Термическая обработка в технологических процессах изготовления режущих инструментов.

В общем случае технологический процесс изготовления инструмента включает следующие операции:

— изготовление заготовок (предварительное формообразование) с использованием сварки, горячей и холодной пластической деформации;

— предварительную термическую обработку для улучшения обрабатываемости стали и исправления структуры в нужном направлении;

— механическую обработку (формообразование) на металлорежущих станках или методами холодной деформации (накатка, насечка и др.);

— окончательную термическую обработку;

— шлифовку, заточку, дополнительную обработку для улучшения качества поверхностного слоя.

Термическая обработка формирует физико-механические свойства инструмента: теплостойкость, твердость, износостойкость, прочность.

Для изготовления инструмента используют такие виды термической обработки, как отжиг, закалку, отпуск. Соблюдение режимов термической обработки, особенно закалки и отпуска, предопределяет высокое качество инструмента.

Основным видом предварительной термической обработки инструментальных сталей является отжиг. Его проводят для выравнивания химического состава стали, снятия внутренних напряжений и понижения твердости после обработки давлением (прокатка, ковка и др.), сварки заготовок, улучшения обрабатываемости резанием, приведения структуры в равновесное состояние. Отжиг должен обеспечить получение структуры равномерного зернистого или сорбитообразного перлита с твердостью не более НВ 207—217 для углеродистых, НВ 241—255 для легированных и НВ 255—285 для быстрорежущих сталей.

Температуру нагрева и время выдержки назначают из условия получения аустенита с сохранением нерастворенной части избыточных карбидов. Для равномерного прогрева скорости нагрева ограничивают < 100 °С/ч для углеродистых и легированных сталей, < 50 °С/ч для быстрорежущих сталей. Время выдержки составляет 2-3 ч.

Режим охлаждения назначают таким образом, чтобы обеспечить завершение распада аустенита при температурах не ниже 550— 660 °С

Отжиг инструментальных сталей можно производить в камерных или шахтных электрических печах с автоматическим контролем температуры. Наиболее совершенным оборудованием для отжига являются печи с программным управлением по заданному режиму отжига и с нейтральной атмосферой для защиты от окисления и обезуглероживания.

Отжиг заготовок с малыми припусками на механическую обработку рекомендуется производить в ящиках, засыпанных отработанным карбюризатором, древесным углем и чугунной стружкой. Для отжига быстрорежущих и высокохромистых сталей применяют смесь, состоящую из 50 % древесного угля и 50 % чугунной стружки.

Для повышения пластичности и вязкости быстрорежущей стали перед ее обработкой в холодном состоянии (волочение, редуцирование, прокатка, штамповка, рубка) рекомендуется проведение термической обработки, заключающейся в нагреве до 720—780 °С, выдержке после нагрева в течение одного часа и после прогрева — охлаждение в масле или на воздухе.

Рекристаллизационный отжиг применяют для устранения наклепа, снижения твердости и снятия внутренних напряжений после холодной механической обработки. Основной целью являетсяснижение деформации при закалке, что особенно важно при изготовлении длинно размерного инструмента сложной формы. Отжиг заключается в медленном нагреве до 600—700 °С, выдержке в течение 1—2 ч и охлаждении с печью (реже на воздухе).

Нормализация производится для исправления структуры заготовок из углеродистых и легированных сталей с целью удаления остатков цементной сетки и участков пластичного перлита, ухудшающих обрабатываемость резанием и шероховатость обрабатываемой поверхности. Осуществляют нормализацию путем нагрева до температуры 880—900 °С для углеродистых и 860—880 °С для легированных сталей с последующим охлаждением на воздухе.

Дата добавления: 2015-08-05