Разделы сайта

Читаемое

Обновления Nov-2017

Промышленность Ижоры -->  Технология изготовления инструментов 

1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16

отпуском (структура стали - мартенсит отпуска); 2) закалка на мартенсит с последующим высоким отпуском для дисперсионного твердения (структура стали - мартенсит первичный, мартенсит отпуска, остаточный аустенит)

Первый вид применяется при термической обработке инструментальных углеродистых и легированных сталей с достаточно высоким содержанием углерода (У7-У13; 9ХС; 11ХФ; 13Х; В2Ф; ХВ4; ХВСГ; ХВГ; 6ХС; Х12Ф, Х12М; 5ХНМ и др.); второй вид - при обработке быстрорежущих, штамповых (4ХЗВМФ, ЗХЗМЗФ и др.), мартенситно-стареющих сталей и сплавов с ин-терметаллидным упрочнением (В11М7К23 и др.). В обоих видах обработки упрочнение достигается за счет аустенитизации сталей при их нагреве, выдержке при температуре закалки, охлаждении и последующем отпуске.

Следует отметить, что важными факторами структурных превращений, протекающих при нагреве и охлаждении сталей, являются размер зерна аустенита и наличие остаточного аустенита. Размер зерна аустенита определяет прочность инструментальных сталей после их термической обработки и теплостойкость. Так, предел прочности при изгибе стали У8 при балле зерна аустенита 10-11 равен 2000 МПа, а при балле 8-10 составляет 1100 МПа, при изгибе стали Х12М при балле 11-2400 МПа, а при балле 9 - 1800 МПа, при изгибе стали Р6М5 при балле 10-11 - 3500МПа, а при балле 8-9 - 2400 МПа.

Размер зерна аустенита оказывает влияние и на теплостойкость стали: чем больше зерно, тем выше теплостойкость стали. Рекомендуемый размер зерна для различных видов инструмента приведен ниже.

Балл зерна Вид инструмента и класс сталей

9 ........Инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталей крупных размеров относительно простой формы

10........Инструмент из быстрорежущих, штамповых,

углеродистых сталей

11........Инструмент из быстрорежущих сталей с кобальтом, ванадием; инструмент мелкоразмерный из быстрорежущих сталей; инструмент из быстрорежущих сталей крупногабаритный, но сложной формы

12....... , Инструмент из порошковых быстрорел<ущих

сталей

Наличие остаточного аустенита приводит к снижению твердости стали, но при этом и к некоторому повышению ее прочности, ударной вязкости. При комнатной температуре остаточный аустенит превращается в мартенсит очень медленно. Для снижения его количества обычно используют охлаледение инструмента до температур -60



Количество остаточного аустенита после закалки и отпуска в инструменте из различных сталей приведено ниже:

Инструментальные стали У7-У13......... 3-4 %

Легированные инструментальные стали ХВГ; ХВСГ;

9ХС....................... 8-15%

Штамповые стали Х12Ф; Х12К; Х12; Х6ВФ . . . 10-15%

Быстрорежущие стали.............. 20-35 %

Нагрев инструмента при закалке осуществляется различными способами: в соляных или свинцовых ваннах, электро- или газовых печах с защитной атмосферой, в вакуумных печах, токами высокой частоты. Наибольшее распространение получил нагрев в соляных ваннах и вакуумных печах.

В связи с высоким коэффициентом теплоотдачи и в целях обеспечения равномерного прогрева заготовок по сечению, снижения внутренних напряжений и деформации нагрев инструмента в соляных ваннах при закалке осуществляют ступенчато, в несколько этапов. Для инструмента из углеродистых и низколегированных сталей обычно применяют двухступенчатый нагрев (подогрев до 500 °С, окончательный нагрев до 900 °С); для инструмента из высоколегированных сталей трехступенчатый нагрев (первый подогрев до 300-500 °С, второй подогрев до 840-860 °С, окончательный нагрев до 950-1100°С); для инструмента из быстрорежущей стали (насадной инструмент диаметром менее 100 мм и концевой диаметром менее 80 мм) - трехступенчатый нагрев (первый подогрев до 300-500 С, второй подогрев до 1050-1100 С, окончательный нагрев до ИЗО-1300 °С). Для инструмента из быстрорежущих сталей насадного диаметром более 100 мм и концевого диаметром более 80 мм - четырехступенчатый нагрев (первый подогрев до 300-500 °С, второй подогрев до 840-860 третий подогрев до 1050-1100 °С, окончательный нагрев до 1130- 1300 °С). Подогрев до 300-500 °С осуществляется в шахтных печах, средой нагрева является воздух или продукты горения газа; второй, третий и окончательный нагревы - в соляных электродных ваннах.

Температура окончательного нагрева под закалку, приведенная выше, должна уточняться для инструмента каждой плавки для получения после закалки требуемого размера зерна аустенита (10, 11 баллы или 11, 12 баллы для мелкоразмерного инструмента и инструмента из порошковых сталей). Уточнение осуществляется пробной закалкой образцов или инструмента сначала до температур, приведенных выше, а затем при получении размера зерна, отличного от требуемого, от уточненных температур. Отношение времени первого и второго подогревов к времени окончательного нагрева при использовании полуавтоматических агрегатов или поточных линий 2:1:1; при использовании отдельных соляных ванн 3:1:1; при температуре второго подогрева до 840-860 С 3:2:1.



Охлаждение инструментов после нагрева под закалку и выдержки (аустенитизации) осуществляется в жидкой среде. Допускается охлаждение мелкоразмерного инструмента (диаметром или толщиной менее 3 мм) на воздухе.

Инструмент из быстрорежущих и высокохромистых сталей (кроме протяжки) проходит ступенчатое охлаждение в горячих средах с температурой 400-550 °С (обычная ступенчатая закалка) или 610-650 С (высокоступенчатая закалка). Время выдержки при охлаждении инструмента из быстрорежущей стали принимается равным времени аустенитизации, дальнейшее охлаждение до комнатной температуры осуществляется на воздухе.

При охлаждении инструмента с одновременной его правкой в качестве охлаждающей среды используются смеси солей с рабочей температурой 200-300 С (сверла) или масло, нагретое до температуры 150 С.

Охлаждение инструмента из высокохромистых сталей производится с выдержкой, равной времени аустенитизации (для фрез с рабочей температурой 400-550 °С) или 0,25-0,5 этого времени (для фрез с рабочей температурой 610-650 °С).

Весь инструмент из низколегированных стадей и инструмент из углеродистых сталей диаметром менее 10 мм должен также проходить ступенчатую закалку с охлаждением в горячих средах с температурой 160-180 °С. Время выдержки в этих средах должно быть равно времени выдержки при аустенитизации. Инструмент из углеродистых сталей диаметром более 10 мм охлаждается в водных растворах солей или щелочей.

Закалке с нагревом токами высокой частоты наиболее часто подвергаются инструменты. Нагрев осуществляется от генераторов с помощью индукторов различной формы. Индуктор обычно изготавливается из медной круглой трубки, спрофилированной в прямоугольное сечение. По внутренней полости трубки для ее охлаждения циркулирует вода.

В зарубежной практике широкое применение находит термическая обработка в вакууме или камерных печах с защитной атмо* сферой. Режимы термообработки быстрорежущих сталей, рекомендуемые фирмой Оффисине Галилео (Officine Galileo, Италия), приведены в табл. 15.9.

Отпуск. Весь инструмент из быстрорежущих сталей подвергается двух- или трехкратному отпуску. Обычно отпуск производят при температурах 550-570 С с выдержкой в течение 1 ч. Однако довольно распространен и сокращенный отпуск, осуществляемый при более высоких температурах и уменьшенной выдержке. В последнем случае следует тщательно контролировать режим отпуска (температуру и время выдержки). Охлаждение после каждого нагрева - до комнатной температуры. Отпуск инструмента из других инструментальных сталей обычно однократный.

Упрочняющая и дополнительная термическая обработка. Цианирование. Получило наибольшее распространение. Пред-



1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка