Инструментальная сталь для ключей

Обновлено: 05.05.2024

Инструментальные стали представлены группой сплавов повышенной прочности с содержанием углерода от 0,7%. Материал получил широкое распространение в промышленности, востребован при изготовлении штампов, измерительных приборов и режущего инструмента.

Рис. 1 Типовой прокат

Структура материала

В категорию углеродистых инструментальных сталей входят материалы с тремя типами структур.

Продукция изготавливается по ГОСТ 1435-74 и ГОСТ 5950-63. Стандарты регламентируют параметры маркировки, эксплуатационные свойства и химический состав сплавов.

Рис. 2 Классификация инструментальных материалов

Отличительные особенности продукции

Инструментальные стали обладают множеством свойств.

Высокие прочностные характеристики. Устойчивость к ударному и вибрационному воздействию.
Износостойкость. Длительный срок службы изготавливаемой продукции.
Значительная твердость. Сохранение геометрии изделий на протяжении всего периода эксплуатации.
Хорошая обрабатываемость. Возможность изготовления широкого спектра продуктов на основе инструментальных сплавов.
Устойчивость к нагреву. Беспроблемная эксплуатация в сложных температурных режимах.
Хорошая шлифуемость.
Минимальная склонность к привариванию и прилипанию под действием высоких температур.
Восприимчивость к процессам термической обработки, в частности прокаливанию.
Высокие показатели пластичности в прогретом состоянии.
Противостояние обезуглероживанию.
Стойкость к структурной деформации и образованию трещин.

Отдельные марки инструментальной стали ориентированы на работу в условиях холодной деформации. Продукция из данного проката обладает гладкой поверхностью, имеет высокую упругость и предел текучести.

Свойства инструментальных сталей, предназначенных для работы в условиях горячей деформации: быстрый отвод тепла, устойчивость к отпуску и возможность сохранения структуры при нестабильном температурном режиме.

Рис. 3 Металлорежущий инструмент на основе инструментальной стали

Разновидности инструментальных сталей

Инструментальные стали по ГОСТ делятся на 5 групп.

Вязкие и теплостойкие

Легированные инструментальные стали с низким и средним содержанием углерода. Продукция легирована молибденом, вольфрамом и хромом.

Нетеплостойкие, высокотвердые и вязкие

Материалы с малым содержанием углерода и легирующих элементов. Показатели прокаливаемости находятся на низком уровне.

Высокотвердые, теплостойкие и износостойкие

Легированные инструментальные стали быстрорежущего типа. Материал содержит свыше 3% углерода, характеризуется ледебуритной структурой.

Износостойкие, высокотвердые и средней теплостойкости

Сплавы, легированные хромовыми присадками. Процентное содержание углерода составляет от 2 до 3%, хрома – до 12%.

Высокотвердые и нетеплостойкие

Нелегированные инструментальные стали. Обеспечить высокую твердость материала позволяет добавление значительного количества углерода.

Рис. 4 Классификация инструментальных сталей

Дополнительные элементы в составе инструментальных сталей

Стандарт накладывает жесткие ограничения на количество дополнительных элементов в составе материала. Превышение пороговых значений недопустимо. В таком случае сталь не будет являться инструментальной, не сможет получить марку.

Таблица 1 Дополнительные элементы в составе стали

Параметры твердости

Важным показателем для инструментальных сталей является твердость. Она определяет эксплуатационные качества продукта, получаемого на основе материала. Сплавы с высокой твердостью нежелательно задействовать при изготовлении ударного инструмента – это приведет к появлению трещин и быстрому износу изделия.

Прямое влияние на уровень твердости оказывает углерод. Процент его содержания определяет, к какой из групп относится сплав.

От 0,4 до 0,7 %. Материал с умеренной твердостью и высоким уровнем вязкости.
От 0,7 до 1,5%. Сталь с повышенной твердостью и износостойкостью.

В действующем стандарте присутствует таблица, отображающая уровень твердости стали в соответствии с маркой.

Таблица 2 Дополнительные элементы в составе стали

Прокаливаемость материала

Сортамент предполагает наличие сталей 3 групп прокаливаемости.

Для каждой категории предусмотрен собственный диаметр прокаливания: в первом случае – от 80 до 100 мм, во втором – от 50 до 80 мм, в третьем – от 10 до 25 мм.

Зернистость стали

Зернистость стали определяется в баллах. Параметр оказывает прямое влияние на ударную вязкость, предел усталости и прочие характеристики продукта. С учетом зернистости определяются режимы термической обработки заготовок.

Наименьший размер зерен составляет 1,0 мкм.

Маркировка стали

В маркировке инструментальной стали участвуют цифровые и буквенные обозначения. Присутствие в начале буквы «У» информирует о высоком содержании углерода. Такие сплавы относятся к углеродистым, имеют маркировку У7, У8, У8Г и т.д. Идущие следом цифры отображают содержание углерода в сотых долях процента.

Таблица 3 Химсостав согласно марке

Буквы, присутствующие после обозначения, информируют о наличии дополнительных элементов. Например, сталь У8Г отличается повышенным содержанием марганца.

Некоторые марки инструментальных сталей имеют обозначение формата 9ХС или 9Х. Цифра соответствует процентному содержанию углерода, буквы – используемым легирующим элементам. В случае с 9ХС это хром и кремний.

Термообработка материала

Продукция из инструментальной стали подвергается закалке и отпуску. Процедуры позволяют получить требуемый размер зерна, придать изделиям необходимые свойства. Действия выполняются в соответствии с технологической картой. Документ разрабатывается отдельно для каждого типа заготовок, содержит подробную инструкцию по выполнению работ.

Рис. 5 Термическая обработка инструментальной стали

Для механической обработки инструментальной стали подойдет металлорежущий инструмент из сплава ВК8. Он обеспечит быструю подготовку отверстий и линейных пропилов, позволит избавиться от дефектов литья.

Продукция из инструментальной стали

Каждая марка стали предназначена для изготовления определенных инструментов. Ниже представлены сплавы, получившие наибольшее распространение в промышленности.

У8А. На базе материала производится продукция, не подвергающаяся нагреву: стамески, полотна ножовок, топоры и сверла по дереву. Возможен выпуск кусачек и щипцов.
9ХС. Оптимальный материал для производства сверл, метчиков и цилиндрических разверток. Сплав прекрасно переносит высокие температуры, сохраняет структурную целостность при интенсивной эксплуатации инструмента. При избыточном нагреве происходит утрата твердости, поэтому в отдельных случаях используются охлаждающие жидкости.
4Х5МФС. Металлопрокат, востребованный при изготовлении ручного режущего инструмента. Также на его основе выпускаются пресс-формы, вставки и штампы.
Х12МФ. Сплав для производства столовых и охотничьих ножей. Возможно изготовление подшипников, а также компонентов для калибровки штампов.

В отдельных случаях используется сталь ХВГ. Она является универсальным решением для производства режущего и измерительного инструмента.

Приобрести качественную продукцию на основе инструментальной стали предлагает магазин «РИНКОМ». Мы реализуем сертифицированные изделия отечественного и зарубежного производства. В продаже сверла, метчики, плашки, фрезы, развертки и многое другое. Для ознакомления с полным перечнем инструмента воспользуйтесь каталогом или свяжитесь с консультантами магазина по телефону.

Инструментальные стали – особая категория сплавов, используемых при изготовлении штампов, деталей машин, режущих и измерительных инструментов. Продукция отличается повышенными прочностными характеристиками, устойчивостью к динамическому и термическому воздействию.

Легированные стали – это особая категория сплавов, усиленных легирующими добавками. Последние повышают эксплуатационные свойства материала, обеспечивая устойчивость к коррозии, нагреву, ударному и абразивному воздействию. Возможно придание прочих качеств, востребованных при эксплуатации конечного продукта.

Хвостовик – это не рабочая часть инструмента, обеспечивающая его фиксацию в патроне. Элемент является неотъемлемой частью сверл, фрез, разверток, зенковок и прочих изделий.

Токарный станок – это стационарное оборудование для обработки деталей резанием и точением. Техника востребована при производстве валов, втулок, переходников и прочей продукции. С ее помощью изготавливаются изделия бытового, хозяйственного и производственного назначения.

Сталь – сплав железа с углеродом, используемый в промышленности и строительстве. Нередко материал усиливается присадками, увеличивающими прочность, коррозионную стойкость, ударную вязкость и прочие параметры. Такие стали называют легированными.

Марки инструментальной стали.

Инструментальная сталь — легированная или углеродистая сталь, предназначенная для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов холодного и горячего деформирования, деталей машин, испытывающих повышенный износ при умеренных динамических нагрузках.

По форме, размерам и предельным отклонениям металлопродукция соответствует требованиям:

прокат стальной горячекатаный круглый — ГОСТ 2590-88;
прокат стальной горячекатаный квадратный — ГОСТ 2591-88;
прокат стальной горячекатаный шестигранный — ГОСТ 2879-88;
прутки кованые квадратные и круглые — ГОСТ 1113-88;
полосы — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405;
прутки, мотки калиброванные — ГОСТ 7417, ГОСТ 8559, ГОСТ 8560 квалитетов h11 и h12;
прутки со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955 квалитетов h11 и h12.

Инструментальная легированная сталь ГОСТ 5950-2000

Легированная сталь — сталь, в которую в процессе легирования в определенных количествах вводят специальные элементы, обеспечивающие требуемые свойства. Такие элементы называют легирующими. Они могут повышать прочность и коррозионную стойкость стали и снижать опасность ее хрупкого разрушения.

Легирование стали может проводиться на различных этапах производства металла и заключается во введении легирующих элементов в расплав или шихту. В процессе легирования стали вводимые элементы могут образовывать с основой стали особые химические соединения. Такие интерметаллидные, карбидные и нитридные элементы обладают высокой твердостью и прочностью, химической стойкостью, жаропрочностью и т.п. Равномерное распределение по всему объему твердого раствора и достаточное количество этих элементов в стали придают металлу необходимые свойства при легировании стали.

Для легирования стали используются следующие химические элементы: марганец (Mn) — Г; кремний (Si) — С; хром (Cr) — Х; никель (Ni) — Н; медь (Cu) — Д; азот (N) — А; ванадий (V) — Ф; ниобий (Nb) — Б; вольфрам (W) — В; селен (Se) — Е; кобальт (Co) — К; бериллий (Be) — Л; молибден (Mo) — М; бор (B) — Р; титан (Ti) — Т; алюминий (Al) — Ю.

Чистые металлические элементы при легировании стали обычно не используются. Чаще для легирования стали применяют ферросплавы (сплавы железа) и лигатуры (вспомогательные сплавы). Это экономически выгоднее и позволяет избежать ряда технологических трудностей в процессе легирования стали.

ГОСТ 5950-2000 регулирует нормы изготовления прутков, полос и мотков горячекатаных, кованых, калиброванных и со специальной отделкой поверхности из инструментальной легированной стали, а также нормы химического состава для стали 3Х2МНФ, 4ХМНФС, 9ХФМ, слитков, заготовок, лент, труб, поковки и другой металлопродукции.

Классификация легированных сталей

По количеству легирующих элементов:

высоколегированная — общая масса легирующих элементов более 10%;
среднелегированная — общая масса легирующих элементов более 2,5-10%;
низколегированная — общая масса легирующих элементов до 2,5%.

I — для изготовления инструмента, используемого для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии;
II — для изготовления инструмента, используемого для обработки металлов давлением при температурах выше 300°С.

По способу дальнейшей обработки:

а — горячекатаная и кованая металлопродукция для горячей обработки давлением и холодного волочения без контроля структурных характеристик;
б — горячекатаная и кованая металлопродукция для холодной механической обработки с полным объемом испытаний.

По качеству изготовления:

По качеству и отделке поверхности:

горячекатаная и кованая: 2ГП — для подгруппы «а», 3ГП — для подгруппы «б» повышенного качества, 4ГП — для подгруппы «б» обычного качества;
калиброванная — Б и В;
со специальной отделкой поверхности — В, Г, Д.

завод «Электросталь» — ЭИ;
златоустовский металлургический завод — ЗИ.

Марки инструментальной легированной стали

Марки инструментальной легированной стали I группы: 13Х, 8ХФ, 9ХФ, 11ХФ (ИХ), 9ХФМ, Х, 9Х1, 12Х1 (120Х, ЭП430), 6ХС, 9Г2Ф, 9ХВГ, 6ХВГ, 9ХС, В2Ф, ХГС, 4ХС, ХВСГФ, ХВГ, 6ХВ2С, 5ХВ2СФ, 6ХЗМФС (ЭП788), 7ХГ2ВМФ, 9Х5ВФ, 8Х6НФТ (85Х6НФТ), 6Х4М2ФС (ДИ55), Х6ВФ, 8Х4В2МФС2 (ЭП761), 11Х4В2МФ3° C2 (ДИ37), 6Х6В3МФС (ЭП569, 55Х6В3СМФ), Х12, Х12МФ, Х12Ф1, Х12ВМФ.

Марки инструментальной легированной стали II группы: 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНВС, 7Х3, 8Х3, 4ХМФС (40ХСМФ), 4ХМНФС, 3Х2МНФ, 5Х2МНФ (ДИ32), 4Х3ВМФ (3И2), 3Х3М3Ф, 4Х5 МФС, 4Х4ВМФС (ДИ22), 4Х5МФ1С (ЭП572), 4Х5В2ФС (ЭИ958), 4Х2В5МФ (ЭИ959), Х3В3МФС (ДИ23), 05Х12Н6Д2МФСГТ (ДИ80).

