Как просверлить нержавейку. Советы по выбору сверла для нержавейки

Правильный выбор сверла для нержавейки

Для нержавейки не подойдут обычные сверла для работы по металлу. Поэтому для нормального сверления нужно разобраться, чем просверлить нержавейку.
Если сверлить нужно материал в изделии с небольшой толщиной от 1 до 2 миллиметров, то можно попробовать использовать обыкновенное спиральное сверло по металлу. Режущие кромки такого сверла должны иметь угол заточки 120 градусов.

Важно сверлить с небольшой частотой вращения (около 100 оборотов в минуту).

Если же толщина металла больше или меньше указанной выше, то лучше перед началом работ заготовить специальные сверла для нержавеющей стали.

Для сверления нержавеющей стали хорошо подходят стальные сверла, легированные кобальтом. Содержание кобальта должно составлять минимум 5 %. Такие стали обычно имеют бледный желтоватый оттенок на поверхности.

Зарубежные стали обычно имеют в маркировке или торговом обозначение знак «Со», иногда с указанием содержания кобальта в процентах. Еще одним важным легирующим элементом является вольфрам, которого в составе должно быть до 20 %. Кобальтовые сверла изготавливают по стандарту DIN 338. Основные размеры данного типа сверл оговариваются в ГОСТ 10902-77.

Одной из подходящих марок стали для сверла по нержавейке является Р6М5. В ее составе содержится более 5 % ванадия, молибдена и вольфрама. Буква «Р» в начале маркировки говорит о том, что эта сталь быстрорежущая. Зарубежные аналоги этой марки обычно имеют в маркировке символы HSS – быстрорежущая сталь. Такими аналогами может быть сталь S600-S601 или 1.3343 либо М2. Еще хорошо подходит сверло по нержавейке, изготовленное из сталей Р6М5К5 и Р18. Режущие кромки затачивают под угол от 125 до 135 градусов.

Если же вы хотите получить отверстие в тонколистовой стали (до 1 миллиметра), то лучше всего использовать коническое ступенчатое сверло по нержавеющей стали. Отверстие, полученное таким сверлом, будет иметь точные размеры, а также высокое качество обрабатываемых поверхностей. Оно также должно быть изготовлено из легированной кобальтом стали и иметь желтоватый оттенок.

Какое сверло лучше использовать

Перечень сверл для нержавеющей стали, которые однозначно подойдут, чтобы просверлить металл:

1. Любой инструмент, в сплаве которого присутствует кобальт. Чем выше процент этого компонента, тем лучше. Кобальтовые изделия отличаются от обычных желтоватым оттенком. Не стоит путать кобальтовый сплав с нанесением этого металла лишь на внешнюю часть сверла методом гальваники. В последнем случае просверлить нержавейку не удастся.
2. Дорогостоящий специализированный инструмент. Такие победитовые сверла могут просверлить нержавейку, а не только бетон. Они имеют определенный угол заточки победита.
3. Для тонкой нержавейки можно применить сверло в форме пера для керамической плитки. Это не лучший вариант, но поможет одноразово просверлить заготовку.

Технология сверления нержавейки

Если вы правильно подобрали соответствующее сверло и уже имеете, чем сверлить нержавейку, необходимо разобраться в правильной технологии металлорежущих операций. Поскольку нержавеющая сталь является твердым материалом с повышенной вязкостью, сверление важно производить с применением смазочно-охлаждающих жидкостей. Это позволяет снизить нагрев рабочих частей режущего инструмента, повысить производительность процесса и снизить износ сверла.
Для выполнения качественных отверстий следует соблюдать несколько основных правил:

• Если необходимо получить отверстие в материале с толщиной от 5 миллиметров, то целесообразно производить процесс в два шага – сначала сверлится подготовительное отверстие диаметром 2- 4 миллиметра, а затем производится окончательное рассверливание на заданный диаметр.
• Частота вращения шпинделя металлообрабатывающего станка или патрона ручного инструмента должна быть сниженной по отношению к работе с нелегированными сталями (для дрели это 100-400 оборотов в минуту, для станков – в зависимости от технологического процесса).
• Подвод охлаждающе-смазочной жидкости нужно производить на протяжении всего процесса сверления, подвод нужно выполнять к режущим кромкам сверла.
• Если использовать сверло для нержавейки со шлифованной поверхностью рабочей части, процесс отвода стружки будет более эффективным, а внутренние поверхности будут более гладкими.
• Работать следует в режиме минимальной подачи сверла, соблюдать равномерность давления на ручной инструмент.
• Соблюдайте технику безопасности при работе, используйте средства индивидуальной защиты.

