Закалка стали в муфельной печи

В этом видео я покажу процесс закалки и отпуска с ее использованием. Я изготовил еще один комплект деталей для механизма быстрой фиксации задней бабки токарного станка ТВ-16. Теперь мне нужно подвергнуть закалке с последующим отпуском корпус с подъемной втулкой и поворотный стержень.

Установлю муфель на лист асбеста. Провода питания муфельной печи подключу к контактам ЛАТРа. К ЛАТРу присоединю мультиметр. Установлю вилку термопары в датчик температуры, а саму термопару помещу в отверстие крышки печи. Крышка печи у меня со временем разболталась, и чтобы она не выпадала, мне приходиться ее поджимать стальным бруском.

Вначале мне нужно немного прогреть муфель. Включу ЛАТР в сеть. Несмотря на то, что ручка регулятора ЛАТРа установлена на ноль, мультиметр показывает на выходе напряжение 6 вольт. Поверну рукоятку и выставлю напряжение на выходе 80 вольт. Датчик температуры у меня вначале показывает температуру внутри камеры 19-20 градусов, т.е. как и в помещении. Прогрев печи я обычно провожу в течении 15 минут. Через 15 минут температура внутри печи достигла 215 градусов.

После прогрева, увеличу напряжение на выходе ЛАТРа до 125 вольт и продолжу нагревание печи. В качестве справочника при термообработке я использую «Краткий справочник технолога-термиста», автор Иосиф Каменичный, издание 1963 года. Электронную версию этой книги Вы можете скачать на нашем сайте, ссылку на скачивание я размещу в описании к видео.

На странице 130 в справочнике указаны рекомендуемые температуры термообработки для некоторых видов сталей. Так для стали 45, из которой изготовлены детали, которые я сегодня намерен подвергнуть термообработке, температура закалки составляет 810-840 градусов. Учитывая, что деталь немного остынет пока я буду переносить ее из печи в охлаждающую жидкость, то буду прогревать детали до температуры 840 градусов. Вначале мне нужно нагреть муфельную печь до этой температуры.

Предварительно для удобства загрузки и извлечения я привяжу ко всем трем деталям отрезки нихромовой проволоки. Я несколько лет назад купил спираль к электроплитке и до сих пор пользуюсь ей. Каждого из отрезков мне хватает на 10-15 загрузок деталей при закалке. Длину проволоки я отрезаю таким образом, чтобы после загрузки в муфель конец проволоки выступал из-под крышки муфельной печи. Спустя примерно час печь прогрелась до 840 градусов. Теперь в нее можно загружать деталь. Вначале загружу корпус фиксатора. После загрузки детали температура внутри камеры уменьшилась. Дождусь пока температура в камере печи вернется почти к прежнему значению, после чего уменьшу напряжение на выходе ЛАТР до 90 вольт. Мне нужно дождаться, когда деталь равномерно прогреется до 840 градусов, но и излишне не перегрелась, поэтому буду плавно регулировать напряжение в процессе нагрева. Считается, что для равномерного прогрева необходимо выдержать деталь при нужной температуре не менее 20 секунд на 1 мм толщины детали. Максимальная толщина корпуса фиксатора у меня 7 мм, значит минимальное время прогрева составляет 140 секунд. На всякий случай сделаю выдержку на прогрев детали в пять минут, т.е. с хорошим запасом. Для закалки нагретую деталь необходимо резко охладить. Согласно таблице, приведенной в «Кратком справочнике технолога-термиста», рекомендуемой охлаждающей средой при закалке стали 45 является вода.

Мне когда-то один кузнец рекомендовал использовать в качестве закалочной жидкости не просто воду, а 10-15% раствор поваренной соли в воде. Для этого я растворил примерно 100-150 грамм поваренной соли в 1 литре воды. Я пользуюсь эти рецептом много лет и тоже рекомендую его. Закалка при этом происходит менее жестко и меньше шансов что деталь даст трещину, особенно в случае неравномерных толщин ее конструкции. Охлаждающую жидкость я для наглядности налил в стеклянную банку. Поставлю ее рядом с муфельной печью, чтобы уменьшить время переноса детали из печи в охлаждающую жидкость.

Придерживаю крышку печи рукой, уберу подпирающий крышку брусок. Плоскогубцами схвачу конец проволоки, которым обвязана деталь. Открою крышку и быстро перенесу деталь из печи в охлаждающую жидкость. В момент погружения детали, вода вокруг нее начинает бурно кипеть и образуемые пузырьки, и горячая вода препятствуют быстрому остыванию. Чтобы увеличить скорость остывания нужно перемещать деталь внутри охлаждающей жидкости. Оставлю деталь в жидкости до полного остывания.

Загружу теперь в печь поворотный стержень. Подожду пока температура в печи вновь прогреется до 840 градусов. В это время корпус фиксатора можно извлечь из охлаждающей жидкости, обтереть ветошью и отвязать от него проволоку.

Поворотный стержень в месте крепления рукоятки имеет сечение 20 мм, но закалить мне нужно именно тонкую часть стержня диаметром 10 мм, где проточен эксцентрик. Поэтому время выдержки поворотного стержня в камере печи при 840 градусов составляет 10 мм х 20 секунд = 200 секунд, т.е. 3,5 минуты. Сделаю прогрев так же с небольшим запасом, т.е. 5 минут.

После прогрева быстро опущу стержень в охлаждающую жидкость. Причем я привязал стержень к проволоке таким образом, чтобы вначале в охлаждающую жидкость опускалась тонкая часть стержня.

По аналогии проведу закалку подъемной втулки. Температура на наружной поверхности корпуса печи после примерно полутора часов работы достигла 88 градусов.

Печь после завершения закалки выключу и оставлю остывать. Для этого вначале убавлю напряжение до нуля на ЛАТР, а затем выключу ЛАТР из розетки. Я обычно открываю крышку печи, чтобы муфель быстрее остывал.

Вот так выглядят детали после закалки. Закалка это вид термической обработки стали и некоторых сплавов путем нагрева их до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением. При закалке сталей сильно увеличивает их твердость, но повышается и хрупкость.

Отпуск стали –это чаще всего финальная термическая обработка после закалки, представляющая собой процесс нагрева деталей до определенной температуры, выдержки ее при этой температуре и последующего охлаждения детали. Ее основное назначение – ликвидация внутренних напряжений и уменьшение хрупкости детали.

Согласно той же справочной таблицы температура нагрева для отпуска стали 45 должна быть от 200 до 700 градусов, в зависимости от того какую твердость необходимо получить. Я планирую получить твердость в пределах 50 единиц, т.е. мне необходимо нагревать деталь до температуры 300 градусов Цельсия.

Отпуск я провожу через несколько часов после закалки, когда температура в муфельной печи остынет до 200-300 градусов. Закрою печь крышкой и при необходимость прогрею ее до 300 градусов. После чего загружу все три детали в камеру печи. Так как мне нужно будет извлекать их из печи лишь после полного остывания, я не буду привязывать к деталям нихромовую проволоку. Просто заброшу детали в камеру, если нужно немного протолкну их вперед латунным стержнем. Закрою крышку печи и сделаю выдержку деталей при температуре 300 градусов. Время выдержки при этой температуре напрямую зависит от сечения деталей и может доходить до нескольких часов. В моем случае детали имеют небольшие габариты, но все же думаю, что хотя бы час нужно дать чтобы не только детали равномерно прогрелись, но и внутреннее напряжение в их кристаллической решетке, образованное в результате закалки, существенно снизилось.

Прошел час и можно завершать процесс отпуска. Охлаждение после отпуска проводится естественным путем на открытом воздухе. Выключу муфельную печь и просто открою крышку печи, чтобы детали плавно остывали.

Закалка стали в самодельной муфельной печи

Более подробно процесс закалки и отпуска можно увидеть в нашем видеоролике.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Решите : *
27 × 17 =