Обозначение марки стали: первые цифры — массовая доля углерода в десятых долях процента, затем буквы — вещество, используемое в качестве легирующего элемента, цифры, стоящие после букв, — средняя массовая доля соответствующего легирующего элемента в целых единицах процентов. Начальную цифру опускают, если содержание углерода не менее 1%. Буква «А», в середине марки стали — содержание азота, в конце — сталь высококачественная. Например, сталь 5ХНМ — 0,5 С, 1 Cr, 1 N1, до 0,3 Mo.

Нестандартные легированные стали, выпускаемые, например, заводом «Электросталь» обозначаются соответствующим сочетанием букв (в данном случае «ЭИ»), после которого идет порядковый номер стали. Например, ЭИ959, ЭП761, ДИ80 и др.

Применение инструментальной легированной стали

Марка стали	Область применения
Х12МФ	Детали для работы под давлением порядка 1400-1600Мпа. Профилировочные ролики сложной формы, эталонные шестерни, накатные плашки, секции кузнечных штампов, сложные дыропрошивные матрицы и пуансоны вырубных и просечных штампов, пуансоны и матрицы холодного выдавливания для больших давлений. Не применяется для сварных конструкций.
4-9ХС, ХВГ	Ответственные детали с повышенной износостойкостью, усталостной прочностью при изгибе, контактном нагружении, а также упругими свойствами. Сверла, развертки, метчики, плашки, гребенки, фрезы, машинные штампели, клейма для холодных работ. Не применяется для сварных конструкций.
4Х5МФС	Мелкие молотовые штампы, крупные молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного и массового производства, пресс-формы литья под давлением алюминиевых, цинковых и магниевых сплавов.
3Х3М3Ф	Инструменты для горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах, подвергающихся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), пресс-формы литья под давлением медных сплавов, ножи для горячей резки.
Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р6М5К8, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Р9М4К8, Р10М4К14, Р12М3К5Ф2, Р12М3К8Ф2, Р12М3К10Ф2, Р12М3К10Ф2	Дисковые фрезы, сверла развертки, зенкеры, метчики, протяжки; фрезы червячные, концевые, дисковые; шеверы.

Инструментальная углеродистая сталь ГОСТ 1435-99

Углеродистая сталь — сталь, не имеющая в своем составе легирующих элементов, но содержащая углерод в различной концентрации: до 0,25% — низкоуглеродистая сталь, 0,24-0,6% среднеуглеродистая сталь, более 0,6 — высокоуглеродистая сталь.

ГОСТ 1435-94 регулирует нормы изготовления прутков и полос кованых, горячекатаных, калиброванных и со специальной отделкой поверхности из инструментальной углеродистой (нелегированной) стали, а также нормы химического состава для слитков, заготовок, листов, лент, проволоки и другой металлопродукции.

Классификация углеродистых сталей

быстрорежущая — Р;
шарикоподшипниковая — Ш;
электротехническая — Э.

По химическому составу:

По назначению в зависимости от массовой доли хрома, никеля и меди:

1 — для продукции всех видов, кроме патентированной проволоки и ленты;
2 — для патентированной проволоки и ленты;
3 — для продукции всех видов, изготавливающейся с многократными нагревами, усиливающими возможность проявления графитизации стали, а также для продукции, от которой требуется повышенная прокаливаемость (кроме проката для сердечников, патентированной проволоки и ленты).

а — прокат горячекатаный и кованый для горячей обработки давлением (осадки, высадки), холодного волочения;
б — для холодной механической обработки (обточки, фрезерования и т.п.).

для горячекатаной и кованой стали: 2ГП — для подгруппы «а», 3ГП — для подгруппы «б»;
для калиброванной стали — Б и В.
для проката со специальной обработкой поверхности — В, Г, Д.

По состоянию материала:

сталь без термической обработки;
термически обработанная сталь — ТО;
нагартованный прокат — НГ (для прутков калиброванных и со специальной отделкой поверхности).

Марки инструментальной углеродистой стали

Марки инструментальной углеродистой стали: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У11А, У12, У13, У13А, У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У12А.

Обозначение марки стали: У — углеродистая, следующая за ней цифра — средняя массовая дол углерода в десятых долях процента, Г — повышенная массовая доля марганца.

Применение инструментальной углеродистой стали

Инструментальная быстрорежущая сталь ГОСТ 19265-73

Прутки и полосы из инструментальной быстрорежущей стали изготавливаются согласно требованиям ГОСТ 19265-73.

Инструментальная быстрорежущая сталь используется для изготовления, чаще всего, режущих инструментов. Быстрорежущая инструментальная сталь сочетает в себе высокую теплоустойчивость (600-6500С в зависимости от состава и обработки) с высокой твердостью, износостойкостью (при повышенных температурах) и повышенным сопротивлением пластической деформации.

Свариваемость быстрорежущей стали: при стыковой электросварке со сталью 45 и 40Х свариваемость инструментальной стали хорошая.

Инструментальная быстрорежущая сталь может изготовляться методом легирования стали или без него. В последнем случае она будет являться одним из видов углеродистой стали. В зависимости от того к какому виду она относится, быстрорежущая инструментальная сталь обладает свойствами и классификацией легированной стали или углеродистой стали.

Марки инструментальной быстрорежущей стали

Марки инструментальной быстрорежущей стали: Р18, Р6М5, Р9К5, Р9К9, Р6М5К5, Р6М4К9, Р6М5Ф3, Р9М4К8 и т.д.

Обозначение марки стали: Р — быстрорежущая сталь, цифра — содержание вольфрама в десятых долях процента, М, К — легированная молибденом или кобальтом соответственно.

Инструментальные стали

Инструментальные стали используются в производственной, медицинской сферах для изготовления точных, высокопрочных инструментов с твердой режущей кромкой и высокими показателями износоустойчивости. Это наиболее сложные по составу и обработке сплавы.

Существует много видов инструментальной стали. Классифицируются они в зависимости от процентного содержания углерода и легирующих добавок. О том, где применяются такие сплавы, как маркируются, какими свойствами обладают, вы узнаете из нашего материала.

Назначение инструментальных сталей

Какая сталь инструментальная? Это металл, который содержит в составе углерод от 0,7 % и выше. Между собой инструментальные стали отличаются по содержанию вторичного карбида и по структуре делятся на доэвтектоидные, ледебуритные, заэвтектоидные. В доэвтектоидном сплаве нет вторичного карбида. В остальных структурах карбиды содержатся и формируются при эвтектоидных разновидностях или образуются при распаде мартенсита.

