Слесарные работы – Термическая обработка

В любительской практике иногда используют термическую обработку металлов и их сплавов. Она подраз­деляется на отжиг, закалку и отпуск.

Отжиг стальной детали производят для уменьшения ее твердости, что необходимо при последующей меха­нической обработке. Полный отжиг происходит обычно при нагревании заготовки до 900°С, выдержке при этой температуре для прогрева ее по всему объему, а затем медленном охлаждении до комнатной температуры. Температуру раскаленного металла можно определить по его свечению. Так, ярко-белый цвет каления наблюдается при достижении 1250—1350° С; светло-желтый, соответственно —1150—1250°; темно-желтый — 1050— 1150°; оранжевый — 900—1050°; светло-красный — 830—900°; светло-вишнево-красный — 800—830°; вишнево-красный — 770—800°; темно-вишнево-красный — 730—770°; темно-красный — 650—730°; коричнево-красный — 580—650°; темно-коричневый (заметный в темноте) — 550—580°.

Закалка придает стальной детали большую твердость и износоустойчивость. Ее нагревают до определенной температуры, выдерживают некоторое время, а затем быстро охлаждают. Обычно конструкционные стали нагревают до 880—900° С, а инструментальные — до 750—760°. Для охлаждения часто применяют воду или масло. Их берут в таком объеме, чтобы масса жидкости была в 30—50 раз больше массы детали. Это нужно для того, чтобы в процессе охлаждения детали температура раствора оставалась почти неизменной. С этой же целью жидкость перемешивают.

Отпуск закаленных изделий позволяет снизить их хрупкость до определенных пределов, сохранив при этом твердость, приобретенную в результате закалки. Температуру разогрева детали определяют по изменению цвета оксидной пленки. Так, соответствующие цвета побежалости наблюдаются: серый при 330°С; светло-синий, соответственно — 314°; васильковый — 295°; фиолетовый — 285°; пурпурно-красный — 275°; коричнево-красный — 265°; коричнево-желтый — 255°; темно-желтый — 240°; светло-желтый — 220°.

Таблица 5. Совместимые и несовместимые пары металлов

Существуют рекомендуемые температуры отпуска для некоторых инструментов и деталей. Например, для резцов из углеродистых сталей она равна 1*80—200°С; для молотков — 200—225°; зубил — 250—280°; инструмента для обработки древесины — 280—300°; пружин — 315—330°.

Термообработку (закалку и отпуск) деталей простой формы (валики, оси, зубила, кернеры) часто делают за один раз. Нагретую деталь опускают на некоторое время в охлаждающую жидкость, затем вынимают. Отпуск про­исходит за счет тепла, сохранившегося внутри изделия.

Покажем процесс термической обработки на примере стамески, изготовленной из напильника. Закалку про­изводят в два этапа. Во время первого резец нагревают до вишнево-красного свечения на газовой горелке быто­вой плиты или другим способом. Затем быстро опускают его в воду и сразу же с его помощью перемешивают жидкость, чтобы избавиться от образующейся вокруг за­готовки паровой оболочки.

Вторая операция заключается в том, чтобы несколько отпустить сталь, снизить ее хрупкость. Вначале с резца в районе заточки снимают до блеска окалину от первой операции. Делают это мелкой шкуркой. Затем нагревают участок лезвия в удалении 1—2 см от его конца так, чтобы режущая кромка не перегрелась, внимательно следят при этом за изменением цвета побежалости на полированной поверхности. Как только синий цвет начнет переходить в вишневый, резец быстро опускают в воду (лучше со слоем масла на поверхности).

После остывания стамеску пробуют на древесине, за­тачивают еще раз начисто. Если обнаружится, что лезвие выкрашивается, то отпуск металла повторяют, повысив температуру нагрева. Наооборот, мягкая «мнущаяся» кромка свидетельствует о слишком высокой температуре отпуска, а также о недостаточной температуре закалки, медленном опускании резца в воду, плохом перемешива­нии ее. Операцию термической обработки инструмента повторяют, внеся в нее соответствующие коррективы.

Как видим, процесс этот требует определенных навыков и условий. Поэтому в некоторых случаях лучше обратиться за помощью к специалистам, располагающим муфельной печью, кузнечным горном и достаточным опытом.