быстрорежущая сталь с содержанием кобальта — широкий пучок темно-желтых нитей искр без звездочек.
Термическая обработка металлов и сплавов, используемая в любительской практике, подразделяется на отжиг, закалку и отпуск.
Отжиг стальной детали производят для уменьшения ее твердости, что необходимо для облегчения механической, в том числе пластической, обработки. Отжиг целесообразен в тех случаях, когда необходимо изготовить какой-либо инструмент, используя металл другого, закаленного ранее инструмента.
Полный отжиг происходит при нагревании детали или заготовки до 900 °C, выдержке при этой температуре для прогрева детали по всему объему, а затем медленном охлаждении до комнатной температуры. Температуру раскаленной детали можно определять по свечению материала (табл. 1).
Таблица 1
Цвета каления ∙ Температура, °С
Ярко-белый ∙ 1250–1300
Светло-желтый ∙ 1150–1250
Темно-желтый ∙ 1050–1150
Оранжевый ∙ 900-1050
Светло-красный ∙ 830–900
Светло-вишнево-красный ∙ 800–830
Вишнево-красный ∙ 770–800
Темно-вишнево-красный ∙ 730–770
Темно-красный ∙ 650–730
Коричнево-красный ∙ 580–650
Темно-коричневый ∙ 550–580
Отжиг цветных металлов смотрите в таблице 7.
Закалка дает стальной детали большую твердость и износостойкость. Деталь нагревают до определенной температуры, выдерживают некоторое время, необходимое для прогрева всего объема материала, а затем быстро охлаждают. Обычно детали конструкционных сталей нагревают до 880–900 °C, из инструментальных — до 750–760 °C, из нержавеющей стали — до 1050–1100 °C. Для охлаждения применяют раствор поваренной соли или масло. При охлаждении в масле на поверхности стали образуется плотная пленка оксидов, которая является хорошим антикоррозийным покрытием.
При закалке мелких деталей можно легко перекалить их. Во избежание этого пользуются оправдавшим себя способом: раскаляют плоскую крупную болванку, на которую кладут мелкую деталь. Температуру закаливаемой детали определяют по цвету свечения болванки.
Необходимо, чтобы в процессе охлаждения детали температура жидкости оставалась почти неизменной, поэтому масса жидкости должна быть в 30–50 раз большей массы закаливаемой детали. Для интенсивного охлаждения деталь следует перемещать во всех направлениях
Тонкие широкие детали нельзя погружать в жидкость плашмя, так как при этом деталь будет коробиться.
Отпуск закаленных деталей позволяет снизить их хрупкость до допустимых пределов, сохранив при этом твердость, приобретенную сталью в результате закалки.
Температуру разогрева стальной закаленной детали при отпуске можно определить по изменению цвета оксидной пленки (табл. 2).
Таблица 2
Цвета побежалости ∙ Температура, °С
Серый ∙ 330
Светло-синий ∙ 314
Васильковый ∙ 295
Фиолетовый ∙ 285
Пурпурно-красный ∙ 275
Коричнево-красный ∙ 265
Коричнево-желтый ∙ 255
Темно-желтый ∙ 240
Светло-желтый ∙ 220
Ниже приведены рекомендуемые температуры отпуска для некоторых инструментов и деталей (в градусах Цельсия);
Резцы из углеродистых сталей ∙ 180-200
Молотки, штампы, метчики, плашки, малые сверла ∙ 200-225
Пробойники, чертилки, сверла для мягкой стали ∙ 225-250
Сверла и метчики для меди и алюминия, зубила для стали и чугуна ∙ 25-280
Инструмент для обработки древесины ∙ 280-300
Пружины ∙ 315-330
Дюралюминиевые детали при закалке нагревают до 360–400 °C, выдерживают некоторою время при этой температуре, а затем погружают в воду комнатной температуры и оставляют, до полного охлаждения. После этого дюралюминий становится мягким и пластичным, легко гнется и куется. Повышенную же твердость он приобретает спустя 3–4 дня: твердость и хрупкость его увеличиваются настолько, что он не выдерживает изгиба даже на небольшой угол. При отжиге деталь разогревают до 360 °C, выдерживают некоторое время, после чего охлаждают на воздухе. Для отпуска деталь слегка нагревают и натирают хозяйственным мылом. Затем продолжают нагревать до тех пор, пока слой мыла не почернеет, после чего дают остыть на воздухе (Почернение происходит при температуре отпуска).
Приближенно температуру нагрева дюралюминиевой детали можно определит следующим образом. При температуре 350–360 °C конец спички, свободный от серы, которым проводят по раскаленной поверхности детали, обугливается и оставляет темный след. Достаточно точно температуру можно определить с помощью небольшого (со спичечную головку) кусочка медной фольги, который кладут на поверхность разогреваемой детали. При температуре 400 °C над фольгой появляется зеленоватое пламя.
Закалка предварительно разогретой детали из меди происходит при медленном остывании на воздухе. Для отжига разогретую деталь быстро охлаждают в воде При отжиге медь нагревают до красного каления (600 °C), при закалке — до 400 °C, определяя температуру также с помощью кусочка медной фольги.
Для того чтобы латунь стала мягкой, легко гнулась, ковалась и хорошо вытягивалась, ее отжигают путем нагрева до 500 °C и медленного охлаждения на воздухе при комнатной температуре.
Удаление ржавчины с метрических поверхностей производят обычно стальными щетками (кардощетками) или наждачной бумагой, но более эффективны химические средства, например «Автопреобразователь ржавчины». При пользовании им металлическую поверхность следует очистить шпателем от рыхлой и пластовой ржавчины, после чего обезжирить уайт-спиритом или бензином. Затем, тщательно размешав, состав наносят на поверхность с помощью кисти. О взаимодействии состава со ржавчиной свидетельствует изменение цвета поверхности — она становится синевато-фиолетовой.
Работать следует в резиновых перчатках и защитных очках. При попадании средства на кожу — сразу смыть водой.
Другое средство — паста «Автоочиститель ржавчины». Ее наносят на металлическую поверхность, предварительно очищенную от рыхлой и пластовой ржавчины и обезжиренную, слоем толщиной в 2–3 мм и выдерживают 30 мин. Эту операцию можно повторить несколько раз, до тех пор, пока металл не освободится от ржавчины.
Хорошие результаты получаются при очистке составом, который приготовляют из двух растворов: первый — в 250 мл воды растворяют 53,5 г аммония, 52 г едкого натра (каустической соды), 200 г 40 %-ного формалина и добавляют еще 250 мл воды; второй — 10 %-ный раствор соляной или серной кислоты. К одному литру второго раствора добавляют 30 мл первого — и состав готов. Перед погружением детали в состав ее тщательно обезжиривают в бензине и сушат. В составе деталь оставляют на 10–30 мин до полного растворения оксидов. После обработки деталь промывают горячей водой и насухо протирают.
Ржавчину можно удалить и электрохимическим способом. К ржавой детали прикрепляют небольшой кусочек цинка и погружают вместе с ним в воду, слегла подкисленную серной кислотой. При хорошем контакте цинка с деталью ржавчина исчезает через несколько дней. Очищенную деталь прорывают в теплой воде и протирают тканью.
Ржавую поверхность хорошо очищать рыбьим жиром, оставляя слой жира на 1,5–2 ч. После выдержки ржавчина легко удаляется. Необходимо отметить, что рыбий жир, проникая на всю глубину ржавчины, образует под ней пленку, препятствующую дальнейшему ржавлению детали.
Если необходимо быстро удалить ржавчину, то сначала деталь промывают несколько минут в насыщенном растворе хлорного олова, а затем — в теплой воде и насухо протирают.