В современном производстве инструментальные стали в основном применяются для производства следующей продукции:

штамповочные детали, которые изготавливают горячим или холодным деформированием;
высокоточные изделия;
металлорежущие инструменты;
устройства для измерения;
формы, для литья под давлением.

Марка инструментальной стали

Область применения

Изделия для работы под давлением 1 400–1 600 МПа. Износостойкие ролики профилировочного станка, эталонные зубчатые колеса, плашки резьбонакатные, кузнечные штампы, матрицы дыропрошивные сложные, пресс-штемпели вырубные и просечные, матрицы и пресс-штемпели холодного воздействия под давлением. Сталь этой марки не используют для сварных металлоконструкций

Ответственные детали с улучшенной износоустойчивостью, усталостной прочностью, находящиеся в напряженном состоянии в зоне контакта. К ним можно отнести сверла, развертки, метчики, лерки, гребенки, инструменты для фрезерования, штемпели машинные, клейма для холодных работ. Сталь этой марки не используют для сварных металлоконструкций

Молотовые штампы мелкие, крупные молотовые или прессовые вставки при горячей деформации конструкционной стали и цветных сплавов в крупном производстве, формующая оснастка для литья под давлением различных сплавов

Приспособления для горячей деформации на кривошипных штамповочных прессах, которые подвергаются в ходе работы высокоинтенсивному охлаждению (в основном для небольшого инструмента), формующая оснастка для литья под давлением медного сплава, ножи для горячей резки металла

Р6М5, Р6М5К5, Р6М5Ф3, Р6М5К8, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Р9М4К8, Р10М4К14, Р12М3К5Ф2, Р12М3К8Ф2, Р12М3К10Ф2, Р12М3К10Ф2

Сверла, развертки, метчики, фрезы дисковые, червячные и концевые, инструменты для зенкерования и протягивания, шеверы

Общие характеристики инструментальной стали

Существуют общие критерии для всех марок стали. Но к отдельным видам инструментальной стали (в зависимости от способов использования) предъявляются еще и характерные требования.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Отличия инструментальной стали от конструкционной:

Твердость инструментальной стали 60–65 единиц по шкале Роквелла.
Добавочная прочность, когда непостоянное сопротивление на разрыв выше 900 МПа.
Сопротивляемость абразивному износу.
Увеличенная прокаливаемость – способность инструментальной стали при закалке приобретать мартенситную структуру.
Красностойкость – способность стали сохранять при красном калении повышенную прочность и износостойкость.

Сплавы, которые используются в условиях холодного деформирования, различаются границей текучести и упругости, иметь гладкий рабочий слой и не изменяться в размерах и формах. А сплавы, которые применяются в условиях горячего деформирования, имеют повышенную теплопроводность, стойкость к термической обработке после закалки и устойчивость к изменениям температуры. Стали, которые используют при производстве режущих инструментов, должны отвечать особым требованиям.

Типы инструментальных сталей по ГОСТу

Согласно ГОСТам, предусмотрена следующая классификация инструментальных сталей:

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-99) с маркировкой У10, У12 и т. д. Цифрой указывается количество углерода в сплаве. Размерность берут в сотых долях процента. Если сталь имеет меньшее число отрицательных включений, а именно серы или фосфора, которые ухудшают механические свойства стали, то такой сплав принято обозначать добавлением литеры «А» (У12А и т. п.).
Легированные инструментальные стали (ГОСТ 5950-2000). Обозначаются Х, 5ХВГ, 9ХС и т. п. Первая цифра в маркировке обозначает сотую долю процента карбидов в сплаве. Если цифры нет, то процент карбида составляет 1 %. Литеры указывают на наличие в сплаве легирующих веществ.

Быстрорежущие инструментальные стали (ГОСТ 19265-73) обозначают буквой «Р». Цифра в маркировке показывает примерное количество вольфрама. Если в сплаве присутствуют кобальт или ванадий, то в маркировке пишут литеры «К» и «Ф». Хром в данной стали содержится в количестве 3-4 %, поэтому в маркировке его не показывают.
Штампованные инструментальные стали (ГОСТ 1265-74) обозначают так же, как и легированные. Бывают холодного и горячего деформирования.

Характеристики высоколегированной инструментальной стали

Для получения высоколегированной инструментальной стали берут за основу высокоуглеродистую быстрорежущую сталь с наличием углерода 0,7–1,4 % с большим содержанием карбидов хрома, вольфрама, молибдена и ванадия.

Это существенно увеличивает термостойкость сплава (до +670 °С), износостойкость и прочность изделий. Также эти свойства повышают практически в четыре раза скорость шлифования данного соединения по сравнению с другими сплавами из этой же группы (УС или НЛИС).

Основные свойства быстрорежущей инструментальной высококачественной стали:

Горячая твердость. Инструменты для резания изготавливают из быстрорежущей стали, которая способна сохранять твердость даже при температуре +600 °С. Это обусловлено тем, что в рабочем состоянии режущий инструмент интенсивно отдает тепло, часть (бывает до 80 %) которого идет на его разогрев. Это провоцирует отпуск материала и значительное снижение его твердости. Но стоит обратить внимание, что при температуре резания менее +200 °С твердость углеродистой стали будет выше, тем твердость быстрорежущей инструментальной стали при аналогичной обработке.
Красностойкость. Все марки инструментальной режущей стали имеют повышенный показатель красностойкости – коэффициент, определяющий промежуток времени, за который сталь способна выдержать большую температуру и сохранить при этом свои рабочие свойства.
Сопротивление разрушению. Быстрорежущая сталь более прочная, что позволяет сделать инструмент с большой глубиной и подачей резки.

Впервые быстрорежущая сталь («rapid steel», где «rapid» – это скорость) была создана в Британии.

Именно поэтому маркировка этой стали начинается с буквы «Р», а далее уже указывается цифра – процент содержания в ней вольфрама.

После указывают литеры «Ф», «М» и «К», показывающие долю в сплаве ванадия, молибдена и кобальта.

Быстрорежущую сталь принято делить на три группы в зависимости от наличия в ней отдельных элементов. Маркировка данного сплава указывает, к какому типу можно его отнести:

сталь марок Р6М5Ф2К8, Р10М4Ф3К10 и др. – содержание кобальта до 10 %, вольфрама до 22 %;
сталь марок Р9К5, Р10Ф5К5, Р18Ф2К5 – содержание кобальта до 5 %, вольфрама до 18 %;
сталь марок Р65М, Р12, Р18, Р9 – содержание вольфрама до 16 %, кобальта не содержит.

Наличие вольфрама в сплаве влияет на режущие показатели быстрорежущей стали.

Важно понимать, что повышенное содержание вольфрама, кобальта и ванадия приводят к карбидной неоднородности сплава, что способствует раскрашиванию краев режущего инструмента при эксплуатации. Если сталь содержит молибден, то весь срез будет иметь стабильные значения твердости.

Марки высоколегированной инструментальной стали

В обобщенный перечень высоколегированных инструментальных сталей и сплавов, которые последовательно появлялись в промышленности, входят Р9 и Р18 – самые первые марки легированной инструментальной стали. В состав сплава Р9 входит 0,8 % углерода, 4 % хрома, 9 % вольфрама, 2 % ванадия. Сплав Р18 содержит 0,8 % углерода, 4 % хрома, 18 % вольфрама, 1 % ванадия. Имеют повышенную теплоустойчивость.

Сталь Р18 отличается от Р9 увеличенной в два раза износостойкостью, т. к. содержит ориентировочно в 3 раза больше свободных карбидов. Также Р18 качественнее обрабатывается и меньше «прижигается». На основании этого сталь марки Р18 считается эталонной по отношению к другим маркам стали данной группы.

Чтобы улучшить режущие показатели инструментов для резания и уменьшить содержание дорогого вольфрама, российские ученые создали:

молибденовые режущие сплавы – марки Р9М4, Р6М5, Р6М3;
кобальтовые режущие сплавы – марки Р9К10, Р9К5;
ванадиевые режущие сплавы – марки Р18Ф2, Р14Ф4, Р12Ф3, Р9Ф5;
комбинированные быстрорежущие сплавы с легирующими добавками – марки Р18Ф2К5, Р12Ф2М3К8, Р12Ф4К5, Р6М5К5.

Эти и остальные марки (их больше 40) данной стали можно разделить на три группы в зависимости от производительности и теплоустойчивости – нормальная, повышенная и высокая:

Быстрорежущая сталь с нормальной теплоустойчивостью. Содержит вольфрам – Р9, Р12, Р18. Их современные отечественные аналоги – Р6М5 (зарубежный – HSS) и Р6М3.
Быстрорежущая сталь с повышенной теплоустойчивостью. Содержание молибдена – 2 %, вольфрама – 2–4 %, ванадия – 6–8 %. Либо сплав, который содержит молибден – 2 %, вольфрам – 9–10 %, ванадий – 4-5 %. Также сюда относятся сплавы с легирующими добавками (кобальт – 5 %, ванадий – 3,5-4 %, вольфрам ≤ 12 % или кобальт – 6–8 %, ванадий – 1,5-2 %, вольфрам ≤ 10 %). Марки этой стали – Р6М5К5, Р6М5К8, Р9К5 и зарубежный аналог – HSS Co.
Быстрорежущая сталь с высокой теплоустойчивостью, содержащая кобальт ≥ 12 %, вольфрам ≤ 18 % и ванадий ≤ 3,5 %. В отдельных марках сплава увеличивают процент молибдена, а содержание вольфрама уменьшают до ≤ 14 %.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Инструментальная сталь

Инструментальные материалы поставляются в рамках сортового проката. В дальнейшем они обрабатываются резанием, штампованием и прочими способами, доступными производителю.

Наибольшее распространение получили следующие виды инструментальных сталей: легированная, углеродистая и быстрорежущая.

Инструментальная легированная сталь

Инструментальная легированная сталь изготавливается по ГОСТ 5950-2000. Материал усилен присадками, повышающими его эксплуатационные свойства. Последние вводятся в шихту или расплав, равномерно распределяются по объему сплава. К данной категории относятся инструментальные нержавеющие стали. Их устойчивость к коррозионному поражению обусловлена добавлением двух элементов: никеля и хрома.

Производитель может купить инструментальные стали, легированные кремнием, медью, ниобием, ванадием и вольфрамом. Также в наличии материалы, усиленные кобальтом, бором, титаном и алюминием. Каждый тип присадок наделяет продукцию особыми свойствами, позволяет создавать сплавы для разных отраслей промышленности.

Таблица 1. Содержание легирующих элементов в соответствии с ГОСТ 5950-2000

Классификация материала

Классификация инструментальных сталей легированного типа осуществляется по ряду параметров.

Степень легирования. Стандарт предусматривает три уровня легирования: высокий – содержание присадок более 10%, средний – массовая доля присадок от 10% до 2,5% и низкий – количество присадок не более 2,5%.
Назначение. Легированные сплавы I группы используются для создания инструментов, обрабатывающих заготовки в холодном состоянии. Применение сплавов II группы позволяет изготовить изделия, работающие при нагреве до 300 градусов.
Способ обработки. Стали категории А обрабатываются давлением и волочением, категории Б –холодными механическими способами.
Качество исполнения. ГОСТ допускает изготовление двух типов стали: обычная и высококачественная инструментальная сталь.
Отделка поверхности. Отделка выполняется путем калибрования или специальными способами.

Допускается классификация материала по заводу-изготовителю. Крупнейшими поставщиками продукции является завод «Электросталь» и Златоустовский металлургический завод.

Таблица 2. Твердость инструментальных сталей в зависимости от марки

Маркировка

Маркировка инструментальных сталей включает сведения о содержании углерода и легирующих элементов. Она позволяет получить базовое представление о материале и его свойствах.

Пример расшифровки маркировки 6ХС.

6. Процентное содержание углерода. Цифра соответствует показателю 0,6%. Если содержание углерода составляет 1% - обозначение не используется, маркировка начинается с перечисления легирующих элементов.
Х. В качестве одной из присадок выступает хром. Отсутствие цифры перед обозначением соответствует содержанию легирующего элемента в пределах 1%.
С. Второй присадкой является кремний. Как и в случае с хромом, его содержание составляет около 1%.

Маркировка инструментальной стали указывается на бирке и в сопроводительных документах.

Рис 1. Прокат с маркировочными бирками

Область применения

Наибольшее распространение в промышленности получили сплавы марок Х12МФ, ХВГ, 4Х5МФС, и 3Х3МФМ.

Х12МФ. Изготовление элементов, работающих под давлением, представленных роликами или штампами.
ХВГ. Выпуск износостойких машинных деталей. Изготовление продукции для особо нагруженных узлов.
4Х5МФС. Подготовка различных типов штампов, работающих с цинковыми и магниевыми сплавами.

Сплав 3Х3МФМ востребован при изготовлении инструмента для ковочных машин, а также пресс-форм для литья под давлением.

Инструментальные углеродистые стали

Углеродистая инструментальная сталь не проходит процедуру легирования. Количество углерода варьируется в пределах 0,25 – 0,6%. Материал изготавливается по ГОСТ 1435-99. На его основе выпускаются прутки, листовой прокат, ленты и прочая продукция.

Таблица 3. Химический состав углеродистых инструментальных сталей

Таблица 4. Групповая принадлежность металлопроката

Углеродистые стали классифицируются по нескольким показателям.

