Особенности криогенной обработки технологической оснастки из различных сталей

В углеродистых сталях с содержанием углерода более 0,6% в результате криогенной обработки твердость повышается независимо от той температуры, при которой была проведена закалка, т. е. при любой закалочной температуре. Однако при определении температуры окончания процесса криогенной обработки надо учитывать, что положение точки М на шкале температур изменяется с изменением температуры закалки. При закалке от температуры 750—800° С охлаждение углеродистых инструментальных сталей до —30° С является достаточным для максимального превращения остаточного аустенита. Однако, чем ниже температура закалки, а следовательно, чем меньше аустенит насыщен углеродом, тем меньше должен быть перерыв во времени между закалкой и криогенной обработкой.

Для быстрорежущих сталей преимущества криогенной обработки сохраняются после отпуска при температурах до 580° С. Если отпуск проводят при более высоких температурах, преимущество предшествующего ему охлаждения ниже нуля исчезает. Для снижения количества остаточного аустенита наиболее эффективна термообработка, включающая в себя отпуск (при 580° С для стали типа Р18Ф2К8М или 560° С для стали типа Р6М5Ф2К8 либо Р6М5ФЗ) после закалки, криогенную обработку при —70-100° С (для указанных типов сталей) и двукратный отпуск при 560—580° С. После такой обработки количество остаточного аустенита приближается в стали типа Р18Ф2К8М к 1,9%, в стали типа Р6М5Ф2К8 к 0,52%; твердость стали 65—66 НКС. Быстрорежущие стали, обработанные при криотемпературах и затем отпущенные, приобретают более равномерную твердость, чем твердость сталей, охлажденных только в масле и отпущенных 3 раза при 560° С. Для резцов из быстрорежущей стали, обрабатываемой при криотемпературах, рекомендуется двукратный отпуск при 540° С с выдержкой не менее 1 ч каждый. Средняя стойкость инструментов, охлажденных ниже нуля, на 40—50% превышает стойкость инструментов, не подвергавшихся криогенной обработке. Криогенная обработка закаленных конструкционных сталей нецелесообразна, так как температура конца мартенситного превращения в таких сталях выше 20° С. Этот вид обработки применяют для конструкционных сталей, предварительно прошедших цементацию, азотирование или цианирование. Высокое содержание углерода в цементованном слое способствует сохранению в нем остаточного аустенита (особенно в сталях, содержащих такие легирующие элементы, как хром, никель и вольфрам). Твердость и износостойкость цементованных изделий при криогенной обработке повышаются. Режим криогенной обработки сталей с насыщенным поверхностным слоем аналогичен режиму, назначенному для углеродистых или легированных инструментальных сталей с количеством углерода и легирующих примесей, равным количеству, содержащемуся в поверхностном слое.