Малоуглеродистые стали — это стали с содержанием максимум 0,30% углерода; к среднеуглеродистым сталям относят стали с со­держанием от 0,30 до 0,45% углерода; высокоуглеродистые стали содержат более 0,45% углерода. Сведения по вопросу пайки мало­углеродистых и низколегированных сталей приведены в гл. 15.

Инструментальные стали с содержанием от 0,60 до 1,25% угле­рода известны как углеродистые инструментальные стали. Эти стали, за исключением тонких сечений, следует подвергать закалке, чтобы получить максимальную твердость при термической обра­ботке. Инструментальные стали, содержащие различный процент легирующих элементов, необходимых для придания им специалы ных свойств, таких как малая восприимчивость к термообработке повышенное сопротивление истиранию, большая жесткость илі улучшенные свойства при высоких температурах, относятся к леей рованным инструментальным сталям. Классификации этих сталеі пока не существует. Они известны под различными торговыми мар ками и сортами, а их свойства и металлографические характери стики в достаточной степени раскрыты в информации заводов поставщиков и в различных справочниках.

Быстрорежущие стали хотя по определению логически относят ся к легированным инструментальным сталям, но выделены специ ально вследствие их широкого применения в промышленности для изготовления режущих инструментов. Быстрорежущие стали содер­жат вольфрам и (или) молибден, хром и ванадий как основные легирующие элементы. Обычный состав этих сталей — 18% воль­фрама, 4% хрома и 1% ванадия.

Так как твердые сплавы относительно дороги и склонны к хруп­кому разрушению, когда подвергаются ударным нагрузкам, то в промышленной практике принято применять на резцах относи­тельно небольшие твердосплавные пластины. Такие пластины за­крепляются на стальном стержне пайкой или механически. Подроб­ное описание см. в гл. 22.

Для получения удовлетворительных паяных соединений ука­занные материалы необходимо очищать от масла, окисной пленки и других посторонних загрязнений. Обточенным и шероховатым поверхностям всегда отдается предпочтение по сравнению со шли­фованными, так как хорошо отполированные поверхности затруд­няют смачивание и растекание флюса и припоя.

Соединительный зазор определяют для каждого отдельного случая пайки с учетом коэффициента расширения соединяемых материалов и метода нагрева. Надежное соединение при пайке серебряными припоями BAg получается при зазоре между пая­емыми деталями в пределах 0,05—0,125 мм. При пайке медью со­единение необходимо сжимать для уменьшения зазора.

При пайке припой можно подавать вручную или укладывать у места соединения (см. гл. 3 и 6). Если для снятия окисной пленки нужна соответствующая восстановительная атмосфера, то флюс не применяют. Пайка медью обычно выполняется в контролиру­емой атмосфере, при которой обезуглероживание стали не про­исходит. Как правило, в случае высокоуглеродистой инструмен­тальной стали пайку лучше всего производить до закалки или одновременно с ней. Закалка углеродистой стали производится с температуры 760—815°. Припои с температурой пайки выше 815Э применяются, когда пайку производят до термообработки, а если припой имеет температуру солидуса ниже или около 815°, то пайку и закалку производят совместно. Если соединение находится вне зоны критических температур, то деталь можно спаять после тер­мообработки при условии, что данный участок соединения можно подвергнуть местному нагреву без нагрева остальных деталей узла выше температуры их отпуска. Если же нужно нагреть детали, на­ходящиеся в зоне критических температур, до температуры выше их первоначального отпуска, то твердость деталей может пони­зиться.

Успешная пайка легированных инструментальных сталей зави­сит от знания индивидуальных особенностей этих сталей. Эти стали могут иметь очень разнообразный химический состав и поэтому могут вести себя по-разному при термической обработке и нагреве для пайки. Достаточно сказать, что указанные легированные стали должны быть тщательно изучены для того, чтобы определить для них режим термической обработки, род необходимой охлаждающей среды (вода, масло или воздух), самый подходящий припой и тех­нику сочетания режимов термической обработки и пайки, чтобы получить максимально хорошие свойства при эксплуатации.

Для пайки быстрорежущих инструментальных сталей, некото­рых высокоуглеродистых и высокохромистых инструментальных сталей, которые имеют относительно высокую температуру отпуска, можно применять специальные методы пайки. Эти сплавы обычно имеют температуру отпуска в пределах 540—650°. В то же время имеются припои с температурой пайки в пределах 600—650° (см. гл. 3). Таким образом, представляется возможным сочетать отпуск и пайку указанных сталей. Паяные детали после нагрева для отпуска можно вынимать из печи, подвергать вновь пайке при помощи местного нагрева соединения и затем спаянный узел вновь загружать в печь для уравнивания температуры. Такие операции можно производить с этими материалами с относительно малой потерей твердости.

Пайка имеет очень большое значение при ремонте режущего инструмента. Каждое предприятие применяет при ремонте инстру­мента свои собственные приемы, которые невозможно без труда применять на других предприятиях и нельзя описать в настоящем кратком руководстве, чтобы они принесли потребителю материаль­ную пользу.

Тип применяемой стали, природа инструмента, меры для облег­чения пайки и разработка наиболее подходящей техники пайки — наиболее важные факторы. Сведения, приведенные в отношении инструментальных сталей, применимы в основном и к ремонту стальных резцов пайкой.

Ниже приведены несколько полезных замечаний. Резцы, под­лежащие ремонту, необходимо предварительно нагревать в печи до возможно высокой температуры, при которой не происходит чрезмерного уменьшения твердости. Затем производят пайку рез­цов, после чего их снова загружают в печь, чтобы устранить резкие температурные градиенты, могущие вызвать напряжения, доста­точные для образования трещин в основном металле и последую щего разрушения резца или паяного соединения.

Для получения удовлетворительных паяных соединений необхо­димо знать условия их работы, а также механические и металлур­гические характеристики материала.