Инструментальная сталь для сверл

Обновлено: 18.04.2024

Потребителям металлургической продукции очень важно разобраться, что это такое — инструментальная сталь, каковы виды углеродистых сталей и их свойства. Надо четко выяснить, для каких инструментов ее применяют. Также внимания заслуживает прочее применение и нормы ГОСТ, типовое обозначение.

Что это такое?

В далеком прошлом один и тот же металл шел на самые разные нужды. Но постепенно обнаружилось, что правильнее делать его со специфическими свойствами для каждой конкретной сферы. И в ходе промышленной революции очень актуальным продуктом как раз стала инструментальная сталь. Ее название говорит само за себя — из таких сплавов делают преимущественно рабочие инструменты и их функциональные части. Все эти сплавы относятся к углеродистым сталям.

Соответствующая классификация означает, что они могут содержать в своем составе как минимум 0,7% углерода. Вступая в реакцию с железом, он образует прочные и стойкие соединения — карбиды. Потому выносливость металла резко повышается по сравнению с малоуглеродистыми сплавами и тем более с чистым железом. Но высокая твердость и прочность достигаются не просто так, не за счет одних только добавок. Они могут быть выработаны только после окончательной термической обработки по специальной технологии.

На конечные свойства и характеристики металлургического продукта влияет также то, подвергают ли его легированию или нет. Такой материал стоит сравнительно недорого. На основе инструментальной стали могут делать как ручной, так и механизированный инструмент различных типов.

Во многих странах действуют свои специфические стандарты на этот продукт. Также могут отличаться категории готового продукта.

Методы производства

Еще каких-нибудь 60 лет назад основным способом получения инструментального сплава была плавка в мартеновской печи. Но этот способ, появившийся в разгар промышленной революции, сейчас встречается все реже и реже. Основную роль в XXI веке играет использование кислородных конвертеров. В конвертер заливают расплавленный чугун и продувают его потоком кислорода. Такая методика позволяет получить готовый продукт гораздо быстрее, чем даже самые совершенные мартеновские печи.

Некоторые предприятия используют также электрическую плавку или бессемеровские конвертеры. Последний вариант оборудования отличается довольно высокой производительностью. Но все дело портит невозможность окончательно удалить все примеси неметаллических элементов. Даже лучшая бессемеровская сталь содержит относительно много серы и фосфора. При использовании кислородного конвертера их концентрация окажется заметно ниже; самый же добротный продукт делают при помощи дуговых печей.

По качеству

Самые совершенные или, как принято говорить, улучшенного качества — инструментальные стали. Они могут содержать максимум 0,03% фосфора и серы. Если заказывают качественные сплавы, то в них не допускается присутствие более чем 0,035% фосфора и 0,4% серы.

Применять для производства инструментов любую сталь, кроме качественной и высококачественной, не допускается. Материал с обычными характеристиками подойдет для деталей машин и для листового проката, для проволоки и метизов, но не для функциональных инструментов.

По содержанию углерода

Сплавы классифицируют по признакам и иного рода. Так, очень важная классификация связана с концентрацией углерода. Малоуглеродистым признают металл, в который входит 1/4 процента C. Среднеуглеродистая сталь содержит уже ровно 0,6% карбонового компонента. При большем содержании углерода говорят про высокоуглеродистый состав.

Важно и то, в какой форме представлено железо. По этому параметру выделяют сплавы:

доэвтектоидного;
эвтектоидного;
заэвтектоидного характера (разница между ними связана с соотношением феррита и перлита).

В промышленности часто востребована штамповая разновидность инструментальной стали. Ее получают методом холодной либо горячей деформации. В зависимости от этого могут применяться разные сплавы. Это определяет вязкость и прочность, сопротивляемость износу; наиболее высока механическая стойкость при добавлении хрома. Чаще всего инструментальная сталь является нетеплостойкой, зато отличается хорошей твердостью и отличным уровнем прокаливаемости.

Маркировка

Конкретное обозначение инструментальных сталей определяется тем, насколько они легированы. Углеродистый металл начинают обозначать с буквы «У». После этого ставят одну или две цифры, показывающие десятые доли процента углерода. Самый качественный металл в конце обозначается буквой «А».

Легированный сплав обозначают сначала одной цифрой, которая показывает количество углерода (опять же в десятых долях процента). При концентрации его от 1% и более такое обозначение пропускают. Индексы присутствия легирующих компонентов и их количества создаются так же, как и для других сплавов.

Быстрорежущий металл маркируют прежде всего буквой «Р». После нее идет указание количества вольфрама, который оказывается главной легирующей добавкой. Любой быстрорежущий сплав содержит 4% хрома; его концентрация, как и количество углерода, не маркируется.

Для изготовления инструментальной стали может применяться различный ГОСТ:

2590-88 – для горячекатаного круглого металла;
2591-88 – для горячего проката квадратной формы;
4405-75 – для кованых полос;
1435-74 – при выпуске углеродистого металла;
5950-2000 – при производстве инструментальной легированной стали, в том числе предназначенной для штампов.

Марки и их применение

Существует большое количество видов стали, которые применяют для инструментов. Например, сплав 9ХС отличается превосходным уровнем легирования. Заменить такой металл можно при помощи ХВГ или ХВСГ. Основная область использования:

сверла;
метчики;
плашки;
фрезы;
клейма, наносимые холодным способом.

Из 9ХС делают еще и ответственные части различных машин и аппаратов. Такое применение сплава обусловлено:

приличной износостойкостью;
отменной усталостной прочностью на изгиб, при вращении и контактной нагрузке;
упругостью.

Инструменты из стали Р18 предназначены прежде всего для:

обработки отверстий;
получения внешней резьбы;
получения внутренней резьбы.

Допускается также обработка цветного металла — при условии, что он отвечает основному прочностному критерию.

Сплав Р18 может сохранить свои ценные практические свойства при температурах до 600 градусов. Его поставляют в формате:

проката различного сечения;
полос всевозможной геометрической формы;
обычных и калибруемых прутков;
профиля, изготавливаемого согласно техническим условиям 14-11-245-88.

Сталь марки 45 (обозначаемая как Ст45) применяется только в некоторых ручных инструментах. Речь идет прежде всего про:

настольные тиски;
бандажи;
круглогубцы и плоскогубцы;
пассатижи.

В основном же ее отпускают на изготовление:

станочных кулачков;
шпинделей;
цилиндров;
валов промышленного оборудования;
шестеренок;
труб бесшовного исполнения.

Инструментальные углеродистые стали используются для изготовления режущего инструмента различных типов. Наибольший габарит этих приспособлений, однако, составит 1,3 см. Подобное ограничение связано со слабой прокаливаемостью металла. Исключения составляют те изделия, у которых главная часть режущей кромки сосредоточена на поверхности. Получить зенковку, фрезу или ножовку довольно легко на основе сплавов:

Иногда режущий инструмент работает при мощных ударных воздействиях. В такой ситуации рекомендовано делать выбор в пользу сплавов У7 или У8. Их преимущество состоит в увеличенной ударной вязкости. Любая углеродистая инструментальная сталь может быть закалена только при ограниченном диапазоне температур. Нельзя применять ее для высокоскоростного прореза и в иных случаях, при которых рабочая часть прогревается более чем до 220 градусов. Легирование металла позволяет прокалить его на большую глубину. Вероятность перегрева резко уменьшается. Качество термической обработки повышается, а опасность появления трещин при ней снижается. Габарит производимого инструмента, соответственно, увеличивается. Низколегированные стали, такие как 11Х и 13Х, используют для получения метчиков, напильников и ножей.

Уже упомянутый сплав 9ХС и металл категории ХВГС отличается повышенной красностойкостью. Критический температурный уровень — 250 градусов. На основе такого вещества можно делать и плашки, и сверла, и гребенки. Допускается изготовление также прочего инструмента сечением до 8 см.

Стоит отметить, что после отжига подобные сплавы хрупки и в процессе шлифовки могут активно трескаться.

Еще легированную инструментальную сталь применяют, чтобы делать:

линейки;
скобы;
штангенциркули (но в этом случае предпочтительны уже сплавы категорий Х и ХГ).

Быстрорежущий металл отличается действительно высокой красностойкостью. Такое свойство сохраняется при температурах до 650 градусов. Резать металлические заготовки можно им в 5 раз быстрее. Суммарный срок эксплуатации инструмента вырастает в 20-30 раз. Подобные свойства обеспечиваются введением вольфрама либо молибдена.

Штампованную инструментальную сталь применяют, чтобы изготавливать матрицы и штамповые пуансоны. Холодно-деформированные сплавы используют при температурах от 250 до 300 градусов. Речь идет прежде всего о Х12М и Х12Ф1 — соединения, имеющие ледебуритную структуру. Они отличаются превосходным уровнем прокаливаемости, твердости (64 единицы по шкале HRC) и красностойкости. Из такого металла можно сделать штампы сложной геометрии, ролики для накатки резьбы.

Штампованная сталь, деформированная в горячем состоянии, может работать и с более разогретым металлом. Для нее критичны лишь температуры свыше 550 градусов. Важным свойством для такого продукта выступает разгаростойкость. Так называют способность многократно переносить сильный разогрев и не терять своих ценных свойств.

Особенности обработки

Правильная закалка и прочая термическая обработка не менее важны, чем выбор подходящего сплава. Такие методы позволяют быстро поменять структуру вещества и повлиять на параметры создаваемого инструмента. Они отражаются также и на сроке эксплуатации изделия. Термообработка инструментальных сталей очень часто проводится в соляной ванне. Это вообще классическая методика работы, которая проверена временем.

Достоинства подобного варианта заключаются в:

скорости нагрева и оперативной передаче тепла;
отводе избыточного тепла;
экономичности работы;
легкости температурной регулировки;
приличной защите от вредного действия засорений.

Подбирают обычно нейтральные соли. Но критично оказывается загрязнение ванны — при высокой степени оно может вовсе спровоцировать обезуглероживание металла. Компенсировать или совсем исключить это можно за счет добавок цианистого натрия. После его введения смыть соль также будет проще. Если ванна прогрета до 500-700 градусов, допускается применение BaCl, NaCl, CaCl2. Хлорид кальция, однако, будет сильно поглощать воду. В его присутствии коррозия резко активизируется. Селитряные соли можно применять при 170-500 градусах. Ближе к верхней отметке они оказываются взрывоопасны.

Важно: надо помнить, что все соли так или иначе токсичны для организма.

В ряде случаев обработка включает нанесение износостойкого покрытия. В этом случае нужно:

заблаговременно обезжирить поверхность путем использования трихлорэтилена либо четыреххлористого углерода (внимание, оба вещества опасны!);
очищать изделие ультразвуком с помощью пищевой соды и фосфорнокислого натрия;
отмывать заготовку сначала в питьевой, а затем в дистиллированной воде;
промывать изделие в смеси спирта и ацетона.

Термическая обработка в вакуумной печи распространяется все шире и шире. При таком методе, в сравнении с обработкой в соляной ванне:

проще поддерживать стабильные свойства деталей в масштабах партии;
исключается удаление углерода и легирующих веществ;
сокращаются деформации;
предотвращается угроза отравления и заражения внешней среды;
лучше контролируется технологический процесс;
эффективнее отслеживание каждого параметра.

Однокамерные вакуумные печи преимущественно имеют горизонтальное исполнение. Закалка металла в них идет в струе инертного газа. Иногда она подается под избыточным давлением. Некоторые конструкции рассчитаны на прохождение всего цикла обработки автоматически без перерывов. Вакуум эффективно предотвращает окисление и обезуглероживание.

Марки стали сверл — какие лучше?

В нынешнее время купить качественное сверло по металлу — целая проблема, в больше части своей сверла китайские, качество их оставляет желать лучшего. Качество сверла зависит, в первую очередь, от марки стали, из которой изготовлено сверло.

БОльшая часть современных сверл по металлу изготавливается из стали Р6М5, хотя разница между современными сверлами и сверлами времен СССР(со знаком качества) просто огромная, китайские сверла моментально закатываются и ими невозможно просверлить даже обычный уголок из 3мм железа. Одного сверла хватает на несколько отверстий. Однако есть и качественные сверла, которых хватает надолго.

Давайте разберемся с марками стали, ведь от этого зависит качество и долговечность сверла.

Р18 — теперь уже легендарная сталь. Содержит 18 процентов вольфрама, благодаря чему эта сталь поддерживает обработку металла даже на высоких скоростях. Сверла из стали Р18 не перегреваются, долго терпят и отлично сверлят. Правда найти настоящие — целая проблема. В советское время сталь р18 использовали очень широко для изготовления металлорежущего инструмента, однако после 70 годов запасы вольфрама истощились и она была заменена на сталь с более низким содержанием вольфрама — р6м5.

Р6М5 — 6 процентов вольфрама, 5 процентов молибдена. Рядовая сталь для металлорежущего инструмента. Если сверло по металлу советское из Р6М5 — то оно отлично подойдет ля повседневного использования в быту, хватает таких сверл надолго, правда более закаленное железо ими не просверлить. Для этого подойдут следующие сверла с добавлением кобальта.

