Термическая обработки при изготовлении инструментов. Изменение твердости образцов стали

Термическая обработка
Термическая обработка формирует физико-механические свойства инструмента: теплостойкость, прочность, твердость, износостойкость. Для изготовления инструмента используют такие виды термической обработки, как отжиг, закалка, отпуск, химико-термическая обработка. При неправильно выбранных или при нарушении заданных режимов термической обработки инструмент может оказаться вообще неработоспособным. Поэтому высокая культура термической обработки, особенно закалки и отпуска, предопределяет высокое качество инструмента.

Основное назначение термической обработки
подготовка, выравнивание структуры, устранение пористости, рыхлоты, расслоения и других металлургических дефектов, улучшение обрабатываемости материала для ускоренной диффузии;
снятие остаточных напряжений от структурных и фазовых превращений, а также предварительной обработки для восстановления изотропных свойств, повышение точности геометрии изделий за счёт уменьшения коробления и деформации;
повышение механических свойств готовых изделий путём воздействия на микроструктуру (размер зерна, создание субструктуры, распределение избыточных фаз);
создание специальных свойств (прочность, трещиностойкость, ударная вязкость, устойчивость против коррозии).

Виды термической обработки
Отжиг
Закалка
Нагрев
Охлаждение
Нормализация
Отпуск:
Нормальный отпуск
Обработка холодом
Высокий отпуск
Низкий отпуск

Температура нагрева стали при термообработке
Отжиг стали
Закалка стали
Процесс нормализации стали

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
К режущим инструментам относят резцы, сверла, метчики, фрезы, протяжки и т. п. В процессе резания режущая (рабочая) часть инструмента внедряется в обрабатываемую деталь и отрывает частицы металла (в виде стружки). Для этого необходима высокая твердость рабочей части режущего инструмента, превышающая твердость детали. Инструмент с недостаточной твердостью не может резать: его форма и размеры быстро изменяются. В процессе работы происходит непрерывное трение — износ поверхности режущей кромки инструмента. Поэтому режущий инструмент должен обладать высокой износостойкостью. Механическая энергия превращается в тепловую, происходит нагрев инструмента, обрабатываемой детали и стружки. При обработке с большими скоростями резания и при снятии стружки большого сечения режущий инструмент находится в тяжелых условиях работы, режущая кромка инструмента нагревается до высокой температуры. Поэтому режущий инструмент должен обладать также теплостойкостью, т. е. режущая кромка должна сохранять высокую твердость при нагреве до высокой температуры.

Основными видами термической обработки режущих инструментов являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.
Основными видами термической обработки режущих инструментов являются отжиг, закалка и отпуск.
К основным операциям термической обработки режущих инструментов относятся: отжиг, нормализация, закалка и отпуск.
Для каких целей осуществляют термическую обработку режущего инструмента, штампов и пресс-форм.
Термическая обработка малогабаритных штампов и их деталей осуществляется аналогично термической обработке режущего инструмента и деталей штампов для холодной штамповки и производится на том же оборудовании. При этом не предъявляются требования к сохранению формы и размеров детали, поскольку механическая обработка выполняется после термической.
Новым видом термической обработки является промышленная обработка деталей при температурах значительно ниже нуля. Такая термическая обработка режущих инструментов из быстрорежущих сталей и цементованных деталей повышает стойкость и твердость металла. Обработка холодом впервые была применена П. П. Аносовым в 1827 г., но в производство этот метод был внедрен на наших заводах советскими учеными-проф.
Низкий отпуск, осуществляемый в интервале температур 150 - 250 С. Низкий отпуск применяют при термической обработке режущего инструмента из углеродистой и малолегированной стали, а также измерительного инструмента и деталей, прошедших цементацию и поверхностную закалку.
Термическую обработку режущего инструмента разделяют на три стадии: 1) предварительную термическую обработку - отжиг, высокий отпуск, улучшение - для снижения твердости, улучшения обрабатываемости резанием, снятия наклепа н подготовки структуры к последующим операциям термической обработки 1; 2) окончательную термическую обработку - закалка и отпуск, формирующие эксплуатационные свойства инструмента; 3) дополнительную обработку после шлифования и заточки - цианирование, обработка паром, низкотемпературный отпуск для повышения стойкости, антикоррозионных свойств и улучшения товарного вида инструмента.

Инструментальные стали