Проектирование отдельных операций

 

Ковка применяется для улучшения структуры инструментальных сталей, а также для придания требуемой формы заготовкам инструмента. Чтобы обеспечить высокое качество инструмента, следует нагревать заготовки перед ковкой по описанному режиму, т.к. ковка стали является ответственной операцией. При недостаточной поковке возникает карбидная ликвация - местное скопление карбидов в виде участков не разрушенной карбидной эвтектики.

Предварительный нагрев заготовок. Заготовки загружаются в печь с температурой 450 - 500 С и подогреваются до 850 - 870 С и скоростью 100 С/ч. Выдержка при: этой температуре составляет 1/ 3 времени нагрева. При установке температуры начала ковки (1180 -1140 С) стремится обеспечить достаточно низкую температуру конца ковки (850 - 840 С).

Сталь Р6М5 рекомендуют ковать ниже линии Аст, заканчивать ковку следует при температуре на 30 - 50 С выше Aсl. Для легированных сталей начало превращений γ - раствора в α-раствора при охлаждение не совпадает, вследствие Гистерезиса, с превращением для углеродистой стали соответствующего состава, а всегда будет ниже.

Деформировать такую сталь в двухфазовом состоянии было бы нецелесообразно, т.к. пришлось бы затягивать до 600 С.

Требование строго соблюдать начальную и конечную температуру ковки вызвано тем, что в процессе ковки пластическая деформация при ударе должны чередоваться с возвратом пластических свойств металла в промежутке времени между ударами.

В случае осуществления ковки при температуре ниже ковочного интервала, пластические свойства металла не возвращаются, в следствии в материале возникают упругие деформации,превышающие предел прочности и приводящие к возникновению трещин,

Ковка при температуре выше ковочного интервала ведёт либо к перегреву материала, сопровождающимися значительным укрупнением зерна и падением пластических свойств, особенно ударной вязкости, либо к пережогу металла в результате нагрева при температурах, близких к точке начала плавления, вследствие чего по границам зёрен наблюдается оплавление основного металла и эвтектики, приводящее к потере связей между зернами.

Для качественной проковки заготовок следует выбирать нагревательные средства, обеспечивающие поддержания равномерного нагрева до температур начало и конца ковки. Окончательный нагрев.

После предварительного нагреве в первой печи,заготовки переносят во вторую печь для окончательного нагрева до температуры начало поковки.

Выдержка при температуре окончательного нагрева дается из расчета 30 мин на каждые 25 мм сечения заготовки.

Во время нагрева заготовку кантовать не менее двух раз.

Ковка заготовок должна производиться путем многократной обратной вытяжки, причем деформация должна происходить по всему сечению заготовки, а не ограничиваться лишь ее поверхностью.

Во избежание трещин заготовки непосредственно после ее ковки следует подвергать специальному охлаждению в печи с температурой 750 — 800 С. После выравнивания температур выдержка заготовок в печи должна быть не менее 3 часов. После выдержки заготовки переносят в печь для нагрева до температуры 840 - 860 С.

После ковки твердость HRC 53 - 56. Для предварительного нагрева используется печь ПН -12. Это наиболее простая и надежная, по способу герметизации, камерная электропечь с подвижным сводом.

Окончательный нагрев будем производить в камерной Г - 30 о высокотемпературной защитной атмосферой.

Максимальная рабочая температура печи ПН - 12 - 950. С, Г-30-1300. С, Непосредственное охлаждение после ковки будем производить в колодцах при 750 - 800 С

Отжиг

Задача отжига - перекристаллизация для измельчения зерна и получения структуры зернистого перлита, Эта структура обеспечивает низкую твердость, хорошую обрабатываемость резанием и лучшие свойства при последующей закалки

Отжиг инструмента из быстрорежущей стали производиться в печах с защитной атмосферы, а в случаях отсутствия последней можно применять упаковку в ящики со свежей чугунной стружкой.

Стружка из серого чугуна должна быть предварительно просеяна т.к. наличие мелких выпавших частиц графита может способствовать науглероживанию отожжённого инструмента. Старая, использованная стружка; ржавая, сырая и загрязненная другими металлами может, наоборот, вызвать обезуглероживание, вследствие чего применение ее не рекомендуется.

Сталь Р6М5 заэвтектойдная и для получения в ее структуре и для получения в ее структуре зернистого перлита лучше всего использовать изотермический отжиг. Заготовка загружается в печь и нагревается до температуры отжига берется из расчета 60 мин на каждые 25 мм расчетной толщины заготовки. Выдерживается 1-2 часа. Затем охлаждается с печью до температуры изотермической выдержки 840 - 860 С и выдерживается 3-4 часа Далее охлаждение с печью до температуры ~ 600 С, с последующим охлаждением на воздухе. Скорость охлаждения во время отжига 50 С/час. Время выдержки после прогрева заготовок 2 — 3 часа.

После отжига твердость стали становится равной НВ 269, что повышает обрабатываемость её резанием. Структура стали после отжига Пс + K1 + К2 оптимально для последующей качественной закалки.

Так как предпочтительнее является отжига в защитной атмосфере (предохраняющий поверхность от окаленообразования и обезуглероживания, а также сокращающий длительность процесса, поскольку заготовку нагревают в открытом виде) будем проводить его в камерной электропечи, с защитной атмосферой, типа НЗО х 65, с максимальной рабочей температурой 950 С. В качестве защитной атмосферы используют ГШОО (СО - H2 -N2),