6. ВЫБОР СТАЛИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА И ТЕРМООБРАБОТКА ИНСТРУМЕНТА

    Выбор стали для изготовления инструмента и его термическая обработка зависят от условий его работы.

    Для ударного инструмента выбирают марку инструментальной стали с меньшим содержанием углерода, чтобы обеспечить достаточную вязкость режущей части инструмента и такую твердость после закалки, чтобы инструмент во время работы не притуплялся. Для изготовления зубил применяют сталь марок У8А для рубки металла в холодном состоянии и У7А для кузнечных зубил.

    Слесарь должен уметь сам изготовлять простой инструмент, например, зубило, крейцмейсель и т. д.

    При ковке зубила или крейцмейселя нельзя допускать перегрева стали выше светлокрасного каления, а также производить ковку инструмента после того, как металл приобрел бурый цвет (едва заметный темнокрасный цвет). При перегреве металла образуется крупное зерно, и после закалки инструмент будет хрупкий, при работе режущая часть зубила будет отламываться. Если окончание ковки производилось при слабом нагреве инструмента, то образуется наклеп, поверхностные напряжения, которые часто приводят к образованию на поковке мелких трещин, незаметных на глаз.

    После опиловки, зачистки и предварительной заточки инструмент подвергают закалке и отпуску. Зубило или крейцмейсель нагревают до температуры 780 — 800° С (светловишневый цвет). Охлаждение ведут в воде, температура которой 20 — 30° С. Рабочую часть зубила погружают в воду на глубину 30 — 35 мм.

    При потемнении охлаждаемой части зубила его быстро вынимают и погружают боек в воду на глубину 20 — 25 мм. Пока охлаждается боек зубила, рабочая часть отпускается за счет передачи тепла от неохлажденной массы металла.

    Степень отпуска инструмента надо доводить до такого состояния, при котором режущая кромка имела бы темносоломенный цвет. Чтобы заметить этот цвет побежалости, зубило зачищается в процессе отпуска кусочком наждачного полотна или на обычном камне.

    В процессе отпуска боек зубила также отпускается за счет тепла неохлажденной части инструмента, при этом твердость бойка должна быть ниже твердости рабочей части. Надо, чтобы на бойке пропали все цвета побежалости и виден был только серый цвет (450 — 500° С).

    Затем инструмент кладут в бачок с минеральным маслом для окончательного охлаждения.

    После термической обработки зубило должно иметь твердость рабочей режущей кромки R_c = 53 ÷ 56, у бойка R_c = 30 — 40.

    Такое распределение твердости обеспечит стойкость инструмента в эксплуатации.

    Слесарный молоток изготовляется из стали марок У7 и У8. При закалке рабочая часть и хвостовая часть молотка охлаждаются попеременно в воде так, чтобы твердость рабочей части R_c = 49 — 56. Твердость у отверстия молотка (для ручки) не должна превышать R_c = 30 — 36.

    Для того чтобы не было резких переходов структур и твердости, инструмент в охлаждающей среде нельзя держать на одном уровне, его следует перемещать все время вверх и вниз для того, чтобы были созданы условия для равномерного перехода структуры и не возникли местные термические напряжения, а следовательно, коробление и появление трещин.

    Подготовка к термической обработке деталей штампов, форм литья под давлением и прессформ. При подготовке деталей штампов, форм литья и прессформ для термообработки необходимо прежде всего учитывать условия работы этих деталей и марку стали, из которой они изготовлены.

    Рабочие части штампов изготовляются из стали марок У7 и У8А или из специальной стали. После ковки детали подвергаются отжигу, а затем поступают на механическую обработку.

    После механической обработки слесарь производит доводку деталей штампов вручную или при помощи электрической дрели с гибким валом обрабатывает их специальными фрезами и шлифовальными кругами.

    При доводке деталей под закалку слесарь должен строго учитывать влияние термообработки и предусмотреть всевозможные изменения в форме и размерах детали после закаляй, не оставлять больших припусков для снятия после закалки и не оставлять малых припусков, так как после закалки деталь не будет иметь окончательных размеров и чистоты поверхностей требуемых по чертежу.

    Трудно доступные для механической обработки места слесарь обрабатывает начисто, а места, которые после закалки подвергаются шлифовке, обрабатывает с припуском 0,1 — 0,3 мм.

    В целях снижения термических напряжений и предотвращения коробления деталь должна иметь как можно меньше резких переходов, выточек, а также несимметрично расположенных отверстий или сочетания большой массы металла (большое сечение) с малым сечением.

    При закалке деталей с резкими переходами, неравномерными сечениями и выточками необходимо принять меры для уменьшения термических напряжений при закалке. Для этого места выточек, границы перехода большого сечения детали в малое предохраняют от быстрого остывания путем предварительной обмотки асбестовым шнуром или обмазкой огнеупорной глиной с последующей просушкой.

    В случаях изготовления инструмента весьма сложной конфигурации (сложный вырубной пуансон или матрица) рекомендуется применять специальные стали марок ХВГ, 9ХС и ХГ, которые при закалке мало деформируются.

    Детали форм литья, под давлением непосредственно соприкасающиеся с расплавленным металлом, изготовляют из специальной стали, хорошо сопротивляющейся истиранию и жаростойкой.

    Лучшая марка стали для этих деталей — 3Х2В8.

    Для форм, в которые льют алюминиевые или магниевые сплавы, можно допустить применение стали марок 5ХНТ или 5ХНВ, эти стали можно также применять для изготовления прессформ для прессовки различных пластмасс.

    Деформация и изменение объема после закалки в сталях 3Х2В8, 5ХНТ, 5ХНВ незначительные, и детали под закалку можно готовить с весьма малыми припусками на окончательную шлифовку, доводку и полировку.

    Плоские скобы и шаблоны обычно изготовляются из цементуемой стали марок 15 и 20.