Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
матвед.doc
Скачиваний:
33
Добавлен:
24.09.2019
Размер:
488.96 Кб
Скачать

36) Инструментальные легированные стали перлитного класса. Маркировка, термическая обработка.

Основным требованием для режущего инструмента является сохранение режущей кромки в течении длительного времени. У режущего инструмента работает на износ тонкая полоска металла при значительных удельных давлениях. Чтобы эта полоска была устойчивой против истирания, она должна иметь высокую твердость, как правило, выше 60 HRC.

Легированные стали перлитного класса могут работать только при относительно малой скорости резания (допускают разогрев режущей кромки инструмента не выше 200-260 °С). При более высоких температурах происходят распад низколегированного мартенсита, коагуляция карбидной фазы, снижение твёрдости и быстрое затупление инструмента. По составу это чаше всего заэвтектоидные стали с небольшой добавкой легирующих элементов. Наиболее распространенными являются стали марок 9X1, 9ХС, ХГС, ХВГ и др. По сравнению с углеродистыми инструментальными названные стали имеют меньшую критическую скорость закалки и поэтому обладают большей прокаливаемостью, могут закаливаться в масле, что уменьшает закалочные деформации.

Термическая обработка этих сталей состоит в неполной закалке с температур выше Ac1 в масло с низким отпуском, прокаливается, как правило, насквозь. После такой обработки они имеют структуру мартенсита с мелкими вкраплениями карбидов. Обеспечивается твёрдость HRC 62-65. Меньшая скорость охлаждения при закалке уменьшает опасность образования трещин, деформации и коробления, к чему склонны углеродистые инструментальные стали. Это важно для многих видов инструментов, имеющих сложную конфигурацию.

37) Быстрорежущие стали и их термическая обработка. Маркировка, области применения.

Быстрорежущие стали предназначены для изготовления режущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания. Быстро­режущая сталь должна обладать высокой горячей твердостью (твер­достью в горячем состоянии) и красностойкостью (насколько эта твердость сохраняется во времени), обратимой и необратимой твердостью.

Эти свойства необходимы, так как в процессе работы тепло, в основном (на 80 %), концентрируется в инструменте, нагревая его. Очевидно, чем больший нагрев (по температуре и продолжительности) без размягчения может выдержать материал, тем при большей ско­рости резания он может работать.

Чтобы сталь устойчиво сохраняла твердость при нагреве, нужно ее легировать такими элементами, которые затрудняли бы процесс коагуляции карбидов. Красностойкость создается легированием стали карбидообразующими элементами (вольфрамом, молибденом, хро­мом, ванадием) в таком количестве, при котором они связывают почти весь углерод в специальные карбиды и эти карбиды переходят в раствор при закалке.

Все быстрорежущие стали обозначаются первой буквой Р (рапид — скорость), следующая цифра содержание вольфрама (буква В — пропускается), затем указывается после букв М, Ф и К содержание молибдена, ванадия и кобальта. Быстрорежущая сталь, содержащая кобальт, превосходит по режущим свойствам остальные стали (он повышает красностойкость), но кобальт очень дорогой элемент.

Охлаждение при закалке быстрорежущей стали следует произ­водить в масле. В результате медленного охлаждения с высоких температур (например, на воздухе) могут выделиться карбиды, что ухудшает режущие свойства.

Весьма хорошие результаты (в смысле уменьшения закалочной деформации) дает ступенчатое охлаждение.

Для превращения остаточного аустенита в мартенсит производят обработку холодом или отпуск.

При обработке холодом продолжается мартенситная реакция и после охлаждения до —70 - +80 °С, все же его сохраняется при­мерно 10 %. Для уменьшения напряжения и отпуска мартенсита и после обработки холодом дается отпуск при 560 °С.

Без обработки холодом остаточный аустенит может быть превра­щен в мартенсит отпуском. Для этого закаленную сталь нагревают до 560°С, при этом из аустенита выделяются карбиды типа М2С. Для более полного превращения операцию отпуска повторяют два или три раза (так называемый «многократный отпуск»).

Для инструментов некоторых видов применяют низкотемпера­турное цианирование, которое улучшает их режущие свойства.

В этом случае термически обработанный (закаленный и отпущен­ный) инструмент дополнительно обрабатывают в жидких цианистых солях при 520—580 °С в течение непродолжительного времени.

В результате такого низкотемпературного цианирования на по­верхности инструмента образуется слой, насыщенный азотом и угле­родом. Несмотря на небольшую толщину этого слоя (всего несколько микрон), он значительно повышает износоустойчивость инструмента.

Часто для той же цели на специальных установках («Булат») ин­струмент покрывают тонкой золотистой пленкой нитрида титана.

Перед термической обработкой быстрорежущая сталь должна быть хорошо отожжена.

Обычно проводят изотермический отжиг, так как это ускоряет процесс. В этом случае сталь нагревают до 860—900 °С и после выдержки охлаждают до 700—750 °С. В этом интервале температур сталь выдерживают до окончания превращения аустенита, которое

заканчивается за 1,5—2 ч. Твердость после такой обработки должна составлять 207— 255 НВ. Структура состоит из сорбита с включениями первичных и вторичных карбидов.