Как закаляют металл


на огне, в масле или печи

Расскажем о трех способах закалки металла в домашних условиях, охлаждении и контроле качества. Как правильно провести закалку стали в масле и на открытом огне. Какое масло выбрать. Особенности закалки алюминия и меди.

Как можно закалить металл в домашних условиях, наверное, знает каждый мастер, работающий со слесарным или столярным инструментом. Считается, что для этого достаточно разогреть изделие докрасна, а затем охладить его в емкости с водой. Однако в домашней мастерской этим способом можно получить только твердый и хрупкий металл, который вполне подходит для стамесок и ножей, но непригоден для молотков, кернеров или зубил. Режимы термообработки зависят от марки стали и требуемых параметров изделия после закалки, а к ним относятся не только твердость, но и прочность, износостойкость, пластичность и вязкость. В домашних мастерских, как правило, отсутствуют измерительные приборы, с помощью которых можно узнать температуру детали. Поэтому для того, чтобы закалить деталь, границы нагрева и отпуска приходится распознавать по цвету металла или его побежалости. Кроме того, перед тем как закалить какое-либо изделие, мастер должен определить (хотя бы приблизительно) марку стали или сплава, из которого оно изготовлено. Со временем накапливаются и знания, и навыки, но начинающему термисту даже для того, чтобы в домашних условиях успешно закалить сверло, резец или какой-нибудь крепеж, сначала придется пополнить свой теоретический багаж, пообщаться с опытными специалистами и сделать несколько пробных закалок.

Способы бытовой закалки металла


Чтобы закалить изделие из металла в домашних условиях, в первую очередь следует определиться со способом его разогрева до необходимой температуры, а также подобрать емкости для охлаждающих жидкостей. Кроме того, необходимо выбрать домашнее помещение или место во дворе, где можно заниматься закалкой с соблюдением всех требований техники безопасности. Для нагревания можно использовать источники с открытым пламенем. Но таким способом удастся разогреть и закалить только небольшие по объему детали. К тому же открытое пламя вызывает окисление и обезуглероживание, которые негативно влияют на поверхностный слой металла. Температуру нагрева домашние мастера, как правило, определяют по цвету нагретой заготовки. На рисунке ниже приведена цветовая таблица, без которой невозможно правильно закалить изделие из углеродистой стали. Для легированных сталей температурный диапазон обычно сдвинут в сторону увеличения на 20÷50 °C.



Для того чтобы закалить изделие из стали с полным и равномерным прогревом, лучше всего воспользоваться такими источниками тепла, как кузнечные горны и закрытые печи. Это оборудование несложно изготовить самому в домашней мастерской, а эксплуатировать его можно как в помещении, так и на открытом воздухе. Для наддува в кузнечном горне обычно используют промышленный фен, а в качестве топлива подойдет древесный уголь, который продается в любом супермаркете. Небольшую закрытую печь легко изготовить из пары десятков шамотных кирпичей. При этом в зависимости от метода закалки металла в ней можно не только закалить, но и провести отпуск с прогревом всего объема изделия. Проще всего с емкостями для охлаждения и зажимным инструментом. Для закалочной жидкости подойдет любой негорючий сосуд достаточного размера, а удерживать и перемещать деталь можно щипцами или крючьями с ручками подходящей длины. На видео ниже показано, как в домашних условиях можно закалить топор с использованием самодельного горна и двух емкостей с разными охлаждающими средами.

Закалка на открытом огне


Самый простой способ закалить небольшую деталь в домашних условиях — это нагреть ее на открытом пламени до нужной температуры, руководствуясь при этом цветовыми таблицами. В качестве источника нагрева в таких случаях можно использовать газовую горелку, паяльную лампу или даже конфорку домашней газовой плиты. Главный недостаток такой закалки — это сложность равномерного прогрева изделия по всему объему, т. к. пламя создает высокую температуру на узком, ограниченном участке. Этот способ подойдет, когда необходимо закалить торец удлиненного изделия, например режущую часть сверла или лезвие стамески, или же небольшую деталь размером в несколько сантиметров. Еще одна проблема, с которой может столкнуться домашний мастер, решивший закалить углеродистую сталь открытым пламенем, — это сильное окисление и выгорание углерода в поверхностном слое железа, которые приводят к деградации его структуры.

Распространенные среды для самостоятельного каления

Для закалки сталей в домашних условиях обычно используют следующие охлаждающие среды: воздух, воду и водные растворы, минеральное масло. В качестве водных растворов обычно используют 10-15%-й хлористого натрия (поваренной соли), а минеральное масло в домашних мастерских — это чаще всего обычная моторная отработка. Чтобы закалить отдельные части изделия с разной твердостью, используют закалку с последовательным охлаждением в двух средах. Каждая из этих закалочных сред характеризуется своей скоростью охлаждения, от которой напрямую зависит структура обрабатываемого металла. К примеру, воздух охлаждает сталь со скоростью 5÷10 °C в секунду, масло — 140÷150 °C, а вода (в зависимости от температуры) — 700÷1400 °C.

Чтобы правильно и без проблем закалить свое изделие, необходимо знать марку металла, из которого оно изготовлено, т. к. от этого зависит как температура нагрева, так и способ охлаждения. Народные умельцы для своих изделий в качестве исходных материалов чаще всего используют б/у изделия из быстрорежущих и инструментальных сталей, которые можно закалить в домашней мастерской. Ниже в таблице приведены рекомендуемые температурные режимы и среды охлаждения для различных сталей.

Закалка металла в масле


Масло довольно плохо проводит тепло, что способствует более медленному формированию структурных элементов стали. Поэтому, если ее закалить в масляной среде, она наравне с твердостью приобретет прочность и упругость. На производстве для закалки обычно используют индустриальное масло И-20 или современные закалочные масла типа «Термойл», «Термо» или «Волтекс». В домашних мастерских народные умельцы пользуются тем, что имеется в наличии. Чаще всего это новое или отработанное моторное масло. Чтобы безопасно закалить деталь в таком масле в домашних условиях, нужно помнить, что у него по сравнению с промышленными закалочными жидкостями гораздо более низкая температура вспышки, и при погружении в него раскаленного металла оно на короткий срок загорается с выделением едкого дыма. Поэтому закалочная емкость, применяемая в домашней мастерской, должна иметь минимальную открытую поверхность и использоваться только на открытом воздухе или в проветриваемом помещении. Помимо обычных ведер и жестяных банок, одна из самых распространенных конструкций такой емкости, которой пользуются домашние мастера — это удлиненный отрезок трубы подходящего диаметра с приваренным днищем.

Изготовление камеры для закаливания металла


Основным материалом для изготовления корпусов домашних печей для закалки стали являются твердые огнеупоры в виде блоков различных размеров и шамотная глина. В такой печи достигается температура свыше 1200 °C, поэтому в ней можно закалить изделия не только из углеродистой или инструментальной, но и из высоколегированной стали. При изготовлении домашних печей из шамотной глины сначала делают картонный каркас по форме и размеру рабочей камеры, который затем покрывают слоем шамота. Поверх его наматывают нагревательную спираль, а затем накладывают основной теплоизолирующий слой. При такой конструкции область нагрева изолирована от нагревательного элемента, что важно, когда необходимо закалить сталь, чувствительную к окислам и выгоранию углерода.

Самой же распространенной конструкцией домашних закалочных печей являются установки, тепловые корпуса которых выполнены из шамотного кирпича или аналогичных ему огнеупоров. Рабочая температура у таких материалов более 1400 °C, поэтому в подобных печах можно закалить практически любой вид стали и многие тугоплавкие сплавы. Конструктивно такая домашняя печь похожа на обычную печь на дровах, только имеет гораздо меньшие размеры. Нагрев металла в ней осуществляется с помощью электрической спирали, уложенной в пазы по периметру внутреннего пространства. Если необходимо качественно закалить сталь, ее необходимо нагреть до точно заданной температуры, поэтому большинство таких домашних самоделок оснащено терморегуляторами (их свободно можно приобрести на «Алиэкспресс»).

На видео ниже показано устройство такой домашней печи с торцевой загрузкой и терморегулятором, который позволяет закалить сталь с точным соблюдением температурных режимов. Ее тепловой корпус изготовлен из муллитокремнеземистых огнеупорных плит ШПТ-450.



Подробное описание конструкции и рекомендации по созданию печи с верхней загрузкой, в которой можно закалить изделия длиной до 54 см, можно посмотреть в следующем видео. Здесь тепловой корпус печи изготовлен из шамотного кирпича (типа ШБ) и также используется терморегулятор. Кроме верхней загрузки, особенностью этого устройства является спираль из кантала, который служит во много раз дольше традиционного нихрома и фехраля.

Как самостоятельно провести отпуск


Отпуск стали проводят для снижения ее хрупкости и повышения пластичности, что происходит во время ее нагрева до невысокой (по сравнению с закалкой) температуры с последующим медленным охлаждением. Для большинства сталей (углеродистых и низколегированных), которые можно закалить в домашней мастерской, отпуск проводится при температурах в интервале от 150 до 250 °C (см. таблицу выше). В отличие от закалки такой нагрев не требует специального оборудования, поэтому многие домашние мастера используют для этих целей духовки бытовых плит с терморегуляторами. Определить температуру нагрева при отпуске можно по цвету побежалости — разноцветной оксидной пленки, возникающей на поверхности стали при нагреве (см. рис. ниже). Если закалить сталь «на мартенсит», т. е. с быстрым охлаждением в воде, то получится очень твердая, но хрупкая структура. Поэтому отпуск является обязательной процедурой при термической обработке режущего инструмента.

Проверка качества закалки


Для того чтобы определить, удалось ли закалить изделие из стали до нужной твердости, у домашнего мастера не так уж и много способов. Традиционный — это попробовать поцарапать металл надфилем (не алмазным), который обычно имеет твердость 55÷60 HRC. Если на поверхности остаются бороздки, то это значит, что закалить сталь до нужного значения не получилось и ее твердость ниже этой величины. Если же надфиль скользит по поверхности закаленного металла, то его твердость в норме. Еще один способ проверки качества домашней закалки — это царапание закаленной сталью поверхности бутылочного стекла (см. фото ниже). Кроме твердости, в домашних условиях при наличии определенных навыков можно проверить и структуру металла. Для этого необходимо закалить несколько образцов одинаковой стали в разных режимах, а затем на глаз сравнить структуру и размер зерна.

Особенности закалки алюминия


Необходимость закалить какое-либо изделие из алюминия в домашних условиях возникает достаточно редко, т. к. вся готовая продукция из литейных и деформируемых сплавов обычно проходят требуемую термообработку и в процессе эксплуатации практически не теряет своей твердости и жесткости. Такая потребность у домашнего мастера может возникнуть после сварки между собой деталей из алюминиевых сплавов, т. к. в этом случае они очень часто теряют жесткость в области, прилегающей к сварному шву. Но в домашних условиях закалить алюминий очень сложно, т. к. для этого нужно точно знать тип сплава и выдерживать термические параметры с точностью как минимум ±5 °C. Охлаждение тоже требует определенных навыков, т. к. при неточном соблюдении технологии изделие может повести. Если же все-таки хочется освоить этот вид термообработки для использования в домашних условиях, то в первую очередь необходимо обзавестись печью с точным терморегулятором, а также быть готовым к тому, что каждый раз придется закаливать поочередно несколько образцов для подбора нужных параметров термического процесса.

Особенности закалки меди

Технологии термообработки стали и меди имеют принципиальные отличия. Нагрев меди до красного каления (свыше 600 °C) и быстрое охлаждение в воде приводит к ее отпусканию (т. е. она становится мягкой). Закалить медь в домашних условиях сложнее, чем отпустить, т. к. для этого ее нужно нагреть всего до 400 °C, при которых она не имеет свечения. После нагрева до указанной температуры медное изделие медленно остужается на воздухе, после чего оно приобретает твердость, как после нагартовки. Если все-таки есть насущная потребность закалить какое-то количество медных деталей в условиях домашней мастерской, придется обзавестись пирометром для контроля температуры нагрева.

Мы описали два способа проверки качества закалки в домашних условиях. А какие знаете вы? Поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к этой статье.

В чем разница между отпуском и отжигом?

  • Металлические изделия
    • Сталь холоднокатаная A109
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Отожженная пружинная сталь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Бериллиевая медь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • латунь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Холоднокатаная Сталь 1008/1010
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Медь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Фосфорная бронза
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • нержавеющая сталь
      • 301 шт. Из нержавеющей стали
      • Складские позиции из нержавеющей стали 302/304
      • Физические и химические свойства
    • Закаленная пружинная сталь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
  • Услуги и возможности
    • По длине
    • Edge Conditioning
    • Продольная
  • О нас
    • Отрасли, которые мы обслуживаем
  • Ресурсы
  • Блог
Размещенно: Дани Вейнхандл
, 16 июля 2020 г. .

Закалка, закалка, отпуск в Metlab of Wyndmoor PA.

(щелкните миниатюру, чтобы увеличить)

Закалка металла / Закалка металла / Закалка металла

Три больших комплекта подшипников извлекаются из печи Metlab диаметром 180 дюймов и высокой науглероживанием 156 дюймов после температуры закалки (1550 ° F) для последующей закалки в горячее масло с перемешиванием. Детали были науглерожены до глубины корпуса более 0,200 дюймов ECD. Вес приспособления и компонентов составляет около 40 000 фунтов.

Закалка металлов | Закалка металлов | Закалка металлов | Удобства

Закалка металла

Использование этой обработки приведет к улучшению механических свойств, а также к повышению уровня твердости, в результате чего будет получено более прочное и долговечное изделие. Сплавы нагреваются выше критической температуры превращения материала, а затем охлаждаются достаточно быстро, чтобы мягкий исходный материал превратился в гораздо более твердую и прочную структуру.Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться путем закалки в масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале. Закаленные материалы обычно подвергаются отпуску или снятию напряжений для улучшения их размерной стабильности и прочности.

Стальные детали часто требуют термической обработки для получения улучшенных механических свойств, таких как увеличение твердости или прочности. Процесс закалки состоит из нагрева компонентов выше критической (нормализационной) температуры, выдержки при этой температуре в течение одного часа на дюйм толщины, охлаждения со скоростью, достаточно быстрой, чтобы позволить материалу трансформироваться в гораздо более твердую и прочную структуру, а затем отпуск .Сталь по сути представляет собой сплав железа и углерода; другие стальные сплавы содержат другие металлические элементы в растворе. Нагревание материала выше критической температуры приводит к переходу углерода и других элементов в твердый раствор. Закалка «замораживает» микроструктуру, вызывая напряжения. Затем детали подвергаются отпуску для изменения микроструктуры, достижения соответствующей твердости и устранения напряжений.


Закалка металла

Материал нагревается до подходящей температуры, а затем закаливается в воде или масле для затвердевания до полной твердости в зависимости от типа стали.

Материал нагревают до температуры, подходящей для затвердевания, затем быстро охлаждают, погружая горячую часть в воду, масло или другую подходящую жидкость для преобразования материала в полностью затвердевшую структуру. Закаленные детали обычно должны быть выдержаны, отпущены или сняты напряжения для достижения надлежащей ударной вязкости, окончательной твердости и стабильности размеров.

Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться закалкой в ​​масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале и конечных механических свойств, которые должны быть достигнуты.Закаленные материалы подвергаются отпуску для повышения их размерной стабильности и прочности.


Закалка металла

Отпуск проводится для достижения требуемого сочетания твердости, прочности и вязкости или для уменьшения хрупкости полностью закаленных сталей. Стали никогда не используются в закаленном состоянии. Комбинация закалки и отпуска важна для изготовления прочных деталей.

Эта обработка следует за закалкой или охлаждением на воздухе.Отпуск обычно считается эффективным для снятия напряжений, вызванных закалкой, в дополнение к снижению твердости до определенного диапазона или соблюдению определенных требований к механическим свойствам.

Отпуск - это процесс повторного нагрева стали при относительно низкой температуре, приводящий к выделению и сфероидизации карбидов, присутствующих в микроструктуре. Температура и время отпуска обычно контролируются для получения конечных свойств, требуемых от стали.В результате получается компонент с соответствующим сочетанием твердости, прочности и вязкости для предполагаемого применения. Закалка также эффективна для снятия напряжений, вызванных закалкой.


Удобства

Открытая или закрытая печь - закалка, отжиг, нормализация, обработка раствором и т. Д. До 2200 ° F

  • Шахтная печь - диаметр 144 дюйма, высота 96 дюймов
  • Шахтная печь - диаметр 180 дюймов, высота 156 дюймов
  • Шахтная печь (2) - диаметр 54 дюйма, высота 180 дюймов
  • Колокольные печи (4) - диаметр 72 дюйма на высоту 84 дюйма
  • Интегральные закалочные печи в масле - 24 "x 36" x 24 "в высоту, 18" x 24 "x 18" в высоту
  • Печь с вращающимся подом и закалка под прессом - Детали диаметром до 16 дюймов
  • Вакуумная печь - 24 "О.D. x глубина 24 дюйма

наверх

.

Термическая обработка металлов - свидетельство об отпуске Технические заметки

Auto Navigation
  • Конструкторский сертификат - Coláiste Pobail Bheanntraí
    • Макет экзаменационной работы
    • Домашнее задание на пятый год
    • Завершение домашнего задания Cert.
    • Модель автомобиля с дистанционным управлением (пятница, 6 марта 2020 г.)
    • Техническая графика
  • Диаграмма равновесия (тепловая).
    • Диаграмма теплового равновесия
  • Термическая обработка металлов

    • Определение общих терминов термической обработки
    • Процессы закалки
    • Температурные зоны термообработки
    • Типы пирометров
  • Диаграмма углерода железа
  • Обработка
    • Образование стружки
    • Сверление
    • Шлифовка
    • Фрезерование
    • Токарная обработка
  • Испытание материалов
    • Испытание на твердость
    • Испытание на ударную вязкость
    • Неразрушающий контроль
    • Испытание на растяжение
  • Механизмы
    • Сцепление
    • Шаговый двигатель
    • Универсальный шарнир
  • Полимерная технология
    • Выдувное формование
    • Каландрирование
    • Компрессионное формование
    • Определение общепринятых терминов для полимеров
    • Экструзия
  • 900 20
.

Интерактивная история металлургии - Хронология процессов обработки металлов, термообработки, технологии обработки поверхностей

Пуаби (обычно называемый царицей Пуаби) был важным человеком в шумерском городе Ур во время Первой династии Ура. В ее могиле был найден золотой кубок с изготовленным для нее сосудом с двойными стенками. Паяное из сплава 25% серебра золото называлось «электрум». Золотая пайка была известна и умело практиковалась шумерами, первой цивилизацией в истории человечества в 3 веке до нашей эры.Кубок, созданный для Пуаби, был найден сэром Леонардом Вулли сэром Леонардом Вулли с зеленой краской для глаз на кладбище Ура (современный Ирак) между 1922 и 1934 годами и является одним из самых ранних сохранившихся примеров паяного соединения. Верхняя часть двустенная, а паяное соединение выполнено по периферии. В настоящее время кубок выставлен в Британском музее в Лондоне.

Другие примеры ранней пайки включают сосуды для питья с ручками, прикрепленными к телу с помощью техники пайки, возникшую в Трое около 2200 г. до н.Примерно в то время пайка также была обычным явлением в Египте. Современная пайка уходит своими корнями в работу ранних паяльных машин, однако этот процесс был усовершенствован и во многих случаях автоматизирован для массового производства паяных металлических изделий.

Пайка в настоящее время является обычным методом в металлургии, используемым для соединения двух металлических частей вместе путем плавления и заливки присадочного металла в соединение, причем этот присадочный металл имеет более низкую температуру плавления, чем прилегающий металл. В то время как первые металлурги выполняли пайку с использованием древесного угля и выдувной трубы, современные методы усовершенствованы, точны, масштабированы до промышленного уровня и могут быть автоматизированы или полуавтоматизированы.Пайка горелкой - это наиболее распространенная форма механизированной пайки, идеально подходящая для небольших производственных партий или специализированных операций.

Пайка в больших объемах осуществляется в печах. Это автоматизированный или полуавтоматический процесс, широко используемый в промышленных операциях, который особенно рентабелен. Пайка в печи имеет множество преимуществ, в том числе простоту изготовления большого количества мелких деталей, которые легко соединяются или устанавливаются самостоятельно, контролируемый тепловой цикл, который защищает детали, которые могут деформироваться от локального нагрева, низкая стоимость единицы, защитная Атмосфера в печи является либо инертной, либо восстановительной, либо вакуумной, что защищает деталь от окисления и, конечно же, позволяет паять несколько соединений одновременно.

Вакуумная пайка, в частности, дает значительные преимущества, обеспечивая очень чистые, превосходные пайки без флюса, высокую целостность и прочность. Пайка очень быстро превратилась из начальных методов обработки паяльной трубой и древесным углем, использовавшихся в древности, в современный научно обоснованный производственный процесс, управляемый компьютером. Он остается одной из опор используемых сегодня металлических соединений. подробнее »

.

Смотрите также