Практика термической обработки режущего инструмента

Термическая обработка резцов. Нагрев под закалку осуществляется в нефтяных или газовых печах. Рабочая часть печи представляет собой ряд окон, в которые помещают резцы. Сначала резец подогревают в одном окне до температуры 860—880° С, а затем переносят в другое окно для нагрева до 1280° С. Охлаждение резцов в масле или в струе сжатого воздуха и отпуск их при 560° С производятся в соляной ванне или в печи. В зависимости от профиля и формы сечения резца время выдержки при подогреве и при оптимальной температуре закалки различное.

Процесс закалки наплавных резцов можно сочетать с процессом наплавки. Наплавка производится в печи при 560—600° С. После наплавки инструмент извлекают из печи и охлаждают на воздухе до 100° С, затем подвергают двух-, трехкратному отпуску при температуре 600— 625° С.

При изготовлении резцов с паяными быстрорежущими пластинками процесс закалки совмещают с процессом пайки. Вначале резец нагревают до температуры 800—850° С, а затем вынимают из печи и посыпают припоем, смешанным с бурой, и вновь нагревают до температуры закалки. После выдержки в печи резец охлаждают на воздухе до 1000—1050° С, а затем в масле до 100—150° С. Дальнейшее охлаждение производят на воздухе.

Технологический процесс термической обработки резцов из быстрорежущей стали приведен в табл. 107.

Термическая обработка сверл. Сверла в основном изготовляются составными, т. е. рабочая часть сверла выполняется из стали Р18 или Р9, а хвостовая — из конструкционной стали. Перед механической обработкой сваренная встык заготовка сверла проходит отжиг и после механической обработки подвергается закалке и отпуску.

Нагрев сварных быстрорежущих сверл производят в соляных ваннах (рис. 79, а) или в печах прн помощи специальных приспособлений а затем на воздухе. (рис. 79, б).

Таблица 107

Технологический процесс термической обработки резцов из быстрорежущей стали

Практика термической обработки режущего инструмента

Примечание. Приведенные формулы продолжительности нагрева даны при условии применения прокладки между резцами.l — глубина погружения резца в ванну нагрева, равная длине пластинки +0,5H. При отсутствии прокладок пачку рассматривают как сплошную пластинку.

В и Н — соответственно ширина и высота резца.

 

 Удобнее пользоваться соляными ваннами, имеющими несколько тиглей. В первой ванне сверла подогревают до температуры 600—650° С, затем их переносят во вторую ванну, подогревают до 800—850° С и окончательно нагревают до температуры закалки (для стали Р18 до 1270—1290° С) в третьей ванне. После выдержки при температуре закалки сверла охлаждают в масле (при 90—140° С) до температуры 200—250° С или в соляной ванне до 500—550° С с последующим охлаждением на воздухе. Отпуск производится в шахтных печах с принудительной циркуляцией воздуха при температуре 550—570° С.

Процесс улучшения хвостовой части сверла заключается в погружении хвостовика в соляную ванну (820—840° С) и после выдержки и охлаждения в 5-процентном растворе NaCl до температуры 150—200° С,

 

После закалки хвостовик отпускают в соляной ванне при 450—500° С. Твердость рабочей части сверла диаметром до 5 мм должна быть HRC 62—64, диаметром более 5 мм — HRC 62—65. Твердость хвостовика — HRC 30—45.

Сверла из легированной и углеродистой стали лучше всего нагревать в соляной ванне, охлаждать в селитровой или масляной ванне до температуры 150—180° С, а затем на воздухе. Отпуск сверл, изготовленных из различных марок легированных сталей, кроме стали 9ХС, производят в масляной ванне при температуре 150—180° С в течение 1—2 ч. Сверла из стали 9ХС отпускают в масляной ванне илн в электропечах при температуре 180—220° С в течение 1,5—2 ч. Сверла из углеродистой стали охлаждают в воде до температуры 150—200° С, а затем переносят в масло. 

Практика термической обработки режущего инструмента

Рис. 79. Схема термической обработки сверл

 

Сверла диаметром до 8—10 мм охлаждают в масле, а отпускают в масляной ванне до 150—180°С в течение 1,5—2 ч. Твердость рабочей части сверл из легированной н углеродистой сталей диаметром до 10 мм должна быть HRC 59—63 и свыше 10 мм — HRC 61—64.

Термическая обработка метчиков. Метчики изготовляются из углеродистых сталей У12А и У10А, из легированных — ХВГ, 9ХС и ХГ и из быстрорежущих — Р9 и Р18.

Нагрев метчиков под закалку производят в соляной ванне. Это необходимо для того, чтобы закалить поверхностные слои, а сердцевину оставить вязкой. При таком способе закалки уменьшается деформация резьбы и увеличивается стойкость метчика. Метчики небольших размеров удобно нагревать в приспособлении (рис. 80, а).

Быстрорежущие метчики нагревают с одним, а иногда и с двумя подогревами: первый — при температуре 400—450° С, а второй — при 800—850° С. Охлаждение производят в селитровой ванне с температурой 450—400° С или в масле при 150—200° С с последующим охлаждением на воздухе. Метчики охлаждают погружением их в селитровую или масляную ванну в вертикальном положении, при этом надо делать движения по кругу одновременно вверх и вниз (рнс. 80, б). Можно охлаждать метчики и погружением их в ванну в обратном направлении (рис. 80, в), т. е. рабочей частью метчика вверх.

Метчики из углеродистой стали диаметром до 8 мм следует охлаждать в масле, а свыше 8 мм — в воде (до потемнения) с переносом в масло. Отпуск метчиков осуществляется в масляной ванне при температуре 150—180° С в течение 1—2 ч. Твердость контролируется тарированным напильником. Твердость режущей части быстрорежущих метчиков должна составлять HRC 61—64, углеродистых и легированных диаметром от 1 до 6 мм — HRC 57—60, диаметром от 7 до 15 мм — HRC 58—62 и диаметром свыше 15 мм — HRC 59—63.

Межоперационные допуски на биение метчиков с нешлифованным и со шлифованным профилем приведены в табл. 108.

Практика термической обработки режущего инструмента

Практика термической обработки режущего инструмента

Практика термической обработки режущего инструмента

Рис. 80. Схема термической обработки метчиков: 1 — метчик; 2 — среда

 

Термическая обработка зенкеров. Рабочая часть зенкера из быстрорежущей стали марки Р18 и Р9 термически обрабатывается на твердость HRC 62—64, а хвостовая часть — на твердость HRG 30—45. Технологический процесс термической обработки и наименование необходимого оборудования приведены в табл. 109.

Порядок операций и наименование применяемого оборудования при термической обработке хвостовика зенкера, изготовленного из стали 45, следующие: первый подогрев в шахтной печи до температуры 120—130° С с выдержкой при этой температуре в течение 7 мин; окончательный нагрев в соляной ванне до 850—880° С с выдержкой при этой температуре в течение 2 мин; охлаждение в водном растворе, затем на воздухе; нагрев в шахтной пламенной печи или в соляной ванне до температуры отпуска 450—550° С, выдержка при этой температуре от 3 до 6 сек, в зависимости от размеров зенкеров.

Порядок операций и наименование применяемого оборудования при термической обработке сварного хвостовика зенкера, изготовленного из стали 45:

1)   первый подогрев в шахтной пламенной печи до 120—130° С с выдержкой при этой температуре в течение 7 мин.;

2)   окончательный нагрев в соляной ванне до 850—880° С с выдержкой при этой температуре в течение 2 мин;

3)   охлаждение в воде;

4)   нагрев в шахтной печи или в соляной ванне до 450—550° С, вы держка при этой температуре 6 сек в зависимости от размеров зенкера.

