Обеспечение качества термической обработки

Обеспечение качества термической обработки

После термической обработки инструмент должен обладать надлежащими твердостью и микроструктурой металла, не иметь повышенного окисления и обезуглероживания поверхностных слоев, а также коробления сверх допустимых норм. Заданные твердость и микроструктура металла инструмента обеспечивают ему оптимальное сочетание прочности, износостойкости и красностойкости в конкретных условиях применения. Толщина дефектного поверхностного слоя и коробление инструмента влияют на величину припуска под последнюю механическую обработку, а стало быть, на расход режущего материала и трудоемкость абразивной обработки. С увеличением этих дефектов себестоимость инструмента возрастает, а в некоторых случаях его изготовление становится невозможным, как при чрезмерном короблении. Поэтому мероприятия по обеспечению качества термической обработки должны быть нацелены на выполнение указанных требований, позволяющих инструменту стать оптимальным по минимуму приведенных затрат.

Надлежащую твердость и микроструктуру стали можно обеспечить отработкой режима закалки и отпуска инструмента на пробных образцах из стали каждой конкретной марки, плавки и проката, а также строгой выдержкой этого режима во время термической обработки. Оборудование для нагрева должно быть оснащено устройствами автоматического контроля и поддержания установленной температуры. Для соляных закалочных ванн используют радиационные пирометры, а для отпускных ванн и печей — электронные приборы с термопарами. Нарушение выдержки нагрева при ручной закалке вполне возможно. Поэтому целесообразна автоматизация этого процесса путем создания соответствующих линий. Для недопущения брака при закалке выборочно контролируют твердость и микроструктуру. Качество отпуска быстрорежущей стали проверяют по микроструктуре, твердости и излому пробных образцов. Количество остаточного аустенита определяют специальными магнитными анализаторами — аустенитометрами (аустенит немагнитен).

Недопущение окисления и обезуглероживания поверхности инструмента достигается нагревом его в печах с восстановительной или нейтральной атмосферой. Высокотемпературные соляные печи-ванны периодически раскисляют ферросилицием или бурой, а среднетемпературные — бурой или желтой кровяной солью. Оценить толщину дефектного слоя можно микроструктурным анализом под металлографическим микроскопом.

Повышенное коробление свойственно инструментам сложной формы, а также с длинным и тонким телом. Это — резьбонарезные инструменты, протяжки, ножовочные полотна, сверла, отрезные и прорезные фрезы. Для уменьшения коробления используются изотермическая закалка и специальные методы нагрева и охлаждения во время закалки и отпуска.

Стержневые инструменты нагревают и погружают в охлаждающую среду строго по продольной оси, а остальные — вдоль оси малого сечения. Во время охлаждения инструмент перемещают вверх-вниз, чтобы разорвать паровую рубашку, которая образуется вокруг инструмента, охлаждаемого в испаряющихся средах. Паровая рубашка не позволяет обеспечить нужную и равномерную скорость охлаждения со всеми вытекающими последствиями, главные из которых — коробление и недостаточная или пятнистая твердость инструмента.

Сверла с цилиндрическими хвостиками охлаждают прокатыванием между двумя стальными или чугунными плитами с внутренним охлаждением водой.

Фрезы отрезные и прорезные после окончательного нагрева под закалку охлаждают иод прессом с обдувкой воздухом. Пресс самый примитивный. Представляет собой массивное чугунное основание в виде плиты, на которую кладут небольшие пакеты нагретых фрез, а сверху с легким ударом “накрывают” тяжелым стальным цилиндром

Протяжку сразу после охлаждения в масле кладут на призмы и индикатором проверяют ее биение. Если необходимо, в этих же призмах ручным прессом протяжку правят, устраняя избыточную кривизну.

Во время отпуска также возможна правка инструмента. Например, машинные ножовочные полотна из быстрорежущей стали выпрямляют в рамках типа тисков. В таком заневоленном состоянии ножовочные полотна загружают в отпускную печь, нагревают до температуры отпуска, выдерживают нужное время и выгружают на воздух для остывания вместе с рамками.

Горячая правка ножовочных полотен, протяжек, сверл, совмещенная с закалкой или отпуском, наиболее рациональна, так как во время структурных превращений инструмент стремится сохранить свое состояние, приданное заневоливанием или правкой. Возможна правка инструмента с дополнительным нагревом после закалки и отпуска. Это хуже, чем правка, совмещенная с закалкой и отпуском. Здесь преследуется цель обеспечения правки без разрушения инструмента. Правка возможна и в холодном состоянии, но только в случаях, когда деформация инструмента незначительная. Применяется в основном для мелкого инструмента с использованием при этом молотка весом 1,5 или 3 кг.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *