Для підвищення експлуатаційних властивостей ріжучі інструменти з інструментальних сталей після термообробки, фінішних операцій та заточування піддаються ще додаткової обробки, що носить загальну назву «операції поліпшення поверхневих шарів» або «облагороджування», які здійснюються хіміко-термічними, хіміко-механічними, хімічними, електричними, електрохімічними , електроерозійними, електролітичними та іншими методами.
В результаті цих операцій можна виправити такі дефекти, як обезуглероживание, недостатню і нерівномірну твердість і структуру поверхневих шарів робочої частини інструменту.
Xіміко - терміческній метод
Xіміко - терміческній метод представляє такий вид обробки, при якому відбувається зміна хімічного складу та властивостей поверхневих шарів інструментів, виготовлених з інструментальної сталі. Ці зміни найчастіше досягаються за рахунок дифузії різних елементів із зовнішнього середовища в сталь.
Найбільш широке поширення з хіміко-термічних методів має ціанування, т. Е. Насичення поверхневого шару інструменту одночасно вуглецем і азотом. В інструментальному виробництві широке застосування має так зване низькотемпературне рідинне ціанування, яке зазвичай здійснюється для інструментів з швидкорізальних сталей при температурі 550-570 ° С в соляних ціаністих ваннах наступного складу:
1) 50% ціанистого калію KCN і 50% ціаністого натрію NaCN з температурою плавлення суміші близько 490 ° С;
2) 96-98% ціаністого натрію NaCN і 4-2% соди Na2C03 з температурою плавлення суміші близько 550 ° С;
3) 60% ціаністого натрію NaCN і 40% соди Na2C03 з температурою плавлення суміші близько 440 ° С. Остання суміш найбільш рідка і не дає значного прилипання солей до оброблюваного інструменту, а тому частіше застосовується.
Однак багаторазове ціанування збільшує крихкість зубів інструменту. До того ж у цих інструментів, що зношуються як по задній, так і у вигляді лунки по передній поверхні, ціановані шар зберігається тільки в початковий період роботи, а потім зруйнований ціановані шар виконує роль абразиву, прискорюючи освіту лунки і тим самим сприяючи зниженню стійкості. У зв'язку з цим повторне ціанування таких інструментів не слід робити.
Сул'фідірованіе
Сул'фідірованіе, як і ціанування, виконується після термічної обробки і заточування інструментів. Воно зазвичай здійснюється в залежності від розміру і форми інструменту з витримкою від 45 хвилин до 3 годин на тигельних ваннах при температурі 550-560 ° С. До складу ванни входять нагрівальна (39% хлористого кальцію, 25% хлористого барію і 17% хлористого натрію) і активна (13,2% сірчистого заліза в порошку і 3,4% кристалічного сірчанокислого натрію) частини, а також прискорювач - 3,4% жовтої кров'яної солі.
Після сульфідіроваіія поверхню інструменту має сірий колір. У поверхневому шарі товщиною до 0,1-0,12 мм головним чином по межах зерен виділяються сірчисті з'єднання FeS, які набувають в процесі сухого тертя самозмащувальної здатність, завдяки чому зменшуються сили тертя стружки об ріжучий інструмент і підвищується в 1,5-2 рази зносостійкість інструменту.
Обробка в атмосфері сухого і перегрітого
Обробка в атмосфері сухого і перегрітої пари застосовується для інструментів т швидкорізальних сталей. Інструменти після шліфування, заточування і знежирення поміщають в герметично закривається піч і при 300- 350 ° С починають подачу пара під тиском (9,81-29,43) 103 Н / м2 протягом 20-30 хвилин для видалення повітря з печі. Потім підвищують температуру до 550-570 ° С і витримують 30-60 хвилин, а потім охолоджують в атмосфері пара до 300-350 ° С.
Вона доцільна для тих інструментів, які не можна піддавати ціанування, а також пройшли ціанування.
Xіміко - механічні методи
Xіміко - механічні методи облагороджування використовуються для видалення пріжогов, відпущеного тростіта або сорбіту та інших дефектів поверхневого шару робочої частини інструменту.
Дефектний шар можна видалити механічної доведенням за допомогою пасти ГОІ і наждачним пасти, а також поліруванням в розчинах електролітів. У першому випадку доведення здійснюється чавунними прітірамі, шаржовані пастами, состоящімі'із 65-75%) абразиву (карбід бору, алмаз, борозоі і т. Д.) І 35-25% парафіну. Для доведення швидкоріжучого інструменту широко застосовуються дрібнозернисті борозоповис, а твердосплавного - алмазні кола. Крім того, доводь а твердого сплаву може проводитися в розчинах електролітів, в результаті чого звільняються зерна карбідів вольфраму і титану, які потім видаляються за допомогою наждачного порошку.
Xіміческая і електрохімічна обробка
Xіміческая і електрохімічна обробка проводиться натравлюванням дефектів шару кислотами або солями.
У першому випадку після попереднього знежирення інструмент завадять в водний розчин, що містить сірчану і азотну кислоту, а також мідний купорос, і виробляють звичайне хімічне травлення. Більш доцільним методом є електрохімічне стравлювати, коли інструмент підвішується в ванні н є катодом, а з двох сторін підвішуються свинцеві аноди. Процес ведеться при напрузі 2-6 В і щільності струму 10-15 А. За 5-10 хвилин знімається дефектний поверхневий шари товщиною 0,01-0,02 мм, що забезпечує підвищення стійкості інструменту.
електролітичне покриття
Електролітичне покриття робочих поверхонь інструменту хромом набуло широкого застосування при обробці інструментів, виготовлених з різних інструментальних сталей. Воно виконується при низьких температурах 50-70 °. До того ж це покриття має високу твердість (НRС = 65-67) і зносостійкість н здійснюється в ваннах складу: 250 г хромового ангідриду СгЬ3; 2,5 г сірчаної кислоти H2SO4; 1 л води. Інструмент служить катодом, а анодом - свинець або нержавіюча сталь. Щільність струму при цьому становить від 14 до 22 А / дм2.
Сутність процесу при хромування зводиться до осадження хрому на хромової кислоти в присутності іонів. Для осадження хрому в канавках н отворах анодам надається відповідна форма. Час витримки у ванні залежить від необхідної товщини (0,01-0,04 мм) покриття. Щоб уникнути відшаровування хрому поверхні інструменту, що піддаються покриттю, ретельно шліфуються і поліруються, а потім обезжирюються.
У виробництві ріжучих інструментів з швидкорізальних і легованих сталей хромування є засобом додаткового підвищення їх зносостійкості після ціанування. Це пов'язано з наступними позитивними властивостями хромованого шару:
1) зберігається висока твердість при нагріванні до 400-500 °;
2) знижений коефіцієнт тертя в порівнянні зі звичайними загартованими сталями;
3) висока хімічна стійкість проти впливу кислот, вологи і т. Д .;
4) підвищена теплопровідність (до 10-12 разів у порівнянні з швидкорізальної сталлю) покращує умови відводу тепла при роботі інструментів;
5) менша наліпаемость оброблюваного матеріалу па поверхні інструменту.
У зв'язку з цим стійкість ріжучих інструментів (протяжки, розгортки та ін.) Підвищується в 1,5-2 рази. Але незважаючи на високі властивості, електролітичне хромування застосовується рідше ціанування і інших методів облагородження. Це пов'язано з труднощами якісного і рівномірного хромування інструментів складної форми.