Содержание углерода. Производители предлагают низко-, средне- и высокоуглеродистые стали. Содержание углерода в первых – до 0,25%, во вторых – от 0,25 до 0,60%, в третьих – более 0,60%.
Назначение. Углеродистые сплавы бывают быстрорежущими, электротехническими и шарикоподшипниковыми.
Состав. Продукция представлена качественными и высококачественными сталями. Последние имеют обозначение в виде буквы А.
Специфика обработки. Прокат категории «а» подходит для горячей обработки давлением и методом холодного волочения. Материалы категории «б» обрабатываются только «холодными» способами, например, сверлением и фрезерованием.

Инструментальные стали и сплавы углеродистого типа выпускаются с термической обработкой и без нее. Также производится нагартованный прокат.

Таблица 5. Параметры термической обработки углеродистых инструментальных сталей

Маркировка углеродистой стали содержит сведения о количестве углерода, качестве сплава и наличии дополнительных элементов в составе.

Пример расшифровки маркировки У8ГА.

У. Углеродистая сталь.
8. Содержание углерода в пределах 0,8%.
Г . Повышенное содержание марганца.
А. Высококачественный сплав.

Массовая доля серы не превышает 0,013% - это общее требование ко всем углеродистым сплавам. В случае его нарушения материал признается некондиционным и отправляется в отбраковку.

Таблица 6. Массовая доля прочих элементов по плавочному анализу углеродистой инструментальной стали

Материал активно используется в промышленности. Наибольшее распространение получили следующие марки.

У7. Изготовление инструментов для обработки дерева и продукции на его основе.
У8 и У9. Подготовка инструментов, при эксплуатации которых возможен нагрев режущей кромки: пилы, топоры и фрезы.
У10 и У10А. Выпуск игольной проволоки.
У12А. Изготовление сердечников, метчиков, напильников и шаберов.

Из сплава У13А изготавливаются бритвы, лезвия, ножи и прочая продукция бытового назначения с малыми требованиями к износостойкости.

Рис 2. Бытовой нож из стали У13А

Инструментальная быстрорежущая сталь

Инструментальная быстрорежущая сталь производится по ГОСТ 19265-73. Сплав активно используется при выпуске режущего инструмента, характеризуется устойчивостью к тепловому и механическому воздействию.

Все марки инструментальной стали быстрорежущего типа имеют высокую твердость. Они прекрасно переносят пластические деформации, сохраняют эксплуатационные качества в условиях высокой влажности.

Таблица 7. Химический состав быстрорежущей стали

Инструментальные режущие стали градируются по содержанию кобальта и вольфрама. Выделяют три группы сплавов.

Содержание кобальта до 10%. Содержание вольфрама до 22%.
Содержание кобальта до 5%. Содержание вольфрама до 18%.
Содержание кобальта и вольфрама свыше 16%

Химический состав материала отображается в сопроводительной документации к прокату.

В маркировке быстрорежущей стали инструментального класса отражены сведения о назначении материала и количестве основных легирующих элементов.

Пример расшифровки маркировки Р9К5:

Р. Быстрорежущая сталь.
9. Содержание вольфрама в количестве 9%.
9. Содержание вольфрама в количестве 9%.

В маркировке могут встречаться буквы «М» и «Ф», соответствующие молибдену и ванадию.

Таблица 9. Твердость быстрорежущих инструментальных сталей после термической обработки

Ключевое назначение быстрорежущих сталей – изготовление режущего инструмента. Сплавы востребованы при производстве товаров хозяйственного и промышленного назначения.

Особой популярностью пользуется марка Р6М5. С ее помощью выпускаются метчики, сверла, плашки, фрезы и прочий металлорежущий инструмент. Получить исчерпывающую информацию о сплаве поможет статья «Сталь Р6М5».

Рис 3. Концевая фреза Р6М5

Часто задаваемые вопросы

Чем отличаются инструментальные стали от конструкционных?

Инструментальные стали отличаются повышенной твердостью (до 60-65 HRC) и сопротивлением на разрыв. Материал характеризуется высокой прокаливаемостью и красностойкостью, лучше переносит воздействие влаги.
Обилие легирующих элементов в ряде марок инструментальных сталей вызывает проблемы со свариваемостью. При сварке конструкционных сталей не возникает сложностей.

Сколько стоит инструментальная сталь?

Стоимость инструментальной стали зависит от марки и количества легирующих присадок. Наиболее дорогостоящими являются материалы высокой степени легирования.

Качественные ключи и головки — обзор.

Испытания на прочность (крутящий момент до разрушения), а также проверку геометрических размеров проводили на базе лаборатории НПО «Талис». Поверенным электронным штангенциркулем измеряли основные размеры, влияющие на прочность инструмента и удобство работы, а также размеры, которыми ключ или головка будут охватывать крепеж.

Максимальный момент затяжки проверяли сертифицированным торсиометром TruCheck Plus 1000. Обе стороны ключа должны были повернуть специальную оправку, представляющую собой шестигранник 22,0 мм с твердостью 57–60 HRC. А прибор фиксировал момент, при котором открытый зев ключа проворачивался на шестиграннике или сгибалась (отламывалась) сторона с кольцом.

Испытуемому приходится работать в паре с закаленным на оборонном заводе шестигранником. Шестигранник выгрызает металл из губок ключа. При взаимодействии с реальной гайкой ключ, скорее всего, «слижет» ее грани.

Инструменты

Чтобы открутить или закрутить гайку, болт, муфту, головку крана и т.д. используется гаечный ключ. Любой мастер, который выполняет мужскую работу по дому или имеет дело с техникой, хотя бы раз в своей жизни сталкивался с этим инструментом.

Типоразмеры гаечных ключей
Разновидности гаечных ключей
Выбираем гаечный ключ
Делаем гаечный ключ своими руками

Типоразмеры гаечных ключей

У любого устройства есть свои параметры и характеристики. Существуют общепринятые стандартные размеры гаечных ключей. Для определения размера ключа обращается внимание на просвет, который образовывают недвижные губки. Это зев инструмента. Рукоятка любого гаечного ключа содержит цифровое обозначение. Это то количество миллиметров, которое определяет расстояние между губками.Типоразмеры ключей гаечных колеблются от наименьших (2.5х3.2) и до самых крупных (75х80 мм). Это показатели ГОСТа, которые не могут быть нарушены ни при каких условиях. Прописаны и другие требования к гаечным ключам. Любой изготовленный инструмент должен иметь установленную твёрдость и прочность. Проведён специальный расчёт предельных отклонений номинального размера зева; учитывается защитно-декоративное покрытие ключа; производится нанесение маркировки товарного знака и т.д.

