Page 10 - СтаночныйПарк

МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩЕЕ
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ
го пространства. Очень вредным является также наличие
лей практически невозможно избежать воды и прочих примесей (прилипшие частички алюминия,
обезуглероживания и потери легирующих пластмасс, остатки кислот) − они могут причинить суще-
элементов в поверхностных слоях. ственный вред.
Размеры печей с соляными ваннами В компрессионных вакуумных печах можно осу-
строго ограничены. Поэтому современная ществлять нагрев изделий в вакууме, а закалку прово-
термическая обработка, во избежание об- дить в среде инертного газа под избыточным давлением,
разования окалины и обезуглероживания что позволяет:
инструментов большого размера, сегод- ● расширить возможности использования вакуумного обо-
ня уже не может обойтись без вакуумных рудования для термической обработки изделий, изготов-
устройств для термической обработки, ляемых из менее легированных сталей;
либо использующих различные газообраз- ● проводя закалку в инертном газе под давлением, обе-
ные защитные среды.
Рис. 3 спечивать чистую, неокислённую поверхность изделий,
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА В ВАКУУМНЫХ ПЕЧАХ что в свою очередь даёт возможность наносить защитные
К настоящему времени совершенствование и автоматизация вакуумного оборудова- и упрочняющие покрытия без предварительной подготов-
ния произвели, по существу, революцию в термической обработке. ки поверхности;
Перечислим основные преимущества термической обработки в вакууме по сравне- Рис. 5. Структура участка инструмента ● за счёт изменения давления автоматически регулиро-
с сильным обезуглероживанием поверх-
нию с традиционными методами обработки: ностного слоя и ярко выраженной разно- вать скорость охлаждения садки, снижая величину де-
● высокая стабильность свойств обрабатываемых деталей от партии к партии, от детали к зернистостью (светлая область). формаций изделий, обеспечивая оптимальные условия
детали; для структурных превращений.
● отсутствие обезуглероженного и обезлегированного слоя; За счёт применения самых современных изоляцион-
● уменьшение деформаций; ных материалов нагревательных элементов процесс обработки отличается высокой темпе-
● отсутствие загрязнений окружающей среды и улучшение условий труда; ратурной однородностью и стабильностью.В рабочей камере применяется конвективный
● упрощение контроля и управления технологическим процессом; нагрев, что также качественным образом оказывает влияние на равномерность и однород-
● высокая прослеживаемость параметров процесса. ность нагрева. Нагретый газовый поток, проходя через садку, отдаёт ей тепло и обеспе-
Существенный недостаток один – высо- чивает быстрый и в то же время равномерный нагрев в области низких температур. В ва-
кие капиталовложения при закупке и вводе куумных печах с конвекционным нагревом и многоцелевой системой газового охлаждения
вакуумного оборудования в эксплуатацию. предусмотрено использование добавочных термоэлементов, располагаемых в критических
В настоящее время термическая обра- точках садки для обеспечения автоматического контроля охлаждения выравниванием тем-
ботка инструмента из быстрорежущей стали пературы по сечению перед мартенситным превращением.
осуществляется в основном в однокамерных Укажем преимущества конвекционного нагрева перед нагревом без конвекции:
горизонтальных вакуумных печах с закалкой в ● повышение на 30 % скорости нагрева садки в интерва-
потоке инертного газа, в том числе под избы- ле температур 20 - 800 °С, что позволяет сокращать цикл
точным давлением. термической обработки и экономить электроэнергию;
Наибольшей популярностью у мелких и ● сокращение порядка 50 % времени термической обра-
средних предприятий машиностроительного ботки изделий из быстрорежущей и штамповочной сталей;
комплекса пользуются конструкции однока- ● уменьшение градиента температур между поверхностью
мерных печей, в которых можно осуществлять изделия и сердцевиной;
полный цикл термической обработки в автома- ● снижение образования трещин, что связано с равномер-
тическом режиме без промежуточного извлече- ностью прогрева изделия по сечению и снижением уровня
ния садки из рабочей камеры. Это вакуумные термических напряжений;
печи с конвекционным нагревом и высокона- ● возможность загрузки садки с минимальным расстояни-
порным газовым охлаждением. ем между деталями;
Рис. 4 Однокамерная печь Термическая обработка в вакууме полно- ● возможность проведения полного цикла термической
стью защищает от окисления и обезуглероживания поверхность изделия и вызывает дега- обработки изделий без выгрузки садки из печи.
зацию садки. Прежде чем начинать предварительное нагревание и аустенизацию, целесо- На конечный результат важную роль играет пра-
образно вакуумировать садку с деталями до 10⁴ - 10⁵ мбар, это позволит удалить оксидные вильное формирование садки. Тонкостенные, нежёсткие
плёнки и защитит поверхность заготовок. При аустенизации же не рекомендуется высокий детали, которые в значительной степени восприимчивы к
вакуум, так как это может способствовать испарению отдельных компонентов. Парциаль- неравномерности нагревания и охлаждения, следует пра- Рис. 6
ное давление паров отдельных компонентов является значительным при термической об- вильно размещать в рабочем пространстве печи. Необходимо избегать расположения та-
работке в обычном интервале температур. Давление паров таких компонентов, как Mn, Cr, ких деталей в непосредственной близости к нагревательным элементам и охлаждающим
Co, при 1000 °С составляет 10² - 10⁴ мбар, что совпадает с используемыми в практике зна- форсункам. В то же время предпочтительнее вертикальное расположение деталей. Луч-
чениями давления вакуумных устройств. В таких условиях приходится считаться с возмож- ший эффект достигается путём вывешивания деталей, однако это решение не всегда при-
ностью испарения отдельных компонентов или при более высоких температурах сохранять емлемо.
вакуум в диапазоне 10¹ - 10⁰ м бар. Условия аустенизации в вакуумной печи отличаются от условий аустенизации в со-
При термической обработке в вакуумных печах необходимо очень строго соблюдать ляных ваннах. Медленный и равномерный нагрев в вакуумных печах создаёт благопри-
чистоту деталей. Детали перед термической обработкой следует тщательно очищать от ятные условия для более полного растворения первичных карбидов и повышения леги-
загрязнений. Так, например, 1 мг масляных загрязнений при комнатной температуре и 10⁵ рованности аустенита, при этом верхний предел закалочных температур можно понизить
мбар превращается в 14 м³ масляных паров, которые необходимо удалить из вакуумно-

10 Станочный парк Станочный парк 11