Р6М5К5 — тоже самое, что и Р6М5, только добавлено 5 процентов кобальта, отчего эти сверла стали еще крепче и выносливее. Сверла с кобальтом подходят для сверления там, где при сверлении получается высокая температура. Фото:

Превосходно подходят для сверления нержавеющий стали, а также других закаленных сталей. В общем, если обычные сверла железо не берут, тогда купите с кобальтом, почувствуете разницу.

HSS — зарубежный аналог быстрорежущей стали, переводится как High Speed Steel, то есть сталь для работы на больших скоростях. Сверла из HSS по своему составу схожи со стандартным быстрорезом Р6М5.

Кстати, hss также бывает с добавлением кобальта, сверла имеют маркировку HSS-Co . Сверла с такой маркировкой будут идентичны нашим Р6М5К5. Сверла с кобальтом — ля сверления нержавейки и других прочных сталей.

Также стоит упомянуть специализированные сверла по керамограниту, они в напайками и также бывают коронками, если ищите инфу — переходите по ссылке, подготовил статью по просьбам трудящихся.

В общем, если решили прикупить качественных сверл для дома, то я бы порекомендовал сначала поспрашивать сверла времен СССР, если на них будет знак качества, то это вообще лучше некуда. Советские стоят недорого, можно даже поискать на рынках-барахолках, наверняка что-то можно найти и там.

Совдеповские сверла — это отличный инструмент. Если же брать импортные, то и стоят они ого-го, например сверла HSS-Co на 6 миллиметров стоят в районе 70-80 рублей, тогда как аналогичное советское можно купить за 20-30 рублей.

Из какой стали изготавливают сверла?

Разные марки стали применяются в производстве сверл. Они должны выдерживать соответствующую марке эксплуатационную нагрузку. Поэтому при покупке инструментов важно делать выбор по их предназначению для вида предполагаемых работ.

Виды материалов

Стали быстрого действия в разрезании различаются по химическому составу.

Применение сталей этих марок для инструментов разной прочности для различных материалов позволяет изготавливать модели с отличительными техническими характеристиками.

Подобные сплавы делают сверла крепкими, надежными. Кромка прочная, в процессе сверления вся длина инструмента не изменяет показателей твердости, не крошится на рабочей поверхности любой плотности. Из быстрорежущей стали, имеющей легированные добавки, делают сверлящие и режущие инструменты для решения разных строительных вопросов. Применение стальных сплавов широкое:

производство сверлящих инструментов сложной формы способом литья;
выполнение резцов, их кромки, в которых основа производится из дешевых материалов, чтобы уменьшить стоимость инструментов;
изготовление напайки на режущие инструменты, особенно в конструкциях сверлящих инструментов со сменной кромкой;
выпуск фрез по технологии литья.

Какой вариант лучше?

Благодаря добавлению химических компонентов существенно меняются характеристики свойств металла. Для производства сверлящих инструментов специально создаются особые материалы, чтобы получить большое трение в момент работы. Легированная сталь дает сверлам высокие качества твердости, из-за чего их можно использовать на дрелях, перфораторах, имеющих несколько скоростных режимов.

Любое стальное сверло имеет свои технические характеристики, по которым определяется его применение.

От содержания легирующих элементов зависит марка сплава, что позволяет выбрать инструмент с точными эксплуатационными качествами.

Выбор сверлящих элементов зависит от сферы их использования.

Как выбрать сверло?

Цель использования сверлящего инструмента – делать необходимые отверстия в различных конструкциях. Сверла отличаются:

устройством;
материалами производства;
сферой использования;
стоимостью.

Цена изделий, предназначенных для металлических конструкций, резко отличается, что определяется материалами, из которых производятся такие инструменты.

Одно сверло предназначено работать с алюминиевыми изделиями, другое – с толстым железом или с нержавеющей сталью. Поэтому важно точно знать, какие материалы предстоит просверливать, из какого сплава должно быть выполнено выбираемое сверло, чтобы можно было сверлить каленую конструкцию. Тип сверла определяется его механизмом.

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.

Сверло по металлу: описание,маркировка,виды,фото,марки

Плотность металла настолько велика, что для его обработки необходимо использовать специальные инструменты и механизмы. Для того чтобы сделать отверстие в этом материале применяются дрели и сверлильные станки, в которых основным режущим элементом являются сверла.

