Изготовление

. Штихели изготовляют вручную. Материалом для них служат в основном инструментальные стали марок У12 и ХВГ. Штихели можно сделать также из прутковой стали «серебрянки», наружных колец шарикоподшипников, небольших плоских напильников, лезвий опасных бритв. Штихель должен отвечать следующим требованиям: быть изготовленным из качественного материала, быть правильно закаленным (недокал и перекал недопустимы) и заточенным.

Заточка. Правильная заточка штихеля имеет решающее значение в уменьшении конечного брака при гравировании. Заточку начинают с того, что на шлифовальном круге у штихеля со стороны спинки делают аншлиф (срез), при этом высота лезвия рабочей части штихеля должна быть от 1,4 до 3 мм. Боковые ребра штихеля скругляют путем снятия фаски. Локоть руки при заточке надо держать на весу неподвижно, кисть же руки направлять к себе и обратно, плотно прижимая резец к шлифовальному камню, и следить за тем, чтобы плоскость резца затачивалась под углом 45—55° (рис. 2.2, к). Если угол заточки получился менее 45°, то штихель при гравировании будет срезать металл неравномерно, рывками, а при заточке более 55° движения штихеля будут скользящими. Площадка (лобовая), образовавшаяся между режущей кромкой и срезом (ан-шлифом), должна быть как можно меньше, чтобы обеспечивать наибольший обзор места реза. При заточке шлифовальные круги смачивают машинным маслом или керосином. Заусенцы снимают на глянцевом оселке или кремнистом сланце. Лезвие при необходимости заполировывают на шлифовальном круге из кожи с применением пасты ГОИ. Эту операцию осуществляют короткими движениями назад к ручке.

Механические свойства углеродистых и легирован­ных сталей во многом зависят от соответствующей тер­мической обработки. Термически обработанный инстру-

.10

мент (особенно режущий) работает без заточки более продолжительное 'время, чем незакаленный. Детали ка­кого-либо устройства (оси, рычаги, втулки и т. п.), тер­мически обработанные, даже после длительной эксплуа­тации вырабатываются значительно меньше и реже требуют замены.

Закалка. Углеродистая или легированная сталь, на­греваемая до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением, приобретает новые свойства:

становится более твердой (но хрупкой) и антикорро­зийной. Это происходит вследствие изменения кристал­лической структуры металла.

Средой для охлаждения служат вода, масло, масля­ная эмульсия и т. д., причем в разных средах скорость охлаждения закаливаемой детали различна. Чем бы­стрее сталь охлаждается, чем ниже конечная темпера­тура закаливания, тем тверже становится сталь, В табл. 2 приведены скорости охлаждения стали в раз­личных средах.

Термическая обработка стали

Термообработка - процесс повторного нагревания и охлажде­ния стали для изменения ее свойств. Это высокоспециализиро­ванный технологический процесс, но с определенными марками сталей его можно с успехом проделывать, и не отходя от верстака. Некоторые из часто встречающихся типов стали можно сделать мягкими для того, чтобы опиливанием и другой механической обработкой придать им определенную форму, а затем вновь за­калить для придания им износостойкости и повышения произ­водительности работы. Избавиться от хрупкости металла, чтобы увеличить его прочность, можно при помощи всего лишь горел­ки, плоскогубцев и воды.

Так как инструменты, используемые при корнеровой закрепке бриллиантов, требуют периодического текущего ремонта, необ­ходимо обладать основами знаний по термообработке сталей. А именно, корнайзены время от времени приходится изготавливать или править заново. Так же и режущие кончики штихелей часто становятся хрупкими до такой степени, что от них откалывают­ся кусочки металла, что мешает выполнению работы. Напротив, штихели могут быть слишком мягкими до такой степени, что не­возможно получить острую режущую кромку. Многие из этих проблем, а так же и другие, неупомянутые здесь, можно решить, имея небольшой опыт и представление о том, как разная степень нагрева влияет на инструментальную сталь. Существует много типов классификаций стали и сотни ее подтипов. Каждый харак­теризуется видом и содержанием компонентов сплава и требует своего особенного цикла термообработки. Некоторые стали, на­пример, быстрорежущие сорта, содержащие значительное коли­чество таких компонентов, как вольфрам, ванадий или марганец, невозможно обработать без специального оборудования, и не имея соответствующей информации. Сталь, которую можно тер-мообрабатывать без сложного оборудования и обширной инфор­мации по предмету - это углеродистая сталь.

^ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 37

Сталь потенциально является металлом для изготовления инструментов, так как атомы в ней распределены и связаны между собой таким способом, который можно изменять путем нагрева и охлаждения. Это упорядоченное размещение атомов называется кристаллической структурой. Ее можно менять и воспроизводить снова, контролируя температуру процесса. Сталь изготавливается химическим процессом соединения железа с небольшим количеством углерода. Ни железо, ни углерод сами по себе не подходят для изготовления инструмента. Когда эти два элемента нагреваются вместе до температуры 760°С, в зависимости от точного содержания углерода, кристаллическая структура такова, что сталь наиболее тверда. Если стали позволить остывать медленно, структура изменится, и связи атомов станут более слабыми. Кристаллическую структуру можно зафиксировать в ее наиболее твердом состоянии путем быстрого охлаждения при условии, что для этого в стали достаточно углерода, а в углеродистой стали это именно так. Металл можно делать мягче или тверже, изменяя его температуру в определенных временных рамках.

Когда инструментальную сталь нагревают, ее цвет меняется с изменением температуры. Эта особенность сталей позволяет мастеру отжигать, закаливать и опускать металл без применения сложного оборудования. Цвет стали, может служить индикатором ее нагрева в определенном интервале температур. Однако цвета каления зависят от освещенности помещения и особенностей индивидуального восприятия. В результате температуру можно определять с точностью до 50°С. Таким образом, опытному мастеру придется развивать это чувство цвета методом проб и ошибок и более точно оценивать температурные изменения.

ОТЖИГ

Отжиг - это фаза термической обработки, которая выполняется для того, чтобы облегчить придание формы заготовке. То, что металл уже находился в работе, выражается в том, что его кристаллическая структура зафиксирована и напряжена. Отжиг ослабляет связи в металле и делает его более пластичным. Пластичность - это «расслабленное» состояние стали, в котором ее можно ковать, протягивать в проволоку, опиливать - другими

^ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

словами, в котором она с легкостью поддается механической обработке. В отожженном состоянии связь между атомами углерода и железа менее прочна. Таким образом, эти составные части расположены в своем исходном состоянии. Прежде чем такое может произойти, эти два элемента должны быть соединены в единое целое при нагреве. Если потом стали позволить медленно охладиться, она перейдет в отожженное состояние. При идеальных условиях отжигаемую сталь сначала помещают в печь, снабженную пирометром для измерения температуры, и выдерживают при постоянном нагреве примерно в течение двух часов. Точная температура и время нагрева определяются содержанием углерода и других составных частей сплава. Для большинства углеродистых сталей средняя температура состав­ляет около 750°С. При этой температуре кристаллическая структу­ра железа и углерода выстраивается в наиболее благоприятном порядке. И лишь из этого состояния сталь можно вернуть в ее исходное ковкое состояние. Это достигается охлаждением стали в печи со скоростью около 40°С в час.

Этот метод, конечно, требует слишком много времени, чтобы его можно было использовать с практической целью и, вероятно, это вовсе не обязательно, когда речь идет о закрепке бриллиантов. Отпуск достаточно качественно можно выполнить, просто имея пинцет для того, чтобы подержать стальную заготовку над пламенем горелки до тех пор, пока она не приобретет вишнево-красный цвет. При таком свечении металл находится при температуре около 750°С. Затем заготовку откладывают на огнеупорную поверхность на несколько минут до тех пор, пока она не остынет, или до тех пор, пока ее нельзя будет положить на кусок древесного угля или в тигель и нагреть до получения желаемого цвета. Чтобы проверить, отпустилась ли сталь, попробуйте ее опилить. Если она плохо поддается опиливанию, попробуйте нагреть ее до более красного цвета, примерно около 850°С. Не забывайте, что такую операцию за верстаком можно проделывать только лишь с углеродистой сталью, а никак ни с быстрорежущей или другими сталями. К тому же, содержание углерода в сталях варьируется, и сталь каждого сорта требует своей температуры отжига.

^ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ 39