Metallisulamid (0)

Referaat
Metallisulamid
Nimetu 9a
2012
Sisukord
Sisukord...........................................................................................................................................lk 1
Sulamid ............................................................................................................................................lk 2
Süsinikterased..................................................................................................................................lk 3
Vasesulamid .....................................................................................................................................lk 4
Alumiiniumsulamid.........................................................................................................................lk 4
Magneesiumsulamid........................................................................................................................lk 5
Väärismetallide sulamid..................................................................................................................lk 5
Metallide jootmine ..........................................................................................................................lk 6
Metallide keevitamine ...................................................................................................................lk 7,8
Kasutatud kirjandus.......................................................................................................................lk 10
1
Sulamid
Sulam on kahe või enama metalli või metalli ja mittemetalli kokkusulatamisel või nende pulbrilise segu vormimisel saadud materjal.
Sulamite omadused erinevad koostismetallide omadustest:
sulamid on tavaliselt kõvemad ja madalama sulamistemperatuuriga .
Sulamite eelised võrreldes puhaste metallidega:
odavamad
kõvemad
tugevamad
madalama sulamistemperatuuriga
kuumakindlamad
vastupidavamad
Sulamite liigitus ehituse järgi:
ühtlased sulamid ehk tahked lahused - läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallvõre.
ebaühtlased sulamid- erinevate koostisosade väiksest kristallikeste segu.
Vormimine on peenepulbrilise metallide segu kokkupressimine rõhu abil kõrgel temperatuuril.
Sulamite füüsikalised omadused:
elektrijuhtivus
magneetilised omadused
kõvadus
tugevus
kuumuskindlus
kulumiskindlus
Sulamite füüsikalised omadused erinevad lähteainete omadustest. Sulamite füüsikalised omadused sõltuvad keemilisest koostisest ja struktuurist. Sulami värvus võib erineda lähteainete omast.
2
Süsinikterased
Süsinikterased jagunevad alagruppidesse kahjulike lisandite sisalduse järgi järgmiselt:

• tavaterased
  
• kvaliteetterased
  
• vääristerased
  

Kasutusotstarbe järgi liigitatakse nad samuti kolme gruppi:

• konstruktsiooniterased
  
• tööriistaterased
  
• eriomadustega terased
  

Kvaliteetsüsinikterased vastavad kehtestatud kvaliteedinõuetele nagu sitkus, tera suurus, vormitavus. Süsinikusisaldus 0,2 ... 0,65%. Termotöötlust pole ette nähtud. Vääristerastel on kõrgendatud nõuded mittemetalsete lisandite ja puhtuse suhtes.
Näited:
C 60 – kvaliteetteras süsinikusisaldusega 0,60 %
C45E – vääristeras süsinikusisaldusega 0,45%
Konstruktsiooniterased moodustavad laia teraste grupi. Siia kuuluvad tsementiiditavad terased, parendatavad terased, vedruterased , kuullaagriterased jne. Tsementiiditavaist terastest valmistatakse selliseid auto osi nagu hammasrattad, ketirattad, nukid jm..
Parendatavad terased on kesksüsinikterased (0,3...0,5%C) ja neis on 3...5% legeerivaid elemente. Nende termotöötlus seisneb karastamises ja kõrgnoolutamises temperatuuril 550...600 °C. Peale sellist termotöötlust omandab teras struktuuri, mis talub hästi löökkoormusi. Parendatavaist terastest valmistatakse enamik masinaosi: võllid, hoovad, teljed jne..
Toodetakse kvaliteetseid ja kõrgekvaliteetseid süsinik tööriistateraseid.
Erinevus nende vahel seisneb selles, et kõrgekvaliteedilistes terastes on vähendatud väävli ja
 fosfori sisaldust. Väävel soodustab punarabedust, fosfor aga sinirabedust.
3
Vasesulamid
Vask on punaka värvusega, sepistatav, valtsitav ja traadiks tõmmatav metall. Puhast vaske tähistatakse keemiliselt Cu . Masinaehituses on kasutatakse vase sulameid . Tähtsamad vase sulamid on pronks ja messing .
Vasesulamite mehaanilised ja tehnoloogilised omadused Vasesulamite põhieeliseks on kõrge korrosioonikindlus , soojus- ja elektrijuhtivus, hea vastupidavus kulumisele, madal hõõrdetegur, hea detailite soveldus paaris teistega tugevamatest materialidest detailidega, head tööomadused madalatel temperatuuridel kuni – 250 °С.
Vasesulamid:
Pronks (+Sn), skulptuurid , medalid seadmed
Messing e. valgevask (+Zn), veekraanid, masinaosad, vaskpillid
Uushõbe (+Ni+Zn), ehted, lusikad, kellaosad, metallraha
Melhior (+Ni+Fe+Mn), mündid, ehted, lauatarbed
Alumiiniumsulamid
Kuna alumiinium on üldiselt üsna pehme, siis kasutatakse ehituseks enamasti alumiiniumsulameid.
Need on märkimisväärsemalt paremate mehhaaniliste omadustega kui alumiinium, lisaks ka kõvaduselt on nad lähedased terasele, samal ajal terasest aga mitmeid korda kergemad. Kerguse ja heade mehaaniliste omaduste tõttu kasutatakse alumiiniumsulameid lennukites, rakettides, tehiskaaslastes, autotööstuses, ehitustegevuses, taara ja pakkematerjalide valmistamisel.
Alumiiniumsulamid ei anna löögil ega hõõrdumisel sädemeid, seetõttu neid kasutatakse kergesüttivatematerjalide ja lähteainete valmistamise tsehhides
Tuntumaks alumiiniumsulamiks on duralumiinium
(95 % Al, 3-4 % Cu, 0,5-1,5 % Mg, 0,5% Mn, Si jt),mis on oma omadustelt tugev, kerge, korrosioonikindel ja terase omadustega lähedane materjal.
Duralumiiniumit kasutatakse lennukites, tiiburlaevades, kaatrites, allveelaevade keredes ja mujal.
Silumiin (85 % Al, 10-12 % Si) on happekindel, hästi valatav ja korrosioonikindel sulam ning seda kasutatakse masinatööstuses, mootorikolbide, käigukastide ja seadmete valmistamiseks.
Magnaalium (Al, 10-30 % Mg) on väga korrosioonikindel sulam, millest valmistatakse konservipurke, karastusjookide purke, purgikaase, angaare, ehitusdetaile.
4
Magneesiumsulamid
Magneesium on pehme ja peab vähe vastu. seetõttu tuleb tema kasutamine kõne alla ainult sulamitena. Need on samuti kerged, kuid heade mehaaniliste omadustega.
Alumiiniumi lisamine aitab üldiselt suurendada elastsuspiiri, tsingi lisamine teeb sulami kergemini töödeldavaks, mangaani lisamine suurendab korrosioonikindlust.
Edukalt tarbivad magneesiumi sulameid raketi-, lennuki-, autotööstus ja mitmed masinatööstusharud.
Pulbrilist magneesiumi kasutatakse valgustus- ja signalisatsioonirakettides ja süütepommides.
Magneesiumi sulamites on peale intermetalliliste ühendite eutektilised segud ja tahked lahused. Kõige tähtsam magneesiumisulam on elektron (3–10% alumiiniumi, 0,2–3% tsinki , ülejäänu magneesium).
Väärismetallide sulamid
Puhtale väärismetallile lisatakse teisi metalle , et saada soovitavaid töötlemisomadusi, kõvadust ja värvitooni. Puhta väärismetalli hulk sulamis ja ka kallite lisandite (näiteks pallaadium ) lisamine mõjutab toote hinda. Tavapäraste, kulda, hõbedat ja vaske sisaldavate kullasulamite värvitoon moodustab katkematu jada määrdunudvalgest vasepunaseni. Vase koguse suurendamisel saadakse punasemat, hõbeda lisamisel aga helekollasemat kulda. See, missugust kollase kulla värvitooni ühel või teisel maal eelistatakse, erineb kultuuriti väga palju. Eestis ja Soomes eelistatakse punakamat kollast kulda kui Lõuna-Euroopas. Kulla värvitoone käsitleb põhjalikumalt rahvusvaheline standard ISO 8654. Valget kulda saadakse puhtale kullale spetsiaalse vaske, hõbedat ja pallaadiumi või niklit sisaldava sulami lisamisel. Niklit sisaldava valge kulla kasutamine on siiski kadumas nikli tugeva allergilise mõju tõttu. Hõbedasulamites on lisandiks vask. Ehteid valmistatakse peamiselt 925-hõbedast. Seda sulamit nimetatakse ka sterlinghõbedaks. Lauahõbe ja anumad valmistatakse tavaliselt 830-hõbedast. Plaatinasulami teine komponent on tavaliselt vask. Plaatinatoodete turg on suur, enim tarbib neid Jaapan. Juveelitööstus on autotööstuse järel suuruselt teine plaatinakasutaja. Plaatinasulam on mehaaniliselt hästi töödeldav, probleemiks on kõrge sulamistemperatuur .
5
Metallide jootmine
Jootmisel põhimetall ei sula vaid kuumeneb joodise sulamistemperatuurini. Soojusallikana kasutatakse, olenevalt võimalustest ja vajadusest jootmisel gaasileeki, samuti elektrilist ja induktsioonkuumutamist ning jootleid. Jootmise eelis on see, et põhimetall ei sula vaid kuumeneb tühisel määral. See eelis võimaldab saada kvaliteetseid liiteid mitte ainult samast metallist detailide, vaid ka erinevatest metallidest ja sulamitest valmistatud detailide vahel. Joota on võimalik malmi, süsinikuvaest ja legeeritud terast, vaske, niklit, alumiiniumi, nende sulameid jt. Metalle.
Enne jootmist puhastatakse ühendatavad detailid hoolikalt tagist, rasvast, oksiididest ja muust mustusest. Pulberräbusteid puistatakse puhastatud servadele õhukese kihina. Tihti kuumutatakse servad ette, et räbustiosakesed sulaksid ja kleepuksid metalli külge, siis ei saa gaasileek neid jootmisel maha puhuda.
Pulberräbustit puistatakse ka jootevarda otsale (kui see ei sisalda seda). Pastad ja vedelad lahused kantakse ühendavate detailide pinnale pintsliga või kastetakse joodis nendesse. Suurema leviku osaks on saanud katteliited, seda eelkõige torude puhul. Liidetavate pindade vaheline pilu peab olema minimaalne. Jootmisel kuumutatakse liitekoht joodise sulamistemperatuurini, joodis viiakse liitekohta ja sulatatakse. Harilikult kasutatakse jootmisel neutraalset gaasileeki, vasktsink joodisega jootmisel soovitatakse kasutada hapnikurikast gaasileeki. Ühtlase soojenemise tagamiseks tehakse põletiga piki õmblust ringikujulisi liigutusi. Pärast seda, kui eelnevalt liiteservadele kantud räbusti on sulanud ja täitnud vahed , toode aga kuumenenud vajaliku temperatuurini, alustatakse joodise viimist jootekohta. Et praod täituksid joodisega täielikult, kuumutatakse jootekohta põletiga veel veidiaega peale seda kui joodise pealeandmine on lõpetatud. Pärast jootmise lõpetamist peab jootekoht aeglaselt maha jahtuma, räbustijäägid tuleb hoolikalt kõrvaldada.
6
Metallide keevitamine
Keevitus on protsess, kus kahele või enamale osale kuumutamise või surve abil jätkuva kuju andmine. Võidakse kasutada keemiliselt koostiselt sarnast lisamaterjali . Keevitatakse metalle, plaste, klaasi, komposiite jm. keevitamist kasutatakse ka pealesulatuseks.
Kaarkeevitus
Kaarkeevitusel kasutatakse keevituskaart, mis on kaarlahendus. See tekib keevitamisel elektroodi otsa ja detaili vahel metalliaurude ning kaitsegaaside, elektroodikatte või räbusti koostisse kuuluvate ainete aurude ioniseeritud segus. Kaarlahendusega kaasneb suure soojushulga ja valguse eraldumine. Kaarlahenduse tekkeks peab elektroodide vaheline gaas olema ioniseeritud.
Süsinikteraste keevitamine
Süsinikterased on keskmise (0,3...0,5%) ja suure (0,5...1,0%) süsinikusisaldusega terased. Keskmise süsinikusisaldusega teraste keevitamisel võivad tekkida praod nii põhi- kui ka õmblusmetallis. Kvaliteetse liite saamiseks tuleb toode enne keevitamist kuumutada temperatuurini 200...350 C°. Pärast keevitamist kuumutatakse toode ahjus temperatuurini 675...700 C° ning jahutatakse aeglaselt koos ahjuga temperatuurini 100...150 C°. Lõplik jahtumine toimub õhus.

Legeerteraste keevitamine

Legeerteraste keevitamisel tuleb detailide servad hoolikalt puhastada tagist, mustusest, tolmust ja räbust ning eemaldada niiskus metalli pinnalt, kuumutades servi gaasipõletiga temperatuurini 110...120 C°. Et vähendada põhimetalli karastumise ohtu, keevitatakse õmblus mitme läbimiga ühtlaste kihtidena või keevitatakse õmblusele lõõmutav vall, mis ei tohi puudutada põhimetalli. Vältimaks pragusid tuleb detailid enne keevitamist kuumutada temperatuurini 100...350 C°.

Alumiiniumi ja selle sulamite keevitamine

Väikese tugevuse ja suure plastsuse tõttu kasutatakse tehnikas puhast alumiiniumi suhteliselt vähe. Enimkasutatavad sulamid on duralumiinium ja silumiin.
Peamised raskused alumiiniumi ja selle sulamite keevitamisel on järgmised:

• sulametalli pinnal moodustub rasksulav alumiiniumoksiidi kelme, mis takistab metalliosakeste kokkusulamist.
  
• alumiiniumi ja tema sulamite suure soojusjuhtivuse tõttu tuleb keevitamisel kasutada tehnoloogilisi erivõtteid ning massiivseid detaile eelnevalt kuumutada.
  

7
Vase keevitamine
Vase keevitamist raskendab tema suur soojusjuhtivus , hea vedelvoolavus ning kalduvus tugevasti oksüdeeruda kuumas, eriti aga sulavas olekus. Vase soojusjuhtivus on peaaegu 6 korda suurem kui terasel . Vase keevitatavust mõjutavad tema koostises olevad lisandid (hapnik, vismut, plii, väävel, fosfor, antimon, arseen ), kõige rohkem halvendab keevitatavust vismut. Kuumas või sula olekus oksüdeerub vask vask(I)oksiidiks. See reageerib metallis lahustunud vesinikuga ning põhjustab pinnapragusid. Kõige paremini keevitatav on elektrolüütiline vask, mille lisandisisaldus on kuni 0,05%. Vase keevitamisel kasutatakse käsikaarkeevitust, automaatkeevitust räbustis, gaaskeevitust ja kaitsegaasis keevitust.
Keevituselektroodid
Legeerimata ja madallegeeritud teraste keevituselektroodid jaotatakse rühmadesse katte tüübi järgi. Kasutatakse põhiliselt kolme elektroodi tüüpi: rutiil -, happelised - ja aluselised elektroodid. Enamus elektroodikatteid koosneb suures osas mineraalsest komponendist ja vesiklaasist, kuid mõned tüübid võivad sisaldada 5 ... 10% orgaanilist materjali (orgaanilised rutiilid). Rutiilelektroodid: sisaldavad kattes 50 ... 70% rutiili ja nendega on lihtne keevitada kõigis ruumiasendeis. Nad taluvad paremini keevitatavate pindade ebapuhtusi kui happelised elektroodid. Pealesulatustegur on väiksem kui happelistel elektroodidel, mis taluvad kõrgemat keevitusvoolu .
8
Kasutatud kirjandus
http://et.wikipedia.org/wiki/Keevitamine
http://et.wikipedia.org/wiki/Sula m
http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/2164/Metallid.zip/metallide_sulamid.html
http://sites.google.com/site/terased/2-mustad-metallid-ja-nendesulamid/2-2-terased-suesinikterased-legeerterased-toeoeriistaterased-eriomadustega-terased-ja-nende-kasutamine
http://sites.google.com/site/terased/4-mittemustmetallid-ja-nende-sulamid/4-1-vask-ja-vase-sulamid
http://www.ticronik.ee/tehnilised_andmed/keemiline_koostis.ht m
http://www.e-uni.ee/kutsekeel/Keevitus/metallide_keevitamise_phiviisid.html
9