Термообработка — это комплекс мероприятий, включающий в себя нагрев, выдержку и последующее охлаждение твердых металлических сплавов. В процессе термообработки изменяется внутренняя структура и кристаллическая решетка металлов, что позволяет достичь требуемых физико-механических характеристик.
Термообработка прецизионных сплавов, как и других сталей, — это неотъемлемый этап в производстве металлических деталей и инструментов, в частности, ручного инструмента, ножей, рессор и прочего. Она позволяет значительно улучшить прочность готовых изделий, а также снизить их хрупкость, повысить устойчивость к износу и восстановить другие ключевые характеристики.
Процесс термической обработки инструментальных, нержавеющих и других сталей включает в себя нагрев заготовки до рекомендуемой по ГОСТу температуры, выдержку в течение установленного нормативными документами времени и последующее охлаждение в определенной среде (в масле, воде или на воздухе) с регламентированной или нерегламентированной скоростью.
Преимущества термообработки металлических заготовок
Термическая обработка металла — это ключевой этап в производстве долговечных и надежных конструкций. Этот процесс позволяет улучшить физические и механические качества сплавов, в том числе:
- повысить износостойкость металла и увеличить его устойчивость к механическому воздействию;
- увеличить срок службы готовых деталей и конструкции, а также минимизировать количество бракованных заготовок;
- улучшить устойчивость к коррозии путем создания защитного слоя на поверхности металла, что особенно важно, если конструкции будут эксплуатироваться в агрессивных средах или на открытом воздухе;
- восстановить исходные физико-механические характеристики, например, для прецизионного сплава 79НМ после формирования нужной детали термообработка является обязательной для придания требуемых магнитных качеств;
- повысить нагрузочную способность и сделать готовую конструкцию более прочной;
- сделать металл более мягким и податливым для облегчения его последующей деформации, резки или сверления.
Термообработка сталей является неотъемлемой частью производства различных инструментов и металлоконструкций, обеспечивая высокую надежность и долговечность готовых изделий.
Основные виды термической обработки прецизионных и других сплавов
Каждый тип термообработки предназначен для придания готовой конструкции определенных характеристик.
- Нормализация — позволяет снять напряжение, вызванное литьем, закалкой или сваркой металла. Проводится при температуре примерно на 40°С выше максимальной эксплуатационной температуры. За счет нормализации сталь становится более прочной и твердой, а также приобретает однородность состава. Рекомендуется для изделий, от которых требуется высокая ударная вязкость и низкая склонность к деформациям при максимальных нагрузках.
- Отжиг — обычно проводится при максимальной критической температуре. Повышает вязкость, устраняет пластические деформации при рекристаллизации, снимает внутреннее напряжение, делает сплав более податливым для последующей формовки. Бывает первого и второго рода — позволяет либо незначительно изменить кристаллическую решетку, либо достичь заметных фазовых изменений.
- Закалка — наиболее распространенный тип термической обработки. В процессе нее металл нагревается до заданной температуры, а затем охлаждается в воде, масле или другой жидкой среде. Это позволяет упрочнить внешний слой готового изделия, оставив мягкой его внутреннюю часть. Наиболее часто такой вид термообработки применяется при изготовлении валов. Ошибки при закалке могут привести к образованию трещин, снижению твердости стали, окислению поверхности металла или его перегреву и, следовательно, увеличению зернистости и повышению хрупкости.
- Отпуск — уменьшает хрупкость и восстанавливает твердости сплава. Обычно проводится непосредственно после процесса закалки. С повышением температуры в процессе отпуска увеличивает вязкость и мягкость металлической заготовки. Температура определяется визуально по цвету побежалостей: темно-красный соответствует примерно 630-730°С, светло-красный — 800-900°С, темно-желтый — 1050-1150°С, ослепительно-белый — 1200-1300°С. Охлаждение деталей из высокоуглеродистой стали, такой как 65Г, производится в воде или масле, из нержавеющей — в масле. Одним из важнейших факторов при отпуске является траектория погружения заготовки в охлаждающую среду: при нарушении технологии может произойти искривление детали.
Термообработка нужна не всегда и не всем прецизионным сплавам и сталям. К примеру, чтобы сталь 50Н обладала требуемыми магнитными свойствами, ее нужно в обязательном порядке подвергать отжигу при температуре от 1100°С до 1150°С и последующему охлаждению до 200°С. А вот для сплава 08КП термическая обработка не является обязательной, хотя и может быть рекомендована для улучшения механических качеств готового изделия или конструкции.
Петербургский завод прецизионных сплавов ПЗПС предлагает ряд форматов сотрудничества в области исследования и проведения термической обработки прецизионных сталей и сплавов для инженеров, технологов, конструкторов и других специалистов. По вопросам сотрудничества обращайтесь по указанным телефонам или оставляйте заявку на сайте. Наши специалисты свяжутся с вами и подробно ответят на все интересующие вопросы.
