Сверло с кобальтовым покрытием

Что это за сверла такие, кобальтовые?

Когда дело доходит до ремонтных работ в квартире или в доме, в 90% случаев придется сверлить отверстия. Чаще всего в домашней обстановке встречаются сварные швы, трубы или каленые металлические изделия, которые нужно просверлить. Чтобы качественно выполнить процедуру, необходимо иметь при себе соответствующий инструмент. А для таких случаев как раз пригодятся кобальтовые сверла по металлу. Отзывы об этих инструментах всегда положительные и говорят сами за себя. В частности, можно сказать, что это мощные, износостойкие, жаропрочные и надежные инструменты, которые помогут хозяину жилища в считаные минуты справиться с преградой и быстрее закончить ремонтные работы.

Что представляет из себя кобальтовое сверло?

Это название получил инструмент, для рабочей части которого использовалась быстрорежущая сталь с примесями кобальта. Подобные сверла с кобальтом считаются универсальными, ведь с их помощью можно сверлить не только нержавеющую сталь, но и прочие материалы, которые отличаются большой прочностью, а также высокой степенью вязкости. Все дело в том, что кобальт начинает плавиться при крайне высокой температуре. Именно поэтому сверла, для создания которых применяли быстрорежущую сталь, прошедшую процедуру легирования кобальтом, хорошо выдерживают высокие температуры, а также имеют хорошие механические свойства. С их помощью получится создавать высокоточные отверстия.

Маркировка и цвет

Все кобальтовые сверла тщательно маркируются. Прежде всего пишут условные буквы элементов, а после них указывают процентное содержание. Почти все марки стали обозначают с указанием нескольких легирующих элементов. Наиболее совершенная марка Р6М5К5 обозначает:

• вольфрама — 6%;
• молибдена — 5%;
• кобальта — 5%.

Стоит обратить внимание, что инструменты мельче 2 мм далеко не всегда имеют таких подробностей в маркировке. Чаще всего обозначение химического состава практикуется на сверлах сечением от 2-х до 3-х мм.

Если размер изделия еще больше, то маркировка может также содержать фирменный товарный знак. Категория точности в условных обозначениях встречается редко.

Но, помимо маркировки, необходимо учитывать и расцветку изделий. Опытному взгляду она скажет не меньше, чем сочетание букв и цифр. Сочетание черной и золотой красок свидетельствует о прохождении «отпуска». Подобная вариация термообработки позволяет справиться с внутренними механическими напряжениями. Чисто золотистая окраска показывает добавление не только кобальта, но и нитрида титана.

Такой компонент помогает сделать сталь прочнее. Уровень трения в процессе эксплуатации окажется меньше, чем обычно. Черные сверла получают путем обработки перегретым паром. Такое воздействие уменьшает естественный технический износ. Серое сверло стоит рассматривать в последнюю очередь — такой тон говорит, что никакой завершающей обработки не было, и потому качество изделий будет довольно низко.

Типы по конструкции

По своему конструктивному исполнению сверла, относящиеся к кобальтовой категории, делятся на два основных типа: одно- и двусторонние.

У первых в полном соответствии с их названием режущая часть выполнена только с одной стороны. Двусторонние сверла – это, по сути, два инструмента в одном корпусе. Их конструктивная особенность заключается в том, что на обоих их концах выполнена отдельная режущая часть. Удобство использования такого инструмента состоит в том, что в случае поломки одной из его режущих частей можно сразу использовать вторую, просто переустановив сверло в патроне используемого оборудования.

Двустронние кобальтовые сверла предназначаются для монтажных работ по тонкостенным материалам

Особенности применения кобальтовых свёрл

Перед тем как сверлить отверстие, требуется учесть:

• Качество металла, в котором необходимо сделать отверстие. Как уже известно, кобальтовые сверла рекомендуется использовать только для высокопрочных легированных сталей и сплавов, имеющих высокие степени вязкости. В иных ситуациях нужно подбирать другой инструмент.
• Диаметр отверстия. В зависимости от предполагаемых размеров отверстия, необходимо покупать наиболее подходящие кобальтовые сверла по металлу. Например, чтобы просверлить отверстие диаметром 9 мм, нужно приобрести сверло диаметром 8,6 мм или 8,4 мм, поскольку за счет ударной силы инструмента отверстие обязательно увеличится.
• Глубину необходимого отверстия. Если, к примеру, оно будет сверлиться под дюбель, тогда нужно сопоставить его длину с размером сверла и выбрать инструмент на 2-3 мм больше.
• Оснащение, применяемое для сверления, например, перфоратор или дрель. Стоит помнить, что два этих приспособления в корне отличаются. К примеру, хвостовики сверл будут разные для перфоратора и дрели. И напоследок, перфоратор служит больше для выполнения долбления, в то время как дрель подходит только для сверления.
• Поверхность, которая подвергнется обработке. Кобальтовое сверло отлично подойдет для круглой или гладкой поверхности металлического изделия, но вряд ли будет столь эффективным на плоскости с высоким уровнем шероховатости.

Конструктивные особенности инструмента

Конструктивно кобальтовые сверла представляет собой режущий инструмент цилиндрической формы. Мы выпускаем одно- и двухсторонние сверла. У односторонних изделий есть:

• Цилиндрический хвостовик — участок с гладкой поверхностью, надежно фиксируемый в ручном инструменте или станке;
• Спиральная рабочая часть — участок, который непосредственно выполняет сверление и состоит из режущей части с двумя главными кромками и направляющей части с двумя вспомогательными режущими кромками;
• Шейка — участок для обеспечения выхода круга во время шлифования рабочей части.

Двухсторонние инструменты имеют две укороченные спиральные рабочие части.

Кобальтовые сверла HSS Co 5% представлены в двух вариантах исполнения с разной общей длиной, длиной рабочей части и диаметром. Угол заточки между главными режущими кромками составляет 135°.

Для производства сверл кобальтовых мы используем быстрорежущую инструментальную молибденовую сталь типа HSS М35. Чтобы повысить прочностные характеристики инструмента, использован материал, содержащий 5% кобальта (cobalt) — металла, придающего сверлам HSS Co устойчивость к действию высоких температур.

Сверла по металлу

Для сверления металлов используют винтовые или, как их чаще называют, спиральные сверла. Будучи практически одинаковыми по конструкции, эти инструменты могут различаться по материалу, виду дополнительной обработки, особенностям заточки. Существует много разновидностей сверл, оптимизированных для разных металлов, глубины сверления и других условий работы.

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.

Достоинства и недостатки кобальтовых сверл

Кобальтовое сверло по металлу имеет свои достоинства и недостатки. К числу основных достоинств относится, в первую очередь, его стойкость к высоким температурам. Также выделяются его лучшие по сравнению с обычными сверлами механические свойства. Поскольку такие сверла умеют хорошо справляться с температурными нагрузками, при сверлении не требуется дополнительное охлаждение. Это критично при работе с легированной и вязкой сталью. Сверлению нестандартных поверхностей (к примеру, округлых) помогает угол заточки в 135 градусов.

Недостаток у кобальтового сверла, пожалуй, только один — его большая цена (примерно в 4-5 раз выше, чем у обычных сверл).

Рекомендации по использованию

При работе с твердыми марками стали кобальтовые сверла по металлу нужно использовать с рядом нюансов. Если придерживаться определенных правил, то сверло прослужит дольше.

Вот что нужно помнить:

• работать только на низкой скорости дрели;
• перед просверливанием насквозь нужно снизить скорость дрели, чтобы сверло не заклинило;
• если принудительное охлаждение все же нужно, стоит применять для него олеиновую кислоту, время от времени опуская в нее сверло;
• если отверстие нужно сделать большого диаметра, его нужно предварительно рассверлить более тонким сверлом.

Эксплуатация сверла с кобальтом

Прежде чем начать сверлить отверстие, нужно определиться с режимом работы. Для этого необходимо учесть:

• скорость резания. Это условная окружная скорость инструмента, демонстрируемая им относительно детали, которая обрабатывается. Проще говоря, данный показатель характеризует быстроту кручения. К примеру, обеспечить одинаковую скорость в 20 м/мин возможно, если применять сверло радиуса 0,5. Быстрота кручения будет равняться 6366 об/мин;
• подачу. Характеризует смещение сверла в сторону оси сверления за 1 оборот. Измеряется в мм/об;
• момент кручения. Данный показатель указывает на степень нагрузки, приходящейся на инструмент при осуществлении обработки.

Также необходимо принять во внимание:

• металл, из которого сделана обрабатываемая заготовка;
• металл, из которого сделано приспособление для сверления;
• оснащение, применяемое для обработки;
• уровень шероховатости детали.

При сверлении по нержавейке сверла сильно нагреваются. Предотвратить перегрев можно так:

• охлаждать приспособление;
• использовать кобальтовые сверла.

Кобальтовые приспособления являются достаточно красностойкими. Это значит, что они сохраняют твердость и устойчивость к изнашиванию даже в высокотемпературных условиях. Обусловлено это термообработкой, которую данные изделия проходят при производстве.

Также при изготовлении кобальтовых сверл по металлу они подвергаются качественной шлифовке. Благодаря этому устраняются все внутренние напряжения, обеспечивается гладкость поверхностей.

Как выбрать хорошее сверло с кобальтом?

Правила выбора сверл из быстрорежущей стали, легированных кобальтом, не слишком отличаются от критериев покупки других видов этого инструмента. Важно обращать внимание на оттенок изделия, типовую форму и диаметр, качество стали и симметричность заточки, возможности и, конечно, производителя.

Что еще следует знать? Характеристики дрели, в которую вставляется сверло. Например, длинное сверло с кобальтовым покрытием используется для сверления отверстий большого сечения, а, значит, дрель должна обладать достаточной мощностью, работать на высоких оборотах.

Сверление твердых сплавов кобальтовым сверлом

При сверлении твердых сплавов необходимо соблюдать некоторые правила, позволяющие продлить срок эксплуатации металлорежущего инструмента. Сверлить рекомендуется на небольшой скорости. При выходе из сквозных отверстий скорость необходимо немного уменьшить, чтобы избежать заклинивания инструмента. Чтобы избежать сильного разогрева рекомендуется использовать олеиновую кислоту, один из лучших видов СОЖ, периодически макая в неё сверло или используя непрерывную подачу. При сверлении больших диаметров рекомендуется предварительное рассверливание материала меньшим сверлом.