- •Углеродистые стали
- •Марки и химический состав инструментальных углеродистых сталей (гост 1435–90)
- •Примерное назначение инструментальной углеродистой стали
- •Режимы термической обработки углеродистых инструментальных сталей
- •Легированные стали
- •Марки и химический состав (масс. %) легированных инструментальных сталей (гост 5950–73)
- •Стали неглубокой прокаливаемости
- •Режимы окончательной термической обработки и твердость низколегированных инструментальных сталей
- •Стали для ударных инструментов
- •Стали глубокой прокаливаемости
- •Режимы окончательной термической обработки сталей для ударных инструментов
- •Быстрорежущие стали
- •Марки и химический состав (масс. %) быстрорежущих сталей (гост 19265–73)
- •Порошковые быстрорежущие стали
- •Рекомендуемые области применения основных марок быстрорежущих сталей
- •Марки и химический состав (масс. %) порошковых быстрорежущих сталей (гост 28393–89)
- •Режимы термической обработки и основные свойства порошковых быстрорежущих сталей
- •Свойства и примеры применения порошковой быстрорежущей стали (гост 28393–89)
- •Карбидостали
- •Металлокерамические твердые сплавы
- •Марки, химический состав и характеристики спеченных твердых сплавов (гост 3882–74)
- •Область применения твердых сплавов
- •Марки, физико-механические характеристики и области применения керамических инструментальных материалов (гост 26630–85)
Примерное назначение инструментальной углеродистой стали
Марка стали |
Область применения |
У7, У7А |
Для обработки дерева: топоров, колунов, стамесок, долот. Для пневматических инструментов небольших размеров: зубил, обжимов, бойков. Для кузнечных штампов. Для игольной проволоки. Для слесарно-монтажных инструментов: молотков, кувалд, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек и др. |
У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А |
Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрев режущей кромки. Для обработки дерева: фрез, зенковок, цековок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых. Для накатных роликов, плит и стержней для форм литья под давлением оловянно-свинцовистых сплавов. Для слесарно-монтажных инструментов: обжимок для заклепок, кернеров, бородок, отверток, комбинированных плоскогубцев, острогубцев, боковых кусачек и др. Для калибров простой формы и пониженных классов прочности. Для холоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, берд, ламелей двойных ножей конструкционно-мелких деталей, в том числе для часов и т. д. (лента выпускается по ГОСТ 2283 и ГОСТ 21996 и ряду специальных технических условий) |
У10А, У12А |
Для сердечников |
У10, У10А |
Для игольной проволоки |
У10, У10А, У11, У11А |
Для изготовления инструментов, работающих в условиях, не вызывающих разогрев режущей кромки. Для обработки дерева: пил ручных, поперечных и столярных, пил машинных столярных, сверл спиральных . Для штампов холодной штамповки (вытяжных, высадочных, обрезных и вырубных) небольших размеров и без резких переходов по сечению . Для калибров простой формы и пониженных классов точности . Для накатных роликов, напильников, шаберов, слесарных и др. Для напильников, шаберов. Для хлоднокатаной термообработанной ленты толщиной от 2,5 до 0,02 мм, предназначенной для изготовления плоских и витых пружин и пружинящих деталей сложной конфигурации, клапанов, щупов, бедер, ламелей доильных ножей, конструкционно-мелких деталей, в том числе для часов и т. д. (лента выпускается по ГОСТ 2283 и ГОСТ 21996 и ряду технических условий) |
У12, У12А |
Для метчиков ручных, напильников, шаберов слесарных. Штампов для холодной штамповки обрезных и вырубных небольших размеров и без резких переходов по сечению, холодновысадочных пуансонов и штемпелей мелких размеров, калибров простой формы и пониженных классов точности |
У13, У13А |
Для инструментов с пониженной износостойкостью при умеренных и незначительных удельных давлениях (без разогрева режущей кромки): напильников, бритвенных лезвий и ножей, острых хирургических инструментов, шаберов, гравированных инструментов |
Металлопродукцию из этих сталей выпускают в прутках, полосах и мотках (проволока). Углеродистые стали поставляются после отжига на зернистый перлит, что позволяет получать при последующей термообработке наиболее однородные свойства. Благодаря невысокой твердости (НВ 187–217) эти стали в отожженном состоянии хорошо обрабатываются резанием и деформируются, что позволяет применять накатку, насечку и другие высокопроизводительные процессы изготовления инструмента.
Термическая обработка углеродистых инструментальных сталей состоит из двух этапов: предварительная и окончательная.
Предварительная термическая обработка применяется для уменьшения деформации (в 1,5–2 раза) деталей из углеродистых сталей при последующей закалке. Она заключается в предварительной закалке с 740–770 °С с охлаждением в масле и последующем отпуске при 600 °С (1 ч).
Окончательная термическая обработка состоит из закалки и низкого отпуска, режимы которых указаны в табл. 6.3.
Мелкие инструменты (диаметром до 120 и длиной до 250 мм) целесообразно нагревать под закалку в соляных ваннах (70 % BaCl2 + 30 % NaCl), так как при этом не надо защищать детали от окисления и обезуглероживания.
При нагреве более крупного инструмента в камерных печах без защитной атмосферы необходимо применять для его защиты упаковочные материалы, например для сталей с температурой закалки до 900 °С — древесный уголь + карбюризатор или смесь свежей и пережженной чугунной стружки (более подробно см. [1]).
Время выдержки на 1 мм диаметра (толщины): 20–35 с при нагреве в ванне и 50–80 с при нагреве в печи.
Углеродистые стали имеют высокую критическую скорость закалки — порядка 200–300 °С/с. Замедление охлаждения при закалке недопустимо, так как приводит к частичному распаду аустенита при температурах перлитного интервала и, как следствие, к появлению мягких пятен.
Поэтому только инструменты малого диаметра могут после закалки в воде прокаливаться насквозь.
Инструменты крупных размеров при закалке в воде и водных растворах солей, кислот и щелочей, охлаждающая способность которых выше, чем воды, закаливаются на мартенсит лишь в тонком поверхностном слое. Структура же глубинных зон инструментов представляет собой продукты распада аустенита перлитом в интервале температур. Сердцевина инструментов, имеющих такую структуру, является менее хрупкой по сравнению с мартенситной структурой. Поэтому инструменты, имеющие такую сердцевину, лучше переносят толчки и удары по сравнению с инструментами, закаленными насквозь на мартенсит.
Углеродистые стали целесообразно применять для инструментов небольшого сечения (до 5 мм), которые можно закаливать в масле и достигать при этом сквозной прокаливаемости, а также для инструментов диаметром или толщиной 18–25 мм, в которых режущая часть приходится только на поверхностный слой, например напильники, зенкера, метчики.
Таблица 6.3