Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining istiqbollari

kirishishdan oldin, xomashyo tegishli ravishda tayyorlanishi kerak. Birinchi bosqichda chiqindi turi, kimyoviy tarkibi, rangi va boshqa belgilar hisobga olingan holda saralash amalga oshiriladi, shuningdek, begona axlat va boshqa metallarning parchalari olib tashlanadi. Koʻpgina hollarda chiqindilarning xususiyatlari vizual tarzda aniqlanadi va saralashning oʻzi qoʻlda bajariladi. Saralashdan soʻng xomashyo magnit separatorga tushadi, u yerda magnit yordamida vizual tekshiruvda sezilmagan magnitlanishga qodir metallarning qoldiqlari olib tashlanadi [5]. Keyin esa boʻlaklash amalga oshiriladi, bu bir necha usulda bajarilishi mumkin: katta hajmli elementlar uchun gilotinli qaychi bilan kesish va rotorli maydalagichlarda maydalash, yoki katta hajmli chiqindilar, masalan, alyuminiy bankalar, bidonlar, baklar uchun presslash (paketlash va briketlash). Boʻlaklash usuliga qarab, xomashyo briketlar, kukun, qirindi yoki tangachalar shaklida qayta eritishga yuboriladi. Konveyerli pechda 520°C gacha yoki rotorli pechda 615°C gacha qizdirilganda lak-boʻyoq qoplamalari olib tashlanadi, bunda alyuminiyning erish harorati taxminan 660°C boʻlgani uchun qattiq holatda qoladi. Metallurgiya korxonasiga keladigan yarimtayyor mahsulot tarkibida namlik, moylar yoki emulsiya qoldiqlari boʻlmasligi kerak. Qayta eritish va qoʻllaniladigan uskunalar. Tayyorlangan alyuminiy chiqindilarini metallurgiya korxonalarida qayta eritish uchun bir nechta turdagi pechlar qoʻllaniladi: gaz yoki elektr bilan isitiladigan statsionar kamerali pechlar, induksion tigelli pechlar, magnitogidrodinamik generatorli statsionar pechlar, shuningdek, gorizontal yoki og'ish oʻqli aylanuvchi (barabanli) pechlar. Oxirgi variant maksimal metallurgiya mahsuldorligini ta'minlaydi va alyuminiy chiqindilarini qayta eritish uchun eng koʻp qoʻllaniladi. Barabanning aylanishi tufayli yuklangan xomashyo partiyasi deyarli darhol suyuq metall va flyus qatlami bilan qoplanadi. Shuningdek, bunday uskunalar shlak hosil boʻlishi, oksid parda erishi va alyuminiy eritmasining tomchilab hosil boʻlishi jarayonini nazorat qilish imkoniyatini beradi. Qayta ishlash sifatiga flyusni toʻgʻri tanlash katta ta’sir koʻrsatadi. Flyus eritma bilan aloqa qilganda suyuq holatga oʻtishi, keyin esa sochiluvchan holatga kelib, suyuq metall yuzasidan osonlik bilan ajralib chiqishi kerak [6]. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 78 Кимё ва кимёвий технологиялар 2-rasm. Ikkilamchi alyuminiy chiqindilarini saralash Qayta ishlashning keyingi bosqichida mikser qoʻllaniladi. Bu yerda eritmaning kimyoviy tarkibini kerakli parametrlarga yetkazishga yordam beradigan operatsiyalar, rafinirlash (begona qattiq va gazsimon qoʻshilmalarning qoldiqlarini olib tashlash) va modifikatsiyalash (quyma tuzilishda mayda donali evtektik kremniy olish, bu metallning mexanik xususiyatlarini oshiradi) amalga oshiriladi. Kimyoviy tarkibni toʻgʻrilash uchun alyuminiy asosidagi ligaturalar, rafinirlash uchun argon yoki azot bilan puflash, modifikatsiyalash uchun esa oz miqdorda natriy yoki stronsiy qoʻllaniladi. Tayyor mahsulot keramik yoki boshqa issiqqa chidamli filtrlar orqali qoliplarga quyiladi [7]. Ikkilamchi xomashyoning qoʻllanilish sohasi. Ikkilamchi xomashyoni qoʻllash deyarli birlamchi alyuminiydan tayyorlangan zagotovkalardan foydalanishdan hech qanday farq qilmaydi. Olingan qotishma markasi va aralashmalar miqdoriga qarab, uni quyidagi turdagi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatish mumkin: • Oziq-ovqat mahsulotlari uchun idish va oʻrash materiallari. • Har qanday turdagi listli, quvurli yoki sortli prokat. • Aviatsiya sanoati, avtomobilsozlik, mashinasozlik va boshqa sohalarda qoʻllaniladigan detallar. Keng turdagi konstruksion va pardozlash qurilish materiallari. Issiqlik texnikasi uskunalari, isitish radiatorlari, issiqlik almashinuvchilari. Qozonlar, kosalar, bidonlar, oshxona anjomlari, yengil stullar va stollar hamda boshqa roʻzgʻor buyumlari. Mebel elementlari va mebel furnituralari. ⎯ Katerlar, qayiqlar, yaxtalar, laynerlar va boshqa suv transporti vositalarining korpuslari. ⎯ Elektrotexnika mahsulotlari, kuchli va kuchsiz tok kabellari. Qayta ishlash natijasida olingan mahsulot metallurgiya sanoatida nodir metallarni qaytaruvchi, poʻlat ishlab chiqarishda oksidlovchini yoʻqotuvchi yoki boshqa metall qotishmalariga legirlovchi qoʻshimcha sifatida ishlatilishi mumkin. Alyuminiy xossalarini yaxshilash uchun quyidagi doshqa legirlovchi elementlar ishlatiladi: ▪ Berilliy — yuqori haroratlarda alyuminiyning oksidlanishini kamaytiradi. ▪ Bor — elektr oʻtkazuvchanligini oshirish va “tozalash” qoʻshimchasi sifatida kiritiladi. Bor neytronlarni yutib, radiatsiyaning tarqalishiga toʻsqinlik qiladi [8]. ▪ Vismut. Eruvchanligi past boʻlgan metallar, masalan, vismut, qoʻrgʻoshin, qalay, kadmiy alyuminiy qotishmalariga kesish orqali ishlov berishni yaxshilash uchun qoʻshiladi. Bu elementlar yumshoq, oson eriydigan fazalarni hosil qiladi, bu esa qipiqlarning sinuvchanligiga va kesuvchi asbobning moylanishiga yordam beradi. ▪ Temir. Oz miqdorda simlar ishlab chiqarishda mustahkamlikni oshirish va sudraluvchanlik xususiyatlarini yaxshilash uchun qoʻshiladi. Shuningdek, temir qolipga quyishda qolip devorlariga yopishishni kamaytiradi. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 79 Химия и химические технологии ▪ Indiy. 0,05 — 0,2% qoʻshilishi alyuminiy qotishmalarini qarish jarayonida, ayniqsa mis miqdori kam boʻlganda, mustahkamlaydi. Biroq, ularning mustahkamlik koʻrsatkichlari birlamchi qotishmalarga nisbatan pastroq boʻlishi mumkin. Shuning uchun ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining mustahkamligini oshirish muhim ilmiy va amaliy ahamiyatga ega. Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining mustahkamligiga ta’sir etuvchi omillar bir nechta boʻlishi mumkin. Bularga quyidagilar kiradi: ✓ Kimyoviy tarkib: Qayta ishlangan materiallardagi aralashmalar va legirlovchi elementlarning miqdori mustahkamlikka sezilarli ta’sir koʻrsatadi. ✓ Mikrostruktura: Qotishmaning donachalari hajmi, fazalarning taqsimlanishi va dislokatsiyalarning zichligi mexanik xususiyatlarni belgilaydi. ✓ Texnologik jarayonlar: qotishmani eritish, quyish, deformatsiyalash va termik ishlash usullari uning mustahkamligiga bevosita ta’sir koʻrsatadi. Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining mustahkamligini oshirish uchun bir qator usullar qoʻllanilishi mumkin: Tozalash va legirlash: qayta ishlash jarayonida qotishmadan zararli aralashmalarni olib tashlash va kerakli legirlovchi elementlarni aniq miqdorda qoʻshish orqali uning kimyoviy tarkibini optimallashtirish mumkin. Masalan, kremniy, mis, rux kabi elementlarni nazorat qilish va sirkoniy, skandiy kabi mayda donali struktura hosil qiluvchi elementlarni qoʻshish mustahkamlikni oshirishi mumkin [9]. ➢ Mikrostrukturani nazorat qilish: qotishmani maxsus usullarda kristallash vaqtida sovutish tezligini nazorat qilish, mexanik aralashtirish yoki ultratovush ta’sirini qoʻllash orqali mayda donali va bir xil mikrostruktura hosil qilish mumkin. Bu esa qotishmaning mustahkamligini sezilarli darajada oshiradi. ➢ Deformatsiyalash va termik ishlash: sovuq yoki issiq holda bosim ostida deformatsiyalash (masalan, prokatlash, presslash) va keyinchalik toʻg‘ri tanlangan harorat va vaqt rejimida termik ishlash (masalan, toblash, boʻshatish, sun’iy qarish) qotishmaning mustahkamlik chegarasini va qattiqligini oshirishga yordam beradi. ➢ Kompozitsion materiallar yaratish: Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarini mustahkamlovchi tolalar (masalan, uglerod tolasi, keramika tolalari) yoki dispers zarralar (masalan, karbidlar, oksidlar) bilan kompozitsiyalash orqali yanada yuqori mustahkamlikka erishish mumkin. [7, 9]. Xulosa qilib aytganda, ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining mustahkamligini oshirish resurslarni tejash, energiya sarfini kamaytirish va atrof-muhitga ta’sirni kamaytirish nuqtayi nazaridan muhim ahamiyatga ega. Yuqorida keltirilgan usullarni qoʻllash orqali qayta ishlangan materiallarning sifatini yaxshilash va ularning qoʻllanilish sohasini kengaytirish mumkin. Kelgusida bu borada olib boriladigan ilmiy tadqiqotlar yangi va samaraliroq texnologiyalarni ishlab chiqishga xizmat qiladi degan umiddamiz. Ikkilamchi alyuminiy va magniy qotishmalari sanoatning turli sohalarida, xususan, transport, qurilish va elektronika kabi tarmoqlarda tobora koʻproq qoʻllanilmoqda. Biroq, qayta ishlangan materiallarning tarkibida turli xil aralashmalar boʻlishi mumkin, bu esa ularning mexanik va fizik xususiyatlariga salbiy ta'sir koʻrsatishi mumkin. Shuning uchun ikkilamchi alyuminiymagniy qotishmalarini tozalash va ularga kerakli legirlovchi elementlarni qoʻshish (legirlash) ularning sifatini oshirishning muhim bosqichidir. Tozalashning ahamiyati [10]. Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarida uchraydigan asosiy zararli aralashmalarga temir (Fe), kremniy (Si), mis (Cu), rux (Zn) va boshqa metallar kiradi. Bu elementlarning haddan tashqari miqdori qotishmalarning quyilish xususiyatlarini yomonlashtirishi, korroziyaga chidamliligini pasaytirishi va eng muhimi, mustahkamligini kamaytirishi mumkin. Shuning uchun qayta ishlash jarayonida bu aralashmalarni samarali ravishda olib tashlash zarur. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 80 Кимё ва кимёвий технологиялар Tozalashning bir nechta usuli mavjud: • Mexanik tozalash: Bu usulga yirik mexanik qoʻshilmalarni ajratish, maydalash va saralash kiradi. Bu dastlabki bosqich boʻlib, keyingi tozalash usullari uchun materialni tayyorlaydi. • Metallurgik tozalash: Bu usul yuqori haroratda eritish va maxsus reagentlar (flyuslar) qoʻshish orqali amalga oshiriladi. Flyuslar zararli aralashmalar bilan reaksiyaga kirishib, shlak hosil qiladi va eritmadan ajratiladi. Vakuum ostida qayta eritish ham ba'zi zararli elementlarni (masalan, gazlarni) olib tashlashga yordam beradi. • Elektrolitik tozalash: Bu usul yuqori tozalikdagi alyuminiy olish uchun samarali hisoblanadi. Eritilgan tuzlar elektrolit sifatida ishlatiladi, bunda anod sifatida iflos alyuminiy va katod sifatida toza alyuminiy ishlatiladi. Legirlashning roli. Tozalashdan soʻng, ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarining kerakli xususiyatlarini ta’minlash uchun ularga legirlovchi elementlar qoʻshiladi. Legirlash qotishmaning mikrostrukturasini oʻzgartirish, mustahkamligini oshirish, qattiqligini yaxshilash, korroziyaga chidamliligini oshirish va boshqa foydali xususiyatlarni oshirish imkonini beradi. Alyuminiy-magniy qotishmalarida eng koʻp ishlatiladigan legirlovchi elementlarga quyidagilar kiradi: ▪ Kremniy (Si): Quyilish xususiyatlarini yaxshilaydi va qotishmaning suyuqligini oshiradi. ▪ Mis (Cu): Mustahkamlik va qattiqlikni oshiradi, lekin korroziyaga chidamliligini pasaytirishi mumkin. ▪ Rux (Zn): Mustahkamlikni oshiradi va termik ishlov berish qobiliyatini yaxshilaydi. ▪ Marganets (Mn): Donachalarni maydalashga yordam beradi va korroziyaga chidamliligini oshiradi. ▪ Xrom (Cr): Korroziyaga chidamlilikni oshiradi va yuqori haroratlarda mustahkamligini saqlashga yordam beradi. ▪ Titan (Ti): Donachalarni maydalashga yordam beradi va payvandlash xususiyatlarini yaxshilaydi. ▪ Sirkoniy (Zr) va Skandiy (Sc): Mayda dispers fazalar hosil qilib, mustahkamlikni sezilarli darajada oshirishi mumkin. Legirlovchi elementlarning miqdori va nisbati qotishmaning maqsadiga va kerakli xususiyatlariga qarab aniq belgilanadi. Zamonaviy texnologiyalar legirlovchi elementlarni yuqori aniqlikda dozalash va qotishma tarkibini optimal darajada nazorat qilish imkonini beradi. Ikkilamchi alyuminiy va magniy qotishmalarini qayta ishlash orqali resurslarni tejash va atrof-muhitga boʻlgan ta'sirni kamaytirish muhim ahamiyatga ega. Biroq qayta ishlangan materiallarning tarkibida birlamchi qotishmalarda boʻlmagan turli xil zararli omillar mavjud boʻlishi mumkin. Bu omillar qotishmalarning mexanik xususiyatlariga, korroziyaga chidamliligiga va umumiy sifatiga salbiy ta'sir koʻrsatishi mumkin. Shuning uchun bu zararli omillarni aniqlash va ularning ta’sirini minimallashtirish muhim vazifadir [5, 7]. Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarida uchraydigan asosiy zararli omillarni quyidagi guruhlarga boʻlish mumkin: 1. Metall aralashmalari: ➢ Temir (Fe): Alyuminiy va magniyda eruvchanligi cheklanganligi sababli, temir intermetall birikmalar hosil qilishi mumkin. Bu birikmalar qotishmaning moʻrtligini oshiradi, plastikligini kamaytiradi va sinishga chidamliligini pasaytiradi. Temir, ayniqsa, quyma qotishmalarning sifatiga jiddiy ta’sir koʻrsatadi. ➢ Kremniy (Si): Yuqori miqdorda kremniy alyuminiy qotishmalarining qattiqligini oshirishi mumkin, lekin haddan tashqari koʻp boʻlsa, moʻrtlikni ham keltirib chiqarishi mumkin. Magniy qotishmalarida kremniyning ta’siri unchalik oʻrganilmagan boʻlsa-da, uning mavjudligi mikrostrukturani oʻzgartirishi mumkin. ➢ Mis (Cu): Mis alyuminiy qotishmalarining mustahkamligini oshirishi mumkin, lekin korroziyaga chidamliligini pasaytiradi. Ikkilamchi qotishmalarda misning nazoratsiz miqdori galvanik korroziya xavfini oshirishi mumkin, ayniqsa magniy bilan aloqada boʻlganda. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 81 Химия и химические технологии ➢ Rux (Zn): Alyuminiy qotishmalarida rux mustahkamlikni oshirishi mumkin, lekin yuqori konsentratsiyalarda donalararo korroziyani keltirib chiqarishi mumkin. Magniy qotishmalarida ruxning ta’siri murakkab boʻlishi mumkin va uning miqdori qat’iy nazorat qilinishi kerak. ➢ Nikel (Ni) va Xrom (Cr): Bu elementlar odatda zanglamaydigan poʻlat qoldiqlaridan ikkilamchi qotishmalarga tushishi mumkin. Ular intermetall birikmalar hosil qilib, qotishmaning mexanik xususiyatlarini yomonlashtirishi mumkin. Quyida tarkibida 6% Mg boʻlgan alyuminiy qotishmasining mexanik xossalariga aralashmalarning alohida ta’sirini tahlil qilish (3rasm) ularning plastiklikka ta’sir etish xarakteri har xil ekanligini koʻrsatadi. Kremniy, temir, mis aralashmalari Al + 6% Mg qotishmasining nisbiy choʻzilishini kuchli pasaytiradi, qolganlari esa plastiklikka deyarli ta’sir qilmaydi. Bundan tashqari, kremniy va mis vaqt qarshilikning ham pasayishiga yordam beradi (1.a-rasm). Eng koʻp uchraydigan aralashmalar alohida kiritilganda va ularning konsentratsiyasi oshirilganda, boshlang‘ich ikkilik qotishmaning oquvchanlik chegarasi (1.b -rasm) oʻzgarmaydi. 2. Nometall aralashmalar: ⎯ Oksidlar va nitridlar: Qayta ishlash jarayonida metallning oksidlanishi va atmosferadan azotning yutilishi natijasida hosil boʻlishi mumkin. Bu qoʻshilmalar qotishmaning tozaligini pasaytiradi, mustahkamligini kamaytiradi va yuzasida nuqsonlar paydo boʻlishiga olib kelishi mumkin. ⎯ Tuzlar va boshqa kimyoviy birikmalar: Agar qayta ishlanayotgan materiallar avvalroq turli xil kimyoviy moddalar bilan aloqada boʻlgan boʻlsa, ularning qoldiqlari qotishmada saqlanib qolishi mumkin. Bu birikmalar korroziyani tezlashtirishi va qotishmaning boshqa xususiyatlariga salbiy ta’sir koʻrsatishi mumkin. 3. Gazlar: Vodorod (H₂): Alyuminiy va magniy eritilgan holatda vodorodni yaxshi eritadi. Sovutish jarayonida vodorod eritmada erimay qolib, gʻovaklik va pufakchalar hosil qilishi mumkin. Bu nuqsonlar qotishmaning zichligini kamaytiradi va mexanik mustahkamligini pasaytiradi. Zararli omillarning oqibatlari: Yuqorida sanab oʻtilgan zararli omillar ikkilamchi alyuminiymagniy qotishmalarining quyidagi xususiyatlariga salbiy ta’sir koʻrsatishi mumkin: ✓ Mustahkamlik va plastiklikning pasayishi: Moʻrt faza va qoʻshilmalar hosil boʻlishi natijasida qotishmaning yuk koʻtarish qobiliyati va deformatsiyalanish qobiliyati kamayadi. ✓ Korroziyaga chidamlilikning yomonlashuvi: Galvanik korroziya xavfining oshishi va himoya qatlamining buzilishi natijasida qotishma tezroq yemiriladi. ✓ Payvandlash qobiliyatining pasayishi: Zararli aralashmalar payvand choklarida nuqsonlar paydo boʻlishiga olib kelishi mumkin. ✓ Sirt sifatining yomonlashuvi: Oksidlar va boshqa qoʻshilmalar qotishmaning sirtida nuqsonlar hosil qiladi, bu esa uning tashqi koʻrinishiga va qoplamalar bilan bogʻlanishiga ta’sir qiladi. Bu rasmda turli xil fazalar va aralashmalar ochiq va qora ranglarda ajratib koʻrsatilgan. A(α): Bu alyuminiyga boy boʻlgan qattiq eritma fazasini (α-faza) koʻrsatadi. (Al₃Mg₂): Bu alyuminiy va magniyning intermetallik birikmasini ifodalaydi. (Mg,Si,Sn,Pb): Bu magniy, kremniy, qalay va qoʻrgʻoshindan iborat boʻlgan aralashmalar yoki fazalarni koʻrsatishi mumkin. S(Al₂Cu,Mg): Bu alyuminiy, mis va magniydan tashkil topgan S-fazasini (Al₂CuMg) ifodalaydi. 3-rasm. Al + 6 % Mg qotishmasida turli aralashmalarning mexanik xossalariga ta’siri “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 82 Кимё ва кимёвий технологиялар (Al,Fe,Mn,Ni,Cu): Bu esa alyuminiy asosidagi, tarkibida temir, marganets, nikel va mis boʻlgan boshqa aralashmalar yoki fazalarni koʻrsatadi [9]. Xulosa. Ikkilamchi alyuminiy-magniy qotishmalarida uchraydigan metall va nometall aralashmalar, shuningdek, erigan gazlar qotishmalarning sifatiga jiddiy tahdid soladi. Bu zararli omillarni aniqlash, ularning manbalarini bartaraf etish va tozalashning samarali usullarini qoʻllash qayta ishlangan materiallarning yuqori sifatini ta’minlash uchun zarurdir. Samarali tozalash zararli aralashmalarni olib tashlash va qotishmaning asosiy xususiyatlarini yaxshilash imkonini beradi. Toʻgʻri tanlangan legirlovchi elementlarni aniq miqdorda qoʻshish esa qotishmaga kerakli mexanik, fizik va kimyoviy xususiyatlarni beradi. Ushbu jarayonlarni takomillashtirish qayta ishlangan metallarning qoʻllanilish sohasini kengaytirish va resurslardan oqilona foydalanishga xizmat qiladi. 4- rasm. Al + 6% Mg qotishmasining mikrostrukturasi. x200