Какие свёрла по металлу лучше? Непросто определить, ведь универсальных изделий которые бы подходили для обработки всех типов металлических изделий, не существует. Опытный мастер сможет «на глаз» определить вид металла и быстро подобрать для обработки подходящий режущий инструмент.

Новичку в этом деле необходимо начинать с азов. Вначале изучить классификацию свёрл и сферу их применения, потому что лучшие модели — это изделия, которые идеально подходят для обработки конкретного вида металла.

Какие бывают сверла, как по маркировке и внешнему виду подобрать подходящее для работы изделие, узнайте в статье.

Сверла какой марки лучше?

В запасах домашних мастеров до настоящего времени сохранились инструменты и оснастка с советских времен. Нельзя сказать, что это были плохие сверла, особенно победитовые, но как заточить сверло по металлу без оборудования?

Проще купить новый режущий инструмент от зарубежных и отечественных производителей:

Bosch – любая продукция исключительного качества.
Ruko – ищите лучшие крестовые сверла с твердым наплавлением для надежности.
Haisser – их сверла с титаново-нитридным покрытием выдерживают экстремальные нагрузки (обработка стали, меди, бронзы, металлокерамики пр.).
«Зубр – хорошо зарекомендовавшая себя отечественная марка, оптимальное соотношение цены и качества, предлагает надежные резцы по металлу, в частности с кобальтом.

Важно: Отверстие в тонком изделии из податливого сплава возьмет любое сверло. Для «спецов», работающих по металлу, не выгодно покупать дешевые буравчики сомнительного качества и тратить время на их заточку.

Как правило, сверла имеют специализацию – по металлу и древесине, но ими можно работать и по другим материалам, включая бетон, керамику и полимеры.

Из чего изготавливают сверла

Для изготовления сверл по металлу применяется быстрорежущая сталь. Это группа высоколегированных сплавов, в состав которых, кроме железа и углерода, входит вольфрам, молибден, кобальт, ванадий и другие элементы.

Быстрорежущая сталь отличается от обычной инструментальной тем, что сверло из нее сохраняет работоспособность при нагреве. Инструментальная сталь при нормальной температуре не уступает по твердости быстрорежущей, но при нагреве свыше 200 о С происходит отпуск и она становится мягкой. Быстрорежущая сталь сохраняет твердость до 500—600 о С, а некоторые марки – до 1000 о С.

Вольфрам – основной компонент, повышающий «красностойкость стали» (способность сохранять твердость при нагреве). Однако из-за ограниченных запасов вольфрама пришлось отказываться от стали с его высоким содержанием и переходить на молибденовые сплавы. При содержании вольфрама в пределах 6% требуемые качества сверл обеспечиваются добавкой молибдена, кобальта и других элементов. Инструменты из стали Р18 уже не производятся, и даже Р9 встречается нечасто.

В зарубежной классификации быстрорежущие сплавы обозначаются аббревиатурой HSS (High Speed Steel). Их существует несколько разновидностей, и некоторые из них аналогичны сплавам, указанным в ГОСТе. Марки быстрорежущих сталей обозначаются буквой «М» с последующей цифрой. Сравним несколько наиболее часто используемых марок.

Сталь с низким содержанием вольфрама и увеличенным – молибдена (1.5 и 8 % соответственно). Не отличается высокой стойкостью, используется для изготовления сверл общего назначения.

Сплав содержит 6% вольфрама и 5% молибдена, что придает сверлам из него высокую твердость. Российский аналог – Р6М5. Сверла из этой стали обладают хорошей износостойкостью и красностойкостью.

Сверла из этой стали применяются для глубокого сверления и работы с высокими усилиями. В ее составе уменьшено содержание вольфрама (1,75 %), но увеличено количество молибдена (8,75 %) и ванадия (2 %). Российский аналог – Р2М9.

Российский аналог этого сплава – Р6М5К5. Эта сталь отличается от М2 (Р6М5) более высокой «красностойкостью» за счет добавки 5 % кобальта. В сплав также добавлены: кремний, магний и никель. Сверла из стали М35 выдерживают сильный нагрев и обеспечивают высокую производительность.

Этот сплав имеет в составе немного вольфрама, но высокое содержание молибдена и кобальта. Сверла из него отличаются высокой красностойкостью и отлично держат заточку. Хорошо работают при высокой скорости резания и по вязким материалам. Российский аналог – сталь Р2М10К8.

Особенности сверл и их маркировка

В зарубежной системе маркировки сверл отражаются некоторые особенности их изготовления и важнейшие компоненты стали.

Нешлифованные сверла изготавливаются винтовой прокаткой. Для них используется относительно мягкая, деформируемая сталь. После прокатки инструмент закаляется. В маркировке буква «R» может отсутствовать.

Вышлифованные сверла изготавливаются шлифовкой CBN (кубическим нитридом бора). Это самый распространенный вид инструментов для широкого круга задач. Сверла имеют высокую износостойкость и минимальное радиальное биение.

HSS-PM

Сверла, изготовленные по технологии порошковой металлургии. Применяются для обработки твердых металлов.

HSS-E (HSS-Co)

Кобальтовые сверла из сплавов с высоким содержанием кобальта. К маркировке может добавляться цифра, обозначающая округленное до целых содержание кобальта в процентах. Например, HSS-Co5 или HSS-Co8, что соответствует сплавам М35 или М42.

HSS-TiN или HSS-TiAN

Титановые сверла покрыты нитридом титана. Буква «A» во втором варианте означает легирование алюминием. Покрытие нитридом титана придает инструменту золотистый цвет и в несколько раз повышает его износостойкость.

HSS-E-VAP

Парооксидированные сверла. Сверла этой группы покрыты пленкой окислов, которая создается парооксидированием – обработкой перегретым паром в специальной среде. Покрытие имеет черный цвет, снижает налипание стружки на режущие кромки, повышает смачиваемость поверхности охлаждающей жидкостью. Сверла HSS-E-VAP эффективны для сверления нержавеющей стали и других вязких сплавов.

Твердость сверл из быстрорежущих сталей по ГОСТ 2034-80 должна быть в пределах 63—66 HRC.

Режущая часть

Резание при сверлении осуществляется двумя кромками, которые образованы пересечением передних поверхностей винтовых канавок и конической головки сверла. Строго говоря, режущая часть не совсем коническая: задняя поверхность лезвия понижается, под небольшим углом отходя от теоретического конуса.

Главный параметр заточки – угол при вершине. Для большинства применений он составляет около 118 о . Для чугуна или твердой бронзы его можно уменьшить до 116 о . Для латуни, мягкой бронзы, алюминия применяют углы 120 о , 130 о , 140 о .

Для сверления мягкого листового металла применяют специальную заточку с криволинейными режущими кромками, выступающим заостренным центром и чуть выступающими краевыми резцами. В начале сверления сверло сразу четко центрируется, затем очерчивается контур, и после этого начинается выемка металла по всей площади отверстия. В результате исключается биение на входе и закусывание краев на выходе.

Для сверления стального и чугунного литься применяются сверла с двойной заточкой. Кроме угла при вершине 116 – 118 о , кромки стачиваются на периферии, на ширину 0,2 диаметра, под углом 70 – 75 о . Существуют и другие формы заточки для конкретных применений.

Точность сверления

Факторы, влияющие на точность сверления, делятся на две группы: зависящие от оборудования и зависящие от инструмента. Сверла делятся на три класса точности: А1, В1 и В. Класс точности определяется предельно допустимыми величинами:

несимметричностью сердцевины и поводка сверла;
радиальным биением;
допуском прямолинейности режущих кромок.

Класс точности должен соответствовать требуемому квалитету точности отверстий и возможностям оборудования. Сверла класса А1 применяются для отверстий от 10 до 13 квалитетов точности. Сверла классов В1 и В – до 14 и до 15-го квалитета точности соответственно.

Виды хвостовиков

Хвостовая часть сверла, предназначенная для крепления в станке или ручном инструменте, может иметь разные формы.

Цилиндрический хвостовик. Это самая распространенная форма хвостовика, пригодная для фиксации в патроне дрели, сверлильного или токарного станка.
Конический (конус Морзе). Сверла с коническим хвостовиком применяются на промышленном оборудовании. Для них требуется соответствующий конус на шпинделе. Отличаются надежной фиксацией, точной центровкой и быстротой замены инструмента.
Шестиугольный. Такой хвостовик пригоден для установки в трехкулачковый патрон и отличается уверенной передачей высокого крутящего момента. Исключает проскальзывание сверла в патроне. Кроме того, шестиугольная форма удобна для установки сверла в адаптер шуруповерта. При этом сверло не нужно зажимать, но не обеспечивается его точное положение при работе.

Какого размера бывают свёрла

Размеры свёрл существуют разные, но ГОСТ нашей страны устанавливает следующие параметры:

Короткие (ГОСТ 4010-77) – диаметром 0,3-0,20 мм, длиной – 20-131 мм;
Удлинённые (ГОСТ 10902-77) – диаметром 0,3-0,20 мм, длиной – 19-205 мм;
Длинные (ГОСТ 886-77) – диаметром 1-20 мм, длиной – 56-254 мм.

Они позволяют делать отверстия разной глубины.

Что такое хвостовик и какие они бывают

Хвостовиком называется часть сверла, зажимаемая патроном сверла или перфоратора. Вначале они были одного типа – четырёхгранные, помещались в отверстие патрона дрели и закреплялись винтом. Позже появились усовершенствованные виды хвостовиков, используемые для различного вида инструментов.

Цилиндрические – встречаются чаще всего. Как правило, такие изделия обладают одинаковым размером основания и диаметра сверла. Иногда встречаются модели, в которых хвостовик толще или тоньше сверла. Недостаток – проскальзывание хвостовика, из-за чего не получается передать сверлу большой крутящий момент. Достоинство – если сверло заклинит в рабочей поверхности, дрель будет защищена от поломок;
Шестигранные (они же гексагональные и hex) хвостовики – подходят для различных видов дрелей. Недостаток –незначительная точность при применении держателя ¼ дюйма;

Такая форма хвостовиков подходит практически к любой модели дрелей

Хвостовики разработанные специально для перфораторов

Такие хвостовики обеспечивают наибольший крутящий момент

Лучшие производители

При покупке свёрл важно обращать внимание на производителя. В этом случае цена оправдывает качество, и чем известнее бренд, тем лучше заточка сверла, сплав металла, износостойкость и устойчивость к чрезмерному нагреву. Если покупаете сверло не одноразового использования – не экономьте на инструменте. Для разовых работ подойдут дешёвые варианты.

Для удобства мы объединили характеристики основных производителей в таблицу:

Торговая марка	Характеристики	Примерная стоимость (зависит от вида, длины сверла и кол-ва штук в упаковке)
СССР	Надёжный бренд с высоким качеством металла.	от 15 и до 10 000 р.
Ruko	Хорошее качество и разумная цена. Наиболее популярна линейка TL 3000 – свёрла, обладающие крестовой заточкой и титановым напылением.	от 30 до 1 000 р.
Bosch	Свёрла этой компании считаются лучшими.	от 70 до 7 000 р.
Haisser	Мощные свёрла, используемые в промышленности и быту, характеризуются титановым сплавом, углом заточки 135 градусов, сетчатой шлифовкой.	от 150 до 5 000 р.
Зубр	Свёрла российского производства. Достоинства – приемлемая цена и качество. Профессионалы рекомендуют серию «Кобальт», обладающую хорошей точностью и соответствием ГОСТу 10902-77.	от 35 до 700 р.

В магазинах вы найдёте свёрла разных размеров и формата, различные по твёрдости и цветам, разделённые по углу заточки, с различными хвостовиками и с многообразием производителей. Для того чтобы не ошибиться с выбором сверла, определитесь с тем, для чего оно нужно вам сейчас и понадобится ли оно в будущем. Если вы будете руководствоваться этими принципами, покупка сверла не превратится в проблему.

Классификация сверл по типу конструкции

При работе с металлическими деталями, можно выделить 2 основные группы сверлильных приспособлений:

Плоские (или перовые) буравы — такой инструмент имеет сменные пластины к перовому сверлу, нетребователен к точности угла приложения силы во время выполнения сверлильных работ, конструктивно прост и имеет низкую стоимость, но при этом легко теряет диаметр рабочей поверхности при заточке и конструктивно не имеет желобка для вывода стружки.
Спиральные сверла – цилиндрические буравы, которые имеют на поверхности своего тела одну или две канавки для отвода стружки.

При работе с металлом важно подобрать соответствующее материалу сверлильное приспособление. Для того, чтобы работа была выполнена качественно, мастеру необходимо уметь отличать сверла по металлу от похожих на них сверл по дереву. Конфигурация буравов для обоих материалов имеет схожие элементы, в обоих случаях инструменты могут иметь диаметр до 80 мм и длину до 600 мм, технология проведения сверлильных работ идентична и, более того, буравчики имеют одинаковую маркировку. Но при всей схожести, инструменты по дереву не всегда подойдут для сверления по металлу, и наоборот.

