Мир самоделок

Все можно наладить, если вертеть в руках достаточно долго.

Термообработка металла

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

termoobrabotkaДомашнему мастеру иногда приходится сталкиваться с необходимостью повысить прочность и твердость металла или инструмента, а иногда, наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся обработке.
Этого можно достичь термическим воздействием, заключающимся в нагреве материала до определенной температуры с последующим быстрым или медленным охлаждением.

Нагревание деталей, конечно, удобнее всего производить в электрических муфельных печах; но можно использовать и паяльные лампы, бензиновые и газовые горелки и даже конфорки домашних газовых плит - для нагрева мелких деталей.
Важнейшим условием правильной термообработки сталей является подбор необходимого температурного режима в зависимости от марки стали. Но ввиду того, что в свободной продаже имеется ограниченное число марок стали, приходится в основном использовать либо вторичное сырье, либо изготавливать одни инструменты из других.
Маркировки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются двумя буквами и цифрой (Ст. 1 - Ст. 7). Цифра в данном случае показывает примерное содержание углерода в сотых долях процента.
В марках углеродистых качественных сталей - конструкционных (сталь 30; сталь 45) и автоматных сталях (А12; А30) цифры также показывают примерное содержание углерода в сотых долях процента. Наиболее широко применяемые стали - инструментальные (У7; У8; У8А; У10А...) - цифра в их маркировке означает содержание углерода в десятых долях процента; буква А в конце марки показывает, что в этих сталях пониженное содержание вредных примесей.
Легированные стали маркируются буквами и цифрами. Буквы обозначают наличие в стали одного или целой группы легирующих компонентов: В - вольфрам; Г - марганец; К - кобальт; М - молибден; Н - никель; С - кремний; Ф - ванадий; X - хром; Ю - алюминий. Например, сталь марки 65X13 имеет в своем составе 0,065% углерода и 0,013% хрома.
Наиболее ходовые марки сталей для изготовления инструмента приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Инструмент Марка стали
 Зубила, отвертки, топоры, клейма для стали У7А
 Пуансоны, матрицы, пробойники, стамески У8; У8А
 Керны, деревообрабатывающий инструмент У10;У10А
 Молотки, кувалды, гладилки, плотницкий инструмент У7
 Метчики У10-У12
 Напильники У10-У13; ШХ6
 Ножовочные полотна станочные РЭ; Р18; ШХ15
 Ножовочные полотна ручные У8-У12
 Ножовки по дереву У8ГА
 Ножи фуговальных станков 9Х5ВФ
 Пилы циркулярные 85ХФ
 Пилы лесопильных рам 85ХВ
 Плашки 9ХС
 Полотна лучковых пил У8ГА; 85ХФ
 Пилы поперечные У8ГА; У10
 Пилы продольные 85Х
Резцы для твердых металлов У13; У13А
 Резцы токарные и строгальные У10;У10А
 Сверла спиральные по дереву 9ХС; 9Х5ВФ
 Сверла по металлу Р9; Р18
 Фрезы Р9; Р18

 Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.
Закаливание стали применяется для повышения ее твердости. Мягкие малоуглеродистые стали (Ст. 25) и "железо" (Ст. 10; Ст. 20) не калятся; углеродистые (сталь 45; сталь 50) и инструментальные (У8; У9; У10А и другие) увеличивают свою твердость при закале в три-четыре раза.

Процесс закаливания состоит в нагревании стали до температуры калки (для каждой марки своя) и в быстром охлаждении в масле или воде. Температурные режимы закалки приведены в таблице 2.

