I. Предварительная термическая обработка для улучшения обрабатываемости резанием

ТЕХНОЛОГИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ

Заготовки многих деталей изготавливают методами ковки, холодной пластической деформации и литьем. Поковки, отливки и заготовки для холодного выдавливания подвергают следующей термической обработке:

1. Предварительной термической обработке для улучшения обрабатываемости­ резанием или холодным пластическим деформированием.

2. Предварительной термической обработке с целью повыше­ния свойств готовых изделий (устранение дефектов структуры литой и деформированной стали, обеспечение наследственной мелкозернистости) либо для повышения технологичности стали при окончательной термической обработке (уменьшение деформа­ции и склонности к перегреву).

3. Окончательной термической обработке (в основном улучшению либо нормализации).

Обрабатываемость резанием характеризуется стойкостью инструмента, производительностью резания, усилием резания, качеством обработанной поверхности, видом образующейся стружки и зависит от твердости и структуры обрабатываемого металла.

Поковки из низкоуглеродистых сталей хорошо обрабатываются резанием после ковки с охлаждением на воздухе обычно не нуждаются в дополнительной термической обра­ботке.

Поковки из легированных цементуемых сталей подвергают изотермическому отжигу или нормализации. Наилучшая обрабатываемость резанием обеспечивается при одно­родной дифференцированной феррито-перлитной структуре с рав­ноосными зернами и определенным соотношением твердости этих структурных составляющих (феррита HV 140—220, перлита не должна превышать HV 300). Если твердость составляющих выше этих пределов, то увеличивается износ режущих инструментов, если ниже — ухуд­шается чистота обрабатываемой поверхности. Не допускается наличие в структуре продуктов промежуточного превращения (с твердостью выше HV 350) и сплошных включе­ний карбидов по границам зерен.

Такую структуру обеспечивает изотермический отжиг, схема которого приведена на рисунке.

Температуру аустенизации обычно принимают в пределах 870—920 °С. Время выдержки - I ч. Увеличение температуры нагрева повышает устойчивость переохлажденного аустенита и не обеспечивает его распада по перлитному механизму при последующей изотермической выдержке за 2—4 ч.

Охлаждение от температуры аустенизации должно быть ускоренным (в течение 4—12 мин) и осуществляется пото­ком подогретого до 350 °С защитного газа или воздуха в специальных ка­мерах агрегатов изотермического отжига. При более медленном охлаждении после завершения изотермического распада возникает полосчатая феррито-перлитная струк- ___

График изотермического отжига

поковок в толкательном агрегате

тура, связанная с направлением пред­варительной деформации, что при резании ухудшает чистоту обраба­тываемой поверхности. Изотермическая выдержка осу­ществляется при температурах 620—660⁰С в течение времени, необходимого для завершения распада аустенита и некоторой коагуляции карби­дов 2-4ч. Изотермический отжиг проводят для поковок из углеродистых сталей (0,4—1,0 % С) толщиной до 12 мм, а из легированных сталей — до 40 мм. При больших сечениях ввиду неоднородности превра­щений по сечению поковок изотермический отжиг менее эффек­тивен.

Для поковок из цементуемых сталей также ис­пользуется нормализация. Структура и свойства по сечению по­ковок при нормализации менее однородны.

Поковки из низколегированных сталей подвергают также полному отжигу или нормализации. После нормализации твердость углеродистых сталей не должна превышать НВ 230, легированных сталей - НВ 250.

Поковки из инструментальных и подшипниковых сталей под­вергают сфероидизирующему отжигу на зернистый перлит.

Для высоколегированных конструкционных сталей отжиг с медленным охлаждением в печи не обеспечивает достаточно пол­ного распада аустенита в перлитной области и требуемой низкой твердости, они подкаливаются. Поэтому после отжига проводят отпуск при температурах 650—700 °С. Для крупных заготовок (диаметром свыше 600 мм) отжиг повторяют дважды, при втором отжиге температуру нагрева понижают на 30—50 °С.

Дата добавления: 2014-01-11