Чем просверлить нержавейку в домашних условиях и в промышленности
Если вы раньше редко сверлили нержавейку и привыкли к другим видам сталей, то сперва вам может быть сложно. Сверла будут портится в два раза быстрее, а результат окажется недостаточно качественным: с зазубринами, сколами. В этой статье мы расскажем о том, как и чем просверлить нержавейку, чтобы получить ровное отверстие.
Почему нержавейку сверлить труднее, чем другие металлы и стали
Создания глухого или сквозного отверстия в нержавеющей стали – действительно сложная задача, и это обусловлено несколькими причинами:
- Отличные прочностные характеристики. Нержавеющая сталь имеет повышенную прочность и твердость, что означает, что для ее обработки требуется больше усилий. Это затрудняет проникновение сверла в материал и увеличивает риск его поломки или затупления. Из-за этого для сверления нержавейки нужны более твердые сверла.
- Склонность к наклепу, то есть непреднамеренному и неконтролируемому упрочнению. Под воздействием давления и нагрева при сверлении нержавеющая сталь может подвергаться наклепу. Наклеп, который также называют нагартовкой, – это процесс деформационного упрочнения, при котором поверхность материала приобретает повышенную твердость и прочность. Это делает дальнейшее сверление еще более затруднительным.
- Низкая теплопроводность. Нержавейка плохо отводит тепловую энергию. При сверлении основная часть тепла концентрируется в точке контакта оснастки с заготовкой. Это приводит к перегреву сверла, его затуплению и, в худшем случае, к поломке. Перегрев также может изменить структуру стали вокруг отверстия, что нежелательно.
- Абразивность. Нержавеющая сталь, особенно некоторые марки с высокой концентрацией карбидов, например, хрома или титана, может быть абразивной. Это значит, что сталь изнашивает режущую кромку сверла быстрее, чем другие материалы.
- Вязкость. Нержавеющая сталь является относительно вязким материалом, что может вызывать налипание стружки на сверле, затрудняя процесс сверления и увеличивая риск поломки сверла.
- Специфические сплавы. Существует множество разных марок нержавеющей стали, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики. Сверление некоторых марок, например, аустенитных, может быть более сложным, чем других, например, ферритных. То есть, когда мастер привык к работе с одной маркой, то при переходе на другую могут возникнуть сложности.
- Риск деформации. Из-за повышенных прочностных характеристик и низкого теплоотвода нержавеющую сталь легко деформировать при неправильном сверлении, особенно при работе с тонкими листами. К примеру, трудно сделать отверстие в рулонной стали или листе нержавейки с толщиной 0,4 мм.
Но, несмотря на трудности, если соблюдать простые правила, то можно легко сделать нужное отверстие в нержавеющей стали.
Чем сверлить нержавейку
В целом, процесс сверления предполагает создание сквозного или глухого отверстия в металле. Для этого подходит только одна оснастка – сверло. Но вот управлять движением сверла может ручной инструмент или специальный станок. Разберемся, какая оснастка необходима для того, чтобы просверлить нержавейку.
Выбираем инструмент
Существует две возможности, чем сверлить нержавейку:
- Дрель с регулировкой скорости. Она позволяет контролировать скорость сверления. Это ручной инструмент,который позволяет работать в домашних условия. Важный момент: если у вас есть дрель, которая работает только на высоких оборотах, она не подойдет. Низкие скорости (от 200 до 800 об/мин) важны, чтобы не допустить перегрев сверла и материала. Лучше всего выбирать дрель с мощностью не менее 600-800 Вт для сетевой и не менее 18В для аккумуляторной.
- Сверлильный станок. Профессиональный инструмент даст более точное и стабильное сверление. Используется преимущественно в промышленных условиях. По конструкции станок может быть разный – напольный, настольный, радиально-сверлильный, магнитный и проч. Можно использовать любой. Но важно оценить характеристики оборудования. Для сверления нержавейки на станке нужна мощность от 500 Вт и выше для настольного станка и от 750-1000 Вт и выше для напольного станка. Для сверления нержавейки необходимы низкие скорости (от 100 до 500 об/мин), в зависимости от диаметра сверла. Чем больше диаметр, тем ниже скорость. Желательно наличие бесступенчатой регулировки скорости, которая позволит более точно настроить режим сверления.
Вне зависимости от того, какой инструмент у вас есть, дрель или сверлильный станок, нужно подобрать подходящую оснастку – от этого зависит 50% результата.
Выбираем сверло
На самом деле, выбор оснастки очень широк. Может подойти большое количество инструментов. Посмотрим, что именно даст без проблем просверлить нержавейку. Типы сверл:
- Из быстрорежущей стали. HSS – базовый вариант, который требует более аккуратной работы, низких скоростей и хорошего охлаждения. HSS-Co – с добавлением кобальта (обычно 5% или 8%). Кобальт значительно повышает термостойкость, износоустойчивость и прочность оснастки. Это самый распространенный и оптимальный вариант для большинства случаев. HSS-TiN – покрытие титана повышает твердость и износостойкость сверла, но они обычно не так хороши для нержавейки как HSS-Co.
- Твердосплавные. Они изготовлены из карбида вольфрама. Обладают очень высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью, что делает их идеальными для нержавейки, особенно для серийного производства и работы на станках. Но они более дорогие и хрупкие, чем сверла HSS. Существуют также твердосплавные сверла с покрытием. Например, покрытие титаном дополнительно улучшает их характеристики.
- Сверла с напаянными твердосплавными пластинами. Более бюджетный вариант твердосплавных сверл, где режущая кромка представляет собой припаянную пластину из твердого сплава. Подходят для нержавейки, но менее точные и могут иметь меньший срок службы, чем цельные твердосплавные.
- Ступенчатые сверла, они же – конические. Удобны для сверления листовой нержавейки разной толщины, так как позволяют одним сверлом сделать отверстия нескольких диаметров. Подходят для тонких материалов, но могут уступать в точности обычным сверлам.
Часто выбор из этих категорий происходит в соответствии с выделенным бюджетом. Дадим еще несколько рекомендаций по выбору, которые касаются геометрии сверла:
- Лучше всего для данного материала подходят сверла с углом заточки 130-135 градусов.
- Подточка задней поверхности способствует плавному ходу и уменьшению нагрева.
- Для нержавейки нужен больший угол наклона режущей кромки.
- Выбирайте сверла с оптимальной спиральной канавкой для эффективного отвода стружки.
Выбираем дополнительные инструменты
Что еще может понадобиться:
- Кернер или центровочное сверло для точного начала процесса. Это снижает вероятность проскальзывания сверла.
- Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Обязательна для создания отверстия в нержавейке. СОЖ снижает трение, отводит тепло и облегчает процесс сверления.
- Тиски или струбцины для надежной фиксации заготовки.
- Защитные очки – обязательны для защиты глаз.
Отдельно остановимся на смазке, потому что охлаждение – важный этап при сверлении нержавеющей стали.
Типы СОЖ, подходящие для нержавеющей стали:
- Масляные СОЖ на основе минеральных или синтетических масел.Подходят для сверления на низких оборотах, особенно при обработке особо твердых марок нержавеющей стали.
- Водосмешиваемые СОЖ – эмульсии и растворы. Подходят для большинства операций сверления нержавеющей стали, если обеспечен достаточный уровень смазки, а нержавейка не особенно твердая.
- Синтетические СОЖ. Отличный выбор для требовательных операций сверления нержавейки, когда важна высокая эффективность.
- Специализированные СОЖ для нержавеющей стали. Идеальный выбор для профессионального использования и обработки сложных марок нержавейки.
Важно: не используйте воду в качестве СОЖ! Вода не обладает смазывающими свойствами и может вызвать коррозию.
Как сверлить нержавейку
Рассмотрим весь процесс с помощью пошагового алгоритма:
- Обеспечьте безопасность. Наденьте защитные очки, используйте перчатки, чтобы защитить руки, а также убедитесь, что рабочая зона хорошо освещена.
- Зафиксируйте заготовку. Надежно закрепите деталь в тисках или с помощью струбцин. Нержавейка не должна двигаться во время сверления. Если деталь тонкая, например, лист из нержавейки, подложите под него деревянную или резиновую подкладку, чтобы избежать деформации. Особенно внимательно подойдите к фиксации заготовок с неровной конфигурацией. Это касается труб из нержавеющей стали, а также шестигранников.
- Сделайте разметку места сверления с помощью карандаша или маркера.
- Используйте кернер, чтобы сделать небольшое углубление в центре разметки. Это предотвратит проскальзывание сверла в начале работы.
- Установите сверло в патрон дрели или сверлильного станка. Начните сверление на низкой скорости (200-500 об/мин). Для крупных диаметров лучше начать со скорости около 150-200 об/мин. Легким, но уверенным усилием прижмите сверло к заготовке. Не давите слишком сильно на дрель, особенно на старте, так как это может привести к соскальзыванию сверла.
- Сверлите до нужной длины погружения сверла. Скорость вращения должна оставаться низкой, чтобы избежать перегрева сверла и наклепа металла. Сверлите с постоянным, умеренным усилием, без резких движений.
- Делайте паузы. Регулярно смазывайте сверло СОЖ, это обязательно для нержавейки. Периодически останавливайте сверление, чтобы удалить стружку из отверстия и с поверхности сверла. Используйте кисточку, чтобы очистить стружку. Если сверло начинает перегреваться, дайте ему остыть, смажьте и продолжите работу. Перегрев может привести к притуплению сверла и наклепу металла.
- Сверлите насквозь. При сверлении сквозного отверстия снизьте усилие и скорость, чтобы сверло не «закусывало» и не вырывало металл. Особенно это касается тонкостенных заготовок. Например, нержавеющих плит.
- Закончите сверление на самых малых оборотах. Медленно выведите сверло из отверстия. Очистите заготовку от стружки и СОЖ.
В результате правильного сверления вы получите ровное отверстие и долгий срок службы сверла.