Упрочнение режущих элементов

Наряду с оснащением дереворежущего инструмента новыми высокоизносостойкими материалами широко применяют различные методы упрочнения его режущих элементов: электроэрозионные, химико-термические, злектролитические и местные термические.
Электроэрозионные методы. Включают в себя электроискровое и электродуговое упрочнение режущего инструмента. Сущность электроискрового упрочнения заключается в воздействии на обрабатываемый материал импульсного электрического разряда, под действием которого происходит сильный разогрев микрообъема металла с малым нагревом всего электрода. Мгновенный нагрев микрообъема до температуры выше критической и интенсивное охлаждение за счет отдачи теплоты в тело инструмента создают на его поверхности слой металла со вторичной закалкой и отпущенным подслоем. Толщина закаленного слоя 0,03—0,05 мм, твердость по HRC 62—65 единиц. Помимо этого, происходит диффузионное легирование поверхностного слоя за счет материала анода, который изготовляется из сплава Т15К6 или углеграфита ЭГ-2, и азотирование путем соединения атомарного азота с элементами поверхностного слоя. Электроискровое упрочнение рабочей поверхности приводит к увеличению износостойкости инструмента от 25 до 60%.
Принципиальная электрическая схема электроискрового метода упрочнения приведена на рис. 28, г. Упрочняемый инструмент присоединяется к отрицательному полюсу, упрочняющий материал к аноду. Конденсатор С позволяет аккумулировать электрический заряд. Необходимое межэлектродное расстояние, при котором происходит электрический разряд, обеспечивается электромагнитным вибратором. Необходимо следить, чтобы разряды не попадали на лезвие во избежание его искажения. Ширина упрочняемого слоя колеблется в пределах 4—6 мм. Недостатком этого метода является шероховатость упрочняемых участков и длительность процесса.
Электродуговое упрочнение поверхностей режущих элементов обеспечивает лучшую чистоту поверхности и вызывает тот же термоэлектрический эффект. Схема электродугового упрочнения в отличие от электроискрового не имеет конденсаторов, поэтому процесс носит не импульсивный, а стационарный характер. На упрочняемую поверхность действует микродуга, образующаяся между электродами. Износостойкость инструмента при электродуговом способе увеличивается до 30—60%.
Электролитические методы. Упрочнение режущих элементов инструмента осуществляется нанесением на их поверхность тонкого слоя (0,005—0,01 мм) твердого хрома или никеля гальваническим способом. Электролитические способы применяются для режущих и для измерительных инструментов. Стойкость хромированного режущего инструмента повышается на 25—40% (по данным проф. А.Э. Грубе). При хромировании особое внимание следует уделять подготовке поверхности путем ее шлифования, полирования и обезжиривания. Хромируют обычно те грани инструмента, которые не подлежат заточке.
Химико-термические методы. Упрочнение осуществляется путем цементации, азотирования, цианирования, сульфидирования, силицирования, хромирования. Эти методы, известные из курса технологии металлов, требуют специального оборудования и химикатов, поэтому не всегда экономичны в условиях деревообрабатывающего предприятия. Представляет интерес обработка инструмента дисульфидом молибдена M0S2. Износостойкость инструмента, обработанного дисульфидом молибдена (по данным ЦНИИМОД), повышается в 2—3 раза. Нанесение MоS2 на заточенный и обезжиренный инструмент происходит четырьмя способами: натиранием карандашом, кипячением в водной или глицериновой суспензии, втиранием фетром и распылением пистолетом.
Местная термическая обработка. Состоит в повышении твердости режущих граней инструмента путем местной закалки. Она позволяет значительно увеличить срок службы инструмента между переточками. Для этой цели применяется электроконтактная закалка вершин зубьев дисковых и рамных пил. Вершина зуба при помощи контактного устройства нагревается током промышленной частоты до температуры, требующейся для закалки (рис. 28, д). После выключения тока нагретая часть зуба охлаждается и получает закалку твердостью HRC 60. Нагрев зуба происходит в течение 1—2 сек. Стойкость зуба (по данным А. В. Алексеева) увеличивается в 1,5 раза.