Ad
  Металлы и их обработка

Термическая обработка металлов

Моделисту часто приходится сталкиваться с необходимостью повысить прочность и твердость металла, инструмента или готового изделия, а иногда, наоборот, сделать металл более мягким, легче поддающимся обработке. Этого можно достичь термической обработкой, заключающейся в нагреве материала до определенной температуры с последующим быстрым или медленным охлаждением.

Нагревание деталей удобнее всего производить в электрических, так называемых муфельных, печах. В практике моделирования также с успехом применяют паяльные лампы, бензиновые и газовые горелки.

Термическая обработка стали

Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.

Закаливание стали применяется для повышения ее твердости. Мягкие малоуглеродистые стали не закаливаются, углеродистые и инструментальные стали увеличивают свою твердость при закалке в тричетыре раза.

Процесс закаливания состоит в нагревании стали примерно до температуры 820° С и быстром охлаждении в масле или воде.

Таблица "Термическая обработка инструмента"

Инструмент

Марка стали

Температура закалки, °С

Охлаждающая среда

Температура отпуска, °С

Примечание

Резцы

У10А, У12А

760—810

Вода

200

Медленный нагрев

Сверла перовые

ХГ

830

Масло

220

Перки ложковые и центровые

У7А

780—830

Вода

280

Метчики

У12А

760—810

“”

210

Квадрат отпустить до 260 °С

Плашки

У12А

760—810

“”

210

Проемы плашек отпустить до 300° С

Для определения температуры нагрева пользуются специальными приборами - пирометрами. При отсутствии пирометра степень нагрева определяют приблизительно по цвету каления.

Таблица "Цвета каления стали"

ЦветНаименованиеt° С
 Ослепительно белый1250 - 1300
 Светло-желтый1150 - 1250
 Темно-желтый1050 - 1150
 Оранжевый900 - 1050
 Светло-красный830 - 900
 Светло-вишнево-красный800 - 830
 Вишнево-красный770 - 800
 Темно-вишнево-красный730 - 800
 Темно-красный650 - 730
 Коричнево-красный580 - 650
 Темно-коричневый530 - 580

В закаленном состоянии сталь обладает большой твердостью и вместе с тем хрупкостью.

Чтобы придать стали вязкость, производится так называемый отпуск стали после закалки. Для этого ее нагревают до 220-300° С и охлаждают в воде или масле. Твердость стали несколько уменьшается, так как структура ее изменяется и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства. При нагреве стали на воздухе ее поверхность окрашивается в различные цвета, называемые цветами побежалости. Каждый цвет побежалости соответствует вполне определенной температуре и может служить указателем для определения степени нагрева при отпуске стали.

Таблица "Температуры отпуска и цвета побежалости различного инструмента после закалки"

Инструмент

Температура отпуска, °С

Цвет побежалости

Сверла перовые, плашки, зенковки, развертки, матрицы и пуансоны вырубные, цанги, чертилки, шаберы, фрезы

200

Светло-соломенный

Резцы (калить рабочую часть), метчики, угольники и линейки лекальные, кондукторные втулки, центры, полотна ножовок и лобзиков

225

Светло-желтый

Клуппы и воротки, кусачки, стамески, ножницы по металлу, зубила, креицмессели

240

Соломенно-желтый

Молотки слесарные и медницкие

255

Коричнево-желтый

Матрицы и пуансоны вытяжные, бородки

265

Красно-коричневый

Ролик для накаток

275

Пурпурно-красный

Перки столярные, железки рубаночные, отвертки, обжимки, натяжки

285

Фиолетовый

Долота столярные, державки для резцов, призмы разметочные, ножи

295

Ярко-синий

Ключи гаечные, пассатижи, плоскогубцы, круглогубцы

310

Светло-синий

Оправки для токарных и фрезерных станков, полотна пил по дереву

325

Серый

Отпуск выполняется следующим образом: закаленную деталь, покрытую слоем окалины, зачищают до блеска шкуркой и кладут на песок, насыпанный в металлическую плоскую коробку. Песок вместе с коробкой медленно нагревают и ждут появления на поверхности детали цвета побежалости, соответствующего определенной температуре отпуска. Сначала поверхность стали окрасится в бледножелтый цвет, который по мере нагревания песка перейдет в желтый, коричневый и т. д. Так, например, пружины отпускают до фиолетового цвета, инструмент, требующий по сравнению с пружиной большей твердости, обычно отпускают до соломенно-желтого цвета.

Таблица "Цвета побежалости стали"

ЦветНаименованиеt° С
 Серый325
 Светло-синий310
 Ярко-синий295
 Фиолетовый285
 Пурпурно-красный275
 Красно-коричневый265
 Корчнево-желтый255
 Соломенно-желтый240
 Светло-желтый225
 Светло-соломенный200

Когда температура нагрева для отпуска будет достаточной, деталь берут пинцетом или щипцами и быстро охлаждают в воде или масле. Степень отпуска пробуют на краю детали бархатным надфилем. Чем мягче отпущенная деталь, тем легче "берет" ее надфиль. По закаленной и неотпущенной детали надфиль скользит, как по стеклу.

Отжиг стали служит для выполнения задачи, обратной закалке. В тех случаях, когда закаленную деталь требуется обрабатывать режущим инструментом, необходимо произвести ее отжиг. Отжиг стали заключается в нагревании ее до температуры 800-900° С с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддается обработке.

Малоуглеродная сталь отжигается таким же способом. Ее отжиг необходим в тех случаях, когда после прокатки она имеет повышенную твердость (в результате нагартовки - уплотнения материала), а для изготовления деталей требуется повышенная вязкость (например, при штамповке, вытяжке и т.п.).

Термическая обработка дюралюминия

Термическая обработка дюралюминия заключается в закалке и отжиге.

Дюралюминий обладает способностью изменять свои механические качества в зависимости от теплового режима обработки.

Закаливание дюралюминия, или, как иначе называют, "облагораживание", применяется для повышения его прочности. Процесс закалки состоит в нагреве до температуры 500-510° С, выдержка в нагретом состоянии, причем время выдержки зависит от толщины материала, и охлаждении в воде.

Таблица "Время выдержки дюралюминия при закалке"

Толщина материала, мм

0.5

0,8

1.0

1,5

2

2,5

3.0

Время выдержки при нагреве дюралюминия, мин

5

10

15

22

30

35

40

Закалка дюралюминия отличается от закалки стали тем, что сталь повышает свою твердость немедленно, а дюралюминий постепенно, в течение трех-четырех дней при комнатной температуре. Этот процесс нарастания твердости носит название старения и обозначается буквой Т. Соответственно Т1 обозначает систему термообработки в течение 8-10 ч при 160° С, а Т2 систему термообработки в течение 10 ч при 120° С (в последнем случае материал более коррозиеустойчив).

Сразу после закалки дюралюминий становится пластичным, легко гнется и хорошо поддается выколотке. С течением времени он увеличивает свою твердость, но теряет пластичность и не выдерживает даже двукратных перегибов.

Отжиг дюралюминия придает ему постоянную пластичность. Отжиг состоит в нагревании до температуры 360° С, выдержке при этой температуре и охлаждении в воде или на воздухе. После отжига дюралюминий становится мягким, может выдерживать глубокие выколотки и давление. Прочность отожженного дюралюминия почти вдвое ниже, чем закаленного.

Для приблизительного определения температуры нагрева существует два способа. По первому способу при отжиге водят деревянной лучинкой по нагретой поверхности металла. При достижении температуры отжига лучинка начинает обугливаться и оставляет темный след. По второму способу поверхность металла смазывают тонким слоем минерального масла и постепенно нагревают. При температуре, близкой к 300° С, масло потемнеет, а при дальнейшем повышении температуры отжига постепенно исчезает.

Термическая обработка латуни

Термическая обработка латуни заключается только в отжиге. При обработке давлением или выколачивании деталей, изготовленных из латуни, желательно повысить ее пластичность. Для этого латунь нагревают до температуры немного более 500° С и дают остыть на воздухе. После отжига латунь становится мягкой и легко гнется и выколачивается. При дальнейшей обработке давлением, прокатыванием и выколачиванием латунь снова нагартовывается и становится жесткой. В этом случае производят повторный отжиг. При глубоких вытяжках, чтобы избежать образования трещин, латунь приходится отжигать несколько раз.

Статьи раздела:


Радиоуправляемый птеродактиль-махолет (1036)

Модель импеллерного самолета-невидимки F-117 Stealth Fighter (4851)

Обзор пилотажного самолета Katana из потолочной плитки (5852)

Подбор элементов для аккумуляторной батареи (3543)

Как работать с бальзой (5270)

Крепеж для моделей (1466)





Приобретение винта din 7991 больше не проблема с Миром Крепежа!
Рекомендуемое разрешение - 800х600 и выше
Copyright © SkyFlex Interactive 1997-2018
E-Mail: webmaster