Как закаляют сталь. Сказ про дедку, бабку... и сетку...("Сделай сам" №2∙2005) - [4]

Температура инструмента при отпуске определяется по так называемым цветам побежалости, которые получаются в результате образования пленок окиси различных цветов, соответствующих определенным температурам нагрева. Деталь перед отпуском должна быть тщательно зачищена от окислов:

светло-желтый — 220 °C;

темно-желтый — 240 °C;

коричнево-желтый — 255 °C;

коричнево-красный — 265 °C;

пурпурно-красный — 275 °C;

фиолетовый — 285 °C;

васильковый — 295 °C;

светло-синий — 315 °C;

серый — 330 °C.

При более высокой температуре поверхность стали темнеет и остается такой до появления цветов каления. При отпуске легированных сталей необходимо помнить, что цвета побежалости появляются при более низких температурах.

Качество закалки режущего инструмента перед заточкой и доводкой контролируют напильником с мелкой насечкой, имеющего стандартную твердость 61–62 HRC.

Сталь с низким содержанием углерода, легко запиливается этим напильником. Средней твердости — запиливается с трудом, при сильном нажиме. На инструментальной стали высокой твердости напильник едва оставляет следы, даже при сильном нажиме. По быстрорежущей стали напильник легко скользит, не оставляя никаких следов, потому что твердость этой стали выше твердости напильника. Иногда для исправления твердости инструмента необходимо знать марку стали, из которой он изготовлен, чтобы успешно провести термообработку. Для этого используют корборундовый круг, зернистостью 35–40, вращающийся с окружной скоростью 25–30 м/сек. Испытуемый металл слегка и равномерно прижимают к наждаку. При этом от металла отделяются частицы, которые, сгорая, образуют светящиеся линии, заканчивающиеся вспышками в виде искр. Цвет, длина линий и вид искр для сталей с различным химическим составом неодинаковы. Это и позволяет определять марку стали.

Чтобы научиться правильно определять марку стали по искре, следует подобрать образцы известных инструментальных сталей, запомнить вид пучков, цвет и форму искр, чтобы сравнить их с испытываемой сталью.

Пробу на искру лучше проводить в затемненном помещении или оградить наждачный круг темным футляром. Некоторые группы сталей имеют следующий цвет искровых линий: углеродистые — светло-желтый; хромо-кремнистые — ярко-белый; быстрорежущие — темно-красный.

На рис. 2 приведены формы пучков искр наиболее распространенных марок сталей.

Рис. 2.Формы пучков искр некоторых марок сталей:

_{а — малоуглеродистая; б — углеродистая сталь (0,5 % углерода); в — инструментальная сталь У7-У10; г — инструментальная сталь У12; У13; д — хромистая сталь (40X13); е — быстрорежущая сталь с присадкой хрома и вольфрама (Р9; Р18); ж — пружинная сталь с присадкой кремния (5 °CГ; 6 °CГ); з — быстрорежущая сталь с присадкой кобальта (Р9К10)}

Малоуглеродистая сталь — однородные непрерывные, соломенно-желтые нити искр с небольшим количеством звездочек (рис. 2,а).

Углеродистая сталь с содержанием углерода около 0,5 % — пучок светло-желтых нитей искр со звездочками на конце (рис. 2,б).

Инструментальная сталь У7-У10 — расходящийся пучок светло-желтых нитей искр с повышенным количеством звездочек на конце (рис. 2,в).

Сталь с содержанием хрома — плотный пучок темно-красных нитей искр с большим количеством желтых звездочек на концах нитей, звездочки сильно разветвлены (рис. 2,д).

Быстрорежущая сталь с содержанием хрома и вольфрама — пучок прерывистых темно-красных нитей искр, на концах которых имеются более светлые звездочки каплеобразной формы (рис. 2,е).

Пружинная сталь с содержанием кремния — широкий пучок темно-желтых нитей искр, на концах которых образуются небольшие звездочки более светлого цвета (рис. 2,ж).

Быстрорежущая сталь с присадкой кобальта — широкий пучок темно-желтых нитей искр без звездочек на конце (рис. 2,з).

После краткого ознакомления с теорией термообработки инструментальных сталей, можно смело переходить к практическому изготовлению инструмента или исправить твердость уже имеющегося дереворежущего инструмента.

Из отслуживших свой срок напильников, даже поломанных, ржавых, можно изготовить неплохие резцы по дереву, различные профильные стамески, косяки (рис. 3).

Рис. 3.Инструмент для контурной резьбы по дереву:

_{а — нож-резак и нож-косяк, изготовленные из полотна механической пилы; б — полукруглая стамеска и стамеска-уголок, изготовленные из метчиков для нарезания резьбы}

Для начала определяемся с размерами будущего резца. Если мы предполагаем изготовить токарные резцы по дереву, тогда размеры рабочей части должны составлять 130–160 мм плюс 50–60 мм хвостовик для крепления ручки. Для профильных резцов резьбы по дереву, размеры рабочей части 30–50 мм или немного большие плюс 40–50 мм на хвостовик для ручки.

Определившись с размерами резцов, зажимаем напильник в тиски и обламываем его тело, соблюдая меры предосторожности. (Раскроить напильник безопаснее отрезным кругом.) Если посмотреть на излом, то можно увидеть, что сталь по сечению имеет разную структуру. Наружный слой закален и имеет мелкозернистую структуру, а сердцевина пониженную твердость. Теперь понятно, что без дополнительной термообработки из напильника хорошего резца не получить. Рабочую часть (1/2 - 2/3) будущего резца необходимо нагреть (смотрим диаграмму, сталь У12, содержание углерода С — 1,2 %) до температуры 760–780 °C. Температуру определяем визуально по цветам каления, для этой температуры цвет вишнево-красный. Закалку проводим в воде. Нагретую часть резца быстро опускаем в воду и производим покачивание вверх-вниз, для того чтобы размыть границу между закаленной и незакаленной частью. Низкий отпуск легко выполнить над горелкой бытовой газовой плиты. Греть резец нужно небольшим пламенем, начиная с середины. Внимательно наблюдаем за проявляющейся пленкой окислов (цвета побежалости). Как только появится светло-желтый цвет, горелку необходимо выключить. Твердость резца должна быть, не меньше 55–60 HRC (проверяется напильником). Закрепив деревянную ручку, приступают к формированию профиля резца, используя для этого абразивный круг и отрезной диск (рис. 4,