Размеры гаечных ключей

Разновидности гаечных ключей

Теперь разберёмся с тем, какие бывают гаечные ключи. Более применимы ключи, в составе которых есть два зева. Его второе название- это двухрожковый ключ. Если вам нужно отвернуть детали с расстоянием в 19 или 22 мм между полярными гранями, тогда вам необходимо использовать ключи с рукояткой, где есть обозначение 19 и 22. Бывает так, что в форс-мажорной ситуации не всегда под рукой есть инструмент нужного размера. В таком случае подойдёт ключ на размер больше. При применении неподходящего по размеру инструмента используйте отвёртку или нож и вложите их в пустующее пространство.

Итак, какие бывают гаечные ключи. Во-первых, разводные. Это рожковые ключи, размер которых может варьироваться. Во-вторых, составные. В их состав входит полое гнездо, насадка торцевой структуры и рукоятка, длинная или короткая. Есть ключи специфического профиля. Это необычные гаечные ключи. Существуют шестигранные, бристольские и звездообразные ключи, предназначенные для работы с компьютерным и велосипедным оборудованием, с закручиванием деталей в труднодоступных местах, что граничит почти с ювелирной работой.

Выбираем гаечный ключ

Как выбрать гаечный ключ, чтобы он отвечал всем требованиям? Разнообразие ключей демонстрирует, что для каждой потребности существуют свои разновидности гаечных ключей. Нужно исходить из цели его приобретения и сложности задачи, которую вы перед ним ставите. Материалом для изготовления современных ключей является специальная инструментальная сталь, которая состоит из хрома и ванадия. Поэтому, когда ссылаются на материал, обычно говорят, что в продаже имеются гаечные ключи хромированные.

Существует уникальная вещь, которая может решить одним махом все проблемы и избавит вас от необходимости ломать голову над тем, какой ключ выбрать. Есть универсальный гаечный ключ, который содержит в себе все ключи вместе взятые. Ему под силу гайки любых размеров с разными формами головки. Он не скользит на гладкой поверхности благодаря своим мощным зубцам, что является его явным преимуществом.

Существует также электрический гаечный ключ, название которого говорит само за себя. Этот инструмент работает на батареях и аккумуляторе. Так что каждый мастер сам решает, какие гаечные ключи лучше для него.

Электрический гаечный ключ

Ценовая политика ключей очень разнообразна. Как правило, на ключи гаечные цена колеблется от 21 рубля до 415, в зависимости от фирмы- производителя и многофункциональности технических характеристик. Дешевле всего будет стоить ключ односторонний, открытый зев которого составляет от 3.2 до 85 мм. При покупке так же стоит помнить о длинной рукоятке, которая ограничивает амплитуду движения ключа в поворотах. Если одна из губок будет укорочена, тогда, соответственно, и радиус работы ключа увеличится. В таком случае возможно надеть ключ сбоку на гайку. Если рукоятка будет искусственно наращена, тогда увеличится прилагаемая сила, и губки зева разведутся или вообще поломаются. Кувалда может поставить их на место в случае разведения, но материал уже не будет таким прочным, как до этого. Если же у вас есть ключ, изготовленный сталью 40Х или 40ХФА, тогда есть вариант закаливания губки.

Есть ещё один способ, как отремонтировать изношенный или раздавшийся зев. Через наваривание металлического слоя корректируется объём зева с помощью абразивного инструмента. Если открытый зев составляет более 24 мм, тогда этот вариант восстановления ключа будет более эффективным. Срок службы гаечных ключей колеблется от года до трёх. Когда говорят о долговечности использования, всегда упоминают о кольцевом ключе. Он не может раздаваться, зато износится. Существуют ограничения в эксплуатации этого вида ключа. Его можно использовать, если надеть на гайки, но его не получится употребить для откручивания, к примеру, накидных гаек гибких шлангов. Для сантехнических работ кольцевые ключи используются, чтобы отвернуть или завернуть задвижки, чугунные сифоны и т.д. Преимуществом этого ключа есть шестигранный или двенадцатигранный зев, который позволяет более интенсивно выполнить работу.

Кольцевой гаечный ключ

Делаем гаечный ключ своими руками

Возникает закономерный вопрос, как сделать гаечный ключ без помощи специалиста. Для тех, кто решил лично сделать себе этот инструмент, есть небольшие советы. Начинать делать гаечный ключ своими руками стоит с изготовления одностороннего или двухстороннего ключа. Используйте образец уже готового подобного изделия. Сделайте чертеж гаечного ключа, исходя из которого будете изготавливать ваш инструмент.

Для начала делаем заготовку из листа стали с габаритным размером больше на 2-3 мм, чем наружный размер сторон ключа. Бывают трудности с толстыми заготовками. С помощью ножовки её не вырезать. А использовать газовую горелку противопоказано. Лучше всего пустить в ход кузнечную обработку. Это делается через расплющивание стального стержня.

После того, как заготовка есть, начинаем наносить разметку. Если у заготовки есть неровные стороны, лучше их опилить, удалить окалины. Затем нужно нанести краску на обработанный верх. Можно применить быстросохнущую краску или лак. Накладывание образца происходит после того, как высохнет покраска. Лучше всего использовать какой-нибудь пресс, чтобы образец не сдвинулся во время очерчивания. Чертилкой выступит стальная заточенная проволока. После разъединения образца и заготовки нужно навести окончательные риски через 1-2 мм от уже нанесённых, затем накернуть их. Керн сначала с наклоном установите на риску, а при нанесении удара молотком выпрямите. По расстоянию между ямками в зеве должно быть 3-4 мм.

Далее высверливаем зев. Можно использовать дрель со сверлами 3-5 мм. Нельзя, чтобы сверло перегревалось. Нужно охлаждать его в воде. После того, как вы изготовите второй зев, нужно снять лишнее.

Ну и в завершении необходимо закалить изготовление. Дома это можно сделать с помощью газа. Если воспользоваться кузнечным горном или специальной печкой- это будет идеально. Для вынимания ключа используют клещи, опуская в воду одну сторону ключа. После этого нужно вынимать и опускать до полного потемнения губок. Затем охлаждаем их в воде. Противоположную сторону ключа нужно обработать таким же способом. Такова технология изготовления гаечного ключа.

Изготовление гаечного ключа

Методика испытаний: головки

Согласно ГОСТ 25605–83 инструментальные головки «на 17» должны выдерживать момент 425 Н∙м. Мы решили испытать эти изделия только на прочность, приложив почти двукратный крутящий момент, равный 750 Н∙м. Все головки выдержали тест, а мы посчитали, что в автомобиле да и в быту нет крепежа, затянутого с бóльшим моментом.

Результаты испытаний относятся к конкретной выборке продукции и не могут служить основанием для каких-либо выводов о деятельности той или иной компании в целом.

1. Автодело

Страна-изготовитель

Китай
Примерная цена: ключ / головка
82 / 44
Момент разрушения открытого зева / кольца
354 / 436 Н∙м
Твердость
28 HRC

Инструмент можно считать рабочим условно. Недостаточная твердость приведет к быстрому износу рабочих поверхностей, и ключи станут «слизывать» крепеж.

2. Эврика

Индия/Китай
Примерная цена: ключ / головка
90 / 47
Момент разрушения открытого зева / кольца
344 / 534 Н∙м
Твердость
42 HRC

Перекаленный ключ имеет отклонения в «геометрии», явно свидетельствующие об экономии материала. Это единственный производитель, сделавший толщину металла открытого зева меньше, чем требуется по ГОСТу. Инструмент не понравился.

3. AirLine

Китай
Примерная цена: ключ / головка
148 / 52
Момент разрушения открытого зева / кольца
501 / 584 Н∙м
Твердость
41 HRC

Строгое соблюдение геометрических размеров, достаточная прочность и приемлемый химический состав с хорошим содержанием ванадия в сочетании с умеренной ценой выводят инструмент в ряд лучших в нашем тесте.

4. Facom
4. Facom

Франция
Примерная цена: ключ / головка
— / —
Момент разрушения открытого зева / кольца
558 / 764 Н∙м
Твердость
48 HRC

Зверски твердый ключ погиб, как настоящий мушкетер, — разлетались обломки и искры. Выступал вне конкурса. Хороший инструмент. Ключ мы взяли из редакционных запасов, поэтому цену не указываем.

5. Force

Тайвань
Примерная цена: ключ / головка
290 / 119
Момент разрушения открытого зева / кольца
412 / 719 Н∙м
Твердость
45 HRC

Необычный ключ красив. Но не из-за формы ли открытый зев оказался ощутимо слабее, чем кольцо? По остальным характеристикам — твердое «хорошо».

6. Mundial

Италия
Примерная цена: ключ / головка
750 / 295
Момент разрушения открытого зева / кольца
528 / 724 Н∙м
Твердость
41 HRC Сказочно дорогой инструмент изготовлен практически из cтали 20, а все остальные характеристики производитель решил довести с помощью закалки. Некаленая рукоятка сгибается — не как пластилиновая, но и не как у ключей Facom. С учетом соотношения цены и качества — незачет.

7. Rock Force
7. Rock Force

Тайвань
Примерная цена: ключ / головка
215 / 65
Момент разрушения открытого зева / кольца
558 / 728 Н∙м
Твердость
46 HRC

Спектральный анализ выявил большое количество вредных примесей, что в сочетании с высокой твердостью может вызвать хрупкое разрушение. Пригоден для непрофессионального использования.

8. Оmbra

Тайвань
Примерная цена: ключ / головка
380 / 160
Момент разрушения открытого зева / кольца
466 / 825 Н∙м
Твердость
45 HRC

Высокая прочность рожковой и — особенно! — кольцевой сторон, должная закалка и хороший химический состав. Полированный ключ приятно взять в руки. Всё перечисленное, а также пожизненная гарантия выводят изделие в разряд победителей. Но цена высока.

9. Zipower

Китай
Примерная цена: ключ / головка
224 / 65
Момент разрушения открытого зева / кольца
393 / 585 Н∙м
Твердость
44 HRC

Инструмент закаленный, но легировать сталь ванадием производитель не стал. Цена немалая, а прочность, по сравнению с конкурентами, оставляет желать лучшего. Оценка не выше чем «удовлетворительно».

Результаты спектрографического исследования

Мнение специалиста

Павел Николаевич Щеголев, инженер по испытаниям НПО «Завод „Волна“
Павел Николаевич Щеголев, инженер по испытаниям НПО «Завод „Волна“

Все предоставленные ключи сделаны из качественной конструкционной стали, но некоторые по химическому составу оказались далеки от стали 40ХФА, которую предписывает ГОСТ 16983–80. Особенность стали 40ХФА заключается в том, что основными добавками в ней являются углерод С (около 0,40%), а также легирующие элементы хром Cr и ванадий V, которые вводятся для улучшения технологических свойств.

Карбидообразующие элементы хром и ванадий способствуют повышению износостойкости и твердости. Ванадий даже в малых количествах измельчает зерно стали и делает изделие более устойчивым к действию циклических нагрузок.

Буква А обозначает высококачественную сталь с пониженным содержанием вредных примесей, таких как сера S и фосфор Р. Но ГОСТ допускает применение сталей с механическими свойствами в термообработанном состоянии не ниже, чем у стали 40ХФА.

По результатам испытаний наименее удачными с точки зрения химического состава и твердости показали себя ключи под номерами 1, 2, 6 и 9. Образцы № 1, 2 и 6 содержат легирующие элементы, при этом содержание углерода низкое. У № 2 и 6 твердость относительно высока. Это говорит о перекаленности стали, и рекомендовать их к использованию нельзя. А образец № 1 имеет слишком низкую твердость. Образец № 9 выполнен из среднеуглеродистой стали с хорошо проведенной термообработкой, но легирующие элементы отсутствуют. Остальные ключи обладают хорошей твердостью, по химическому составу их металл близок к стали 40ХФА.

Материалы и инструменты

Заготовка выбрана из стали 40ХФА. Сплав включает хром и ванадий, что придаёт заготовке пластичность и пригодность для изготовления ножей. Затачивать клинок будет легко.

Безошибочный процесс закалки придаст изделию хорошую твёрдость. Сложности при изготовлении маловероятны, материалы потребуются следующие:

деревянный брусок;
пруток из латуни диаметром 0,3-0,4 мм;
эпоксидный клей или подобный по свойствам;
пропитка для дерева;
заготовка в виде ключа на 30 или более;
малярный скотч;
ёмкость с моторным маслом.

Внимательный читатель однозначно заметил, что про ковку заготовки речь не ведётся. Правильно – ковать необязательно, основное – безошибочно закалить сталь.

Процесс будет состоять из резочных и шлифовальных работ, инструмент потребуется соответствующего характера:

УШМ «болгарка», набор кругов;
ленточная шлифмашина (идеальный вариант);
разметочный маркер;
горн или печь;
тиски, щипцы, зажимы, струбцины;
набор напильников, надфилей;
дрель, свёрла разного диаметра;
наждачка с различным зерном.

Арсенал инструментария выглядит профессионально, но новичкам не следует этого бояться. Ленточную шлифмашину легко заменить болгаркой, со шлифовальным кругом. Расположить её для удобства в горизонтальном положении и работать не составит труда.

Выводы

ГОСТ 2838–80 делит ключи на четыре группы прочности. По результатам испытаний к высшему классу прочности А можно отнести все ключи, кроме изделий под марками «Автодело» и «Эврика». Инструментальные головки всех протестированных марок имеют большой запас прочности. Среди испытанных изделий можно положительно охарактеризовать ключи AirLine, Force, Rock Forсe и Оmbra. Причем по возможностям Ombra приближается к профессиональному инструменту.

Читайте также: