title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Брак при термической обработке и меры борьбы с ним

Брак при термической обработке и меры борьбы с ним

Термическая обработка требует опыта и внимательного отношения со стороны исполнителей.
Наиболее распространены следующие виды брака при термической обработке.
Пестрота твердости на поверхности изделии получается вследствие неравномерного нагрева или малого количества охлаждающей жидкости, которая сильно изменяет свою температуру в процессе охлаждения изделия. Неравномерное нагревание неизбежно ведет также и к короблению изделия.
Окалина недопустима при закалке, так как в результате ее изделия теряют с поверхности углерод, снижается их твердость и уменьшаются размеры.
Окалина получается вследствие окисления изделия свободным кислородом воздуха. Для предохранения поверхности изделий от окисления широко применяют обмазку, состоящую из смеси глины, буры и соды или угольной мелочи.
Коробление и трещины чаще всего появляются по следующим причинам: неравномерное нагревание, неправильное положение изделий во время нагрева, неправильное погружение инструмента или изделия в охлаждающую жидкость, применение слишком холодной или сильно закаливающей жидкости, сложная форма изделий. Для того чтобы избежать этого вида брака при термической обработке, необходимо обеспечить возможно более равномерный нагрев изделия или инструмента, так как колебания температуры в пределах 40—75° уже недопустимы при нагревании длинных и тонких предметов, вроде метчиков, сверл, разверток, ножей, круглых пил, кос и т. п.
Неправильное положение изделия во время нагревания может привести к прогибанию его, так как при закалочных температурах сталь приобретает пластичность. Поэтому все тонкие и плоские изделия надо класть в печь на узкое ребро. Такие изделия, как длинные метчики, сверла, развертки, лучше нагревать в вертикальном положении.
Погружать инструмент или изделия в охлаждающую жидкость необходимо равномерно и достаточно быстро.
Во время охлаждения на поверхности изделия получается сильное испарение охлаждающей жидкости. Пары являются плохими проводниками тепла и препятствуют непосредственному соприкосновению жидкости с изделием. Чтобы освободиться от препятствующего охлаждению пара, необходимо изделие медленно передвигать вверх и вниз в закаливающей жидкости; при таком передвижении пар будет свободно подниматься с поверхности изделия, и последнее будет лучше омываться охлаждающей жидкостью.
С этой точки зрения очень полезно вести охлаждение так, чтобы изделие находилось в неподвижном положении, а жидкость двигалась, омывая изделие. В этом случае изделие устанавливается на остроконечных брусках или сетках, помещенных на определенной глубине под уровнем жидкости.
Правильное положение изделия в процессе охлаждения имеет большое значение для уничтожения коробления. Например, если опускать плоские, тонкие изделия широкой стороной и параллельно уровню жидкости, они будут сильно покороблены. Поэтому такие изделия должны погружаться узкой стороной (ребром) вперед, в вертикальном или наклонном положении.
Длинные тонкие инструменты, например метчики, сверла, развертки, надо погружать в охлаждающую жидкость в вертикальном положении, для чего очень полезно иметь специальное приспособление с направляющими отверстиями, сквозь которые опускают инструменты.
Инструменты и изделия сложного фигурного профиля надо погружать также в вертикальном положении — отверстием вниз и более толстой частью вперед (рис. 63).

При закалке детали часто изменяют свои размеры: длинные изделия круглого или квадратного сечения обычно увеличиваются в своем поперечном сечении и уменьшаются по длине. Поэтому метчики укорачиваются, изменяя свой шаг нарезки, и увеличиваются в диаметре; листы стали уменьшаются по длине и ширине и увеличиваются по толщине; пустотелые изделия и кольца обычно «садятся» при закалке, то есть уменьшают свой внутренний диаметр. Например, длина метчиков, а также расстояние между отверстиями в штампах часто уменьшаются до 0,2—0,5 мм на 100 мм длины, что искажает размеры изделий.
Меры борьбы с указанными изменениями заключаются в следующем.
Все сложные и точные изделия перед закалкой должны быть хорошо отожжены. Если же изменения в размерах точных изделий предыдущей тепловой обработкой все-таки не уничтожаются, то лучше подобрать сталь другого состава, менее изменяющуюся при закалке. Например, штампы и метчики можно делать из быстрорежущей стали, которая дает весьма незначительную усадку при закалке. Температура закалки должна быть в пределах 730—740°, так как повышение нагрева вызывает большие изменения в размерах изделия.
Если в закаливаемом изделии есть резкие переходы от одного сечения к другому, то при погружении в жидкость обязательно следует перед каждым переходом делать выдержку, или остановку, от 1 до 3 секунд; этим способом охлаждения при закалке можно избежать и таких видов брака, как трещины и коробления. Слишком холодная или сильно закаливающая жидкость является причиной коробления и трещин; поэтому для охлаждения при закалке многих сложных по форме изделий надо брать воду, нагретую до 40—50 и даже 60°, или же ослаблять закаливающую способность воды путем добавления масла, глицерина, извести, или заменять воду более слабой жидкостью (салом, нефтью, керосином, маслом), которая гарантирует от трещин и уменьшает коробление.
Для того чтобы лучше и быстрее распознавать отдельные случаи неудачной закалки (брак изделия), надо знать и уметь устранять их причины. В таблице 21 показаны наиболее часто встречающиеся виды брака при закалке стали и способы устранения их.