Температура закалки инструмента
зависит от механизма упрочнения стали, который, в свою очередь,
определяется ее составом и структурой.
Стали, упрочняемые в результате
мартенситного превращения или мартенситного превращения с
дисперсионным твердением, закаливают соответственно с температур,
обеспечивающих достаточно полное насыщение аустенита углеродом или
углеродом и легирующими элементами.
Вместе с тем для всех этих случаев
существует еще одно единое требование — температура закалки должна быть
такой, чтобы прочностные свойства и сопротивление разрушению,
определяемые в значительной мере величиной зерна, были на достаточно
высоком уровне (т. е. необходимо, чтобы величина зерна была
достаточно малой).
Для инструментальных сталей
применяют несколько видов закалки.
Непрерывная закалка. Закалку этого
вида применяют в основном для инструмента из углеродистых и
низколегированных сталей, обладающих малой устойчивостью
переохлажденного аустенита и требующих вследствие этого ускоренного
охлаждения, а также для инструмента относительно простой формы,
изготовленного из инструментальных сталей повышенной и высокой
прокаливаемости. В зависимости от прокаливаемости стали, а также
диаметра инструмента охлаждение осуществляют в воде или водных растворах
солей и щелочей, а также в масле. Недостатком этого вида закалки является
возникновение повышенных внутренних напряжений, что может в отдельных
случаях вызвать сильное коробление или образование трещин.
Ступенчатая закалка. Такую закалку
применяют ддя инструмента сложной формы в основном из сталей повышенной и
высокой прокаливаемости, а также для тонкого инструмента из сталей
небольшой прокаливаемости. Инструмент охлаждают в горячих средах, а
затем на воздухе. Это замедляет скорость охлаждения в интервале
мартенситного превращения, уменьшает напряжения, деформацию и Опасность
образования трещин. Температура горячих сред должна быть выше температуры
начала мартенситного превращения, а время выдержки достаточным для
выравнивания температуры по сечению инструмента, так чтобы не успело
начаться бейнитное превращение.
Обычно температуры горячих сред
составляют 160—200° С для низколегированных инструментальных сталей и
500—630° С для быстрорежущих сталей. В качестве горячих сред применяют
расплавы солей.
Светлая закалка. Закалка этого
вида представляет разновидность ступенчатой закалки. При светлой
закалке состав охлаждающей смеси (обычно используют расплавы щелочей с
добавлением воды) подбирают таким образом, чтобы поверхность
инструмента после охлаждения была чистой и имела светло-серый
цвет.
Неполная изотермическая закалка.
Такую закалку применяют прн необходимости получения достаточно
высокой твердости. В этом случае инструмент в процессе охлаждения
выдерживают при температуре лишь немного выше точки Мн с тем,
чтобы бейнитное превращение прошло в ограниченной степени. Неполную
изотермическую закалку целесообразно применять для штампов сложной формы
из сталей 9ХС, ХВСГ.
Полная изотермическая закалка. Ее
применяют в том случае, когда допустима пониженная твердость (Я/?С 52—55).
Получаемая структура — нижний бейннт и остаточный аустенит. Полную
изотермическую закалку применяют преимущественно для
деревообрабатывающего инструмента и некоторых штампов и
пресс-форм.
Основными преимуществами
изотермической закалки являются уменьшение деформации (вследствие
образования повышенных количеств остаточного аустенита и меньшей
величины внутренних напряжений), а также повышение вязкости.
.
Прерывистая закалка. Закалку этого
вида применяют для предупреждения образования трещин в инструменте сложной
формы из сталей небольшой прокаливаемости, требующих охлаждения в
воде, и в крупном инструменте из сталей повышенной
прокаливаемости.
