Лабораторная работа: Термическая обработка резца из быстрорежущей стали

Структуру стали после отпуска покажем на рисунке 5.

Мартенсит

Остаточный аустенит Карбиды

Рис. 5. Микроструктура стали Р6М5 (после отпуска)

Твёрдость быстрорежущей стали марки Р6М5 после термической обработки составляет 64 HRC. В структуре стали остаётся приблизительно 2% остаточного аустенита, который немного снижает твёрдость стали и вызывает внутренние напряжения за счёт того, что аустенит и мартенсит в пространстве занимают разные объёмы. Сталь марки Р6М5 обладает повышенной вязкостью.

В качестве дополнительной обработки мы выбрали низкотемпературный отпуск для снятия напряжений после шлифования и заточки без снижения твёрдости, а также повышения стойкости инструмента при резании. Режим дополнительного отпуска (рис. 6) режущего инструмента: нагрев до температуры 240-260⁰ С и выдержка в течении 1-4 часов.

Рис. 6. Низкотемпературный отпуск (дополнительная термическая обработка)

Оборудование

1. Оборудование для нагрева:

Колпаковая печь

Для отжига проволоки и ленты применяют газовые и электрические колпаковые печи, представляющие собой футерованный колпак, устанавливаемый на неподвиж­ный под.

В газовых колпаковых печах газ сгорает в излучаю­щих трубах, а в электрических печах применяют нагрева­тели из сплавов высокого сопротивления. В некоторых конструкциях печей колпаки применяют только для на­грева садки, а охлаждение производится без колпака. Колпак мостовым краном переносится на другой под для нагрева садки на втором поде.

В других конструкциях колпак только приподнимают, под с нагретой садкой отводят, а вместо него подкатыва­ют другой под с садкой для нагрева. При использовании защитной атмосферы в колпаковых печах применяют муфель.

На рисунке 7 показана колпаковая электропечь. Кол­пак 1 цилиндрической формы футерован нормальным шамотным и диатомитовым кирпичом. На крючках 2 под­вешены нагреватели из сплавов Х20Н80. Муфель 3 двой­ной газонепроницаемый сделан из листовой стали Х23Н18. В муфель вводится защитный газ, состоящий из 0,5 % СО₂ , 2 % Н₂ и остальное N₂ . Расход газа 2,5 м³ /ч. Масса садки 25 т. Рабочая температура 900⁰ С. Мощ­ность печи 380 кВт.

Рис. 7. Колпаковая печь

Четырехтигельная электродная печь-ванна

Четырехтигельная ванна для термической обработ­ки быстрорежущей стали, показана на рисунке 8. В пер­вом тигле производят подогрев до 650⁰ С, во втором до 850⁰ С, в третьем осуществляют окончательный нагрев до 1220 - 1290⁰ С, а в четвертом тигле производят ступенчатую закалку.

В зависимости от температуры составы со­лей в тиглях различные: в первом смесь солей 50 % КСl и 50 % Na₂ СО₃ , во втором 30 % КСl и 70 % ВаС1₂ , втретьем 100% ВаС1₂ и в четвертом 33,3% КСI, 33,3% NаС1 и 33,3 % ВаС1₂ . Перед загрузкой в тигли соли NаСlи КС1 тщательно просушивают, а ВаС1₂ прокаливают при 600 - 700⁰ С.

Раскисляют ванны бурой или ферросилицием. Чем выше температура, тем чаще раскисляют ванну.

Рис. 8. Четырехтигельная электродная печь-ванна:

1- тигли, 2 - электродная группа, 3 - вытяжной зонт, 4 - пирометр

2. Оборудование для охлаждения:

Механизированный закалочный бак

Механизированный закалочный бак (рис. 9) состо­ит из корпуса 1, в котором установлен стол 2 с отвер­стиями в крышке. С помощью пневматического приспособления 3 стол может опускаться, подниматься и пока­чиваться. Перемешивание масла осуществляется мешал­кой 4. Охлаждение поддонов производится следующим образом. Горячие поддоны с деталями поступают на стол, и стол с помощью пневматики погружается в масло и покачивается. После охлаждения стол поднимается, и поддоны перемещаются на следующую операцию.

Рис. 9. Механизированный закалочный бак с опускающимся столом

3. Подъемно-транспортное оборудование

Однобалочный ручной мостовой кран

На рисунке 10 показана конструкция ручного однобалочного мостового крана. Однобалочные ручные мостовые краны имеют грузоподъемность до 5 т. при пролетах до 12 м.

Рис. 10. Однобалочный ручной мостовой кран

4. Дополнительное оборудование

Травильная машина с подъёмным краном

Химическое травление осуществляется травильной машиной с подъемным краном (рис. 11). Плунжер с поршнем 1 соединен с четырьмя балками-хоботами 2, расположенными крестообразно. С помощью плунжера корзины 3 можно поднимать и опускать. При подъеме балки-хоботы могут быть повернуты на 90⁰ .

Травильная машина имеет три бака 4, расположенных под концами балок-хоботов. В одном баке находится раствор кислоты, в другом - горячая вода, а в третьем - холодная вода. Под четвертым хоботом находится разгрузочно-погрузочная площадка.

Кислотные травильные баки делают из кислотоупорного бетона, деревянными с внутренней облицовкой из кислотоупорного кирпича, металлическими и т. д.

Рис. 11. Травильная машина с краном

Конвейерная моечная машина типа ММК

Конвейерная моечная машина типа ММК (рис. 12) состоит из водонепроницаемого кожуха 2, внутри которо­го движется конвейер 1 с отверстиями для стока раство­ра, бачка 7, фильтра 6 и насоса 5. После промывки раст­вор фильтруется и снова подается к брызгательным труб­кам 3. Подогрев раствора осуществляется паром в зме­евике или трубчатыми нагревателями. Конвейер приво­дится в движение от ведущего барабана 4. Производи­тельность машины ММК от 160 до 640 кг/ч.

Рис. 12. Конвейерная моечная машина типа ММК