Термическая обработка (закалка и отпуск)

печи для отпуска

Для закаливания детали она нагревается до высокой температуры, затем  идет процесс охлаждения  в специализированных для обрабатываемых изделий  средах. Результат зависит от заданного режима закалки, разные режимы позволяют получить  различные  свойства обрабатываемого металла.

Данный процесс должен  обеспечить  повышение   высокопрочных и твердых свойств металла. Следует заметить, что при закаливании сталь  обретает  твердость, но при этом она становится  более хрупкой.

Для  эффективных результатов, деталь равномерно    нагревают  до температуры   740-850°С, после этого быстро охлаждают  до  400-450°С. Охлаждает со скоростью  не  менее 150°С в секунду, период времени охлаждения приблизительно  2-3 с. Следующий шаг охлаждения идет с пониженной температурой  300°С, протекает при разной скорости. В качестве охлаждающих  сред применяют воду и  трансформаторное  масло. Жидкости имеют различия между собой  по скорости охлаждения и температуре, в  воде скорость охлаждения  больше  - до  600°С в секунду, а в масле она оказывается  до  150°С в секунду.
Для того,чтобы приобрести необходимую  твердую  форму  детали, закалка может производится в проточной  воде. Минус  воды в том, что при  охлаждении водой возникает  паровой слой, который создает тепловую изоляцию  для поковки от среды охлаждения. Для решения этогй проблемы применяют  проточную воду и еще используют поваренную соль (до 10%)  или серную кислоту  (до 10-12%), для усиления закалочных способностей.

Высокая критическая точка нагрева  детали  придает  стали  крупнозернистую структуру, что в результате  приводит к неожиданным последствиям: возникновению трещин, коробление  и  деформации. Аналогично к тем же действиям  приводит чрезмерно быстрое  охлаждение.

При закаливание  агрегатов и инструментов, используются  печи  для закалки, их  можно подразделить  на:  камерные  или пламенные, где данное  изделие накаляется при помощи пламени.  А так же на электрические  муфельные это печи-ванны, которые представляют  собой тигли, заполненные сплавами солей, (например хлористым барием). Есть  разница между жидкими и воздушными средами, так как накаливание  в  жидких средах идет в  два  раза быстрее,  чем в  воздушной среде, а у сплава металла  в четыре раза быстрее.

К примеру для закаливание стальных  деталей малого размера, используют сплав свинца. Изделия опускают  в ванны  и затем накладывают  древесный уголь, при процессе плавления свинца на поверхности  вспыхивает восстанавливающее  пламя в результате свинец не окисляется. Чтобы свинец не осел на стали  полностью, используют  поваренную соль с мучным клейстером для смазывания поверхностей заготовки.

В современной промышленности, применяют электрические токи с высокой частотой. Обрабатываемую током заготовку вставляют в специальный индуктор, по которой идет ток с высокой частотой, далее изделие моментально  нагревается до заданной температуры.
После процесса закалки  стоит сделать отпуск. Отпуск  делает действия  закалки более мягкими, также идет  повышение вязкости и уменьшение  свойств хрупкости и твердости  детали. Помимо этого, отпуск удаляет  или делает  низким сопротивления полученные при закалке.
Для осуществления  отпуска применяют   печи для отпуска. Очищенное  от  раскаленных кусочков стальное  изделие нагревают  при температуре 220°С, затем при заданной температуре  возникает оксидная железная  пленка, которая дает  заготовке  различный спектр цветов от   светло-желтого до серого. Эти цвета — называют цвета побежалости. С высокой температурой или долгим периодом времени нагревания  детали, оксидная пленка начинает менять толщину  и  меняется ее цвет.

Определенно, побежалые цвета, появляются одинаково  на двух видах  стали, как  на сырой, так  и на закаленной. Для  закаливания  инструментов при отпуске, используют два метода:

1) После закалки поверхность  инструмента, начинают шлифовать  мелкой наждачной бумагой, после этого инструмент нагревают, затем  на чистой и гладкой поверхности, появляются цвета  побежалости. Если появляется необходимый цвет, то  изделие накаляют до заданной температуры, далее идет процесс охлаждения в воде. Что бы следить за  переменой цветов необходимо внимание и зрительная память, так  как при перемене  некоторых   оттенков   цветов  идет  быстрое изменение.

2) В процессе закаливания  некоторых инструментов   (чеканов, штихелей, резцов, молотков) для закаливания необходима, только рабочая площадь, а инструмент не закаливается, остается в сыром виде. В некотором случае инструмент  накаливают на несколько мм  выше  резака  до заданной температуры, далее после нагрева инструмента идет процесс  охлаждения  в воде, а рабочая часть  остается горячей. Затем идет  быстрое  вынимание инструмента из  воды, после чего  рабочую часть защищают (наждачной бумагой  или процессом трения о землю).После чего,теплота, остается в  нейтральной  части, затем повышает нагрев до охлажденного  конца, в результате  возникает необходимый цвет побежалости идет завершающий этап охлаждения.

Данный метод применяют  в процессе отпуска   тонких стальных инструментов(кос, пил  и т. д). При нагревательном процессе стальных деталей  идет реакция    окисления  и     обезуглероживание.  Получение на поверхности окалины идет за счет образования оксидов железа.
Возникновение на поверхности каленных кусков это  результат угара металла, искажения геометрии деталей, уменьшение  изоляционного  тепла, что обеспечивает  низкий  накал деталей. Далее  идет  повышение твердых свойств и затруднение  механического цикла обработки. После,чего  окалина извлекается из деталей либо механической  обработкой или травлением.

© 2022 Образовательный портал Тамбовской области