Перебоева А.А. Технология термической обработки металлов

Подождите немного. Документ загружается.

141

Измерительный инструмент повышенной точности и износостойкости

(высокая твердость) целесообразно подвергать обработке холодом при тем-

пературах (−50)-(−70) °С. Режимы ОТО, обеспечивающие высокую твер-

дость инструмента, в зависимости от марки стали представлены в табл. 26.

Обработка холодом повышает твердость и стабилизирует размеры тем в

большей степени, чем полнее происходит превращение остаточного аустени-

та в мартенсит.

Отпуск уменьшает хрупкость, внутренние напряжения, повышает вяз-

кость при сохранении высокой твердости, которая обеспечивается закалкой

и обработкой холодом. Режим отпуска определяется назначением инстру-

мента, требуемой твердостью и маркой стали. Отпуск рекомендуется прово-

дить в жидких средах (масло, селитра, щелочь) непосредственно после закал-

ки или обработки холодом во избежание

образования трещин и стабилизации

аустенита. Отпуск инструмента пониженного класса точности проводят при

более высоких температурах (близких к верхнему пределу температур) в те-

чение 2-3 ч, а высоких классов точности при пониженных с длительными

выдержками, которые могут достигать 10-24 ч.

Таблица 26

Режимы термической обработки инструментальных сталей

Марка

стали

Закалка t, °С об-

работки

холодом

Отпуск

t, °С охлажд.

среда

HRC t, °С HRC

Х 850-860 Масло 62-63

−

120-130 65-66

12Х1 855-870 То же 63-65

−

120-130 65-66

ХВГ 820-830 -"- 62-64

−

120-130 64-66

ШХ15 830-850 -"- 62-64

−

120-140 63-65

У10А-У13А 770-790 Вода 63-65

−

120-130 64-66

50, 50Х, 55 840-890 То же 58-60

−

150-180 60-62

Х12 1000-1030 Масло 63-65

−

190-210 62-65

Х12М 1000-1030 То же 63-65

−

180-200 62-65

Рассмотри более подробно термическую обработку измерительных

плиток из сталей Х и 12Х1. При закалке их охлаждают в горячем при темпе-

ратуре 40-60 °С. При таком охлаждении (ступенчатая закалка) в структуре

фиксируется повышенное количество остаточного аустенита (~30%), что

снижает стабильность размеров. Через 15-20 мин после закалки проводится

обработка холодом при минус 70 °С, затем выполняется

отпуск. Параметры

отпуска: температура 120-130 °С, время 24-36 ч при толщине плиток 15-20

мм и 38-48 ч для больших размеров.

Однако отпуск при указанных параметрах не снижает количества ос-

таточного аустенита. Аустенит при работе инструмента или даже при хране-

нии частично превращается в мартенсит, вызывая прирост длины. Поэтому

инструменты высокой точности, в том числе плитки

длиной более 50 мм,

подвергают многократной обработке холодом. После охлаждения до – 70 °С

их отпускают при 120-125 °С с выдержкой 2-3 ч и снова обрабатывают холо-

142

дом (−70 °С) и отпускают при 120 -125 °С, 2-3 ч. Эти операции повторяют 2-3

раза. В зарубежной литературе рекомендуется такую обработку повторять до

6 раз. После первой обработки холодом количество остаточного аустенита

составляет ~15 %, однако при каждом последующем охлаждение ниже 0 °С

превращается все меньшее количество аустенита. Поэтому даже многократ-

ная обработка холодом не позволяет полностью устранить из

структуры ос-

таточной аустенит и его количество составляет 2-5 %.

Измерительный инструмент, изготавливаемый из цементуемых сталей

15, 20, 15Х, 20Х, насыщают углеродом на глубину 0,3-1,5 мм (в зависимости

от толщины изделия). Отношение толщины нецементованной зоны к цемен-

тованной должно быть не менее 2. Цементацию проводят при температуре

900-930 °С. После этого выполняют закалку с 790-810 °С в

масле для легиро-

ванных сталей или в воде для углеродистых. Для улучшения структуры

сердцевины рекомендуется двойная закалка: первая с 850-880 °С, вторая от

780-800 °С.

Для уменьшения количества остаточного аустенита в цементованном

слое следует выполнять обработку холодом при

−50°С. Отпуск цементован-

ного измерительного инструмента проводят при 150-180 °С в течение 1-2ч.

Исправление деформации и коробления, образующиеся при цементации и за-

калке, устраняют при шлифовании или правкой, после которых обязателен

отпуск для снятия напряжений.

Конечной операцией при производстве инструмента является шлифо-

вание, которое повышает уровень остаточных напряжений. Поэтому после

шлифования

проводят отпуск для снятия шлифовочных напряжений при 100-

120 °С в течение 1-2 ч. Отпуск рекомендуется выполнять в кипящем масле,

которое адсорбируется поверхностью, улучшает смазку, сцепляемость и час-

тично защищает сталь от коррозии. Затем следует чистовое шлифование и

полирование.

Контрольные вопросы

1. Какие требования предъявляют к сталям, из которых изготавливают

измерительный инструмент? Приведите примеры измерительного инстру-

мента.

2. Какие марки сталей для измерительного инструмента вы знаете?

3. Как влияет хром на стали измерительного инструмента?

4. С какой целью применяют ПТО для сталей измерительного инстру-

мента? В чем она заключается? Виды ПТО.

5. Какие особенности

имеет структура стали измерительного инстру-

мента после улучшения. Какие свойства она обеспечивает?

6. Для чего измерительный инструмент при ОТО подвергают обработке

холодом? После какой термической обработки проводят эту процедуру?

7. Каков режим отпуска для стали ХВГ? Какие свойства достигаются

этой операцией?

8. Как можно добиться снижения количества остаточного аустенита в

сталях Х, 12

Х1?

143

Используемая литература

1. Башнин Ю.А., Ушаков В.К., Секей А.Г. Технология термической об-

работки стали – М.: Металлургия, 1986. – 424 с.

2. Соколов К.Н., Коротич И.К. Технология термической обработки и

проектирование термических цехов - М.: Металлургия, 1988. – 384с.

3. Марочник сталей и сплавов. Справочник. Под ред. Сорокина В.Г.

М.: - Машиностроение, 1989 – 639с.

Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. В 3-х

т. Под ред. Бернштейна М.Л., Рахштадта А.Г. М.: - Металлургия, 1983.;

5. Термическая обработка в машиностроении. Справочник. Под ред.

Лахтина Ю.М., Рахштадта А.Г. М.: - Металлургия, 1980 – 784 с.

6. Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. М.: Метал-

лургия, 1981. – 648 с.

7. Йех Я. Термическая

обработка стали. Справочник. Металлургия,

1989. – 264 с.

8. Раузин Я.Р. Термическая обработка хромистой стали . М.: - Машино-

строение, 1978. – 277с.

9. Шепеляковский К.З.Упрочнение деталей машин поверхностной за-

калкой при индукционном нагреве. М.: Машиностроение, 1972. – 288 с.

10. Райцес В.Б. Термическая обработка на металлургических заводах.

М.: Металлургия, 1971. – 248 с