Практическая работа № 17 «Закалка и отпуск зубила».
Цель работы: отработать технологию подготовки муфельной печи и материалов к закалке и последовательность закалки и отпуска зубила.
Оборудование и материалы: муфельная печь, зубило, клещи, защитные очки, ведро с водой, резиновый коврик, ящик с песком, заготовки, слесарные тиски, напильники, таблица цветов каления и побежалости.
Порядок выполнения работы
Все работы выполняются под руководством и с участием учителя.
- Подготовьте рабочее место, инструменты, оборудование. Наденьте специальную одежду, очки, рукавицы.
- Закрепите в тисках незакалённое зубило и проведите по его рабочей части 3–5 раз напильником. Что наблюдаете?
- Вместе с учителем включите муфельную печь. С помощью клещей положите зубило в муфельную печь. Закройте дверцу.
- Определите температуру нагрева для закалки зубила по диаграмме железоуглеродистых сплавов (рис. 5.46).
- По таблице цветов каления или с помощью термоэлектрического пирометра определите требуемую температуру.
- При достижении необходимой температуры с помощью учителя клещами достаньте зубило из муфельной печи; держа его вертикально, быстро опустите в воду рабочую часть на глубину 15–20 мм, перемещайте его вверх и вниз, не вынимая из воды.
- Протрите охлаждённое зубило. Закрепите его в тисках и проведите по его рабочей части 3–5 раз напильником. Сделайте вывод о роли закалки.
- Произведите отпуск зубила. С помощью клещей положите его в муфельную печь. Закройте дверцу.
- Нагрейте муфельную печь до температуры 300 °С (средний отпуск). Уровень нагрева определите по таблице цветов побежалости или с помощью термоэлектрического пирометра.
- При достижении необходимой температуры в печи с помощью учителя клещами достаньте зубило и охладите в воде.
На диаграмме рис. 5.46 на с. 111 по горизонтали показано содержание углерода, по вертикали — температура. В таблице 5.3 на с. 112 вишнёвому цвету каления соответствует 770–800 °С, тёмно-синему цвету побежалости — 295–310 °С.
Пример выполнения и записи наблюдений для зубила из инструментальной стали с содержанием углерода
-
Под руководством учителя подготовим печь, клещи, тиски, напильник и воду. Наденем халат, головной убор, защитные очки и брезентовые рукавицы. По правилам §
горячие детали берут только клещами с длинными ручками; рабочее место должно иметь вытяжную вентиляцию и огнестойкое покрытие пола. -
Закрепим незакалённое зубило в тисках и сделаем
– проходов напильником. Пример наблюдения: напильник снимает металл и оставляет заметные следы. Рабочая часть поддаётся опиливанию, поскольку сталь ещё не получила повышенную твёрдость после закалки. -
Вместе с учителем включим муфельную печь, поместим зубило в камеру клещами и закроем дверцу. Порядок разогрева и контроля температуры выбирают по техническому паспорту печи, как указано в §
. -
Для содержания углерода
, % найдём точку на горизонтальной оси рис. . . Поднимемся от неё до соответствующей линии диаграммы и прочитаем температуру по вертикальной оси. В пояснении к работе она принята примерно равной °С. Для закалки требуется нагрев на – °С выше этой температуры:
Получаем интервал
-
После требуемого нагрева и выдержки учитель помогает вынуть зубило клещами. Держа зубило вертикально, быстро погрузим его рабочую часть в воду на
– мм и будем перемещать вверх и вниз, не вынимая из воды. По определению закалки в § быстрое охлаждение после нагрева повышает твёрдость стали. -
Охлаждённое зубило протрём, закрепим в тисках и повторим
– проходов напильником. Пример наблюдения: напильник скользит по рабочей части и снимает значительно меньше металла. По сравнению с первоначальной пробой это показывает, что твёрдость увеличилась. -
Для отпуска снова поместим зубило в печь и нагреем до
°С, как предписано в работе. По таблице . эта температура находится в интервале – °С, которому соответствует тёмно-синий цвет побежалости. Нагрев можно проверить пирометром. С помощью учителя вынем зубило клещами и охладим в воде. -
Объясним результат: закалка повышает твёрдость рабочей части, но увеличивает хрупкость. Последующий отпуск уменьшает хрупкость закалённой стали, поэтому зубило лучше переносит удары при работе. Проба напильником даёт сравнительную оценку твёрдости, а не её точное числовое значение.
Пример: до закалки напильник снимал металл с рабочей части зубила, после закалки снимал его значительно меньше. Для стали с
