Инструментальная сталь для сверления

Обновлено: 03.05.2024

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.

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.

Способы сверления металла

Способы сверления металла выбираются в зависимости от параметров самой заготовки и типа отверстия, которое необходимо сделать. Также от специфики задачи зависит и выбор вспомогательных приспособлений и смазки. В целом, технология сверления несложная, но требует знания нюансов, чтобы получить на выходе качественное изделие.

Еще важно, в каких условиях происходит сверление. Для бытовых операций точность и скорость могут иметь второстепенное значение, тогда как в производстве эти параметры выходят на первый план. В нашей статье мы расскажем, какие существуют способы сверления металла и как подготовить заготовку к этой операции.

Подбор сверл для сверления металла

Для производства отверстий в металле необходимы сверла. Они представляют собой стержни, изготовленные из сплава, который должен быть тверже материала заготовки. Такие приспособления делают из стали с обозначением HSS – марки Р18, Р6М5, Р9 (быстрорежущая сталь) либо используют твердые сплавы, специально созданные для работы с твердосплавными, закаленными деталями. Их марки ВК и Т5К10.

Сверла состоят из трех основных частей:

кромок, которые предназначены для проникновения в отверстия и снятия тонкого слоя обрабатываемого материала;
спиральной нарезки, предназначенной для извлечения из отверстия стружки;
хвостовика, используемого для закрепления сверла в инструменте.

Для начала остановимся подробно на режущих кромках. Они представляют собой сходящиеся на вершине скосы, образующие перемычку. Угол схождения скосов, называемый главным, различается и зависит от выбранного режима обработки заготовки и ее материала.

Величина угла стандартизирована:

для нержавеющей и твердой стали угол должен быть от 135° до 140°;
для конструкционной стали – 135°;
для алюминия, латуни и бронзы – от 115° до 120°;
для меди – 100°;
для чугуна – задний угол 120°, а угол заточки кромки – 90°.

Сверло имеет две кромки, которые заточены под углом от 20° до 35°. Они определяют остроту инструмента. Угол кромки называется задним. Касание сверла поверхности заготовки происходит в соответствии с данным параметром. При этом за ним будет свободное пространство. Данная форма позволяет легко снимать и откидывать стружку с места работы. Угол может быть разным, иногда он составляет до 90°. Увеличение его значения необходимо для обработки хрупких заготовок из таких материалов, как латунь, чугун, бронза.

Спиральная нарезка – это канавки, помогающие отводить стружку. Каждая из них имеет свою кромку. Их плоскости всегда расположены параллельно оси вращения сверла. Такая кромка имеет название «ленточка». Ее задачей является зачистка стенок изготавливаемого отверстия с центровкой сверла.

Разметка металла перед сверлением

Перед началом сверления металла разными способами обязательно проводят разметку отверстия. С помощью кернера отмечают то место на поверхности изделия, где будет сделана прорезь. Помимо кернера, может быть использован маркер. Впрочем, это менее удобно, поскольку придется постоянно следить за нахождением сверла в выбранной точке. Кернер делает небольшое углубление в месте сверления. Для этого по нему ударяют молотком. Получаемая наметка будет удобной для дальнейшей работы.

Рекомендуем статьи по металлообработке

При необходимости производства нескольких отверстий в заготовках применяют шаблон. Таким образом, сверлят сразу несколько листов металла, которые соединены струбциной.

Для изготовления точных отверстий, которые должны быть расположены под углом, используют кондуктор. Это небольшая планка с расположенными на ней шаблонами для отверстий. Такие приспособления используются в разных отраслях промышленного производства.

В настоящее время применяется несколько видов кондукторов, например:

универсальный;
закрепляемый;
поворотный;
скользящий;
накладной.

1. Простое сверление.

Знакомая всем техника изготовления отверстий в металле:

Разметка поверхности.
Отметка места будущего отверстия кернером и молотком.
Зажатие заготовки тисками или струбциной.
Установка сверла выбранного диаметра в инструмент.
Центровка инструмента.
Сверление отверстия (глухое или сквозное).

2. Рассверливание.

Рассверливанием заготовки называют технологию увеличения диаметра отверстия, которое было ранее изготовлено с использования сверл большего диаметра.