Первым отличительным признаком является твердость буравчика: для сверления отверстий в металле выбирается инструмент с более высокой твердостью. Нужно понимать, что твердость буравов по металлу не является постоянным параметром и, в свою очередь, также зависит от прочностных характеристик того материала, по которому будут проводиться сверлильные работы.

Второе отличие – это тип заточки режущих элементов. У приспособления для сверловки по дереву на наконечнике имеется острый носик в виде штыря или уголка, который предупреждает соскальзывание буравчика относительно его заданного положения. Подобная фиксация при работе с металлом не требуется. Угол между режущими кромками также отличается и напрямую зависит от того материала, для которого предназначен бурав.

При проведении сверлильных работ по деревянным деталям и решением мастера использовать инструмент, рассчитанный на выполнение работ по металлу, нужно понимать, что отличительные характеристики, перечисленные выше, могут сыграть ключевую роль в получении качественного отверстия с ровными краями и без подпалин.

Немаловажную роль при получении качественного отверстия играет тот фактор, правильно ли была выдержана технология изготовления бурава. Если в процессе производства сверлильного инструменнта по металлу было что-то нарушено, то ни правильная форма буравчика, ни его соответствующий цвет не смогут обеспечить качественный результат работ и срок службы сверлильного изделия значительно сократится.

Типы сверл в зависимости от материала

Для определения лучших буравчиков для металла, необходимо выяснить, из какого материала был изготовлен выбираемый буравчик и познакомиться с тем, какие бывают разновидности сверл в зависимости от этого.

Для сверловки высокопрочных сплавов подойдут твердосплавные изделия, имеющие на своей режущей кромке поверхность повышенной твердости. Обычно тело подобных буравчиков изготовлено из простой инструментальной стали, за счет чего обеспечивается невысокая цена готового сверлильного изделия. Пластины, изготовленные из карбидного сплава, подвергаются самозаточке в процессе их использования, вследствие чего такие буравчики справляются с особо прочными материалами, в т.ч. имеющих большую толщину.

Кобальтовые сверла отлично реагируют на высокие механические нагрузки и не подвержены изменением своих свойств под действием высокой температуры. В своей основе такие буравы имеют быстрорежущую сталь, легированную кобальтом, в результате чего они отлично справляются со сверловкой отверстий в высокопрочных материалах и металлических изделиях с высокой вязкостью. Ценовая характеристика также выступает в пользу этой категории буравчиков по металлу.

Титановые сверла имеют наилучшие показатели своих сверлильных характеристик. При соблюдении правил эксплуатации таких буравов, титановые изделия будут радовать своего хозяина отличными результатами работ в течении очень долгого времени.

Определение типа сверла по цвету его поверхности

Цвет инструмента для сверловки – это важный признак, который позволяет сделать соответствующие выводы о его добротности и долговечности. Различные типы окрасов буравчиков имею разные прочностные характеристики, выбор которых должен быть основан на частоте использования инструмента, его точности и требований к качеству готового отверстия.

Сверла серого цвета недолговечны и наименее надежные ввиду полного отсутствия какого-либо защитного покрытия, что делает их подверженными к изменению механических свойств в худшую сторону под влиянием высокой температуры или силовых нагрузок. Такие буравы имеют невысокую стоимость, но и их применение будет одноразовым.

Черные сверла по металлу, по сравнению с серыми, имеют более хорошее качество. Технология изготовления черных буравчиков подразумевает обработку высокотемпературным паром, за счет чего повышается их прочность и стойкость к износу. Сверлильные изделия с черной поверхностью также имеют невысокую стоимость, что обращает на себя внимание многих мастеров.

Сверла со светлым желтым покрытием имеют очень хороший запас прочности. Внутренние напряжения в таких изделиях устранены термическим отпуском еще на этапе их изготовления, за счет чего создается высокая прочность инструмента. Для их изготовления прибегают к использованию быстрорежущей инструментальной стали высокого качества. Несмотря на все свои достоинства, бледно-золотые буравы уступают по своим характеристикам более ярким экземплярам.

Ярко-желтые сверла изготовлены из высокопрочной стали, имеющей нитридо-титановое покрытие. Изделия с подобным окрасом при оформлении отверстий испытывают минимальную силу трения, что оказывает положительное влияние на их срок службы. Стоимость таких буравчиков достаточно велика, но при этом полностью окупается за счет своего продолжительного срока службы.

Читайте также: