Обработка холодом (см. разряд 1-2).

Понижение температуры до точки Мк (-30) - (-70) °С для большинства сталей вызывает превращение остаточного аустенита в мартенсит, что повышает твердость сталей с 0,8-1,1 %С на 1-3 НRС. Однако одновременно возрастают напряжения. Поэтому изделия охлаждают медленно и сразу после обработки холодом выполняют низкий отпуск, чтобы снять внут-ренние напряжения. Для обработки холодом применяют специальные холодильные машины ХКМ-2, имеющие рабочую температуру (-85) °С.

Выдержка стали после закалки при комнатной температуре более 3-6 часов стабилизи-рует аустенит и поэтому он менее полно превращается в мартенсит при дальнейшем ох-лаждении и уменьшает эффект обработки холодом. В данном случае обработку холодом выполняют сразу после закалки.

Термообработка быстрорежущей стали. Отжиг быстрорежущей стали производится по режиму нормального или изотермического процесса. Охлаждение при нормальном отжиге производится со скоростью 30-40 °/ час. Изотермический отжиг производится по режиму: нагрев до 830 – 850 °С, выдержка 1,5-2 часа, быстрое охлаждение до 720 – 750 °С, выдержка 3-5 часа и дальнейшее охлаждение на воздухе. Для уменьшения твердости сталь подвергают также высокому отпуску при 720 – 750 °С с охлаждением на воздухе. Структура после отжига состоит из сорбитообразного перлита и карбидов. Твердость должна быть 207-255 НВ.

Быстрорежущая сталь имеет низкую теплопроводность и поэтому инструмент при закалке следует предварительно подогревать до 800 – 850 °С, а инструмент сложной формы подогревать с двумя подогревами: сначала до 600-680 °С, а затем до 800 – 850 °С. Нагрев без подогрева может привести к образованию трещин. Подогрев осуществляется в отдельных печах или же ваннах с расплавленными солями. Далее инструмент переносится в соляную ванну для окончательного нагрева под закалку. Температура закалки стали Р18 принимают равной 1270 – 1290 °С, стали Р6М5 – 1210 – 1230 °С. Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение в аустените части карбидов, в пределах возможной их раствори-мости. Высокие температуры закалки необходимы для более полного растворения вторичных карбидов и получения при нагреве аустенита высоколегированного хромом, вольфрамом, молибденом и ванадием. Это обеспечивает получение после закалки мартенсита, обладающего высокой устойчивостью против отпуска, т.е. теплостойкостью.

Охлаждающей средой при закалке чаще является масло. Для уменьшения деформации инструментов применяют ступенчатую закалку в расплавленных солях при 400 – 500 °С. Выдержку в этих солях принимают равной выдержке при окончательном нагреве, после чего следует охлаждение на воздухе. Структура быстрорежущей стали после закалки представляет высоколегированный мартенсит, содержащий 0,3-0,4 % С, нерастворенные карбиды и остаточный аустенит. Обычно содержание остаточного аустенита в стали Р18 составляет 25-30 % и 28-34 % в стали Р6М5. Остаточный аустенит понижает режущие свойства стали и поэтому его присутствие в готовом инструменте недопустимо.

После закалки следует отпуск при 550 – 570 °С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение в результате частичного распада мартен-сита и выделения дисперсных карбидов. Это сопровождается увеличением твердости (вторич-ная твердость). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита пре-вращается в мартенсит. Чтобы весь остаточный аустенит перешел в мартенсит и произошел отпуск вновь образовавшегося мартенсита, применяют многократный отпуск (чаще трехкрат-ный) отпуск при 550 – 570 °С. Продолжительность каждого отпуска 45-60 мин. Твердость после такой обработки находится на уровне 64-65 НRС.

Высокая твердость, полученная при отпуске, сохраняется при последующих нагревах до 600 – 620 °С, что обеспечивает высокую теплостойкость инструмента из быстрорежущей стали. Способность быстрорежущей стали устойчиво сохранять твердость в нагретом состоянии (до 600 – 620 °С), называется красностойкостью.

Существует другой режим превращения остаточного аустенита в закаленной стали в мартенсит: после закалки инструмент обрабатывается холодом при температуре (- 80 °С). При охлаждении от комнатной температуры до (- 80) °С образуется дополнительно около 15-20 % мартенсита (от общего объема стали) и после обработки холодом сохранится 10-15 % остаточного аустенита. Этот аустенит превращается в мартенсит посредством одного отпуска при 560 °С.

Второй режим обеспечивает лучшие режущие свойства, требует затрат меньшего времени и электроэнергии, но для его осуществления необходима холодильная установка.