Криогенная обработка инструментальной стали

Криогенная обработка инструментальной стали, то есть глубокое ее охлаждение с доведением молекулярнй массы металла до криогенной неподвижности, благодаря чему инструмент не так быстро изнашивается, не является новой технологией. В прошлом производители инструментов хранили необходимые компоненты на холоде в течение недель или даже месяцев, а то и лет, чтобы улучшить их износостойкость. Так металл стабилизировался. Сегодняшний сухой процесс контролируется компьютером в соответствии с предписанным графиком и поддерживается при минус 150 градусов в течение определенного времени, прежде чем деталь медленно возвращается в комнатно-температурную среду. Перед глубокой криогенной стадией многие инструментальные стали требуют предварительного кондиционирования, предусматривающего краткую закалку. После глубокой заморозки материалы должны быть закалены примерно до плюс 150 градусов. Эта температура яавляется различной для разных материалов, а время обработки варьируется для разных величин поперечных сечений изделий. Итак, повысить производительность и увеличить срок службы металлорежущих инструментов путем криогенной их обработки при температуре минус 150 градусов вполне возможно. Криообработка повышает абразивную износостойкость и прочность на растяжение, а также снижает хрупкость, причем достаточно одноразового воздействия.

В результате такого воздействия создается более плотная молекулярная структура, структура зерен становится закрытой, что увеличивает площадь поверхности контакта, а значит, уменьшает трение, нагрев и износ. Криогенная обработка изменяет всю структуру, а не только поверхность. Такие последующие операции, как повторная отделка или повторное шлифование, не влияют на постоянство результата криообработки.

Когда криообработанный инструмент изнашивается, степень износа, как сообщают, например, эксперты компании CryoPlus, менее выражена, износ протекает медленнее и более однороден. Поэтому необходимо удалить меньше материала, чтобы повторно заточить инструмент.

Клиенты CryoPlus сообщают, что в их случаях скорость удаления материала составляет менее половины по сравнению со скоростью удаления обычного материала, снимаемого при повторном затачивании. Криообработка снижает стоимость продукта за счет более длительного использования инструмента, меньшего количества отходов, меньшего количества отказов и, прежде всего, сокращения дорогостоящих простоев.

В зависимости от структуры компонента и предыдущей термической обработки возможна прибыль от 50 до 500 процентов. Каждое применение уникально, и преимущества для каждого из них зависят от конкретной области применения. Нет никакого общего прогноза, который можно было бы сделать, или предыдущих результатов, которые можно было бы использовать для обеспечения одинаковых результатов для каждой операции.

Каждый из них должен быть протестирован, подчеркивают эксперты CryoPlus. Криогеника не заменяет термообработку. Это лишь добавление последнего штриха к процессу термической обработки. Завершение конверсии аустенита в мартенсит в инструментальной стали.

Еще одним преимуществом криообработки является возможность сделать структуру зерна более однородной, что в конечном итоге оптимизирует распределение тепла, что в свою очередь весьма важно, например, при производстве гоночной техники.

Долговечность является самым важным критерием определения качества шестерен. Криогенная же их обработка обеспечивает получение высококачественной продукции повышенной эффективности. Это позволяет увеличить срок наступления усталости, прочность и износостойкость передач без увеличения их веса или серьезных изменений конструкции.

Возвращаясь к инструментальной теме, следует отметить, что криообработке могут подвергаться инструменты как с покрытием, так и без оного. Адгезия покрытия на самом деле улучшается. Анодированные поверхности или такие металлы, как алюминий, также обретают более длительный срок службы. А еще криообработка улучшает электропроводность.

Сегодняшнее ограниченное использование криогенной обработки в основном объясняется отсутствием понимания технологии, говорят представители CryoPlus. Изменения в микроструктуре материала не видны с помощью стандартного лабораторного металлографа, не выявляются и в ходе других стандартных механических испытаний. Твердость материала остается примерно такой же.