Подготовительные работы

Подготовительные работы заключаются в устранении некоторых негативных факторов, сопряженных со сверлением нержавейки. Рассмотрим, какие свойства вносят трудности в этот процесс:

• Химический состав нержавеющих марок стали способствует повышению пластичности металла. Стружка при сверлении таких сталей налипает на сверло, от этого режущие кромки исключаются из процесса, а на стенках внутри неоконченного отверстия образуется наклеп. Такой поверхностный наклеп затрудняет дальнейшую обработку и меняет физические свойства в этом месте.
• Отвод тепла от нагретого вращением и резанием сверла происходит по поверхности металла. Не проводя предупредительных мероприятий можно получить окрашенный в цвета побежалости участок вокруг сверления. Кроме испорченной декоративной поверхности, это уменьшает коррозионную сопротивляемость и требует дополнительных технологических операций для восстановления заданных параметров.

Чтобы избежать описанных выше недостатков, перед сверлением необходимо решить как будет остужаться поверхность и что сделать для исключения налипания стружки. Среди действенных методов подойдет вода. Если объем просверливаемого металла больше чем одно отверстие диаметром 10мм в листе толщиной 2мм, то следует подумать об охлаждении маслом или специальной эмульсией.

Внимание. Охлаждение водой при сверлении нержавейки производится во время самого процесса. Охлаждение путем опускания горячего сверла в баночку, стоящую рядом, приводит к закалке и отпуску металла и потере основных свойств. Охлаждающая жидкость подается в точку контакта при сверлении. Для снижения расхода можно поставить резиновое кольцо на поверхность, окружив место контакта.

Как сверлить нержавейку в домашних условиях?

При выполнении слесарных работ по сверлению нержавеющего металла не всегда под рукой имеются профессиональные сверлильные станки. Не каждый домашний мастер может похвастаться наличием специализированных аппаратов. Поэтому далее будет представлена краткая информация о том, как просверлить нержавейку в домашних условиях.

Основным недостатком работы в таких условиях является невозможность бесперебойной подачи смазочной жидкости в рабочую область. Поэтому при необходимости получения отверстия на горизонтальной поверхности применяют следующий метод. Заготовка выравнивается строго по горизонтали и закрепляется. Место будущего отверстия размечается и накерняется для облегчения центровки. На отверстие устанавливается отрезок полимерной либо стальной трубки. Внутренний диаметр такой трубки должен немного превышать диаметр сверла. Затем в трубку наливают смазывающую жидкость. Если вы не имеете специальную СОЖ, то можно налить в трубку машинное масло или даже оливковое масло. Производить сверление необходимо в этой ванне. При разбрызгивании или выливании жидкости следует пополнять ванну.

Если же отверстие нужно выполнить на вертикальной поверхности, то жидкая смазка не подойдет. В этом случае можно воспользоваться небольшим кусочком свиного жира или парафина, которые закрепляю в месте сверления. При нагреве сверла и заготовки смазывающий материал будет постепенно таять и попадать в рабочую зону сверления.

Сверление мойки

Часто возникает вопрос о том, как просверлить отверстие в мойке из нержавейки. Тут важно понимать, что сначала мойку следует демонтировать, чтобы не повредить сантехнические элементы и тумбочку. Затем мойку нужно установить на ровную горизонтальную поверхность. Далее размечается место будущего отверстия и производится его кернение. Если отверстие предназначено для установки смесителя и имеет большой диаметр, то лучше использовать конусное ступенчатое сверло, поскольку металл корпуса мойки тонкостенный.

Если же вы сомневаетесь в том, как просверлить нержавейку дрелью, то больших особенностей от изложенной выше технологии нет. Главное использовать подходящее сверло и обеспечить его хорошую центровку. Используйте дрель с регулировкой оборотов, крутящий момент установите на положение, близкое к максимальному. Ручная дрель может помочь в получении отверстия диаметром до 10 – 12 миллиметров.

Правильные смазочные материалы

Если процесс сверления производится в промышленных условиях на специализированном металлорежущем оборудовании, то в качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) применяются специальные составы.

Использование в таком случае самостоятельно изготовленных смесей не обосновано и может привести к повреждениям оборудования и инструмента.

Если же работы производятся в домашней мастерской, то покупка дорогостоящих расходных материалов не обоснована. Они могут быть заменены самодельными вариантами СОЖ.

Приготовить смазывающий материал можно на основе обычного машинного масла, в которое добавляется определенное количества коллоидной серы. Причем серу необходимо размолоть в мелкий порошок.

Другим вариантом приготовления СОЖ в домашних условиях является состав на основе серы и жирной кислоты. Для его приготовления берут кусковое хозяйственное мыло и измельчают его на терке. Затем эти куски растворяют в горячей воде до состояния густого мыльного раствора. Далее в емкость медленно наливают технический раствор серной кислоты. В итоге жирные кислоты поднимутся в верхний слой емкости. В конце наливают в емкость холодную воду и дожидаются, когда жирные кислоты затвердеют. Загустевшие кислоты отделяют от остального состава и смешивают с серой в пропорции 6 к 1.

Хитрости при сверлении нержавейки

Как видно из статьи, процесс сверления нержавеющей стали является довольно трудоемким и требует определенных навыков и подготовки.

Мы подготовили несколько полезных советов о том, как просверлить нержавейку:

• Стружка металла при сверлении должна быть длинной и выходить равномерными участками, мелкая же стружка темного цвета говорит о том, что скорость вращения подобрана неправильно, а также режущие кромки сверла чрезмерно нагреваются.
• При отсутствии под рукой подготовленной смазки можно использовать обычное растительное или оливковое масло, также отлично подойдут свиной жир или сало.
• Для работы с тонколистовой нержавеющей сталью можно воспользоваться специальным сверлом-пером для керамогранитной плитки.
• Процесс сверления желательно производить на низкой частоте вращения режущего инструмента, и если дрель не имеет функции регулирования оборота, производите сверление кратковременными ее включениями и отключениями на 2-3 секунды.
• При отсутствии кобальтового сверла можно использовать победитовый инструмент с заточкой режущих кромок под 135 градусов.
• Перед началом процесса сверления следует накернить заготовку, что облегчит центровку сверла.
• При сверлении заготовки повышенной толщины можно предварительно нагреть место обработки при помощи газовой горелки, при остывании нагрев периодически можно повторять.
• При обработке тонких деталей из нержавейки (до 1 миллиметра) можно использовать качественное перовое сверло по дереву, как показывает опыт, отверстия получаются ровные и с точными размерами.

Токарная обработка нержавеющей стали

Так как все нержавеющие стали обладают совершенно разной обрабатываемостью в силу разного химического состава, особенно хрома (Cr) и никеля (Ni), то и подходы к их обработке разные.

При обработке аустенитных сталей высокое содержание никеля (Ni) увеличивает прочность и повышает вероятность появление нароста. Также у супераустенитных сталей, где содержание никеля более 20%, для них обрабатываемость максимально низкая, смотрите график в прошлой статье.

ВАЖНО ЗНАТЬ И ПРИМЕНЯТЬ:

1. Выбираем как можно больший радиус при вершине пластины.

2. Обязательно используем СОЖ с точным направлением в зону резания и желательно под давлением, и чем выше давление, тем лучше. Так как обработка нержавейки и особенно аустенитных сталей приводит к выделению большого количества тепла. Это ключевой фактор, негативно влияющий на обработку, тепло не отводится и передается на инструмент.

3. Используем круглые пластины или небольшой главный угол в плане (45 град), чтобы уйти от проточин на пластине, равной глубине резания.

4. Используем острые кромки и/или позитивную геометрию с положительным передним углом, чтобы уменьшить нарост, снизить наклёп, уменьшить образование тепла. Аустенитная сталь особенно хорошо поддается наклёпу и появлению нароста. Есть особо острые серии пластин по нержавеющей стали. Особенно позитивная геометрия важна при точении тонкостенных деталей, нежестко закрепленных деталей, длинных тонких валов и т.д.

5. Используем только специальные стружколомы и только предназначенные для нержавеющей стали, чтобы уйти от сливной стружки, которая наматывается на резец и выводит пластину из строя. Даже стружколомы общего назначения не берем, они не дают такого результата, как специальные стружколомы по нержавеющей стали.

6. Выбираем глубину резания по возможности превышающую толщину упрочненного слоя.

7. Используем пластины с покрытием для повышения термостойкости и износостойкости. При этом учитываем, что CVD-покрытия более толще и они значительно повышают стойкость инструмента, а также позволяют повысить режимы резания и таким образом производительность. Хотя они не такие острые и трудно поддаются заточке. PVD-покрытия более тонкие, они обеспечивают острую кромку пластины и гладкость поверхности. Правда есть риск быстрого износа и выхода из строя пластины. Тем не менее PVD-покрытия часто используются для обработки аустенитных сталей. При отделении нароста, образованного при обработке нержавеющей стали, он может вырвать часть покрытия и частички режущей кромки, и таким образом вывести пластину из строя. Гладкость покрытия снижает возможность нароста. Но покрытие необходимо в том числе и для повышения стойкости от абразивных частиц нержавеющей стали.

8. Берем пластины с высокой температурной стойкостью. Может повторюсь, но отвод тепла очень плохой у нержавеющих сталей особенно аустенитных, и это практически ключевой момент. Т.к. стружка не отводит тепло, и оно передается инструменту, нужно применять СОЖ, но направить СОЖ точно в зону резания не всегда получается, поэтому пластины, хорошо реагирующие на температурный шок, были бы весьма кстати.

9. Берем мелкозернистый твердый сплав с покрытием PVD для финишной обработки нержавеющей стали, чтобы получить высокую точность и низкую шероховатость поверхности. Данный сплав даст высокую прочность и стойкость острой режущей кромки. Данные пластины пойдут даже при прерывистом резании и с термическим шоком. Но всё в соответствии со здравым смыслом и рекомендациями каталога.

10. Также можно присмотреться к кермету с PVD-покрытием для чистовой обработки нержавеющей стали только в хороших условиях. Наблюдается меньшее налипание.

12. Берем отрезное лезвие с внутренними каналами для подвода СОЖ в зону резания, так как узкое место не дает возможность направить наружную подачу СОЖ точно в зону резания, и это здорово сказывается на стойкости отрезной пластины.

13. Есть рекомендация увеличить глубину резания и режимы резания до максимально возможных значений. Идея в том, что больший объем стружки будет поглощать больше тепла даже при учете низкой теплопроводности нержавеющего металла. Это снизит количество проходов, но приведет к наклёпу, плохой шероховатости и необходимы жесткие, мощные станки. Необходимо пробовать – возможно не всегда это возможно.

14. Используем СОЖ с содержанием масла в водомасляной эмульсии не менее 8-9% (обычно 3-4%). Многие даже пробуют олеиновую (жирную) кислоту применять и добиваются отличных результатов.

15. Помним, что инструмент должен противостоять воздействию температур, химическому, адгезионному и абразивному износу. Поэтому выбираем пластину, имеющую геометрию (острую кромку, стружколом и т.д.), сплав и покрытие только по нержавеющей стали и с лучшим сочетанием всех этих составляющих.

16. Можно использовать разную глубину резания для равномерного износа пластин.

17. Иногда стоит провести предварительную термическую обработку нержавеющих заготовок для выравнивания структуры, если это допустимо.

Используя данные меры возможно добиться повышения скорости и подачи токарной обработки нержавеющих сталей и тем самым повысить производительность. Стараемся применить комплексно все эти рекомендации и таким образом повысить не только производительность, но и стойкость инструментов.

При обработке дуплексных нержавеющих сталей необходимо использовать резцы с внутренним подводом СОЖ под высоким давлением – это позволит снизить температуру, дробить стружку и быстро отводить её. В феритных, мартенситных содержание никеля меньше, а хрома больше, повышение хрома ведет к увеличению прочности и большей абразивности, что ведет к быстрому износу пластин, учитываем этот фактор используем износостойкие покрытия.

Режимы резания токарной обработки нержавеющей стали

При выборе режимов резания стоит опираться на данные каталога конкретно подобранной пластины, но необходимо учитывать желаемую стойкость инструмента. Как правило в каталогах указаны максимальные значения режимов резания, соответствующие максимальной производительности, но также и минимальной стойкости.

Кроме того, режимы сильно зависят от реальных производственных условий, жесткости системы и т.д., поэтому оптимальные режимы необходимо подбирать индивидуально под каждый случай отдельно.

Режимы также отличаются для разной заточки, разной геометрии, поэтому первоисточником является каталог конкретного инструмента. Хотя для примера можно привести следующие варианты режимов резания, в качестве справки.

Источник