Металл ұнтақтарын алудың өнеркәсіптік әдістері және қасиеттері

Дәріс 15. 

 Металл ұнтақтарын алудың өнеркәсіптік әдістері және қасиеттері

Ұнтақты металлургия деп металл ұнтақтарын, сондай-ақ олардан жасалған бұйымдарды немесе олардың металл емес ұнтақтары бар қоспаларын  өндіруді қамтитын салаларды атайды.

Қазіргі уақытта металл ұнтақтарының (темір, мыс, никель, хром, кобальт, вольфрам, титан және т.б.) және олардың қорытпаларының, сондай-ақ бөлшектерінің мөлшері 1 мм дейін жететін, металға ұқсас қосылыстардың (карбидтер, боридтер, нитридтер және т.б.) әлемдік өндірісі жылына 1 млн. тоннадан асады.Ұнтақтарды алудың физика-химиялық және механикалық әдістері өнеркәсіптік қолданыс тапты.

Алғашқы шикізаттың химиялық құрамының немесе күйінің өзгеруімен байланысты, физика-механикалық әдістер аса әмбебап болады. Олар үнемді,  арзан шикізатты (отқабыршық, әр түрлі оксидтер және т.б. түріндегі өндіріс қалдықтарын) пайдалануға мүмкіндік береді. Оларға оксидтерді қалпына келтіру (темір, вольфрам, молибден, кобальт, никель, мыс ұнтақтарын осылай алады); тұздың сулы ерітіндісінен металл ұнтағын тұндыру (мыс, никель, кобальт); металл ұнтақтарын электролиттік алу; көміртек оксиді бар  металдардың (темір, кобальт, никель, вольфрам және молибден) жеңіл ұшатын қосылыстарын ыдырату; өздігінен таралатын жоғары температуралы синтездеу (карбидтер, боридтер, нитридтер ұнтақтары)  әдістері жатады.

Механикалық әдістер алғашқы материалдарды ұнтақтарға айналдыру кезінде олардың химиялық құрамын өзгертпейді. Бұл әдістерге қатты заттарды  ұсақтау, ұнтақтау немесе қажалау жатады. Әр түрлі жабдықтар қолданылады: ұсатқыштар, шарлы айналатын, дірілді, планетарлы, центрден тепкіш, құйынды және балғалы диірмендер. Балқу температурасы 16000С

Балқу температурасы 16000С дейінгі  сұйық металдарды (алюминийді, темірді, болатты, мысты, мырышты, қорғасынды, никельді және т.б.) ыдырату  перспективалы механикалық әдістер болып табылады, бұл кезде балқыма ағымы  қамтитын сақиналық газ ағынымен бөлінеді.  Газдар ретінде ауаны, ауа-бу қоспасын, азотты, аргонды және т.б. пайдаланады.

Металл ұнтақтарының химиялық, физикалық және технологиялық қасиеттері кейінгі өңдеу кезінде олардың тәртібін анықтайды.  Негізінде металл ұнтақтарының химиялық құрамы бастапқы материалға байланысты болады. Бөлшектердің өлшемдері, пішіндері, микроқаттылығы және тығыздығы, сондай-ақ бөлшектер металының кристалл торының типі металл ұнтақтарының физикалық қасиеттерін анықтайды. Технологиялық қасиеттерге аққыштық, сығымдалғандық (металл ұнтақтарының қысым астында берілген өлшемдері, пішіні мен тығыздығы бар бұйымды жасау қабілеті), қорамаланғыштық   (оларға қысымның астында берілген мәндер интервалында кеуектілік пішінін беруді сақтау қабілеті), тығыздалушылық (қысым немесе дірілдің әсерімен көлемін азайту қабілеті) және бірігу қасиеті (бөлшектердің ілінісу беріктігі – сығымдалған дайындамаларды термиялық өңдеу нәтижесі ретінде) жатады.

Металл ұнтақтарын қалыптау

Бастапқы ұнтақтар қорғау немесе қалпына келтіру атмосфераларында өткізілетін, қосымша термиялық өңдеуге (күйдіруге) ұшыратылады. Күйдіру оксидтерді қалпына келтіреді, қоспалардың бір бөлігін жояды және  бастапқы материалдарды ұсақтау кезінде алынған аса қаттылануды болдырмайды. 

Электерден өткізу арқылы  бөлшектерінің мөлшері 50 мкм және одан артық ұнтақтарды ажыратады. Ауада айыру аса ұсақ фракциялары бар ұнтақтар үшін пайдаланылады. Ұнтақтарға технологиялық қайта өңдеуді жеңілдету үшін мына қосындыларды енгізеді: пластификаторлар, жеңіл балқитын материалдар, ұшқыш заттар және т.б. енгізеді. Дайындалған қоспаларды шарлы диірмендерде және барабанды, шнекті, қалақшалық, центрден тепкіш, планетарлы немесе конусты араластырғыштарда араластырады.