 

Таблица 108

Межоперационные допуски на биение метчиков, мм

Практика термической обработки режущего инструмента

 

Таблица 109

Технологический процесс термической обработки зенкеров из быстрорежущей стали (по данным ВНИИ)

Практика термической обработки режущего инструмента

 

После окончательной термической обработки производится контроль. Твердость рабочей части зенкера определяется тарированным напильником для всей партии инструментов. Инструменты диаметром менее 6 мм контролируются на твердость в количестве 10% от всей партии. Твердость хвостовой части определяется у 5—10% инструментов. Кривизна контролируется у 10% зенкеров. Качество отпуска проверяется магнитным методом у инструментов в количестве не менее 5—10%.

В табл. 110 приведены допуски на биение концевого инструмента (кроме метчиков и сверл) после термической обработки. Биение по шейкам инструмента то же, что и по хвостовикам; биение по направляющим такое же, как и по рабочей части. Допуски на биение одинаковы для инструментов всех марок стали.

Таблица 110

Допуски на биение концевого инструмента в мм

Практика термической обработки режущего инструмента

Термическая обработка фрез. Червячные, цилиндрические, торцовые, дисковые, пазовые, отрезные и фасонные фрезы изготовляются целиком из быстрорежущей стали и проходят термическую обработку по следующему режиму: первый подогрев до 600—650° С; второй подогрев до 800—850° С; окончательный нагрев до 1270—1290° С; охлаждение в соляной ванне (при 500—550° С) или в масле (при 90—140° С) до температуры 200—250° С с последующим охлаждением на воздухе; промывка; трехкратный отпуск при 550—570° С; промывка; пассивирование; контроль твердости (HRC 62—65).

Фрезы сборные (концевые, шпоночные) проходят термическую обработку по режиму сварных сверл. При термической обработке фрез из быстрорежущей стали широко применяются ванны из расплавленных солей, позволяющие равномерно нагревать или охлаждать инструменты до заданной температуры.

Нагрев прорезных фрез осуществляется при вертикальном их положении с помощью приспособления, показанного на рис. 81, о. Для охлаждения после нагрева под закалку прорезных фрез применяется приспособление (рис. 81, б), состоящее из бака 1 диаметром 300—500 мм и высотой 250—400 мм, наполненного маслом. 

 

Таблица 111

Технологический процесс термической обработки фрез из быстрорежущей стали

Практика термической обработки режущего инструмента

 

Шток 2 установленной на нем нагретой фрезой 3 под давлением верхней плиты 4 от рычага 5 легко опускается вниз бака и выходит обратно из жидкости под действием пружины 6. Дисковые фрезы толщиной до 2,5 мм во избежание деформации охлаждают между закалочными металлическими плитами. Отпуск должен быть двукратный при температуре 550—570° С. Твердость контролируется тарированным напильником и должна быть в пределах HRC 62—65.

Практика термической обработки режущего инструмента

Практика термической обработки режущего инструмента

Рис. 81. Схема термической обработки фрез

 

Процесс термической обработки червячных фрез состоит из следующих операций: предварительный нагрев (сначала при 600—650° С и затем при 800—850° С) в течение 1—2 ч; окончательный нагрев под закалку до 1280° С; закалка в масле при горизонтальном положении фрез (рис. 81, в); отпуск при температуре 550—560° С.

Фрезы из углеродистой стали после нагрева под закалку в соляной ванне охлаждают в воде и переносят в масло. Выдержка в воде должна быть наименьшей во избежание трещин. Фрезу диаметром 25 мм охлаждают в воде 3—4 сек, затем переносят в масло.

В табл. 111, согласно данным ВНИИ, приведен технологический процесс термической обработки фасонных фрез. После окончательной термической обработки производится контроль всех фрез на твердость (HRC 62—65) твердомером или тарированным напильником. Качество отпуска проверяется у 5—10% фрез от количества всей партии магнитным методом.

Смотрите также