Выбор параметров термообработки металла
Операции термической обработки устанавливают в зависимости от того, какими свойствами должно обладать изделие.
Например, если изделие должно быть твердым и износостойким, то назначаются закалка и низкотемпературный отпуск или цементация, закалка и отпуск. Если твердость изделия должна быть невысокой, то назначается нормализация и т.д.
Место термической обработки в общем цикле изготовления изделия устанавливается в зависимости от требуемой твердости изделия.
В большинстве случаев в связи с тем, что твердость изделия требуется высокая, термическая обработка проводится после механической обработки. Если же изделие должно обладать невысокой твердостью (HB<300), термическая обработка проводится до механической обработки, что является весьма целесообразным, так как дефекты, возникающие при термической обработке (окисление, обезуглероживание, деформация и др.), будут полностью удалены при механической обработке, а размеры изделия будут выдержаны точно по чертежу.
Основное значение имеет выбор способов осуществления операций термической обработки. Необходимо рассматривать все возможные способы термической обработки и выбирать наиболее экономичный, обеспечивающий в то же время высокое качество изделий.
Следует выбирать современные, прогрессивные, высокопроизводительные способы термической обработки — такие, например, как поверхностная закалка при нагревании ТВЧ, изотермическая обработка, светлая закалка, отжиг и закалка с использованием ковочной температуры, газовая цементация с непосредственной закалкой, газовое цианирование с непосредственной закалкой, цементация при нагревании ТВЧ и др.
Кроме операций термической обработки, должны быть предусмотрены вспомогательные операции — очистка изделий от окалины и масла, правка и контрольные операции — определение твердости, глубины слоя после химико-термической обработки и др.
Для отделочных и контрольных операций должно быть определено место в технологическом процессе, т.е. надо установить, после каких операций термической обработки необходим» производить очистку, правку, определять твердость "и т. д. Часто эти операции за весь технологический процесс повторяются дважды, например, очистка изделий от масла после закалки перед отпуском и окончательная очистка, контроль твердости после закалки и окончательно изготовленного изделия.
Для получения изделий с заданными свойствами необходимо разработать конкретный режим для всех операций термической обработки с точным установлением температуры нагревания для получения необходимой структуры; скорости (времени) нагревания, при которой с повышением температуры в изделии не возникают дефекты; времени выдержки, достаточной для того, чтобы изделия прогрелись и чтобы в них в нужной степени завершились внутренние превращения; скорости охлаждения (выбор охлаждающей среды), что является основным фактором для получения нужной структуры и свойств.
Все факторы, влияющие на результат термической обработки, должны быть выбраны на основании практических норм и установлены в зависимости от вида материала, его химического состава, исходной структуры и необходимости получения определенной структуры после термической обработки, теплопроводности, прокаливаемости, предрасположения к образованию внутренних напряжений и трещин; формы изделия (простая или сложная); необходимости получения поверхности определенного качества (например, путем применения безокислительного нагрева); сохранения первоначальных размеров (бездеформационная закалка); получение закаленного слоя определенной глубины (поверхностная закалка).
