsidir. Ancaq onun "sadəliyi" nisbətən şərti bir anlayışdır, çünki bu iş son dərəcə əziyyətli hazırlıq tələb edir. Bu nə deməkdir?

İlk olaraq model mağazasında gələcək tökmənin tam ölçülü və ən ətraflı modeli hazırlanır. Üstəlik, onun ölçüsü alınmalı olan məhsuldan bir qədər böyük olmalıdır, çünki metal soyuduqda çökəcəkdir. Bir qayda olaraq, model iki yarıdan ayrıla bilən hazırlanır.

Bunu etdikdən sonra xüsusi qəlibləmə qumu hazırlanır. Gələcək məhsulun daxili boşluqları və boşluqları olmalıdırsa, o zaman çubuqları, həmçinin əlavə qəlibləmə birləşməsini hazırlamaq lazımdır. Bitmiş hissədə "boş" olan sahələri müvəqqəti doldurmalıdırlar. Əgər siz evdə metal tökməkdə maraqlısınızsa, bu faktı yadda saxlamağınızdan əmin olun, çünki əks halda artıq doldurulmuş kolba təzyiqlə sadəcə parçalana bilər və bunun nəticələri ən acınacaqlı ola bilər.

Qalıb qumları nədən hazırlanır?

Əsas müxtəlif dərəcəli qumlar və gillər, həmçinin bağlayıcılardır. Onların rolunu təbii və sintetik yağlar, qurutma yağı, qatran, rozin və hətta qatran oynaya bilər.

Sonra vəzifəsi qəlib hazırlamaq olan qəlibçilərin vaxtı gəlir. izah etsənizdaha asan, belə edilir: taxta qutu alınır, qəlibin yarısı ora qoyulur (o da ayrılır) və modelin divarları ilə qəlib arasındakı boşluqlar qəlibləmə tərkibi ilə bağlanır.

Eyni şey ikinci yarı ilə edilir və hər iki hissəni sancaqlar ilə bərkidin. Formanın töküldükdə yuxarıda olacaq hissəsinə iki xüsusi konus daxil edildiyini qeyd etmək vacibdir. Onlardan biri ərimiş metalı tökmək üçün, ikincisi genişlənən qazlardan çıxmaq üçün istifadə olunur.

Hazırlıq mərhələsinin sonu

İndi isə əməliyyatın bəlkə də ən vacib hissəsinin vaxtıdır. Kolbalar çox diqqətlə ayrılır, qumun bütövlüyünün pozulmasının qarşısını almağa çalışırlar. Bundan sonra, gələcək hissənin iki aydın və ətraflı izi yerdə qalır. Bundan sonra onlar xüsusi boya ilə örtülür. Bu, ərimiş metalın qumlu torpaqla birbaşa təmasda olmaması üçün edilir. Metal tökmə texnologiyası buna imkan verməməlidir, əks halda hazır məhsulun keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə pisləşə bilər.

Əgər bu lazım olarsa, eyni zamanda ərintilərin tökülməsi üçün lazım olan əlavə qapı keçidi kəsilir. Kolbalar yenidən qatlanır və mümkün qədər möhkəm bağlanır. Qum bir az quruduqdan sonra tökməyə başlaya bilərsiniz.

Yayımlamağa başlayın

İlk olaraq günbəzlərdə, yəni xüsusi sobalarda çuqun blanklar əridilir. Əgər polad tökmək tələb olunarsa, onda xammallar domna, ocaq, çevirici və digər sobalarda əridilir. İçəri gətirməkəlvan metalların ərimə vəziyyəti, xüsusi əritmə cihazlarından istifadə edin.

Hər şey, siz yayımlamağa başlaya bilərsiniz. Yalnız bir forma varsa, o zaman ərimə bir kepçe ilə fərdi olaraq tökülür. Digər hallarda, bir qayda olaraq, konveyer təşkil edilir: ya boşluqları olan bir kəmər çömçənin altına keçir, ya da çömçə kolba sıraları üzərində hərəkət edir. Hamısı yalnız istehsalın təşkilindən asılıdır. Vaxtı gələndə və metal soyuyanda qəlibdən çıxarılır. Prinsipcə, bu üsul evdə metal tökmə tələb olunduğu hallarda idealdır (məsələn, bir döymə üçün). Belə şəraitdə daha mükəmməl heç nə əldə edilməyəcək.

Qumlama və ya üyüdmə maşınları hazır məhsuldan kireç və yapışan qəlib qumunu təmizləyir. Yeri gəlmişkən, bu üsul Böyük Vətən Müharibəsi illərində tankların istehsalında fəal şəkildə istifadə edilmişdir. Tökmə qüllələr belə istehsal edildi və bu prosesin sadəliyi və istehsal qabiliyyəti cəbhənin çox ehtiyac duyduğu çox sayda hərbi maşın istehsal etməyə imkan verdi. Metal tökmənin başqa hansı növləri mövcuddur?

Döküm

Amma indi onlar tökmə məmulatların istehsalı üçün daha təkmil və texnoloji cəhətdən qabaqcıl üsullardan istifadə edirlər. Məsələn, soyuq qəlibdə metal tökmə. Prinsipcə, bu üsul bir çox cəhətdən yuxarıda təsvir edilənə bənzəyir, çünki bu vəziyyətdə tökmə qəlibləri də istifadə olunur. Yalnız eyni zamanda onlar metaldır, bu da genişmiqyaslı istehsal prosesini xeyli asanlaşdırır.

Beləliklə, konuslar və çubuqlar iki yarıya daxil edilir (metal tökmək və boşluqlar yaratmaq üçün) vəsonra onları bir-birinə möhkəm bağlayın. Hər şey, işə başlaya bilərsiniz. Bu üsulun özəlliyi ondadır ki, burada ərimiş metal son dərəcə tez bərkiyir, qəliblərin məcburi soyudulma ehtimalı var və buna görə də boşalma prosesi daha sürətli olur. Yalnız bir qəliblə siz qəliblərin və qumların fərdi hazırlanmasına çox vaxt sərf etmədən yüzlərlə, hətta minlərlə tökmə əldə edə bilərsiniz.

Metodun bəzi çatışmazlıqları

Bu tökmə metodunun dezavantajı yalnız ərimiş formada artan axıcılıq ilə xarakterizə olunan metal növlərinin ona uyğun olmasıdır. Məsələn, polad üçün yalnız təzyiqli tökmə uyğun gəlir (aşağıda bu barədə), çünki bu material yaxşı axıcılığa malik deyil. Sıxılmış havanın təsiri altında, hətta ən "çevik" polad növləri lazımi formanı daha yaxşı alır. Pis odur ki, adi soyuducu qəlib sadəcə belə ekstremal istehsal şəraitinə tab gətirə bilməz və dağılacaq. Buna görə də, aşağıda müzakirə edəcəyimiz xüsusi istehsal üsulundan istifadə etməlisiniz.

Enjeksiyon qəlibi

Metalların təzyiq altında kalıpla tökülməsi necə həyata keçirilir? Artıq yuxarıda bəzi aspektləri nəzərdən keçirdik, lakin hələ də bu məsələni daha ətraflı açıqlamaq lazımdır. Hər şey olduqca sadədir. Birincisi, çox mərhələli, mürəkkəb daxili forma ola bilən keyfiyyətli polad markalarından hazırlanmış bir tökmə qəlibi lazımdır. İkincisi, yeddi yüzdən yeddi yüz MP-ə qədər çatdıra bilən nasos avadanlığına ehtiyacımız var.

Əsas üstünlükbu əritmə üsulu yüksək məhsuldarlıqdır. Enjeksiyon qəlibini başqa nə təmin edir? Bu vəziyyətdə, daha az metal istifadə olunur və hazır məhsulun səth keyfiyyəti çox yaxşıdır. Sonuncu vəziyyət mürəkkəb və olduqca yorucu bir təmizləmə və üyütmə prosedurunun rədd edilməsini nəzərdə tutur. Hazır məhsul və hissələrin istehsalı üçün bu istehsal üsulu üçün ən yaxşı materiallar hansı materiallardır?

Ən çox istifadə edilən ərintilər alüminium, sink, mis və qalay qurğuşun (əlvan metalların tökmə) əsasında hazırlanır. Onların ərimə temperaturu nisbətən aşağıdır və buna görə də bütün prosesin çox yüksək istehsal qabiliyyəti əldə edilir. Bundan əlavə, bu xammal soyuduqda nisbətən kiçik bir çöküntüyə malikdir. Bu o deməkdir ki, müasir texnologiyanın istehsalında son dərəcə vacib olan çox kiçik dözümlülüklərə malik hissələri istehsal etmək mümkündür.

Bu metodun mürəkkəbliyi ondan ibarətdir ki, hazır məhsullar qəliblərdən ayrıldıqda onlar zədələnə bilər. Bundan əlavə, bu üsul yalnız nisbətən kiçik divar qalınlığı olan hissələrin istehsalı üçün uygundur. Fakt budur ki, qalın metal təbəqə son dərəcə qeyri-bərabər sərtləşəcək, bu da qabıqların və boşluqların əmələ gəlməsini əvvəlcədən müəyyən edəcəkdir.

Təzyiq tökmə üçün müxtəlif qurğular

Bu metal məmulatların tökmə üsulunda istifadə olunan bütün maşınlar iki böyük qrupa bölünür: isti və soyuq tökmə kamerası ilə. "Qaynar" çeşid ən çox yalnız sink əsaslı ərintilər üçün istifadə edilə bilər. Bu halda, tökmə kamerası özü isti metala batırılır. Təzyiq altındahava və ya xüsusi porşenlə tökmə boşluğuna axır.

Bir qayda olaraq, güclü inyeksiya qüvvəsi tələb olunmur, 35-70 MPa-a qədər təzyiq kifayətdir. Beləliklə, bu halda, metal tökmə üçün qəliblər daha sadə və daha ucuz ola bilər, bu da məhsulun son maya dəyərinə ən əlverişli təsir göstərir. Soyuq tökmə qəliblərində ərimiş metal xüsusilə yüksək təzyiq altında tökmə kamerasının dərinliyinə “sürülməlidir”. Eyni zamanda, 700 MPa-a çata bilər.

Enjeksiyon qəliblənmiş hissələr harada istifadə olunur?

Onlar hər yerdədir. Telefonlarda, kompüterlərdə, kameralarda və p altaryuyan maşınlarda hər yerdə bu xüsusi üsulla əldə edilən detallar var. O, xüsusilə aviasiya və hətta kosmik sənaye ilə birbaşa əlaqəli olanlar da daxil olmaqla maşınqayırma tərəfindən geniş istifadə olunur. Tökmə hissələrinin kütləsi bir neçə qramdan 50 kiloqrama (və hətta daha yüksək) qədər dəyişə bilər. Metalların tökmə yolu ilə başqa bir "emalı" istifadə edilə bilərmi? Bəli və daha çox yol var.

İtirilmiş mum tökmə

İlk nəzərdən keçirdiyimiz halda olduğu kimi, qədim zamanlardan bəşəriyyət ərimiş metalın parafin və ya mumdan hazırlanmış əvvəlcədən hazırlanmış modelə tökülməsi üsulunu bilirdi. Sadəcə kolbaya qoyulur və boşluqlar qəlibləmə qumu ilə doldurulur. Ərinmə mumu həll edir və ideal olaraq əsas iş parçasının bütün həcmini doldurur. Bu üsul yaxşıdır, çünki modeli kolbadan çıxarmaq lazım deyil. Bundan əlavə, sadəcə mükəmməl keyfiyyətli hissələri əldə etmək mümkündür, bu tökmə prosesimetalların avtomatlaşdırılması nisbətən asandır.

Qabı tökmə

Əgər tökmə nisbətən sadədirsə və hazır məhsuldan "boşluq" möhkəmliyi tələb olunmursa, qabıqlı qəliblərə tökmə üsulundan istifadə etmək olar. Onlar qədim zamanlardan hazırlanır və əsas kimi incə kvars qumu və qatran istifadə olunur. Bu gün, əlbəttə ki, sonuncu kimi müxtəlif sintetik birləşmələr istifadə olunur.

Sonra iki yarımdan ibarət yığıla bilən metal modellər götürülür və təxminən 300 dərəcə Selsiyə qədər qızdırılan səthə qoyulur. Sonra qəlibləmə qarışığı (qum və quru qatrandan) eyni yerə dökülür ki, metal modellərin səthini tamamilə örtsün. İstiliyin təsiri altında qatran əriyir və qumun qalınlığında kifayət qədər güclü “kolba” görünür.

Hamısı bir az soyuyan kimi metal külçələr çıxarıla bilər və qum “qovurmaq” üçün sobaya göndərilə bilər. Bundan sonra kifayət qədər güclü formalar əldə edilir: onların iki yarısını birləşdirərək, onlara ərimiş metal tökülə bilər. Başqa hansı metal tökmə üsulları var?

Mərkəzdənqaçma

Bu zaman ərinti üfüqi və ya şaquli proyeksiyada çox yüksək sürətlə fırlanan xüsusi formaya tökülür. Güclü bərabər tətbiq olunan mərkəzdənqaçma qüvvələrinin təsiri nəticəsində metal kalıbın bütün boşluqlarına bərabər şəkildə axır və bununla da hazır məhsulun yüksək keyfiyyətinə nail olur. Bu tökmə üsulu müxtəlif növ boruların istehsalı üçün idealdır. Bu, daha çox vahid qalınlığın formalaşmasına imkan verirdivarlar, buna "statik" üsullardan istifadə etməklə nail olmaq olduqca çətindir.

Elektro-şlak tökmə

Haqlı olaraq müasir adlandırıla bilən metal tökmə üsulları varmı? Elektroslag tökmə. Bu halda maye metal əvvəlcə güclü elektrik qövs boşalmaları ilə əvvəllər hazırlanmış xammala təsir etməklə əldə edilir. Qövssüz üsul, şlakın topladığı istilikdən dəmir əridildiyində də istifadə edilə bilər. Lakin sonuncu güclü boşalmalardan təsirlənir.

Bundan sonra bütün proses boyu heç vaxt hava ilə təmasda olmayan maye metal kristallaşma kamerasına daxil olur ki, bu da "kombinasiyada" tökmə qəlibidir. Bu üsul nisbətən sadə və kütləvi tökmələr üçün istifadə olunur, onların istehsalı üçün bir çox şərtlərə riayət etmək lazım deyil.

Vakuum doldurma

Yalnız qızıl, titan, paslanmayan polad kimi "yüksək səviyyəli" materiallara aiddir. Bu halda, metal vakuum şəraitində əridilir və sonra sürətlə (eyni şəraitdə) qəliblərə paylanır. Metod yaxşıdır ki, istifadə edildikdə, məhsulda hava boşluqlarının və boşluqların əmələ gəlməsi praktiki olaraq istisna edilir, çünki orada mövcud olan qazların miqdarı minimaldır. Yadda saxlamaq lazımdır ki, bu halda tökmələrin çəkisi yüz və ya iki kiloqramdan çox ola bilməz.

Daha böyük hissələri əldə etmək mümkündürmü?

Bəli, belə texnologiya mövcuddur. Ancaq o, yalnız yüz ton poladın eyni vaxtda işləndiyi hallarda istifadə edilə bilər.və daha çox. Əvvəlcə metal vakuum şəraitində əridilir, sonra qəliblərə deyil, xüsusi qəliblərə tökülür, onlar da onların boşluğuna hava daxil olmaqdan qorunur.

Bundan sonra, hazır ərimə qəliblərə paylana bilər, buradan hava da əvvəllər nasosla çıxarılır. Belə bir texnoloji proses nəticəsində əldə edilən polad kifayət qədər bahadır. Döymə üçün, eləcə də eyni tökmənin bəzi növləri üçün, ən yüksək keyfiyyətli blanklar və hissələrin alınması tələb olunduqda istifadə olunur.

Qazlaşdırılmış (yanmış) nümunələrə tökmə

Tökmə keyfiyyəti və sadəliyi baxımından bu üsul ən sərfəli üsullardan biridir və buna görə də müasir sənayedə getdikcə daha geniş istifadə olunur. İstehsalı ildən-ilə artan bu cür metal tökmə xüsusilə ÇXR və ABŞ-da populyardır, çünki bu iki ölkənin sənaye bazaları yüksək keyfiyyətli polad üçün ən böyük ehtiyacla seçilir. Bu metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, çəki və ölçüdə heç bir məhdudiyyət olmadan tökmə istehsalına imkan verir.

Bir çox cəhətdən bu üsul yuxarıda təsvir edilənlərə bənzəyir: məsələn, bu halda əsas model mum və ya plastilindən deyil, hazırda geniş yayılmış köpükdən istifadə olunur. Bu materialın özünəməxsus xüsusiyyətləri olduğundan, bağlayıcı qum qarışığı təxminən 50 kPa təzyiq altında şüşəyə qablaşdırılır. Çox vaxt bu üsul 100 qramdan iki tona qədər çəkisi olan hissələri hazırlamaq lazım olduğu hallarda tətbiq olunur.

Lakin biz artıq bəzi ciddi məhdudiyyətlərin olduğunu söylədikÖlçü detalları nömrəsi. Beləliklə, bu tökmə üsulundan istifadə edərək, hətta gəmi mühərrikləri üçün heç vaxt "təvazökar" olmayan komponentlər istehsal edilə bilər. Hər ton metal xammal üçün aşağıdakı miqdarda əlavə material sərf olunur:

• Qum kvars - 50 kq.
• Xüsusi yapışmayan örtük - 25 kq.
• Qranullaşdırılmış polistirol köpük - 6 kq.
• Sıx polietilen plyonka - 10 kv. m.

Bütün qəlibləmə qumları heç bir əlavə qatqı və qatqı olmayan saf kvars qumudur. O, təxminən 95-97% təkrar istifadə edilə bilər, bu da iqtisadiyyatı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və prosesin maya dəyərini azaldır.

Beləliklə, metal tökmə (prosesin fizikası bizim tərəfimizdən qismən nəzərdən keçirilmişdir) “çoxşaxəli” bir hadisədir, çünki bu gün bir çox yeni üsullar mövcuddur. Eyni zamanda, müasir sənaye bir neçə min il əvvəl istifadə edilən metodları tətbiq edərək onları bir qədər indiki reallıqlara uyğunlaşdırır.