Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Термическая обработка в машиностроении: Справочник

Ускоренный изотермический отжиг применяют перед повторной закалкой инструмента, не получившего в результате предшествующей термической обработки необходимых свойств.
...
Сфероидизирующий изотермический и циклический ступенчатый отжиг применяют для получения в заэвтектоидных сталях среднезернистого перлита, обеспечивающего хорошую чистоту поверхности после обработки резанием.
...
Циклический бесступенчатый отжиг применяют для небольших" заготовок или неправильно термически обработанного инструмента из быстрорежущей стали с целью ускорения процесса [4].
...
Предпочтительным является отжиг в защитной атмосфере, предохраняющий поверхность от окалинообразования и обезуглероживания, а также сокращающий длительность процесса, поскольку заготовку или инструмент нагревают в открытом виде. При отсутствии защитной атмосферы в открытом виде нагревают только поковки и другие заготовки, имеющие достаточный припуск на последующую механическую обработку. Все остальные заготовки и инструмент укладывают в металлические коробки, в которые для предупреждения от обезуглероживания при отжиге углеродистой и низколегированной стали засыпают отработанный карбюризатор или смесь 85% древесного угля и 10—15% кальцинированной соды, а при отжиге быстрорежущей стали — смесь 50% свежей и *50% бывшей в употреблении чугунной стружки.
...
. При отжиге в печах непрерывного действия (конвейерных и толкательных) заготовки в основном нагревают в открытом виде (редко в небольших коробках с упаковкой); время прогрева их до заданной температуры рассчитывают в зависимости от толщины нагреваемого слоя заготовок и допустимого удельного времени прогрева; последнее обычно составляет для заготовок из углеродистой стали 1 мин/мм, из низколегированной стали — 1,5 мин/мм, из быстрорежущей стали — 2 мин/мм [2].
...
Время выдержки после прогрева заготовок и инструмента при указанных видах отжига составляет обычно 1—2 ч для углеродистых и 2—3 ч для быстрорежущих сталей.
...
Общая продолжительность процесса, составляющая при изотермическом отжиге для быстрорежущих и высокохромистых сталей 18—24 ч и для углеродистых и низколегированных 14—18 ч, резко снижается при ускоренных способах отжига: при циклическом ступенчатом отжиге углеродистых сталей она равна 3—6 ч, при циклическом бесступенчатом отжиге быстрорежущих сталей в соляной ванне она, в зависимости от марки стали, уменьшается до 1,5—4 ч.
...
Высокий отпуск. Такой отпуск производят перед окончательной термической обработкой для того, чтобы снизить твердость, снять внутренние напряжения, появившиеся в процессе предшествующей холодной или горячей механической обработки и благодаря этому предотвратить значительную закалочную деформацию инструмента.
...
В инструментальном производстве применяют два вида данной обработки (см. табл. 2). Первым из них является так называемый рекристаллизационный отжиг, заключающийся в медленном нагреве до 600—700° С, выдержке в течение 1—2 ч и охлаждении с печью, реже — на воздухе; этот отжиг применяют после холодной механической обработки инструмента, имеющего сложную форму или большое отношение длины к диаметру или толщине, с целью снятия наклепа, возникшего при обработке. Вторым видом является отпуск, осуществляемый путем нагрева заготовок в соляной ванне при 760—780° С в течение 15— 30 мин и охлаждения на-воздухе. Этот отпуск применяют для заготовок сверл диаметром 16—50 мм из быстрорежущей стали, изготовленных методом секторного проката.
...
Он обеспечивает возможность последующей правки завитых заготовок без их.поломки, но твердость снижает недостаточно: до НВ 293—311, что затрудняет последующую холодную механическую обработку.
...
Нормализация (см. табл. 2). Эту термическую операцию применяют к заготовкам из стали У12А для метчиков и круглых плашек с целью улучшения их обрабатываемости резанием и к заготовкам напильников из стали У13А для улучшения вида насечки и чистоты поверхности за счет происходящего при этом
...
Если же после нормализации твердость заготовок оказывается чрезмерно высокой, то для ее снижения до требуемого в данном случае уровня НВ 188—165 дополнительно проводят высокий отпуск при 600—650 С.
...
Улучшение (см. табл. 2). Улучшение, как и нормализацию, применяют к заготовкам метчиков и плашек из стали У12А, чтобы достичь хорошей обрабатываемости их резанием. Замена нормализации улучшением обеспечивает более полное и надежное устранение цементитной сетки и более равномерную твердость заготовок в партии. Иногда после закалки заготовок вместо высокого отпуска применяют сфероидизирующий отжиг, что способствует лучшей коагуляции карбидов.
...
Карбидный отпуск (см. табл. 2). Такой отпуск заключается в нагреве холоднокатаной быстрорежущей стали до 720—760° С и охлаждении в масле или воде перед холодной пластической деформацией. Он обеспечивает частичное растворение мелкодисперсных карбидов, фиксируемое последующим быстрым охлаждением, что приводит к снижению предела текучести на 15—20% и повышению пластичности. Карбидный отпуск применяют в целях улучшения обрабатываемости, устранения растрескивания этой стали, например, при холодной вырубке из нее заготовок тонких дисковых фрез илн мелких (диаметром 4 мм) метчиков.
...
Методы контроля. Результаты предварительной термической обработки оценивают по твердости и микроструктуре. Твердость крупных заготовок измеряют по Бринеллю, мелких—по Роквеллу, шариком. Твердость сварных заготовок определяют в зоне шва. Микроструктуру систематически контролируют только при отжиге заготовок заэвтектоидных сталей на зернистый перлит и на сварных заготовках в зоне шва; при остальных видах предварительной термической обработки контроль микроструктуры — только периодический.
...
При закалке режущего инструмента нагрев осуществляют различными способами: в газовых иди электрических печах с защитной атмосферой, в соляных ваннах, токами высокой частоты. Из них наиболее распространенным в инструментальной промышленности является нагрев в соляных ваннах.
...
Нагревательные среды и ректификаторы соляных ваин. Широкое применение расплавленных солей при закалке инструмента обусловлено следующими преимуществами нагрева в жидких средах по сравнению с нагревом в печах [5, 6]:
...
Обезуглероживающая активность солевых расплавов обусловлена присутствием в них растворенного кислорода, образованием и накоплением при высоких температурах эксплуатации окислов металлов, прежде всего окислов железа и бария.
...
Вводимый ректификатор должен обеспечить восстановление этих окислов или же связывание их в нерастворимые в солевом расплаве комплексные соединения, оседающие на дно ванны и удаляемые оттуда при регулярной очистке ее от шлама.
...
Наиболее эффективным ректификатором высокотемпературных соляных ванн, применяемых при закалке инструмента, является комплексный ректификатор, содержащий фтористый магний, предварительно тщательно прокаленный при 900° С в течение 3 ч, и черный бор. Эти ректификаторы обычно используют в составе заранее приготовленной смеси их с хлористым барием.
...
Вначале ванну наплавляют одним хлористым барием, затем отливают из нее 1/2 расплава и дополняют до требуемого "уровня смесью солей БМ5Б или БМЗБ [7]. Это облегчает пуск ванны и обеспечивает минимально необходимое содержание ректификаторов в ней в начальный периодработы. В процессе эксплуатации, по мере понижения уровня расплава, ванну 1—2 раза в смену пополняют смесью указанных солей, что и обеспечивает непрерывную ректификацию расплава. Такой порядок пуска и работы высокотемпературных соляных ванн не только гарантирует от обезуглероживания любые нагреваемые быстрорежущие стали, но и обеспечивает резкое (до 3—15 раз) повышение «тойкости этих ванн по сравнению со стойкостью, наблюдаемой при периодической ректификации их бурой или ферросилицием.
...
Аналогичным является порядок пуска в эксплуатацию и работы среднетем-пературных ванн, применяемых при закалке инструмента из углеродистых и низколегированных сталей. В этом случае ванну сначала наплавляют смесью ВаС12 +• -f~ NaCl, затем отливают 1/2 расплава и вводят соль БНМ2Б, содержащую комплексный ректификатор. При отсутствии указанных в табл. 3 готовых смесей солей ректификатор вводят в ванну периодически через каждые 4 ч в виде отдельных добавок.
...
Предварительный подогрев. Благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи нагрев инструмента в расплавленных солях происходит с большой скоростью. Чтобы обеспечить равномерный прогрев по сечению, уменьшить внутренние напряжения и деформацию и снизить опасность образования трещин, нагрев режущего инструмента производят ступенчато, используя для этой цели различные по составу среды. Число ступеней предварительного подогрева и температуру каждой ступени выбирают в зависимости от химического состава стали и габаритных размеров инструмента. Для инструмента из углеродистой и легированной стали применяют в основном одноступенчатый подогрев, реже — двухступенчатый. Для инструмента из быстрорежущей стали чаще используют двух- и трехступенчатый подогрев.
...
Второй подогрев при закалке инструмента из быстрорежущей стали при ручной обработке проводят при 840—860° С в соляной ванне, содержащей хлористый барий и натрий, а в процессе обработки на автоматизированном оборудовании — при 1050—1100° С в расплаве одного хлористого бария. Последнее обусловлено необходимостью не заносить в ванну окончательного нагрева хлористый натрий, который вызывает большое дымообразование и мешает правильному измерению и регулированию температуры. Это особенно важно при закалке инструмента на агрегатах и линиях, где обычно используют многоместные приспособления и вместе с большой массой инструмента из ванны подогрева заносят в ванну окончательного нагрева большое количество солей.
...
Для крупногабаритного инструмента из быстрорежущей стали обычно применяют трехступенчатый подогрев: первый при температуре 200—500° С, второй— при 850° С, третий — при 1050—1100° С. Крупногабаритным условно считается насадной инструмент диаметром 90 мм и более и хвостовой инструмент
...
. Значение величины V//7 для образцов простой формы находят по формулам, приведенным в табл. 5. Критерий формы Кф
...
Для длинномерного инструмента, отношение длины рабочей части которого к его диаметру достаточно велико (3 : 1 и более), при определении времени прогрева влиянием члена 2П в формуле (4) пренебрегают. Таким образом, время сквозного прогрева тс.п сплошных длинных цилиндров и концевого инструмента с достаточной для практики точностью определяют по получаемой при этом формуле
...
По формуле (16) и производят упрощенный расчет времени сквозного прогрева длинномерных цилиндров и концевого инструмента в соляных ваннах Значения коэффициента п находят из табл. 9.
...
Весь инструмент из низколегированных сталей подвергают ступенчатой закалке с охлаждением в солевом расплаве при 160—240° С
...
Для большинства инструментов из быстрорежущих и высокохромистых сталей применяют ступенчатую закалку трех видов: с охлаждением в средах различного состава с температурой 200—300° С, 400—550° С и 610—650° С и далее на воздухе. Время выдержки во всех этих средах для инструмента из быстрорежущих сталей равно времени окончательного нагрева; для инструмента из высокохромистых сталей выдержка в первых двух средах также равна времени окончательного нагрева, в третьей среде (при 620—650° С) она равна половине указанного времени [9].
...
Некоторые виды инструмента из быстрорежущей стали закаливают в других условиях: мелкоразмерный инструмент (диаметром до 5 мм) при закалке иногда охлаждают на воздухе; отдельные виды длинномерного инструмента, например протяжки, закаливают с охлаждением в горячем масле до 300° С, а затем подвергают горячей правке в интервале температур мартенситного превращения в процессе дальнейшего охлаждения на спокойном воздухе.
...
Охлаждающие среды.. Применяемые при закалке режущего инструмента охлаждающие среды [10] должны быть достаточно простыми по составу, легкоплавкими и жидкотекучнми; не должны разъедать поверхность инструмента, нагретого до закалочных температур, не должны быть ядовитыми и взрывоопасными при используемых температурах. В основном для данной цели применяют смеси селитр с добавками едких щелочей. В последние годы широкое применение нашли смеси хлористых солей. Составы, наиболее часто используемых охлаждающих сред при
...
Твердость после закалки. Инструмент из углеродистой и низколегированной стали после закалки должен иметь твердость HRC ^ 62. Для инструмента из быстрорежущей стали требуемая твердость после закалки зависит от химического состава стали: для инструмента из вольфрамовых или вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталей она должна быть в пределах HRC 62—65, из кобальтовых быстрорежущих сталей — в пределах HRC 64—66.
...
Оборудование для закалки инструмента. В единичном и мелкосерийном производстве для нагрева и охлаждения при закалке режущего инструмента используют электродные и тигельные соляные ванны различных типов и конструкций. В крупносерийном и массовом производстве режущего инструмента, на инструментальных заводах широко применяют автоматизированные агрегаты для закалки инструмента.
...
Данные о некоторых видах механизированного оборудования, которое используют при закалке и отпуске режущего инструмента в массовом производстве, приведены в табл. 12.
...
Методы контроля. При закалке режущего инструмента контролируют температуру нагрева, время выдержки, обезуглероживающую активность ванн окончательного нагрева, температуру ванн ступенчатого охлаждения и др.
...
Контроль обезуглероживающей активности соляных ванн производят методом фольги с помощью образцов тонкой (0,08—0,12 мм) ленты из высокоуглеродистой стали 13Х, имеющей исходное содержание углерода Q, = 1,3—1,4%. Образцы нагревают при обычных для обрабатываемых сталей температурах закалки, указанных в табл. 4, выдерживая их в высоко- и среднетемпературных ваннах в течение 1 и 10 мин соответственно, после чего быстро охлаждают в воде.
...
Конечное содержание углерода Q{ в контрольном закаленном образце ленты после нагрева определяют или методом химического анализа или ускоренным методом [11], заключающемся в измерении на установках ИТЭС-5м термоЭДС, возникающей между этим образцом и нагретым до 160° С медным электродом, используя экспериментально найденную зависимость этих двух величин.
...
Для оценки качества закалки выборочно контролируют твердость рабочей части (а,у сварного инструмента —и твердость хвостовой части), микроструктуру, иногда кривизну стержневых инструментов, изменение диаметра посадочного отверстия насадных инструментов, отсутствие наружных дефектов и др. Для инструментов из быстрорежущей стали обязательным является выборочный контроль аустенитного зерна.
...
Режимы отпуска. Выбор режима отпуска режущего инструмента определяется химическим составом стали, из которой он изготовлен, его назначением и требуемой твердостью. Почт» весь инструмент из углеродистой и легированной стали подвергают отпуску при низких температурах 150—180° С с выдержкой 1—2 ч. К этой категории инструментов относятся сверла, развертки, метчики и другой инструмент, твердость, которого после отпуска должна быть не менее НДС 61. Круглыеплашкн из стали ХВСГ или 9Х.С должны иметь более низкую твердость — HRC 58—62, поэтому их отпускают при более высокой температуре (180—200° Q с выдержкой 1 ч.
...
Отпуск инструмента из быстрорежущей стали должен обеспечить возможно более полное превращение остаточного аустенита, что достигается применением многократного отпуска с охлаждением до 20—40° С Температура отпуска, продолжительность и число отпусков определяются химическим составом стали и выбранными условиями проведения этой операции. В промышленности применяют два вида отпуска инструмента из быстрорежущих сталей — обычный отпуск при 550—570° С с выдержками по 1 ч и так называемый кратковременный ддух-трехкратный отпуск при 580—620° С с выдержками каждый раз по 30—10 мин. Режимы отпуска инструмента из различных быстрорежущих сталей приведены в табл. 13.
...
Оборудование для отпуска. В единичном и мелкосерийном производстве отпуск инструмента нз углеродистых и низколегированных сталей производят в масляных, электровоздушных и соляных ваннах, инструмента из быстрорежущих сталей — главным образом в
...
На инструментальных заводах для отпуска инструмента используют стандартные электродные соляные канны с прямоугольной формой рабочего пространства или же устанавливаемыми в
...
Кратковременный отпуск инструмента из быстрорежущих сталей проводят на механизированном оборудовании, оснащенном приборами для автоматического регулирования температур в узких пределах ±5° С и специальными механизмами и устройствами для перемещения подвесок с инструментом из ванны в ванну через строго заданные промежутки времени. При этом инструмент должен загружаться в приспособления таким образом, чтобы вся его поверхность свободно омывалась солевым расплавом. При кратковременном отпуске продолжительность пребывания инструмента в отпускной ванне зависит от размера инструмента: нремя прогрева должно составлять приблизительно 1 мин на 1 см его диаметра или толщины, а выдержка после прогрева должна быть 10—15 мин.
...
Среды для отпуска. Для отпуска режущего инструмента применяются сравнительно простые по составу жидкие среды, обладающие высокой жидкотекучестью, не разъедающие поверхность закаленных изделий и являющиеся при условии строгого соблюдения температурного режима достаточно взрыво- и пожаробезопасными. Составы их
...
В целях придания хорошего товарного вида и некоторого повышения стойкости режущий инструмент из быстрорежущих сталей, имеющий полиостью шлифованную поверхность (сверла с вышлифованным профилем, некоторые виды фрез), подвергают дополнительному отпуску в электровоздушной печи с непрерывной циркуляцией воздуха при 275—300° С в течение 30 мин — 1
...
Рис» I. Диаграммы превращения переохлажденного аустенита. Температура аустенитизации 860°
...

Цементация стали
Зварювальні матеріали
Контактная сварка
Термическая обработка в машиностроении: Справочник
Металлургия черных металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Термическая обработка в машиностроении: Справочник