11.3.7.3. Закалка инструмента

При закалке режущего инструмента нагрев осуществляют различными спо­собами: в газовых или электрических печах с защитной атмосферой, в соляных ваннах, токами высокой частоты. Из них наиболее распространенным в инстру­ментальной промышленности является нагрев в соляных ваннах.

Нагревательные среды и ректификаторы соляных ванн. Широкое приме­нение расплавленных солей при закалке инструмента обусловлено следующими преимуществами нагрева в жидких средах по сравнению с нагревом в печах:

а) жидкая среда обеспечивает одинаковую интенсивность нагрева со всех сторон, получение однородной структуры и свойств и уменьшает величину за­калочной деформации инструмента;

б) в жидкой среде легко осуществим местный нагрев рабочей части конце­вого инструмента на необходимой длине и получение на данном участке за­данной высокой твердости при сохранении более низкой твердости на соседних участках, например на направляющей или хвостовой части инструмента;

в) концевые инструменты можно помещать в расплавленную соль в строго вертикальном положении на необходимую длину, что позволяет уменьшить ис­кривление этих инструментов относительно оси;

г) жидкая среда, защищая нагреваемый инструмент от непосредственного воздействия кислорода воздуха, препятствует окислению его' поверхности в про­цессе нагрева;

д) в момент переноса закаленного инструмента в охлаждающую среду на его поверхности сохраняется тонкая пленка застывшей соли, которая защищает инструмент от интенсивного окисления в процессе охлаждения.

В табл. 11.78 приведены основные и заменяющие составы солей, которые при­меняют для предварительного и окончательного нагрева инструмента под за­калку в средне- и высокотемпературных соляных ваннах, работающих при 750… 950 °С и 1050…1300 °С соответственно; помимо основных компонентов — хлори­стого бария и натрия, в них вводят ректификаторы, предохраняющие инструмент от обезуглероживания в процессе нагрева.

Обезуглероживающая активность солевых расплавов обусловлена присут­ствием в них растворенного кислорода, образованием и накоплением при высо­ких температурах эксплуатации окислов металлов, прежде всего окислов железа и бария.

Вводимый ректификатор должен обеспечить восстановление этих окислов или же связывание их в нерастворимые в солевом расплаве комплексные соедине­ния, оседающие на дно ванны и удаляемые оттуда при регулярной очистке ее от шлама.

Наиболее эффективным ректификатором высокотемпературных соляных ванн, применяемых при закалке инструмента, является комплексный ректификатор, содержащий фтористый магний, предварительно тщательно прокаленный при 900 °С в течение 3 ч, и черный бор. Эти ректификаторы обычно используют в со­ставе заранее приготовленной смеси их с хлористым барием.

Вначале ванну наплавляют одним хлористым барием, затем отливают из нее ½ расплава и дополняют до требуемого уровня смесью солей БМ5Б или БМЗБ. Это облегчает пуск ванны и обеспечивает минимально необходимое содержание ректификаторов в ней в начальный период работы. В процессе эксплуа­тации, по мере понижения уровня расплава, ванну 1-2 раза в смену пополняют смесью указанных солей, что и обеспечивает непрерывную ректификацию рас­плава. Такой порядок пуска и работы высокотемпературных соляных ванн не только гарантирует от обезуглероживания любые нагреваемые быстрорежущие стали, но и обеспечивает резкое (до 3-15 раз) повышение стойкости этих ванн по сравнению со стойкостью, наблюдаемой при периодической ректификации их бурой, или ферросилицием.

Соль БМФ не содержит бора и поэтому действует несколько менее эффективно, чем соль БМ5Б, но может применяться вместо последней.

Таблица 11.78

Соли и ректификаторы, применяемые при нагреве инструмента под закалку

Основные					Заменяющие
Соль	Состав, % масс.	Температура, °С		Назначение	Состав, % масс.	Темпе­ратура плав­ления, °C	Ректификаторы, вводимые отдельно (через каждые 4 ч)
		Плав ления	Примене ния				Название	Содер­жание, % масс.
БНМ2Б	67,8ВаС12+ +30NaCl + + 2MgF2+ + 0,2В	710	750- 950	Окончательный нагрев углеродистых и низколе­гированных сталей. Второй подогрев быстроре­жущих сталей.	78ВаСl2+ +22NaCl	635	Бура	0,4
БМЗБ	96,9BaCl2+ +3MgF2+ + 0,1В	940	1050-1300	Второй или третий подо­грев быстрорежущих ста­лей всех марок. Окончательный нагрев бы­строрежущих вольфрамо­вых и высокохромистых сталей.	100BaCl2	960	1.Бура 2.Ферросилиций 3.Фтористый ма­гний	0.5 0,3 0,5
БМ5Б	94,8BaCl2+ +5MgF2+ + 0,2В	940	1200-1300	Окончательный нагрев бы­строрежущих молибдено­вых и кобальтомолибденовых сталей.	100BaCl2	960	1.Бура 2.Ферросилиций 3.Фтористый ма­гний	0,6-0,8 0,5 0,6-0,8
ВМФ	95BaCl2+ + 5MgF3	940	1200-1300	То же	100BaCl2	960	1.Бура 2.Ферросилиций 3.Фтористый магний	0,6-0,8 0,5 0,6-0,8

Аналогичным является порядок пуска в эксплуатацию и работы среднетемпературных ванн, применяемых при закалке инструмента из углеродистых и низ­колегированных сталей. В этом случае ванну сначала наплавляют смесью ВаС1₂ + NaСl, затем отливают ½ расплава и вводят соль БНМ2Б, содержащую ком­плексный ректификатор. При отсутствии указанных в табл. 11.78 готовых смесей солей ректификатор вводят в ванну периодически через каждые 4 ч в виде от­дельных добавок.

Предварительный подогрев. Благодаря высокому коэффициенту теплоотдачи нагрев инструмента в расплавленных солях происходит с большой скоростью. Чтобы обеспечить равномерный прогрев по сечению, уменьшить внутренние напряжения и деформацию и снизить опасность образования трещин, нагрев режущего инструмента производят ступенчато, используя для этой цели различные по составу среды. Число ступеней предварительного подогрева и температуру каждой ступени выбирают в зависимости от химического состава стали и габаритных размеров инструмента. Для инструмента из углеродистой и легированной стали применяют в основном одноступенчатый подогрев, реже — двухступенчатый. Для инструмента из быстрорежущей стали чаще используют двух- и трех­ступенчатый подогрев.

Первый подогрев для инструмента из любой стали проводят при 200…500 °С в электровоздушной или газовой печи любого типа.

Второй подогрев при закалке инструмента из быстрорежущей стали при ручной обработке проводят при 840…860 °С в соляной ванне, содержащей хлори­стый барий и натрий, а в процессе обработки на автоматизированном оборудо­вании — при 1050…1100 °С в расплаве одного хлористого бария. Последнее обус­ловлено необходимостью не заносить в ванну окончательного нагрева хлористый натрий, который вызывает большое дымообразование и мешает правильному из­мерению и регулированию температуры. Это особенно важно при закалке инстру­мента на агрегатах и линиях, где обычно используют многоместные приспособ­ления и вместе с большой массой инструмента из ванны подогрева заносят в ванну окончательного нагрева большое количество солей.

Для крупногабаритного инструмента из быстрорежущей стали обычно при­меняют трехступенчатый подогрев: первый при температуре 200…500 °С, вто­рой — при 850 °С, третий — при 1050…1100 °С. Крупногабаритным условно считается насадной инструмент диаметром 90 мм и более и хвостовой инструмент диаметром 60 мм и более.

Отношение времени выдержки при первом, втором и третьем подогревах к времени выдержки при окончательном нагреве принимают равным 3:1; 2:1; 1:1 соответственно.

Температура закалки. В табл. 11.79 указаны диапазоны рекомендуемых темпера­тур закалки. Для инструмента из быстрорежущих сталей они ориентировочные и несколько корректируются с учетом вида инструмента и плавочных особен­ностей стали (исходя из получения определенной величины аустенитного зерна). Для большинства режущих инструментов стремятся получить зерно 10-11-го балла (ГОСТ 5639-82). Для резцов и некоторых видов крупногабаритного режу­щего инструмента наряду с зернами 10-го балла допускают наличие в микрострук­туре зерен 9-го балла. Протяжки и мелкоразмерный инструмент с целью повыше­ния прочности закаливают на более мелкое зерно 11-го балла, с отдельными зер­нами 12-го балла. Однако многие плавки низковольфрамовых быстрорежущих ста­лей, главным образом из сталей Р6МЗ, Р6М5, Р6М5К5 и др., не укладываются в указанный в табл. 11.79 диапазон закалочных температур, поэтому последний прак­тически несколько корректируют путем пробной закалки, добиваясь заданной величины аустенитного зерна.

Таблица 11.79

Температуры закалки инструментальных сталей

Марка стали	Температура закалки, °С	Марка стали	Температура закалки, °С
Быстрорежущие стали		Р9К5 Р9КЮ Р6М5КБ Р8МЗК6С Р9М4К8	1210-1235 1210-1235 1200-1230 1200-1220 1215-1235
Р18 Р12 Р9 Р6МЗ Р6М5 Р6М5ФЗ Р18Ф2 Р12ФЗ Р14Ф4 Р12МЗФ2К8 Р9ФБ Р18КБФ2 Р12Ф4К5 Р10КБФ5	1270-1290 1240-1260 1220-1240 1210-1230 1200-1230 1200-1230 1270-1290 1240-1260 1240-1260 1230-1250 1230-1250 1270-1290 1240-1260 1230-1250
		Углеродистые и легированные стали
		У12А, У13А 9ХС ХВГ ХВСГ Х6ВФ 6Х6ВЗМФС Х12Ф1 Х12М	790-810 860-880 830-850 850-870 990-1010 1050-1070 1060-1075 1020-1040

Выдержка при температуре закалки. В настоящее время для определения необходимой выдержки разнообразных режущих инструментов при нагреве под закалку в расплавленных солях пользуются упрощенным методом, учитыва­ющим химический состав стали, форму и габаритные размеры инструмента. При этом методе расчета общее время выдержки инструмента τ_общ, в соляной ванне рассматривается как сумма двух независимых величин — времени сквозного прогрева τ_с.п. до температуры закалки и времени изотермической выдержки при этой температуре τ_и.в, которое необходимо для завершения определенной стадии фазовых превращений в стали после прогрева инструмента по сечению:

(11.1)

Время сквозного прогрева. Для инструмента сложной формы при всестороннем нагреве в соляных ваннах время сквозного прогрева может быть определено по формуле

, (11.2)

где K₁ — коэффициент, характеризующий удельное время прогрева и зависящий от материала изделия, состава и температуры нагревающей среды, мин/см; V/F — отношение объема к поверхности равновеликих по габаритным размерам инстру­мента и образцов простой формы (сплошного или полного цилиндра, параллелепи­педа и др.), см; К_ф — критерий формы указанных образцов; К_к — коэффициент конфигурации инструмента.

Значение величины V/F для образцов простой формы находят по формулам, приведенным в табл. 11.80. Критерий формы К_ф выбирают по данным табл. 11.81.

Таблица 11.80

Формулы для определения V/F

Тело	Выбираемый минимальный раз­мер D или С, см	Формула для определения V/F (в см)	№ Формулы
Шар	Диаметр		(11.3)
Куб	Ребро		(11.3)
Сплошной цилиндр	Диаметр		(11.4)
Прямая призма с основа­нием в виде любых правильных многогран­ников	Диаметр вписан­ного круга		(11.4)
Полый цилиндр (кольцо)	Наружный диа­метр		(11.5)
Пластина (параллелепи­пед)	Толщина		(11.6)
Н - высота; D - наружный диаметр; d - внутренний диаметр; С, В, А - габаритные размеры (С - толщина пластины).

Таблица 11.81

Формулы для определения К_ф

Форма тела	Соотношение размеров тела	Формула для определения Кф	№ Формулы
Шар	—	Кф = 1	(11.7)
Куб	—	Кф = 1,4	(11.8)
Длинный сплошной ци­линдр	≤1	Кф = 1+	(11.9)
Короткий сплошной ци­линдр	≤1	Кф = 1+	(11.10)
Длинная прямая правиль­ная призма c числом граней N	≤1	Кф = 1++	(11.11)
Длинный полый цилиндр	≤1	Кф = 1+0,2	(11.12)
Короткий полый цилиндр (кольцо)	≤1	Кф = 1+0,2	(11.13)
Пластина (параллелепи­пед)	С ≤ В ≤ А	Кф=1+0,2(+)	(11.14)
Обозначения см. в табл. 11.80.

Значения коэффициента конфигурации К_к приведены в табл. 11.82, а необходи­мые для расчета по формуле (11.2) значения коэффициента K₁ для условий нагрева в расплавах хлористых солей — в табл. 11.83. Если подогрев быстрорежущих сталей проводят при более высоких температурах (1050…1100 °С), то время окончатель­ного нагрева сокращает, умножая указанные в таблице значения К₁ на коэффи­циент 0,7.

Таблица 11.82

Значение коэффициентов К_к в формуле (11.2) для некоторых тел

простой формы и различных режущих инструментов

Вид инструмента и тел простои формы

Коэффи­циент кон­фигурации Кк

Полый цилиндр, сплошной цилиндр, пластина ……………………….. Резьбонакатные ролики, круглые напильники, отрезные фрезы ……… Цилиндрические фрезы, шеверы и дисковые долбяки ………………… Пазовые, одно- и двуугловые, дисковые трехсторонние, полукруглые выпуклые и погнутые фрезы, насадные зенкеры, корпусы сборных инструментов ………………………………………………………… Червячные, резьбовые, насадные и торцовые насадные фрезы ………. Круглые плашки …………………………………………………………. Напильники круглые Ручные и машинные развертки, круглые протяжки, концевые фрезы и зенкеры, трубные метчики …………… Ручные и гаечные метчики ……………………….................................. Сверла спиральные ……………………………………………………… Протяжки плоские, ножи к сборному инструменту ……………………

1,0 0,90 0,75 0,70 0,65 0,45 0,90 0,64 0,53 0,45 0,85

Таблица 11.83

Значение коэффициента К₁

Группа сталей	Температура нагрева, °С	К1, мин/см	Группа сталей	Температура нагрева, °С	К1, мин/см
Углеродистые и низколегированные стали^*	800  850  870 900 950	12,5 11,3 10,8 10,0 8,8	Быстрорежущие и другие высоколегированные стали^**	1200 1210 1220 1230 1240 1250 1275 1300	5,4 5,3 5,1 5,0 4,9 4,8 4,4 4.1
Высокохромистые и другие среднелегированные стали ^**	1000 1050 1100 1150	8,0 7,4 6,7 6,0
^*Предварительный подогрев до 400-600° С. ^**Предварительные подогрев до 860-880° С в соленом расплаве.

Для длинномерного инструмента, отношение длины рабочей части которого к его диаметру достаточно велико (3:1 и более), при определении времени про­грева влиянием члена 2D в формуле (11.4) пренебрегают. Таким образом, время сквозного прогрева τ_с.п. сплошных длинных цилиндров и концевого инструмента с достаточной для практики точностью определяют по получаемой при этом фор­муле

, (11.15)

где n — коэффициент, с/мм; D — фактический размер образца или инструмента мм.

Чтобы получить результаты в минутах, формулу (11.15) выражают в виде

. (11.16)

По формуле (16) и производят упрощенный расчет времени сквозного про­грева длинномерных цилиндров и концевого инструмента в соляных ваннах. Значения коэффициента n находят из табл. 11.84.

Таблица 11.84

Значение коэффициента n при нагреве в расплавах хлористых солей, приведенных в табл. 11.78 для длинномерных тел простой формы и концевого инструмента

Среда нагрева	Температура нагрева, °С	Сплош­ной цилиндр	Стержень квадратного сечения	Спиральные сверла	Ручные и гаечные мет­чики	Развертки, фрезы, зенкеры хвосто­вые долбяки, про­тяжки круглые	Круглые напиль­ники и надфили
BaCl2 + + NaCI	800 850 870 900 950	19,0 17,0 16,2 15,0 13,0	22,8 20,4 19,4 18,0 15,6	8,5 7,6 7,3 6,8 5,8	10,0 9,0 8,6 8,0 6,9	12,2 10,9 10,4 9,6 8,3	17,1 15,3 14,6 13,5 11,7
BaCl2	1000 1050 1100 1150 1200 1210 1220 1230 1250 1275 1300	12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,8 7,0 7,4 7,0 6,5 6,0	14,1 13,2 12,0 10,8 9,6 9,4 9,1 8,9 8,4 7,8 7,2	5,4 5,0 4,5 4,0 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,0 2,7	6,4 5,8 5,3 4,8 4,2 4,1 4,0 3,9 3,7 3,5 3,2	7,7 7,0 6,1 5,8 5,1 5,0 4,9 4,7 1,5 4,2 3,8	10,8 9,9 9,0 8,1 7,2 7,0 6,8 6,7 6,3 5,8 5,4

Все формулы для определения времени сквозного прогрева образцов и ин­струмента приведены для условий свободного омывания их поверхности нагре­вающей средой. При нагреве в приспособлениях, которые погружают в солевой расплав вместе с изделиями, расчетное время прогрева увеличивают на 20…30 %.

Время выдержки после прогрева. Изотермическая выдержка после прогрева для инструментальных заэвтектоидных и ледебуритных сталей должна обеспечить такую степень растворения избыточных карбидов и выравнивание состава аустенита, которые необходимы для достижения высокой теплостойкости и получения после отпуска высоких механических и режущих свойств.

На основе опытных данных установлены следующий эмпирические фор­мулы для определения величины τ_и.в после прогрева в зависимости от общего содержания сильных карбидообразующих элементов в инструментальных сталях.

Для заэвтектоидных углеродистых и низколегированных сталей

τ_и.в = 1 + 0,6Cr + 0,4W + 3V. (11.17)

Для высокохромистых ледебуритных сталей

τ_и.в = 0,2Сr + 0,5W + V + Мо. (11.18)

Для быстрорежущих сталей:

τ_и.в = 0.08W+0,2V + 0,15Мо, (11.19)

где Cr, W, V, Мо — содержание в сталях этих элементов в процентах.

На основании формул (11.17)…(11.19) вычислены и приведены в табл. 11.85 значения величины τ_и.в для применяемых инструментальных сталей.

Таблица 11.85

Значение τ_и.в для различных сталей

Группа сталей	Марка стали	Температура закалки, °С	Время выдержки после прогрева τи.в, мин	Группа сталей	Марки стали	Температура закалки, ^0С	Время выдержки после прогрева τи.в, мин
Углеродистые и низколегированные	У10, У12, У13 11Х 9ХС X ХВГ ХВСГ	800 820 875 840 860 870	1,0 1,5 1,7 1,9 1,3 2,1	Быстрорежущие	Р18, Р18Ф2 Р14Ф4 PI2 Р12Ф3 Р9, Р9К5, Р9К10 Р9Ф5 Р6М5 Р6М3 Р8М3К6С	1275 1250 1245 1245 1230 1240 1225 1225 1210	1,7 1,9 1,3 1,7 1,1 1,7 1,8 1,6 2,0
Высокохромистые	Х6ВФ Х12Ф1 XI2M 6Х6В3МФС	1010 1070 1070 1050	2,5 3,2 3,1 3,5

В ряде случаев при назначении изотермической выдержки после прогрева вводят поправки, учитывающие влияние величины и распределения избыточных карбидов в инструментальных сталях. Например, для мелких профилей из быстро­режущих сталей (обычно диаметром ≤ 10 мм), где избыточные карбиды более измельчены и равномернее распределены по объему стали, время выдержки τ_и.в иногда назначают на 20…30 % больше расчетного.

Изотермическая выдержка может быть более длительной, если требуется повышенная красностойкость, определяемая условиями резания. Например, для отдельных инструментов, работающих при высоких скоростях резания 60…70 м/мин и изготовленных из менее склонных к перегреву быстрорежущих сталей с повышенным содержанием ванадия, например из сталей Р18К5Ф2 или Р14Ф4, время τ_и.в может быть увеличено до 1,5 раза по сравнению с обычно назначен­ным при скоростях резания 30…40 м/мин.

Охлаждение при закалке. Условия охлаждения при закалке режущего инстру­мента должны обеспечить сохранение высокой концентрации углерода, а для леги­рованных и быстрорежущих сталей — и легирующих элементов в твердом рас­творе, сведение до минимума закалочной деформации и отсутствие трещин. Ис­ходя из этих требований для режущего инструмента из углеродистой стали при­меняют следующие условия охлаждения при закалке: мелкоразмерный инстру­мент диаметром до 4 мм охлаждают в масле; инструмент диаметром 5…10 мм под­вергают ступенчатой закалке с охлаждением в солевых расплавах при 160…200 °С в течение времени, равного выдержке при нагреве и далее на воздухе; весь инстру­мент из углеродистой стали диаметром более 10…12 мм охлаждают в 5…10 %-ном водном растворе NaCl или NaOH с температурой 18…30 °С. При закалке инстру­мента из этих сталей, имеющего сложный профиль или большие габаритные размеры, для уменьшения деформации и предотвращения образования трещин применяют комбинированное охлаждение: до температуры начала мартенситного превращения охлаждают в воде, а затем переносят в масло или горячий солевой расплав с температурой 160…200 °С, где выдерживают короткое время и далее охлаждают на воздухе.

Весь инструмент из низколегированных сталей подвергают ступенчатой закалке с охлаждением в солевом расплаве при 160…240 °С в течение времени, равного выдержке при окончательном нагреве, и далее на воздухе.

Для большинства инструментов из быстрорежущих и высокохромистых ста­лей применяют ступенчатую закалку трех видов: с охлаждением в средах различ­ного состава с температурой 200…300 °С, 400…550 °С и 610…650 °С и далее на воздухе. Время выдержки во всех этих средах для инструмента из быстрорежу­щих сталей равно времени окончательного нагрева; для инструмента из высокохромистых сталей выдержка в первых двух средах также равна времени оконча­тельного нагрева, в третьей среде (при 620…650 °С) она равна половине указан­ного времени.

Некоторые виды инструмента из быстрорежущей стали закаливают в других условиях: мелкоразмерный инструмент (диаметром до 5 мм) при закалке иногда охлаждают на воздухе; отдельные виды длинномерного инструмента, например протяжки, закаливают с охлаждением в горячем масле до 300 °С, а затем подвер­гают горячей правке в интервале температур мартенситного превращения в про­цессе дальнейшего охлаждения на спокойном воздухе.

Охлаждающие среды. Применяемые при закалке режущего инструмента охла­ждающие среды должны быть достаточно простыми по составу, легкоплав­кими и жидкотекучими; не должны разъедать поверхность инструмента, на­гретого до закалочных температур, не должны быть ядовитыми и взрывоопас­ными при используемых температурах. В основном для данной цели применяют смеси селитр с добавками едких щелочей. В последние годы широкое применение нашли смеси хлористых солей. Составы, наиболее часто используемых охлажда­ющих сред при закалке различного режущего инструмента приведены в табл. 11.86.

Таблица 11.86

Охлаждающие закалочные среды

Инструмент		Основная охлаждающая среда			Заменяющая охлаждающая среда
		Состав	Температура плавления, °С	Рабочая температура °С	Состав	Температура плавления, °С	Рабочая температура °С
Из углеродистой стали, диаметром:	до 4 мм 4-10 мм более 10 мм	Масло Расплав 55%KNO3+ +45%NaNO3 5-10%-ный водный раствор NaCl	- 137 -	20-60 150-170 18-30	Расплав 55%KNO3+ +45%NaNO3 Расплав 20%NaOH+ +80%КОН+6%Н2О к общему количеству щелочей 5-10%-ный водный рас­твор NaOH	137 130 -	150-170 150-170 18-35
Из низколегированной стали		Расплав 55% KN03+ +45% NaNO3	137	160-180	Расплав 20%NaOH+ + 80%КОН+6% Н2О к общему количеству щелочей	130	150-180
Из быстрорежущих и высокохромистых ста­лей		Расплав 70% KNO3+ +30% NaOH	260	300-550	Расплавы: 100% KNO3 55% KNO3+ +45%NaNO3 100% NaOH	337 137 328	400-550 200-300 400-550
		Расплав 50% BaCl2+ +25% КСl+ +25%NaCl	585	610-675	Соль НТ-660: 48% BaCl2+30%KCl+ +22% NaCl	580	610-675

Твердость после закалки. Инструмент из углеродистой и низколегированной стали после закалки должен иметь твердость HRC ≥ 62. Для инструмента из быстрорежущей стали требуемая твердость после закалки зависит от химического состава стали: для инструмента из вольфрамовых или вольфрамомолибденовых быстрорежущих сталей она должна быть в пределах HRC 62…65, из кобальто­вых быстрорежущих сталей — в пределах HRC 64…66.

Оборудование для закалки инструмента. В единичном и мелкосерийном произ­водстве для нагрева и охлаждения при закалке режущего инструмента исполь­зуют электродные и тигельные соляные ванны различных типов и конструкций. В крупносерийном и .массовом производстве режущего инструмента, на инстру­ментальных заводах широко применяют автоматизированные агрегаты для за­калки инструмента.

Данные о некоторых видах механизированного оборудования, которое ис­пользуют при закалке и отпуске режущего инструмента в массовом производстве, приведены в табл. 11.87.

Методы контроля. При закалке режущего инструмента контролируют тем­пературу нагрева, время выдержки, обезуглероживающую активность ванн окон­чательного нагрева, температуру ванн ступенчатого охлаждения и др.

Контроль обезуглероживающей активности соляных ванн производят мето­дом фольги с помощью образцов тонкой (0,08…0,12 мм) ленты из высокоуглероди­стой стали 13Х, имеющей исходное содержание углерода С_и = 1,3…1,4 %. Образцы нагревают при обычных для обрабатываемых сталей температурах за­калки, указанных в табл. 11.79, выдерживая их в высоко- и среднетемпературных ван­нах в течение 1 и 10 мин соответственно, после чего быстро охлаждают в воде.

Конечное содержание углерода С_к в контрольном закаленном образце ленты после нагрева определяют или методом химического анализа или ускоренным методом заключающемся в измерении на установках ИТЭС-5м термоЭДС, возникающей между этим образцом и нагретым до 160° С медным электродом, ис­пользуя экспериментально найденную зависимость этих двух величин.

Ванну считают удовлетворительной, если после нагрева в указанных усло­виях конечное содержание углерода С_к в контрольных образцах ленты состав­ляет при закалке вольфрамовых быстрорежущих сталей Р18, Р12, Р14Ф4 и др. ≥ 0,8 %, вольфрамомолибденовых Р6М5, Р6МЗ и др. ≥ 0,9 %, молибденокобальтовых Р9М4К8, Р6М5К5 и др. ≥ 1 %, углеродистых и низкалегированных ста­лей У12А, 9ХС и др. ≥ 1,2 %.

Для оценки качества закалки выборочно контролируют твердость рабочей части (а у сварного инструмента — и твердость хвостовой части), микроструктуру, иногда кривизну стержневых инструментов, изменение диаметра посадочного отверстия насадных инструментов, отсутствие наружных дефектов и др. Для ин­струментов из быстрорежущей ехали обязательным является выборочный кон­троль аустенитного зерна.