При работе на мелком производстве или дома применяют поэтапное рассверливание. Оно происходит постепенным увеличением диаметра инструмента. Причина заключается в применяемом инструменте, который не может сразу сделать отверстие, значительно отличающееся от существующего в толстом изделии. При поэтапном рассверливании значительно снижается осевое давление на инструмент (сверла), что снижает возможность поломок.

3. Уменьшение диаметра в глубине отверстия.

Технология состоит из нескольких этапов. Вначале используется толстое сверло, а потом меньшего диаметра.

4. Технология глубокого сверления заготовок.

Согласно технологии, глубокими признают отверстия, у которых диаметр в 25 или более раз меньше его длины. Работа усложняется необходимостью останавливать сверление и удалять стружку из отверстия, а также смазывать его охлаждающей жидкостью. Она применяется для охлаждения сверла и помогает исключить его деформацию (или поломку).

Глубокое сверление предполагает применение различных видов смазочно-охлаждающих жидкостей. Наиболее эффективными из них являются следующие:

Сплавы жаропрочные и нержавеющие

Состав включает сульфофрезол и олейновую кислоту в пропорции 80х20 %. Вместо сульфофрезола можно использовать смесь осерненного масла (50 %) и керосина (30 %)

Алюминий и его сплавы

Используются различные смешанные масла, эмульсия, керосин. Сверление может происходить без охлаждения

Применяются смешанные масла, эмульсии. Сверление может происходить без охлаждения

3–5%-ная эмульсия. Сверление может происходить без охлаждения

Смешанные масла. Сверление может происходить без охлаждения

3–5%-ная эмульсия и керосин. Сверление может происходить без охлаждения

Керосин и осерненное масло

Эмульсия и осерненное масло

Глубокое сверление происходит с использованием специальных сверл по металлу (корончатых, спиральных). Смазочно-охлаждающие жидкости поступают в автоматическом режиме. Станки для изготовления глубоких отверстий оснащены специальными системами их автоматической подачи.

Глубокое сверление должно происходить не спеша, с остановками, извлечением из отверстия сверла, его очисткой от стружки. Сверление с использованием спиральных сверл происходит в несколько этапов, со сменой инструмента от малого диаметра к большему.

5. Технология обработки толстых листов металла.

Листы толстого металла сверлят с помощью корончатых или конусных сверл. Их выбор зависит от необходимого диаметра отверстия. Если оно меньше 30 мм, то берут конусные. Если больше, то используют корончатые сверла. Устанавливаются они в дрели большой мощности либо в специальные сверлильные станки, которые в обязательном порядке должны работать на самых низких оборотах.

Наиболее эффективной признана технология изготовления отверстий корончатыми сверлами. Причина заключается в низких энергетических затратах. Кроме того, отверстия получаются точными с гладкими стенками.

6. Технология изготовления отверстий в тонких листах металла.

Тонкие листы металла сверлят, как правило, конусными сверлами, постепенно увеличивая их диаметр. Таким образом, избегают деформации заготовок.

Если есть ступенчатые конусные сверла, то применяют именно их. Использование ступеней с отметками значительно упрощает изготовление множества отверстий различного диаметра (или одного) на листе тонкого металла.

7. Особенности изготовления сквозных отверстий в заготовках металла.

Важным этапом сквозного сверления является защита рабочей поверхности от повреждения сверлом при его выходе с обратной стороны заготовки. Существует несколько способов предотвращения повреждения мебели:

Сверление проводят на верстаках, оснащенных отверстиями.
Под обрабатываемое изделие подкладывают деревянный брусок либо металлическое приспособление с дырками для прохода сверла.
Значительно понижают скорость обработки под конец сверления.

8. Особенности изготовления глухих отверстий в металлических заготовках.

Глухими называют отверстия определенной глубины. Существует ряд методов ее установки:

специальной линейкой, которой оснащен станок;
с использованием втулочных упоров для сверл;
ограничением глубины сверления патронами, на которых регулируется упор.

Системы подачи на современном оборудовании автоматизированы, что существенно упрощает изготовление глухих отверстий в металле. Для этого задаются параметры работ.

Важно! Технология производства глухих длинных отверстий в деталях из толстого листа металла предполагает остановки с удалением из отверстия стружки.

9. Технологии изготовления сложных отверстий в металлических изделиях.

Сложными отверстиями считают, например, половинчатые, которые изготавливают на краю детали. Делают это следующим образом:

тисками зажимают детали либо заготовки с плотно прижатой подкладкой;
делают центровку сверла на стыке заготовок;
изготавливают отверстие.

Сложнее происходит процесс сверления отверстий в цилиндрических заготовках. Он делится на два этапа:

перпендикулярно отверстию ставится площадка с использованием зенковки либо фрезеровки;
делается само отверстие.

Отверстия под углом изготавливаются так:

делается площадка;
устанавливается под требуемым углом подкладка;
сверлится отверстие.

Под полые детали перед сверлением подкладывают древесные бруски. Изготовление отверстий с уступами происходит с использованием технологии, описанной ранее (рассверливание, уменьшение диаметра отверстия).

Приспособления для сверления металла

Различные способы сверления металла предполагают применение смазочно-охлаждающих жидкостей. В большинстве случаев с их помощью снижают трение и выравнивают температуру обрабатываемой поверхности и инструмента. СОЖ хорошего качества не будет вызывать коррозию, она полностью безопасна в использовании, у нее нет запаха, полностью выполняет свою функцию.

В качестве смазки для сверления металлических заготовок дома можно взять:

Технический вазелин – применяется преимущественно для сверления мягких материалов.
Мыльный раствор – используют для алюминиевых деталей.
Скипидар со спиртом – берут для силумина.
Смесь различных масел – наносят для обработки сталей (инструментальных либо легированных).

Иногда используется достаточно универсальный состав смазки, которую делают из смеси хозяйственного мыла (200 г) и масла моторного (20 г) с последующим кипячением до состояния эмульсии.

Существуют СОЖ промышленного производства. Их применение делает возможным увеличение скорости работ с разными сортами металла. Работа с нержавеющей сталью идет быстрее на 30 %. С чугуном рост еще выше – на 40 %.

Заключительные рекомендации по сверлению металла

В заключении важно отметить необходимость соблюдения правил техники безопасности, а также недопущения появления брака и ускоренного износа инструментов. Дадим несколько полезных советов:

Перед началом сверления всегда проверяйте закрепление всех частей инструмента и заготовок.
Одежда должна быть удобной и не иметь частей, которые могут попасть во вращающиеся части станка. Обязательно использование защитных очков.
Соприкосновение с заготовкой должно быть только при вращении сверла. В противном случае произойдет быстрое его затупление.
Обратное движение сверла при его вынимании из отверстия должно происходить с дрелью, включенной на малые обороты.

Если при работе сверло не углубляется в обрабатываемый материал, следовательно, оно недостаточно твердое для металла. Узнать о повышенной твердости изделия можно, проведя по поверхности напильником, он не должен оставить следов. Сверло для таких металлов берется твердосплавное с присадками. Работа ведется на низких оборотах, подача должна быть небольшой.
При малом диаметре сверла плохо крепятся в патроне. В этом случае необходимо намотать латунную проволоку на хвостовик сверла. Таким образом, увеличится диаметр для крепления.
Полированная поверхность детали защищается фетровой шайбой, которую надевают на сверло. В результате не появляются царапинки. Заготовки из хромированной либо полированной стали крепятся с кожаными или тканевыми прокладками.
Глубокие отверстия можно изготавливать также с использованием брусочка пенопласта. Он насаживается на сверло, ограничивает глубину его проникновения, а также сдувает стружку с поверхности заготовки.

Советы специалистов способны помочь повысить качество сверления металла различными способами с получением отверстий высокой точности в полном соответствии с конструкторской документацией.

Способы сверления отверстий в каленом металле

Как просверлить отверстие в каленом металле при помощи кислоты, сварочного аппарата, специальных сверл и какие дополнительные инструменты для этого нужны. Какие сверла лучше всего справятся с каленой сталью.

Обычную сталь или любой другой металл сверлить несложно, для этого применяются стандартные сверла из быстрорежущего материала. Другое дело – просверлить каленую сталь: здесь нужно потрудиться. После закаливания заготовка приобретает необычайную прочность, и возникает вопрос, как просверлить отверстие в каленом металле, ведь обыкновенное сверло в этом случае уже мало чем может помочь.

Специалисты рекомендуют делать отверстия в деталях до того момента, как произошла закалка. Еще можно попробовать отпустить сталь, затем произвести сверловку и снова закалить материал. Если это экономически оправдано и технически исполнимо, то следует так и сделать, но в некоторых случаях просто невозможно поступить иначе, как приступить к получению канала по уже закаленной поверхности.

Есть несколько способов, которые позволяют просверлить в каленом металле отверстия любого диаметра. Эти методы с большим успехом можно реализовать как на производстве, так и в домашней мастерской.

Методы сверления каленой стали

Сверловка каленой стали характеризуется высоким нагревом поверхности заготовки и инструмента, что ведет к быстрому износу последнего. Поэтому во время обработки стараются отвести лишнее тепло или сделать так, чтобы участок, где будет канал, стал более мягким.

Первый способ, который позволяет сделать каленый металл более податливым, основан на использовании кислот. Из подходящих веществ можно указать азотную, хлорную или серную кислоту. Эти жидкости применяют точечно, то есть ими обрабатывают конкретно то место, где в дальнейшем будет отверстие (протравливают участок). Чтобы кислота не вышла за пределы рабочей области из материалов, не подверженных воздействию кислоты (полимеры, краски, парафин), вокруг будущего отверстия организуют что-то наподобие бортика. Отверстие заливают активной жидкостью и выдерживают определенное время. Далее проводят сверление обычным сверлом.

Еще один метод ослабления твердости каленого металла в зоне получения канала основан на прогреве этой зоны до высоких температур. Наилучшим образом с этим справляется сварочный аппарат. В этом случае нужно правильно подобрать силу дуги, чтобы металл не плавился и не деформировался. Когда заготовка в зоне сверления раскалится, можно проделывать отверстие обычным сверлом из быстрорежущей стали.

Самый простой способ, но не самый дешевый, заключается в приобретении специального сверла, рассчитанного на проделывание отверстий в каленом металле. Режущие кромки такого инструмента усилены победитовыми напайками или выполнены из победитовых пластин. В этом случае также желательно применять дополнительное охлаждение рабочей области.

Во время работы с кислотами нужно быть предельно осторожным и выполнять операцию в хорошо проветриваемом помещении. Это поможет предотвратить ожоги либо отравление вредными парами.

Применение смазочных материалов

Когда происходит сверление отверстий в каленом металле, обязательно необходимо применять смазывающее вещество. Оно частично охлаждает рабочую область, не давая оснастке быстро выходить из строя. В качестве смазки можно использовать обычное машинное масло или специальные мастики для сверления. Правильная обработка смазкой заключается в следующем:

Область сверления на каленом металле отмечают керном. На эту точку наносят небольшое количество смазки. Если она жидкая, то выдавливают каплю масла так, чтобы оно не растекалось.
Режущую область инструмента опускают в смазку и устанавливают на отмеченную ранее точку.
Во время сверления каленого металла следят за количеством смазки и добавляют по мере ее выработки.
Следят за состоянием нагрева инструмента, не допуская его перегрева. Интенсивное выделение дыма от горения смазки указывает на необходимость прекратить работу и остудить оснастку и металл.

Марки сверл для каленой стали

Сверла для закаленной стали, если брать из наиболее подходящих старых советских, – это инструмент на базе стали Р18. Оснастка имеет содержание вольфрама до 18 %, что делает ее высокопрочной, не подверженной перегреву и быстрому износу. Такими сверлами можно работать на высоких оборотах электроинструмента. Металл выпускался до 70-х годов прошлого столетия – это очень редкий инструмент.

Сталь марки Р6М5К5 – материал отечественного производства, где вольфрама меньше, всего 6 %, но его недостаток компенсируется за счет применения в сплаве элемента кобальта (до 5 %). Кобальт также способствует крепости оснастки, возможности долго выдерживать повышенные тепловые нагрузки при работе с калеными материалами.

Среди иностранных аналогов быстрорежущих сталей, подходящих для производства сверл по каленому металлу, стоит отметить марку HSS-Co. Это, по сути, такой же инструмент, как и предыдущий, где имеется схожий состав основных элементов сплава.

Любые сверла по керамограниту также подходят для получения отверстий в каленом металле, только их победитовые напайки нужно перетачивать.

Самодельное сверло

Дорогое сверло для работы необязательно покупать, в некоторых случаях его можно изготовить в домашних условиях. Лучше всего для этого подойдет стержень из сплава кобальта и вольфрама – победит. Такой стержень легко распознать среди других железок: он не будет поддаваться резанию полотном для металла. Далее делают следующее:

Устанавливают на наждак алмазный круг.
Торцуют одну сторону стержня и стачивают на этой стороне шлицы, как на плоской отвертке.
Далее стачивают бока, чтобы получился острый конус.

Услуги сверления отверстий в металле

Сверление металла – весьма распространенная слесарная операция, ведь для создания различных видов конструкций требуются отверстия, разновидностей которых очень много (заклепочные, винтовые, болтовые, шпилечные).

Что касается инструмента, то для выполнения работ вполне достаточно обычной дрели, сверла с соответствующим диаметром, а также кернера с молотком для наметки отверстия. Сегодня подробнее расскажем о технологических особенностях самого процесса и дадим полезные советы.

Сверла для сверления металла

Сверление отверстий считается сложной операцией, но нередко она становится неотъемлемой частью обработки металла. Это объясняется тем, что металлические детали имеют высокую прочность и работать с ними без специального оборудования и технологий нельзя.

Сверление металла используется в различных сферах, в том числе в быту, когда нужно сделать отверстия на даче, дома, в гараже или при ремонте машины. Чтобы выполнить подобную процедуру своими руками, необходима электрическая дрель либо перфоратор с переходным патроном для сверла, кернер или метчик, позволяющий выполнить разметку.

Для сверления отверстий в небольших деталях рекомендуется прибегнуть к помощи сверлильного станка, позволяющего быть уверенным в направлении сверла и скорости обработки металла.

Также нужно понимать, что, не имея достаточного опыта, сложно выбрать подходящее сверло для сверления металла. Здесь необходимы специальные инструменты из быстрорежущей инструментальной стали, где при изготовлении режущей части к основному металлу добавляют нитрид титана.

Чаще всего используют сверла из быстрорежущей инструментальной стали с маркировкой HSS – именно по ней можно найти необходимую разновидность в магазине.

Сверление металлов, тяжело поддающихся обработке, таких как чугун, нержавейка и другие, требует применения сверла из твердосплавного состава. Правда, последнее обычно имеет очень высокую цену, что сказывается на стоимости всей процедуры.

Инструмент с добавлением кобальта с маркировкой P6M5K5 зарекомендовал себя как один из лучших по режущим свойствам. Кроме того, это оптимальный вариант с точки зрения соотношения цены и качества.

Виды отверстий в металле и способы их сверления

Существуют такие разновидности отверстий:

глухие;
сквозные;
половинчатые, которые также называют неполными;
глубокие;
большого диаметра;
предназначенные под внутреннюю резьбу.

При формировании последнего типа отверстий их диаметр определяют с допусками, установленными в ГОСТ 16093–2004.

Остановимся более подробно на видах отверстий, образуемых при помощи сверления металла:

Сквозные отверстия

Они проходят через всю толщину заготовки, поэтому важно защитить поверхность верстака или столешницы от выхода сверла за пределы изделия. В противном случае может пострадать инструмент, а на заготовке появятся дефекты, которые специалисты называют гартом.

Избежать подобной ситуации при сверлении металла позволяет ряд хитростей:

выбор верстака с предусмотренным отверстием;
использование прокладки из дерева или своеобразного сэндвича, в который входит дерево, металл и еще один слой дерева – такая защита располагается под обрабатываемой деталью;
размещение под заготовкой бруска из металла с отверстием, через которое сверло может без проблем пройти;
снижение скорости подачи инструмента на завершающем этапе.

Последний подход используется, когда необходимо сформировать отверстия прямо на месте – с его помощью снижается шанс испортить расположенные рядом поверхности.

Отверстия в тонколистовом металле вырезаются перовыми сверлами, поскольку при выборе спирального инструмента повреждаются края заготовки.

Глухие отверстия

Данный тип предполагает, что отверстия не являются сквозными. Чтобы отмерить глубину при сверлении металла, используют следующие методы:

ограничение длины сверла при помощи втулочного упора;
ограничение длины сверла патроном, имеющим регулируемый упор;
использование линейки, которая предварительно зафиксирована на станке;
сочетание нескольких способов.

Автоматика на некоторых станках отключает инструмент, как только тот доходит до определенной глубины. Нужно понимать, что во время работы иногда приходится неоднократно приостанавливать сверление, чтобы убрать частицы металла.

Отверстия сложной формы

Если отверстия идут по краю заготовки и являются половинчатыми, мастер соединяет кромки двух деталей или детали и прокладки. После чего зажимает заготовки в тисках и высверливает обычное отверстие.

Важно, чтобы материал прокладки не отличался от материала основного изделия. В противном случае инструмент будет съезжать в сторону части с более низким уровнем сопротивления.

В уголках, то есть профильном металлопрокате, сквозные отверстия делают после того, как заготовка зажата в тисках. Также необходимо использовать прокладку из дерева.

Самым сложным специалисты считают сверление металла цилиндрической заготовки по касательной. В первую очередь необходимо подготовить площадку, перпендикулярную отверстию, при помощи фрезеровки, зенковки. Далее можно переходить к созданию отверстия.

По такому же принципу обрабатывают поверхности, находящиеся под углом: создают площадку, вставляют прокладку из дерева между плоскостями, чтобы сформировать треугольник и уже после этого делают отверстие через угол.

Перед сверлением полых заготовок в них вставляют деревянную пробку.

Отверстия с уступами можно создать несколькими способами:

Рассверливание – сверлом малого диаметра делают отверстие на всю глубину заготовки. Потом его рассверливают сверлами диаметрами от меньшего к большему, получая таким образом правильно центрованное отверстие.
Уменьшение диаметра. Начинают с высверливания отверстия максимального диаметра, после чего меняют инструмент, постепенно сокращая диаметр и углубляя отверстие. Этот метод предполагает более простое отслеживание глубины отдельных ступеней.
Отверстия большого диаметра – кольцевое высверливание.

Сверление отверстий значительного диаметра в металле толщиной до 5-6 мм предполагает большие физические и финансовые вложения. Диаметры в пределах 30–40 мм получают при помощи конусного или ступенчато-конусного сверла, причем второе более предпочтительно.

Если необходимо отверстие до 100 мм, выбирают полые биметаллические коронки или коронки с твердосплавными зубьями с центровочным сверлом. Лучшей репутацией пользуются инструменты «Bosch», особенно если запланирована обработка стали или иного твердого металла.

Подобное кольцевое высверливание требует меньших затрат электроэнергии, однако может быть достаточно дорогим. Дело в том, что ключевую роль играют не только сверла, но и мощность дрели, возможность ее использования на минимальных оборотах.

Толстый металл рекомендуется обрабатывать на станке, особенно если требуется сделать много отверстий при толщине заготовки свыше 12 мм.

Для сверления тонких листов металла используют узкозубые коронки или фрезу, чтобы сформировать отверстия большого диаметра. Причем фрезу фиксируют на «болгарке», однако при таком подходе не получается обеспечить ровные кромки.

Глубокие отверстия, СОЖ

Глубокими считают отверстия, у которых длина в пять раз превышает диаметр. Однако на практике под таким названием скрываются отверстия, при создании которых периодически приходится принудительно убирать стружку и использовать смазочно-охлаждающие жидкости.

Последние позволяют снизить температуру инструмента и обрабатываемой детали, так как трение приводит к их существенному нагреву. При сверлении такого металла, как медь, можно отказаться от подобных жидкостей, ведь он имеет высокую теплопроводность и без проблем отводит тепло.

Чугун тоже достаточно легко обрабатывается без дополнительных средств, если речь не идет о его высокопрочных разновидностях.

На производствах для смазки и охлаждения используют индустриальные масла, синтетические эмульсии, эмульсолы, а также ряд углеводородов. В быту подойдут:

для мягких сталей: технический вазелин или касторовое масло;
для алюминиевых сплавов типа Д16Т – хозяйственное мыло;
для дюралюминия – смесь керосина с касторовым маслом;
для силумина – скипидар, который предварительно был разведен спиртом.

Есть мастера, которые выбирают свиное сало для снижения трения. Однако можно своими руками приготовить универсальную охлаждающую жидкость для сверления металла. В ведре воды растворите 200 г мыла, добавьте пять ложек любого машинного масла, даже отработанного, после чего прокипятите раствор.

В результате должна образоваться однородная мыльная эмульсия.

Глубокие отверстия делают методом сплошного и кольцевого сверления. При втором подходе центральный стержень, который появляется по ходу вращения коронки, выламывают частями, а не сразу весь. Для этого его предварительно ослабляют дополнительными отверстиями небольшого диаметра.

Сплошное сверление металла осуществляется спиральным сверлом в надежно закрепленной заготовке, причем в каналы инструмента подается смазочно-охлаждающая жидкость. Время от времени сверло извлекают, не останавливая его вращение, чтобы удалить из образующейся полости частицы металла.

Работа идет в несколько этапов. На первом используют короткое сверло, чтобы надсверлить отверстие. Далее его заглубляют инструментом подходящего диаметра и длины. Чтобы сформировать отверстие большой глубины, рекомендуется прибегнуть к помощи направляющих кондукторных втулок.

Если вам часто приходится делать глубокие отверстия, стоит купить специальный станок. Такое оборудование обеспечивает точную отцентровку и автоматическую подачу технических жидкостей к сверлу.

Не рекомендуется вести сверление сразу с двух сторон, так как в домашних условиях эта процедура не может быть выполнена качественно.

Сверление металла по разметке, шаблону и кондуктору

Отверстия сверлят по выполненной разметке либо отказываются от нее в пользу шаблона/кондуктора.

Разметка выполняется кернером. Место входа сверла в металл отмечают при помощи удара молотка о кернер. Конечно, точку можно поставить обычным фломастером, однако благодаря кернеру острие не будет смещаться в начале сверления.

Работу проводят в такой последовательности: осуществляют предварительное сверление, проверяют отверстие, завершают сверление. Если не получилось сохранить намеченный центр, берут узкое зубило, чтобы сделать насечки или канавки – они будут направлять острие в нужную сторону.

Чтобы найти центр цилиндрической заготовки, необходим квадратный кусочек жести, предварительно загнутый под прямым углом. Высота его плеча должна быть равна радиусу детали.

Далее уголок прикладывают с разных сторон заготовки и проводят карандашом вдоль края, отмечая таким образом область вокруг центра. Либо центр для дальнейшего сверления металла можно найти при помощи пересечения перпендикуляров от двух хорд.

Шаблон позволяет изготавливать однотипные детали, на которых предусмотрен сразу ряд отверстий. Например, он значительно упрощает обработку пачки заготовок из тонкого металла, скрепленных между собой струбциной.

При помощи данного подхода удается получить несколько заготовок за раз. Шаблон можно заменить чертежом либо схемой, если речь идет о производстве радиодеталей.

Кондуктор применяют, если ключевыми требованиями к изделию является точное соблюдение расстояний между отверстиями и перпендикулярность канала.

Формирование глубоких отверстий, использование тонкостенных трубок предполагает применение не только кондуктора, но и направляющих. Последние призваны зафиксировать положение дрели относительно детали.

Безопасность и полезные советы по сверлению металла

При сверлении металла важно соблюдать требования безопасности. В одежде мастера не должно быть элементов, которые могут попасть под вращающиеся части инструмента.

Важно защитить глаза при помощи защитных очков от попадания стружки металла, которая может разлетаться в разные стороны. Также необходимо убедиться, что деталь крепко зафиксирована в тисках либо плотно прилегает к поверхности верстака, и только потом приступать к работе.
Прежде чем коснуться поверхности металла, сверло должно начать вращаться – таким образом инструмент защищают от преждевременного затупления. Дрель не останавливают во время удаления бура из отверстия, а сбрасывают обороты. Отказ от соблюдения этого правила приведет к поломке инструмента или его может заклинить.
Если сверло плохо углубляется в металл, значит, материал имеет гораздо большую твердость, чем данный инструмент. Нужно заменить сверло на аналогичное, но с наконечником из карбидного сплава, а дрель выставить на минимальные обороты.

Успешное сверление металла невозможно без правильно выбранного инструмента. Мастеру необходима мощная дрель, которая будет работать на низких оборотах, кобальтовые сверла или буры с насадками. Последние изготавливаются из карбидных сплавов.

Чтобы иметь возможность формировать отверстия большого диаметра, требуется конусный ступенчатый бур либо коронка с твердосплавными зубьями. Для работы с толстым металлом стоит отказаться от дрели в пользу обработки на стационарном станке.

Читайте также: