Основные операции термообработки

Категория:
Помощь рабочему-инструментальщику


Основные операции термообработки

Предварительная обработка инструментальных сталей состоит из операций отжига и улучшения (нормализации).

Отжиг.

Заготовки охлаждают в печи с температурой 720…740 °С. После выравнивания температуры заготовки выдерживают в печи не менее 3 ч до понижения их температуры до 500 °С. Затем заготовки охлаждают на воздухе, после чего они поступают на отжиг для снятия внутренних напряжений, снижения твердости и изменения структуры стали.

В зависимости от того, какую цель преследует отжиг, устанавливают режим его проведения: температуру скорость нагрева, продолжительность выдержки и скорость охлаждения. Температуры отжига углеродистой, легированной и высоколегированной сталей принимаются на 30…40 °С выше точки A cj, потому что при этой температуре, называемой первой критической точкой, в стали происходят основные структурные изменения’. При неполном отжиге, цель которого состоит в устранении внутренних напряжений, сталь с любым содержанием углерода нагревают до температуры 750…760 °С.

Скорость нагрева при отжиге должна обеспечивать равномерный нагрев всей садки. Для углеродистой и легированной сталей скорость нагрева не должна превышать 10° в час, а для быстрорежущих — 50° в час. Время выдержки при отжиге в камерных печах обычно составляет 1…2 ч.

Ориентировочные режимы полного отжига для некоторых марок сталей следующие: для У7А, У8А, У8ГА-— нагрев медленный до температуры 750…770 °С и охлаждение с печью со скоростью 50 °С в час до 550…600 °С, затем — на воздухе; для X, ХГ, ХВГ — нагрев медленный до температуры 750…770 °С и охлаждение с печью со скоростью 30 °С в час до 400 °С, затем — на воздухе.

Нормализация. Для повышения режущих свойств фасонных инструментов, предназначенных для обработки твердых сталей, рекомендуется осуществлять предварительное улучшение заготовок по следующей технологии: закалка в масле температурой 1280 °С для стали Р18 и 1230 °С — для стали Р9 (после предварительной механической обработки заготовок); нормализация с нагревом до 840…860 °С; низкотемпературная закалка с нагревом до 920…950 °С в масле; отпуск при температуре 670…720 °С с выдержкой 2…3 ч для достижения твердости HRC 33…37 и хорошей обрабатываемости на чистовых операциях. Так как процесс улучшения удорожает стоимость инструментов, применять его следует только для заготовок, забракованных при поставке по твердости и структуре.

Закалка — наиболее ответственная операция термической обработки инструмента, обеспечивающая (вместе с отпуском) его твердость, износостойкость, теплостойкость и прочность.

Результаты закалки в основном обусловлены температурой окончательного нагрева инструментов и про. должительностью выдержки при этой температуре. Нагрев инструментов осуществляют в камерных газовых или электрических печах, ваннах с расплавом солей в свинцовых ваннах, токами высокой частоты. Наиболее широко распространен способ нагрева в хлорбарие-вых ваннах, так как он обеспечивает интенсивность и равномерность процесса, возможность местного нагрева инструмента и инструмента большой длины с минимальной деформацией, а также защиту поверхности от окисления.

Контрольно – измерительные инструменты целесообразно нагревать под закалку в электрических печах с защитной газовой атмосферой, где они практически не обезуглероживаются и после закалки имеют чистую поверхность.

Измерительные инструменты под поверхностную закалку нагревают токами высокой частоты. На рис. 144 приведен пример нагрева токами высокой частоты угольника, который опирается на керамическую подставку. Индуктор изготовлен из медной трубки и изогнут таким образом, что охватывает весь контур угольника.

Для охлаждения инструментов применяют различные среды— воду, масла или растворы солей в воде. Необходимая скорость охлаждения, оказывающая влияние на качество закалки, достигается рациональным выбором охлаждающей среды для данной марки стали.

Охлаждающая способность воды зависит от ее температуры. Так, при температуре 30 °С ее охлаждающая способность резко падает. Масло, подогретое до температуры 50…60 °С, обладает более высокой охлаждающей способностью, чем холодное. При закалке инструментов сложной формы применяют 50%-ный раствор каустической соды температурой 50 °С.

Рис. 1. Индуктор для нагрева под закалку угольников токами высокой частоты.

Отпуск. Основное назначение отпуска стали — в снятии внутренних напряжений и превращении остаточного аустенита в мартенсит. Операция отпуска должна следовать немедленно после закалки. Большой перерыв между этими операциями приводит к появлению на инструментах из высокоуглеродистых сталей трещин.

Каждая марка стали имеет свою температуру отпуска. Углеродистые и легированные стали нагревают при отпуске до температуры 150…250 °С, а быстрорежущие—до 560…600 °С. Отпуск быстрорежущей стали сопровождается увеличением ее твердости; так, при нагреве ее до указанных температур происходит процесс выделения части карбидов из аустенита, который при последующем охлаждении превращается в мартенсит. Осуществление нескольких отпусков повышает степень перехода остаточного аустенита в мартенсит, поэтому для стали Р18 применяют двух-трехкратный отпуск, а для стали Р9 — даже трех-четырехкратный. После отпуска охлаждение производят на воздухе.

Отпуск при низких температурах (120… 160 °С) носит название старения. Ему подвергают в основном измерительные инструменты для предотвращения их коробления и снятия внутренних напряжений, возникающих при шлифовании. Старение производят после чернового шлифования инструментов.

Закалка при температуре ниже нуля. Структура легированных и высокоуглеродистых сталей после закалки состоит в основном из мартенсита и остаточного аустенита. Превращение остаточного аустенита в мартенсит происходит при последующем отпуске или в результате естественного старения. Во многих высоколегированных сталях аустенит весьма устойчив и полностью превратить его в мартенсит даже путем многократных отпусков не удается. Охлаждение закаленной стали при температуре ниже нуля создает условия для продолжения процесса превращения аустенита в мартенсит. В таких случаях инструмент обрабатывают в следующей последовательности: закалка; очистка — промывка и обдувка; охлаждение до температуры (—-70)…(—80) °С; отпуск; контроль.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум