Виготовлений з правильно підібраного інструментального матеріалу ріжучий інструмент може мати високу або низьку стійкість, так як високі ріжучі властивості інструменту забезпечує не тільки матеріал, а також оптимальна геометрія і правильно проведена технологія обробки інструменту (термічна обробка, шліфування, заточка і т. Д.), але і умови експлуатації інструменту. Після правильно проведеної термічної обробки ріжучакромка інструменту набуває необхідну, характерну для даного інструментального матеріалу твердість і зносостійкість.
Існує ряд методів, що дозволяють підвищити стійкість ріжучої частини інструменту (при інших рівних умовах) шляхом проведення додаткових операцій. До таких методів належать:
- насичення поверхневого шару інструменту (ціанування, хромування, сульфідування);
- підвищення стійкості шляхом поліпшення структури при термічній обробці (обробка холодом, обробка парою);
- підвищення якості поверхні інструменту (доведення, притирання).
Ціанування - хіміко-термічний процес, який полягає в насиченні поверхневого шару стали вуглецем і азотом шляхом дифузії при певній температурі. Залежно від методу насичення в промисловості розрізняють ціанування в рідких середовищах, газове ціанування і сухе ціанування з твердим карбюризатором. Залежно від температури ціанування розділяється на високотемпературне (в діапазоні 800- 850 ° С) і низькотемпературне (в діапазоні 550-560 ° С).
Для інструментів з швидкорізальної сталі застосовується тільки низькотемпературне ціанування повністю оброблених інструментів, так як, якщо термічно оброблений і заточений інструмент піддавати ціанування при температурах вищих за звичайні температур відпустки, буде знижена твердість, що призведе не до підвищення стійкості, а до різкого зниження її.
Широке застосування на заводах має рідке ціанування інструменту зі швидкорізальної сталі при температурі 550-560 ° С. Процес насичення стали вуглецем і азотом проводиться в ваннах (тиглях), наповнених розплавленою сіллю (зазвичай ціаністий натрій NaCN).
В процесі роботи йдуть хімічні реакції окислення:
2NaCN + O2 = 2NaCNO;
далі утворився ціанід NaCNO реагує з киснем повітря:
Окис вуглецю СО реагує з залізом, що входять до складу швидкорізальної сталі, утворюючи карбід заліза:
Вирізняється атомарний азот також реагує з залізом і легуючими елементами, утворюючи нітриди. Карбіди заліза і нітриди підвищують твердість до HRC 68-70 і зносостійкість поверхні ріжучої частини інструменту. Час витримки в ціаністих ваннах залежить від розміру і конструкції інструменту і коливається в межах 5-30 хв.
Ціановані інструмент має підвищену стійкість. Підвищення стійкості - результат як підвищеної твердості поверхневого шару, так і зниженого коефіцієнта тертя при різанні, що зменшує знос і підвищує красностойкость інструменту. Рекомендується ціанування з глибиною шару 0,01-0,03 мм, так як при високих шарах ріжучакромка інструменту виходить крихкою. Рідкому низькотемпературного ціанування піддають протягання, свердла, різьбовій інструмент і деякі інші види інструменту зі швидкорізальної сталі.
Сульфідування - процес насичення поверхневих шарів металу сіркою. Утворилися на поверхні інструменту сірчисті з'єднання знижують коефіцієнт тертя і підвищують зносостійкість інструмента. Процес проводиться при температурі 550-560 ° С в ваннах наступного складу: 39% хлористого кальцію; 25% хлористого барію і 17% хлористого натрію з додаванням сірчистих сполук: 13,7% сірчистого заліза (в порошку); 3,4% сірчанокислого калію і 3,4% жовтої кров'яної солі. Витримка від 40 до 90 хв. За даними деяких досліджень стійкість сульфідірованного інструменту в 1,5-2 рази вище.
Хромированию можна піддавати готові інструменти з різних сталей - швидкорізальної, легованої або вуглецевої. Застосовується хромування долбяків, протяжок і деяких інших інструментів. При виготовленні інструменту застосовують головним чином електролітичне хромування в гальванічних ваннах з товщиною шару до 0,025 мм.
Процес обробки паром інструментів з швидкорізальної сталі полягає в попередньої промивки інструменту при температурі близько 70 ° С наступним складом на літр розчину: 20-40 г соди Na2 СО3. 20-40 г каустичної соди NaOH і 20-40 г тринатрійфосфату Na3 РO; потім промитий гарячою водою інструмент завантажується в електропіч з герметичним затвором (можна використовувати печі для відпустки інструменту). При температурі 340-380 ° С інструмент витримується протягом 15-30 хв до повного прогріву; потім піч продувається водяною парою, і при 540-560 ° С інструмент витримується протягом 30-40 хв; потім охолоджений до 50-70 ° С інструмент опускають в підігріте мінеральне масло. Після обробки парою і занурення в масло на інструменті утворюється тонка (0,05 мм) плівка окислів, а так як процес відбувається при температурі додаткової відпустки для швидкорізальної сталі, то інструмент отримує підвищену середню стійкість (якщо він був правильно загартований). В процесі обробки парою не можуть бути усунені наслідки поганої термічної обробки інструменту. Підвищення стійкості в 2 рази і деяка стабілізація показників стійкості внаслідок поліпшення умов відведення та зменшення налипання стружки, наприклад, на стрічках свердел, забезпечили впровадження цього процесу в промисловість.
Для підвищення стійкості ріжучі кромки слід доводити. Заточка і доведення ріжучих крайок, особливо алмазними колами, дозволяє підвищити середню стійкість ряду інструментів, особливо чистових, в 2-3 рази і більше, так як покращує якість поверхні інструменту, а, отже, і умови роботи ріжучої частини інструменту.
Остаточно зношений інструмент, наприклад, зенкер, розгортка, різець і т. Д. Можна відновити. Методи відновлення збірного і цільного інструменту різні. Можливість відновлення закладена в конструкціях збірних інструментів. Наприклад, корпуса збірних фрез розгорток, зенкерів і т. Д. Можуть служити дуже довго і витримують багаторазову зміну зношених ножів. У багатьох випадках можливість легкого відновлення і забезпечує доцільність вибору збірної конструкції інструменту. Для окремих конструкцій збірного інструменту питання заміни ножів вирішується по-різному. У конструкціях різців і фрез передбачається застосування непереточуваних багатогранних пластинок. Такий інструмент відновлюється просто. Коли зносилися все ріжучі кромки пластинки, вона знімається і замінюється новою. Держак служить до тих пір, поки можна на ній закріплювати пластинку.
Відновлення інструменту цільної конструкції, а також інструменту знапаяними пластинками значно складніше і не завжди виправдовується економічно. Інструмент можна перешліфувати на найближчий розмір з відповідним поглибленням стружкових канавок. Подібним шляхом можуть відновлюватися такі інструменти, як зенкери, розгортки, більшість видів цілісних фрез. При відновленні методом шліфування отвір насадних інструментів залишається в первісному вигляді, допоможе також хромовані в розмір.
Ряд інструментів можна відновити шляхом відпалу зношеного інструменту з наступною повною механічною обробкою на новий розмір. Отвір насадними інструменту після відпалу розточується на інший розмір, або в нього вставляється втулка. З поламаних швидкорізальних фрез можуть бути виготовлені пластинки для напайки на різці і т. Д. Інструмент слід відновлювати тільки тоді, коли це виправдовується економічно.