Таблица 2.
Марка Закалка С° Отпуск С° Отжиг С° Охлаждающая среда для закалки Охлаждающая среда для отпуска
У7; У7А 800 170 780 вода вода, масло
У8; У8А 800 170 770 вода вода, масло
У10;У10А 790 180 770 вода вода, масло
У11;У11А 780 180 750 вода вода, масло
У12;У12А 780 180 750 вода вода, масло
У13;У13А 780 180 750 вода вода, масло
У8ГА 800 180 770 вода вода, масло
Р9 1250 580 860 масло воздух в печи
Р18 1300 580 860 масло воздух в печи
ШХ6 810 200 780 масло воздух
ШХ9 830 280 780 масло воздух
ШХ15 845 400 780 масло воздух
9ХС 860 170 730 масло воздух
9Х5ВФ 950 270 800 масло воздух
50ХГА 840 315 810 вода воздух
60С2 870 325 840 вода воздух
60С2ХА 870 315 840 вода воздух
65С2ВА 850 330 820 вода воздух
85ХВ 830 250 790 вода воздух

 В домашних условиях, при отсутствии приборов температуру нагрева приближенно можно определить по цвету. Для ориентации цвета каления стальных изделий в неосвещенной солнцем комнате приведены по порядку их появления в зависимости от температуры (в С°): темно-коричневый (заметен в темноте) 530-580 С°; коричнево-красный 580-650 С°; темно-красный (вишневый) 650-730 С°; вишнево-красный (багровый) 730-770 С°; вишнево-алый 770-800 С°; светло-вишнево-алый 800-830 С°; ярко-красный 830-870 С°; красный 870-900 С°; оранжевый 900-1050 С°; темно-желтый 1050-1150 С°; светло-желтый 1150-1250 С°; желто-белый 1250-1300 С°; ослепительно белый свыше 1300 С°.(см. Таблицу 4.)

В закаленном состоянии сталь обладает большой твердостью, но вместе с тем и хрупкостью. Чтобы придать ей вязкость, производится отпуск стали после закалки. Для этого ее нагревают до температуры 220-300° и медленно охлаждают в воздухе. Твердость стали при этом несколько уменьшается, структура ее изменяется, и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства. При нагреве стали на воздухе ее поверхность окрашивается в различные цвета, называемыми цветами побежалости. Каждый цвет побежалости соответствует вполне определенной температуре и может служить указателем для определения степени нагрева при отпуске стали. Термические режимы и соответствующие им цвета побежалости приведены в таблице 3.

Таблица 3.
Инструмент Температура отпуска, С° Цвет побежалости
Сверла перовые, плашки, матрицы и пуансоны, фрезы 200 светло-соломенный
Резцы, метчики, полотна ножовок, лобзики, центры 225 светло-желтый
Кусачки, стамески, ножницы по металлу, зубила 240 соломенно-желтый
Молотки слесарные и медницкие 255 коричнево-желтый
Матрицы и пуансоны вытяжные 265 красно-коричневый
Ролики для накаток 275 пурпурно-красный
Перки столярные, железки рубаночные, отвертки, обжимки 285 фиолетовый
Долота столярные, ножи, призмы разметочные, державки резцов 295 ярко-синий
Ключи гаечные, пассатижи, круглогубцы, плоскогубцы 310 светло-синий
Полотна пил по дереву 325 серый

 Отпуск выполняется следующим образом: стальную деталь зачищают в каком-нибудь месте до блеска, помещают в огонь и следят за появлением цветов побежалости. Отпуск закаленной детали должен быть проведен в течение 24 часов после ее закалки.
Отжиг стали служит для выполнения задачи обратной закалки в случаях, когда закаленную деталь требуется обработать режущим инструментом, согнуть или разрезать. Отжиг стали заключается в нагревании ее до температуры 800-900 С° с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддается обработке.

Таблица 4.
Цвет каления стали Температура С°
темно-коричневый (заметен в темноте) 530-580
коричнево-красный 580-650
темно-красный (вишневый) 650-730
вишнево-красный (багровый) 730-770
вишнево-алый 770-800
светло-вишнево-алый 800-830
ярко-красный 830-870
красный 870-900
оранжевый 900-1050
темно-желтый 1050-1150
светло-желтый 1150-1250
желто-белый 1250-1300
ослепительно белый свыше 1300

 А. Виноградов

    Яндекс.Метрика

Copyright © 2016. Мир самоделок. Все права защищены.

При перепечатке материалов активная ссылка на сайт - Мир самоделок - обязательна.