Термическая обработка быстрорежущей стали

Отжиг. При тепловой обработке быстрорежущей стали следует всегда иметь в виду две важные ее особенности: низкую теплопроводность и самозакаливаемость. Из-за указанных свойств быстрорежущая сталь после прокатки и ковки может иметь неблагоприятную структуру и свойства, в частности повышенную твердость и значительные внутренние напряжения. Поэтому заготовки из быстрорежущей стали после горячей механической обработки непременно подвергают предварительной термической обработке - отжигу. Целью отжига быстрорежущей стали являются: снятие вредных внутренних напряжений, возникших в процессе ковки; улучшение обрабатываемости стали на станках; подготовка структуры стали для последующей закалки. Отжиг быстрорежущей стали производится при температурах 850-900°.

Следует избегать излишне высокой температуры отжига и длительной выдержки стали при температуре отжига, так как при этом в аустените растворяется повышенное количество карбидов, распад аустенита при охлаждении задерживается, и сталь получает повышенную твердость. Ввиду низкой теплопроводности быстрорежущей стали нагрев ее должен производиться медленно и равномерно. Заготовки рекомендуется загружать в нагретую до температуры 200-300° печь и дальнейший нагрев до температуры отжига осуществлять со скоростью 150-200° в час. Охлаждать заготовки после отжига следует также медленно. До температуры 650° их охлаждают в замазанной печи с закрытыми шиберами, а дальнейшее охлаждение до комнатной температуры можно производить и на воздухе.

Для предохранения стали от обезуглероживания заготовки иногда отжигают в плотно закрытых ящиках, наполненных какой-либо нейтральной средой (чистая чугунная стружка, чистая зола и т. п.). На машиностроительных заводах при небольшом количестве заготовок применяют изотермический отжиг по следующему режиму. Заготовки нагревают до температуры 880-900°, выдерживают при этой температуре непродолжительное время, затем охлаждают до температуры 720-730° или переносят в другую печь, имеющую такую температуру, и выдерживают при указанной температуре 2-3 часа (до полного распада аустенита в феррито-цементитную смесь). Окончательное охлаждение заготовок можно производить на воздухе. Однако во избежание излишних внутренних напряжений до температуры 400-450° лучше охлаждать их с печью, а затем уже на воздухе.

Процесс изотермического отжига протекает значительно быстрее, чем обычный отжиг. После отжига структура быстрорежущей стали состоит из сорбита и карбидов. Твердость ее составляет Нв = 217-241. Отожженные заготовки затем подвергаются механической обработке, при этом по режущим кромкам и посадочным местам оставляются припуски на шлифовку. Изготовленный инструмент подвергают окончательной термической обработке - закалке и отпуску.