Оптимальные режимы термообработки основных марок быстрорежущих сталей

Марка стали	Твердость НВ в состоянии поставки (не более)	Закалка	Отпуск	Свойства после окончательной термообработки
Т_з, °С	Т_отп, °С	Твердость HRC_Э	 _изг,МПа	KCU, Дж/см²	Теплостойкость, °С (HRC_Э 58)
Стали нормальной производительности
Р9		1 230–1260		62–65	2800–3100	30–35
Р18		1270–1290		62–65	2700–3000	28–30
Р6М5		1200–1230	540–560	63–64	3200–3600	38–40
Р8М3*		1220–1240		63–64	3100–3300	35–38
11Р3АМ3Ф2		1180–1210	540–580	63–64	3400–3800	32–40
Стали повышенной производительности
Р12Ф3		1230–1270	550–570	63–65	2500–2900	25–28
Р9К5		1220–1250	550–570	64–65	2300–2700	22–30
Р6М5Ф3		1200–1240	540–560	63–66	2700–3100	20–25
Р6М5К5		1210–1240	550–570	65–66	2600–2900	24–28
Стали высокой производительности
Р12Ф4К5		1230–1260	550–560	66–67	2600–2700	20–22
Р9М4К8		1210–1240	550–560	66–68	2300–2500	18–20
Р2АМ9К5		1190–1220	550–560	66–68	1600–1900	20–22
В11М7К23		1290–1320	580–600	68–70	2300–2600	10–12
В4М12К23		1290–1320	580–600	68–69	2400–2700	13–15

Примечания:

Закалка производится на зерно № 10–11, охлаждение в масле.
Отпуск трехкратный по 1 ч, охлаждение на воздухе.
В зависимости от условий работы инструментов и уровня свойств, определяющих их способность, температуры закалки и отпуска могут быть несколько скорректированы.

Для предотвращения образования трещин и деформации инструмента из–за низкой теплопроводности сталей нагрев под закалку проводят с одним или двумя подогревами в расплавленных солях: первый — при 400–500 °С, второй — при 800–850 °С. Окончательный нагрев также проводят в соляной ванне (BaCl₂) c очень малой выдержкой при Т_з: 10–12 с на 1мм толщины инструмента из сталей типа «Р» и 30–60 с для сталей типа В11М7К23. Это позволяет избежать роста аустенитного зерна (не крупнее № 10), окисления и обезуглероживания.

Инструменты простой формы закаливают в масле, а сложной — в растворах солей (KNO₃) при 250–400 °С.

После закалки структура быстрорежущей стали (рис. 6.1, в) состоит из высоколегированного мартенсита, содержащего 0,3–0,4 % С, не растворенных при нагреве избыточных карбидов, и около 20–30 % остаточного аустенита. Последний снижает твердость, режущие свойства инструмента, ухудшает шлифуемость, и его присутствие нежелательно.

Отпуск. При многократном отпуске из остаточного аустенита выделяются дисперсные карбиды, легированность аустенита уменьшается, и он претерпевает мартенситное превращение. Обычно применяют трехкратный отпуск при 550–570 °С в течение 45–60 мин. Режим термической обработки инструмента из быстрорежущей стали Р18 приведен на рис. 6.2. Число отпусков может быть сокращено при обработке холодом после закалки, в результате которой уменьшается содержание остаточного аустенита. Обработке холодом подвергают инструменты сравнительно простой формы. Твердость после закалки HRC_Э 62–63, а после отпуска она увеличивается до HRC_Э 63–65.

Поверхностная обработка. Для дальнейшего повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости поверхностного слоя режущих инструментов применяют такие технологические операции, как цианирование, азотирование, сульфидирование, обработку паром и другие технологии поверхностного упрочнения. Их выполняют после окончательной термообработки, шлифования и заточки инструментов.

Рис. 6.2. Режимы термической обработки инструмента из стали Р18:
а) закалка и трехкратный отпуск;
б) закалка, обработка холодом, отпуск

Цианирование осуществляют при 550–570 °С в течение 5–30 мин в жидких средах и 1,5–3,0 ч в газовой атмосфере. Для жидкостного цианирования используют ванны с расплавами NaCN (90 или 50 %), Na₂CO₃, NaOH (KOH). Газовое цианирование выполняют в смеси аммиака и науглероживающего газа.

Азотирование инструментов проводится при 550–660 °С продолжительностью 10–40 мин в атмосфере аммиака. Проводят также газовое азотирование в смеси 20 % аммиака и 80 % азота; последнее предпочтительней, так как в этом случае обеспечивается меньшая хрупкость слоя.

Сульфидирование проводят при 450–560 °С, продолжительностью от 45 мин до 3,0 ч в жидких расплавах, например 17 % NaCl, 25 % BaCl₂, 38 % CaCl₂, 3–4 % K₄Fe(CN)₆, в которые добавляют серосодержащие соединения FeS, Na₂SO₄, KCNS.

При обработке паром инструменты помещают в герметичную печь и выдерживают при 300–350 °С под давлением 1–3 МПа в течение 20–30 мин для удаления воздуха. Затем тепература повышается до 550–570 °С, проводится выдержка 30–60 мин, охлаждение в атмосфере пара до 300–350 °С, после чего подача пара прекращается. Заканчивается охлаждение в печи или на воздухе, затем инструмент немедленно подвергают промывке в горячем веретенном масле.

Применение. Грамотный выбор марки стали для конкретного инструмента в зависимости от условий его работы и обрабатываемого материала дает возможность максимально использовать ресурсы свойств выбранной стали и, как следствие, рационально расходовать легирующие материалы, а также определять необходимость тех или иных покрытий, наплавки и других способов поверхностного упрочения. В табл. 6.9. представлены рекомендуемые области применения наиболее распространенных марок быстрорежущих сталей в зависимости от типов обрабатываемых материалов и видов обработки. Такой подход к выбору инструментальных сталей любого назначения способствует повышению как производительности, так и экономичности производства.

<== предыдущая страница	\|	следующая страница ==>
Быстрорежущие стали	\|	Рекомендуемые области применения основных марок быстрорежущих сталей

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 278; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!

lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.003 сек.