Эффективные методики металлографической подготовки образцов высоколегированной инструментальной стали в производственной лаборатории

 Показаны пути повышения эффективности металлографической подготовки образцов высоколегированной инструментальной стали за счет использования автоматических шлифовально-полировальных станков большой мощности и выбора эффективных методик, позволяющих обеспечить хорошо отполированную поверхность образцов с неповрежденными карбидными и другими включениями

Высокие требования передовых технологий в промышленности заставляют изготовителей сталипостоянно улучшать свойства высококачественных инструментальных сталей для специального применения. Например, стали для штампов, пресс- форм и режущих инструментов требует специфических свойств, таких как прочность и твердость в сочетании с ударной вязкостью. Кроме того, эти стали требуют высокого стандарта чистоты. Такие свойства могут быть достигнуты только тщательным контролем всех этапов производства и последующей прокатки и термообработки. Металлографические исследованияот исходногослитка и первойстадии деформации до готовой металлопродукции или термообработанного изделияявляются основным инструментом дляконтроля процесса производства итермообработки.

Автоматический пресс для горячей запрессовки образцов в смолыCitoPress-20

Главные требования металлографического участка производства высококачественных легированных инструментальных сталей заключаются вследующем:

- эффективноработать сбольшим объемом образцов,

- использовать, если это возможно, одну стандартную методику для всех сталей;

- обеспечивать хорошо отполированную поверхность с неповрежденными карбидными и неметаллическими включениями.

Металлографические исследования образцов включают в себя оценку распределения и раз мера неметаллических включений, выявлениеобезуглероженных и упрочненных участков, выявление карбидной ликвации/карбидной неоднородности, крупных угловатых карбидов и их оценку.

Подготовка образцов включает в себя стандартные этапы: резка, заливка, шлифование-полирование. Однако выбор оборудования, методики подготовки и расходных материалов влияют на качество подготовленной поверхности. В данной работе предложен метод металлографической подготовки образцов высоколегированной инструментальной стали с использованием оборудования производства фирмы Struers (Дания) и доказана его эффективность в использовании на предприятиях большой мощности.

Большинство проб обычно вырезают грубым механическим методом (из слитков, заготовок, готовой металлопродукции или изделия) и затем разрезают их на образцы стандартных размеров. Тонкая резка термообработанных образцов должна осуществляется металлографическим отрезным станком. Высоколегированные инструментальные стали чрезвычайно чувствительны к тепловым повреждениям. Поэтому при резке должна быть принята особая осторожность в выборесоответствующего отрезного диска и обеспечено достаточное охлаждение. Для резки образцов был выбран станок Discotom-60 и мягкие отрезные диски из оксида алюминия или кубического нитрида бора сосмоляной основой.

В зависимости от размера и количества образцов и необходимых данных о них, к образцам может быть применена холодная заливка или горячая запрессовка. Образцы с очищенной поверхностью, для которых важно хорошее удержание края, были подвергнуты горячейзапрессовке на CitoPress-20 с использованием дисперсно-армированный смолы (IsoFast, DuroFast), которая обеспечивает хорошее удержание края.

Главным требованием к подготовке микрошлифов из высоколегированных инструментальных сталей является достоверное отображение формы, количества и размеров первичных  и вторичных карбидов (рис. 1), а также сохранение неметаллических включений в недеформированной матрице (рис.2) и предупреждение выкрашивания карбидов (рис. 3).

а)

б)

в)

а)

б)

Рис. 2. Качество поверхности микрошлифа  у неметаллических включений при ручной полировке (а–"хвосты комет") и после автоматической пробоподготовки (б)

а)

б)

в)

Рис. 3. Микронесплошности в эвтектических карбидах высоколегированной инструментальной стали: а – 110Х18М; б – ЭИ 347-Ш; в – Р6АМ5.

В больших количествах образцы из высоколегированной инструментальной стали лучше всего обрабатывать на полностью автоматическом шлифовально-полировальном станке Tegramin-30 фирмы Struers(Дания), который гарантирует быстрый и эффективный технологический процесс и воспроизводимые результаты. Так как инструментальные стали достаточно твердые, то финальная шлифовка на алмазном абразиве более эффективна и экономически выгодна, чем шлифовка на карбидокремниевой бумаге. Хорошие и воспроизводимые результаты дает автоматическая шлифовка и полировка на алмазном абразивеDioDuo производства фирмsStruers (Дания). Использование одного метода подготовки для всевозможных типов инструментальных сталей делает обработку более простой и эффективной.Иногда после шага алмазной полировки может быть применимафинальная оксидная полировка для распознавания и идентификации карбидов.

Преимуществом предложенной методики являются возможность одновременной подготовки большого объема образцов в кратчайшие сроки и обеспечение прекрасно отполированной поверхности с сохранением структуры, в том числе таких структурных составляющих, как размер, форма и распределение карбидов и другихвключений, которые  являются основними качественными показателями инструментальной стали.

Дополнительную информацию Вы можете получить у эксклюзивного представителя компании Struers в Украине ООО «Мелитэк-Украина»: 03067, г. Киев, бул. Ивана Лепсе, 4, корп.1, офис 308 Тел.(044)454 05 90, факс: (044) 454 05 95 e-mail:  infoua@melytec.ru