Вопрос 5 (14). Методы упрочнения инструментов

Существует ряд методов, позволяющих повысить стойкость режу­щей части инструмента (при прочих равных условиях) за счет проведения дополнительных операций. К таким методам относятся: а) методы насыщения поверхностного слоя инструмента (цианирование, хромиро­вание, сульфидирование); б) методы повышения стойкости за счет "улуч­шения структуры при термической обработке (обработка холодом, обработка паром); в) методы повышения качества поверхности инстру­мента (доводка, притирка).

Цианирование – химико-термический процесс, который заклю­чается в насыщении поверхностного слоя стали углеродом и азотом путем диффузии при определенной температуре. В зависимости от метода насыщения в промышленности различают цианирование в жид­ких средах, газовое цианирование и сухое цианирование с твердым карбюризатором. В зависимости от температуры цианирование разде­ляется на высокотемпературное (в диапазоне 800 - 850° С) и низкотем­пературное (в диапазоне 550 - 560° С).

В производстве инструментов из быстрорежущей стали применяется только низкотемпературное цианирование полностью обработанных инструментов, так как, если термически обработанный и заточенный инструмент подвергать цианированию при температурах выше обычных температур отпуска, будет понижена твердость, что приведет не к повы­шению стойкости, а к резкому снижению ее. Широкое применение на заводах имеет жидкое цианирование инст­румента из быстрорежущей стали при температуре 550 - 560° С. Цианированный быстрорежущий инструмент имеет повышенную стойкость до 2 – 3 раз. Цианированию подвергают протяжки, сверла, резьбовой инструмент и некоторые другие виды инструмента из быстрорежущей стали.

Сульфидирование – процесс насыщения поверхностных слоев металла серой. Образовавшиеся на поверхности инструмента сернистые соединения снижают коэффициент трения и повышают износостой­кость инструмента. Процесс производится при температуре 550 - 560° С. Выдержка от 40 до 90 мин. Сульфидированный инструмент имеет стойкость в 1,5 - 2 раза выше.

Хромирование – в производстве инструмента главным образом электролитическое в гальванических ваннах с толщиной слоя до 0,025 мм. Хромированию можно подвергать готовые инструменты из различных сталей - быстрорежущей, легированной или углеродистой. Применяется хромирование долбяков, протяжек и некоторых других инструментов.

Обработка в атмосфере водяного пара. После обработки паром и погружения в масло на инструменте образуется тонкая (0,05 мм) черная пленка окислов. В процессе обработки паром не может быть исправлена плохая термическая обработка инструмента. Повышение стойкости до 2 раз и некоторая стабилизация показа­телей стойкости вследствие улучшения условий отвода и уменьшения налипания стружки, например, на ленточках сверл, обеспечили внед­рение этого процесса в промышленность.

Обработка холодом. Как один из процессов улучшения структуры инструмента из быстрорежущей стали применялся процесс дополни­тельной обработки инструмента холодом. Однако сложность оборудо­вания для ведения процесса обработки холодом при температурах до 80°С ниже нуля (холодильные установки) привела к тому, что этот процесс не применяется.

Процесс обработки холодом по сравнению с правильно проведенным процессом термической обработки инструмента особых преимуществ не дает, но может улучшить структуру материала инструмента за счет более полного распада остаточного аустенита.

Доводка. Для повышения стойкости режущие кромки следует дово­дить. По данным исследователей заточка и доводка режущих кромок, особенно алмазными кругами, позволяет повысить среднюю стойкость ряда инструментов, особенно чистовых, в 2 - 3 раза и более, так как улучшает качество поверхности инструмента, а следовательно, и усло­вия работы режущей части инструмента.