Відпал - волочильник
Відпал - це вид термічної обробки, при якій після нагріву, витримки і повільного охолодження отримують м'який, пластичний метал, вільний від внутрішніх напружень. Відпалу піддають дріт і прутки перед, волочінням або на готовому розмірі.
За характером термічної обробки сталеві прутки. надходять в калібрувальний цех, піддаються:
1) чорновому (підготовчого) відпалу перед гострою-ням (утонением) решт штанг; в цьому випадку доставка каліброваних прутків споживачеві проводиться без термічної обробки, в нагартованной стані;
2) відпалу після волочіння; метал має твердість, яка допускає його остреніе і волочіння без попереднього пом'якшення;
3) відпалу до остренія і волочіння і після цих операцій.
Температури нагріву, що застосовуються при відпалі, можуть бути вище або нижче критичних, при яких метал відчуває внутрішнє перетворення. Прагнуть літати метал при можливо низьких температурах, так як це здешевлює процес і зменшує ймовірність перегріву і зневуглецювання. Тривалість витримки залежить від маси, природи і вихідної структури отжигает металу. Вона визначається ще й властивостями, які хочуть забезпечити відпалом.
Швидкість нагріву дроту і прутків, якщо їх отжигают в мотках або пачках, повинна забезпечити рівномірне прогрівання всієї маси металу. Якщо нагрів проводити дуже швидко, то температура зовнішніх шарів мотка (пачки) буде вище температури внутрішніх шарів, що може привести до неоднорідності властивостей по довжині. Швидкість нагріву залежить від теплопровідності, а також від маси і розташування металу в пічному просторі.
Швидкість охолодження визначається головним чином складом металу і його міцністю (твердістю), яку потрібно отримати після відпалу. Дроти й прутки з легованих сталей охолоджують повільніше, ніж з вуглецевих. Дріт і прутки з вуглецевих сталей охолоджують до 500 ° С разом з піччю, а потім швидко - на повітрі. Більшість з легованих сталей охолоджують до 500 ° С разом з піччю, а потім швидко - на повітрі. Більшість корозійностійких сталей охолоджують різко в воді.
Великий вплив на проведення відпалу надає ступінь передувала деформації. Встановлено, що при підвищенні сумарної деформації можна отримувати хороші результати, якщо використовувати при відпалі знижені проти нормальних температури і витримки.
Відпал рекристалізації дроту і прутків проводять при температурах нижче критичних. У процесі такого відпалу замість витягнутих деформацією зерен виростають нові, недеформовані; при цьому твердість металу знижується і збільшується пластичність. На рис. 1 показано зміну властивостей деформованого металу в залежності від температури відпалу. Зазвичай відпал рекристалізації вуглецевої сталі проводять при температурі 580-650 ° С з витримкою 5-6 год, а стали 12Х18Н9 і сплаву Х20Н80 - при 1050-1100 ° С з витримкою 05-15 год.
Рекомендується, щоб метал, призначений для рекристаллизационного відпалу, був підданий попередньому волочіння з сумарною деформацією не менше 25-35%. Недотримання цього може привести до крихкості, викликаної надмірним зростанням зерен металу при відпалі. Дріт, призначену для відпалу в одній коші, слід підбирати з однаковою попередньої деформацією, так, тільки-но це забезпечить однорідність механічних властивостей. Режими рекристалізаційних отжигов наведені нижче:
Структури металу, одержувані після термічної обробки дроту, показані на рис. 2. Прагнення отримати структуру зернистого перліту (рівномірна суміш фериту і цементиту) викликано:
1) високою пластичністю, що дає можливість протягувати дріт зі значними обтисканнями;
2) забезпеченням хорошій оброблюваності дроту при виготовленні з неї виробів;
3) можливістю якісного проведення загартування виробів з дроту (голок, деталей шарикопідшипників).
Відпал на зернистий перліт гарячекатаної сталі (в катанці) проводять при температурі вище критичної на 20- 50 ° С. При цій температурі метал витримують близько Двох годин і потім знову дають більш тривалу витримку при температурі нижче критичної. Перед відпалом катанку зазвичай нормалізують (охолоджують на повітрі після нагрівання) для вирівнювання розподілу по її перетину перліту карбідів і ліквідації навколо зерен цементитной сітки. При відпалі деформованої дроту зернисту форму перліту одержують при витягах і температурах, менших критичних, т. Е. При рекрісталлізаціонном відпалі.
ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАДАНОГО ЯКОСТІ ПОВЕРХНІ після відпалу. Більшість чорних і кольорових металів, а також сплавів при нагріванні сильно окислюється через пічних газів, утворюючи окалину. Крім того, деякі стали піддаються обезуглероживанию. Дуже важливо запобігти окисленню і зневуглецювання, так як вони ведуть до втрат металу і суттєво погіршують властивості дроту. Щоб не допустити окислення і зневуглецювання, проводять так званий світлий отжиг.
Світлий відпал. Найпростіший спосіб захисту сталевого дроту від окислення і зневуглецювання - нагрів її в котлах разом з чавунною стружкою. Цей спосіб в даний час застосовують рідко через його велику трудомісткість. Сталевий дріт успішно отжигают в розплавах солей, в вакуумі або в середовищі, створеної спалюванням органічних речовин (гасу, масла).
Кращим способом захисту сталевого дроту і прутків від окислення і зневуглецювання при відпалі є застосування захисних атмосфер. Ці атмосфери по впливу на метал можуть бути відновними, нейтральними, науглероживается або обезуглероживающего. Їх вибирають в залежності від вимог, що пред'являються до поверхні металу, а також від температури і тривалості відпалу, конструкції печей, вартості захисного газу і установок для його отримання.
Темний (чорний) отжиг (з окисленням поверхні) застосовують в тих випадках, коли до Отжигают дроті і прутків не пред'являються вимоги по чистоті поверхні і по відсутності обезуглероживания. Відпал в цьому випадку проводять без ретельної герметичності, без захисних газів і інших засобів.
Окислювальний отжиг відбувається при спеціально створеному в атмосфері печі надлишку кисню. Поверхня дроту покривається товстим шаром окалини, яка перешкоджає обезуглероживанию знаходиться під нею металу. Окислювальному відпалу піддають зазвичай катанку; при цьому в окалину перетворюється верхній шар, в якому можуть бути дефекти прокатки: тріщини, заходи, полон. Окислювальний отжиг неекономічний у зв'язку з високими безповоротних втрат металу в окалину.