Отверстия в нержавечной стали: инструменты и методы

Отверстия в нержавечной стали: инструменты и методы

Во-первых, нужно сразу запомнить, что нержавейка не любит больших оборотов. Это твердый прочный материал и его лучше сверлить на низких или средних оборотах дрели. В лучшем случае сверло очень быстро затупится и станет непригодным. Если же при нагревании до красного цвета не прекратить сверление, сверло очень быстро нагреется целиком и просто начнёт гнуться – после этого его можно смело выбрасывать, даже заточка уже срок его службы не продлит.

Во-вторых, при сверлении следует использовать смазку для уменьшения трения, подойдут любые моторные масла, неминеральные масла и даже вода, за неимением ничего другого. Все средства хороши, как говорится, в случае с таким прочным материалом, как нержавеющая сталь. Когда сверление итак происходит с усилием, сопровождается нагреванием заготовки и может быстро израсходовать рабочий ресурс сверла – всё, что способно уменьшить трение и упростить прохождение металла сверлом, будет кстати.

Ну и не стоит забывать про такие очевидные моменты, как надёжное закрепление заготовки на рабочее поверхности и кернение места предполагаемого отверстия.

Теперь посмотрим, чем же можно просверлить отверстие в детали из нержавейки.

Самый простой способ – это взять сверла, специально предназначенные для этой цели. Такие сверла содержат кобальт , их несложно найти в любом магазине, хоть они стоят и дороже обычных. Обычно сначала берется сверло маленького диаметра, им делается первое отверстие, затем диаметр сверла постепенно увеличивается до достижения нужного диаметра отверстия. Кобальтовыми сверлами нержавеющая сталь сверлится проще всего, они прочнее из-за своего состава и тупятся медленнее обычных, ими можно даже сверлить на высоких оборотах. Это сократит ресурс сверла, но в бытовых условиях, если нужно просверлить буквально несколько отверстий, вы этого, скорее всего, даже не заметите.

А что делать, если кобальтового сверла под рукой не оказалось? Можно просверлить нержавейку и обычным шлифованным сверлом по металлу HSS-G . (Подробнее про сверла по металлу и их обозначения можно почитать в нашей статье " Виды оснастки: всё про сверло по металлу " ). В этом случае процесс сверления должен состоять из спокойного последовательного включения и выключения дрели: включение происходит буквально на 1,5-2 секунды, до того момента, как сверло выйдет на полные обороты – и сразу выключение до момента остановки сверла. Уверяем вас, этого достаточно, чтобы нержавейка нагрелась так сильно, чтобы любая отлетевшая стружка могла оставить на коже ожог – поэтому обязательно работайте в перчатках! В этом случае нужно набраться терпения, сверление займёт больше времени – но главное результат. Самым обычным недорогим сверлом вы сможете просверлить нержавеющую сталь – материал большой прочности, на котором ломались и не такие сверла.

Еще нержавейку иногда сверлят сверлами по стеклу и керамике. Наконечник этого сверла твердый, но хрупкий, поэтому такие сверла нельзя перегревать – под воздействием температуры наконечник быстро сломается. Принцип сверления схож с предыдущим способом – оно должно состоять из коротких с промежутками «подходов» сверла к нержавейке, при этом как можно чаще капайте на место сверления масло.

Для сверления деталей из толстой нержавейки есть ещё одна небольшая хитрость. Деталь предварительно нужно немного нагреть газовой горелкой – немного, это не до красного или синего цвета, а просто недолго прогреть на огне, после чего приступить к сверлению, не дожидаясь, пока металл остынет. В процессе, если металл остыл или сверло пошло очень туго, заготовку можно еще раз подогреть. После такой предварительной подготовки толстую деталь из нержавеющей стали можно просверлить практически любым сверлом, даже не очень дорогим.

Связанные вопросы и ответы:

Какие инструменты можно использовать для пробития отверстий в нержавечной стали

 Применение современных станков дает возможность повысить точность при помощи числового программного управления. Сверление отверстий в нержавеющей стали осуществляется режущими стойкими инструментами, которые изготовлены из быстрорежущей стали с 18% вольфрама, либо стали с вольфрамом, которая легирована приблизительно 10% кобальта. Помимо этого применяется оснастка из литых сплавов по типу «стеллита» либо с режущими твердосплавными пластинами.

У стандартных сверл для нержавейки угол вершины равен 188 градусам, а угол спирали – 30 градусам. Обычно используются короткие сверла. Для того чтобы сделать отверстия с малым диаметром и большой глубиной задействуют сверла с маленьким шагом и углом заточки от 130 до  140 градусов.

Оборудование для сверления нержавеющего материала используется мощное и массивное, имеющее жесткую конструкцию. Поскольку стружка может поцарапать поверхность детали, передняя грань инструмента оснащается стружколомом.

Для того чтобы улучшить качество отверстий в нержавейке, снизить силу резания и повысить стойкость режущей кромки, подается в рабочую зону под давлением смазывающе-охлаждающая жидкость. Как правило, в ее качестве используются сернистые масла и водные эмульсии (при высоких скоростях).

Сверление нержавейки на заказ – это достаточно трудоемкий процесс. Особенно большую нагрузку берут на себя сверла, которые в процессе работы сильно нагреваются и стачиваются.  С целью увеличения их срока службы, они обрабатываются специальными смазочными охлаждающими жидкостями.

Какие методы пробития отверстий в нержавечной стали существуют

Сверла из быстрорежущей стали и кобальта доступны в различных размерах и конфигурациях, включая спиральные сверла и ступенчатые сверла. При выборе размера сверла учитывайте диаметр отверстия, которое вы собираетесь просверлить. Крайне важно выбрать сверло с острой режущей кромкой и правильной геометрией, чтобы отверстия были чистыми и точными.

Чтобы максимально увеличить производительность и срок службы сверл, важно использовать соответствующие смазочно-охлаждающие жидкости например, смазочно-охлаждающее масло или минеральное масло при сверлении нержавеющей стали. Смазка помогает уменьшить трение, рассеивать тепло и предотвращать преждевременное затупление или перегрев сверла.

Не забудьте правильно отрегулировать скорость сверления при использовании сверл из быстрорежущей стали или кобальта для нержавеющей стали. Рекомендуется более низкая скорость вращения, чтобы свести к минимуму накопление тепла и предотвратить повреждение сверла или заготовки.

Используя правильный тип сверла, учитывая твердость и толщину материала, а также применяя надлежащие методы сверления, вы можете добиться успешных результатов сверления при работе с нержавеющей сталью.

Важно отметить, что нержавеющая сталь бывает разных сортов и уровней твердости, поэтому выбор сверла также может зависеть от конкретного материала из нержавеющей стали, с которым вы работаете. Проконсультируйтесь с вашим поставщиком нержавеющей стали, чтобы выбрать подходящее сверло в зависимости от марки и твердости нержавеющей стали, которую вы собираетесь сверлить.

Сотрудничая с авторитетной поставщик нержавеющей стали , вы можете получить доступ к их опыту и рекомендациям по выбору наиболее подходящих сверл для ваших требований к сверлению. Они могут предоставить рекомендации на основе конкретной марки нержавеющей стали, толщины и области применения сверления, гарантируя, что у вас будут лучшие инструменты для успешного сверления нержавеющей стали.

Какие материалы можно использовать для пробития отверстий в нержавечной стали

Сверление отверстий в изделиях из нержавеющей стали, выполняемое обычным сверлом, может закончиться неудачей. Объясняется это тем, что стали, относящиеся к категории нержавеющих, отличаются повышенной вязкостью, поэтому их сверление, особенно выполняемое в домашних условиях, сопровождается значительным нагревом режущего инструмента и, как следствие, его выходом из строя.

Чтобы качественно и быстро сверлить нержавейку, учитывая все вышесказанное, необходимо использовать охлаждающий материал, который, кроме того, должен отличаться хорошими смазывающими свойствами.

При необходимости часто сверления нержавейки есть смысл оборудовать станок самодельной системой подачи жидкой смазки (в качестве насоса подойдет автомобильная помпа)

Наиболее распространенным составом, применяемым в качестве охлаждающей и смазывающей жидкости при сверлении отверстий в нержавеющей стали, является раствор, состоящий из машинного масла и серы. Для приготовления такого раствора может быть использована как коллоидная сера, так и сера для окуривания, которую часто называют «серный цвет».

В том случае, если сера, имеющаяся в вашем распоряжении, представляет собой мелкий порошок, ее можно сразу смешивать с машинным маслом без специальной подготовки. Если же вы приобрели кусковую серу, ее надо предварительно перетереть.

Можно сделать сверление стальных нержавеющих изделий более эффективным, если использовать для выполнения такой операции смазывающе-охлаждающую смесь, состоящую из серы и жирных кислот, которые можно получить самостоятельно в домашних условиях. Для этого необходимо сделать следующее:

• измельчить кусок хозяйственного мыла (можно использовать самое дешевое);
• смешать измельченное мыло с горячей водой и тщательно размешать полученную смесь;
• в полученный раствор добавить техническую соляную кислоту;
• дождаться, пока на поверхность полученного раствора начнут подниматься жирные кислоты;
• после этого добавить большое количество холодной воды;
• с поверхности раствора снять затвердевший ствол жирных кислот, которые в дальнейшем и используются для приготовления смазывающе-охлаждающего раствора.

Полученные при приготовлении жидкости для сверления жирные кислоты смешиваются с серой в соотношении 6:1. Используя раствор, сделанный по такому рецепту, можно легко просверлить изделие из нержавейки, отличающееся даже значительной толщиной. Естественно, что при выполнении такой процедуры следует придерживаться определенных технологических рекомендаций.

Какие факторы могут повлиять на качество пробития отверстий в нержавечной стали

1. Лазерная резка

Наиболее технологичный вариант нарезки заготовок – резка лазером. Этот метод подразумевает нагревание поверхности нержавеющего металла тонким лазерным лучом с последующим разрезанием листа на нужные элементы. Такой способ резки может применяться не только для нержавейки, но и для других металлов. Он обеспечивает минимальный процент брака. Термическая резка не ухудшает характеристики нержавеющего металла.

2. Гидроабразивная резка

Гидроабразивная резка происходит путем подачи воды, содержащей абразивные элементы под высоким давлением. Суть такой методики в отрывании частиц металла под воздействием потока абразивных веществ. Процесс гидроабразивной резки нержавеющих металлов включает:

• Заполнение объемного резервуара водой.
• Смешивание воды с абразивными компонентами (обычно применяют песок).
• Подача полученного раствора в узкое сопло.
• Подача струи раствора на листы нержавейки.

3. Штамповка

Для холодной штамповки применяются специальные штампы, позволяющие получать одинаковые изделия с нужными размерами. Этот метод позволяет:

• пробить отверстия в листах и деталях из нержавеющей стали;
• нарезать резьбу;
• сделать изгиб детали;
• выполнить гравировку.

С помощью штамповки на пробивных станках можно производить металлоконструкции любой формы. На таком оборудовании выпускают витрины, ограждения, стеллажи, стойки для рекламы, решетки, мебельные изделия и т. д.

4. Токарная обработка

Механическая обработка нержавеющей стали на токарном станке позволяет выпускать изделия сложной формы. Для этого могут использоваться различные приспособления:

• сверла для обработки нержавеющей стали;
• фрезы;
• токарные резцы;
• плашки для нарезки резьбы.

В процессе поступательного перемещения резцов по нержавейке можно разрезать листы на заготовки с нужными размерами. Обработка нержавеющих сталей резанием выполняется под контролем специалиста с учетом технического задания, размеров и формы заготовки.

5. Фрезерование

Фрезерная обработка нержавеющей стали используется для получения зубчатых колес, сложных отверстий и углублений. Данный метод предполагает обработку вращающейся фрезой детали, которая надежно закреплена в станке, управление которым осуществляется мастером или с помощью ЧПУ.

Как выбрать подходящий инструмент для пробития отверстий в нержавечной стали

Если вы не привыкли к ней, нержавеющая сталь может быть сложной для сверления. В итоге вы будете сжигать сверла быстрее, чем успевать их менять.

Как сверлить нержавеющую сталь? Для сверления нержавеющей стали необходимо использовать острые сверла, низкое число оборотов, высокое давление резания (подачи) и большое количество. Высокие обороты приведут к немедленному сгоранию сверла.

Помимо этого, есть еще несколько советов, которые помогут вам выполнить работу, например, как сохранить устойчивость и как выбрать правильное сверло.

Реалистичные размеры сверл

Поскольку нержавеющая сталь - более прочный материал, важно быть реалистом в том, какие размеры отверстий вы можете сделать с помощью имеющихся у вас инструментов.

Если вы используете ручную дрель, вы, как правило, будете ограничены диапазоном размеров от 1,6 мм до 9,5 мм. Все, что больше или меньше этого, будет сомнительного качества.

Напроцесс более стабилен, так как установка более жесткая, а сверло выравнивается более точно. В зависимости от крутящего момента вашего станка, вы можете просверлить довольно большие отверстия.

Смысл всего этого в том, что если вам нужно отверстие диаметром 50 мм, а у вас есть только аккумуляторная дрель, обратитесь за профессиональной помощью. Или купите кольцевую фрезу.

Как получить правильное число оборотов

Слишком быстрое вращение сверла по нержавеющей стали - это самая распространенная ошибка.

Это может быть непросто, если вы используете ручную дрель, но большинство сверлильных станков или других подобных машин дадут вам хотя бы общее представление о том, на каком числе оборотов вы работаете.

Если вы используете ручную дрель, на ней обычно есть какая-то маркировка, указывающая (как минимум) максимальное число оборотов в минуту. Это может дать вам приблизительное представление о том, насколько быстро она работает.

Число оборотов дрели зависит от размера сверла. Чем больше сверло, тем медленнее его нужно вращать.

Правильный выбор сверл

Не всякое сверло будет хорошо работать с нержавеющей сталью.

Чтобы не говорить о том, что и так очевидно, сверла должны быть предназначены для металла, а не для дерева или камня.

Это означает, что не нужно использовать сверло-лопатку, сверла brad points, сверла-форстнера или ударные сверла. Они не предназначены для металла.

Даже те сверла, на которых написано, что они предназначены для металла, могут не справиться с задачей проделывания отверстий в нержавеющей стали.

Например, я бы настоятельно не рекомендовал использовать простое спиральное сверло из углеродистой стали. Режущая кромка износится в мгновение ока.

Как минимум, используйте сверла из быстрорежущей стали (HSS). В идеале - с кобальтом. Они стоят дороже, но они значительно лучше для прочных материалов.

Они лучше работают в условиях сильного нагрева, что характерно для нержавеющей стали, и лучше отводят тепло.

Совет профессионала: Не все кобальтовые сверла одинаковы. Они имеют различные марки в зависимости от содержания в них кобальта. В M35 содержится 5% кобальта, а в M42 - 8%. Большее количество кобальта означает, что режущие кромки дольше остаются острыми.

Используйте охлаждающую жидкость

Нержавеющая сталь на самом деле довольно абразивна при резке. Если вы сверлите ее насухо, режущая кромка будет изнашиваться очень быстро.

Охлаждающая жидкость помогает сохранить сверло и заготовку холодными. Нержавейка при перегреве делает то, что называется закалкой.

По сути, это приводит к образованию твердого участка на дне сверлильного отверстия, и сверла, соприкасающиеся с этим твердым участком, быстро сгорают.

Один из самых простых способов смазать сверло - нанести на него немного WD-40 во время резки.

Вытащите сверло из отверстия, нанесите на него немного смазки, просверлите еще несколько секунд, промойте и повторите.

Минус использования WD-40 в том, что это очень легкая смазка, и от неё может появиться много грязи.

Еще лучше работает воск для резки. Он будет дольше держаться на сверле и практически не будет оставлять грязи.

Как избежать повреждения нержавечной стали при пробитии отверстий

Почему ухудшается качество пробивки
При использовании пуансона режущая кромка начинает разрушаться, и на ней образуется радиус. При дальнейшем использовании радиус становится больше, а качество и эффективность пробивки отверстий в металле снижаются. Скорость затупления инструмента для пробивного пресса зависит от размера отверстия, типа и толщины пробиваемого материала.

Обычно качество пробиваемого отверстия начинает снижаться, когда радиус режущей кромки достигает 0,13 мм.

Инструмент затупился, если:

• Отверстия имеют большой скос и/или заусенец.
• Пресс шумит больше обычного.
• Штамповка происходит жестче, чем обычно.

При затуплении режущих кромок пуансона заусенцы образуются на вырезаемой детали. При затуплении матрицы заусенцы возникают вокруг пробитого отверстия.

Регулярная заточка повышает долговечность инструмента более чем в два раза!
Без заточки инструмент стачивается на 1 мм при пробивке 315 000 отверстий.
При регулярной заточке инструмент стачивается на 1 мм при пробивке 800 000 отверстий.

Данные на графике даны только для примера. На долговечность и повышенный износ инструмента влияет множество факторов.

Как определить размер заточки
Размер заточки — это максимальная предельная длина, на которую может быть сточен пуансон.
Размер пуансона и толщина материала для пробивки – факторы, которые влияют на размер заточки.

Размер для заточки = прямолинейный участок перед радиусом) – (Толщина материала + Глубина проникновения в матрицу + Толщина съемника)

При вырубке тонких материалов притупление режущих кромок недопустимо.

Пример подсчета размера заточки
Пример подсчета размера для заточки пуансона станции В.
Прямолинейный участок перед радиусом — 18,9 мм.
Толщина материала 6,4 мм.
Глубина проникновения в матрицу — 3,0 мм.
Толщина съемника — 4,0 мм.
Результат размера заточки = 18,9 мм – 6,4 мм – 3,0 мм – 4,0 мм = 5,5 мм.

Совет:
Незначительное притупление режущих кромок (r = 0,05–0,1 мм) в случае вырубки из стали толщиной свыше 1мм не вызывает появления заусенцев и повышает стойкость штампа. Такое же притупление рекомендуется у режущих кромок пуансона, работающего в паре с твердосплавной матрицей.

Расчет ресурса инструмента до переточки.
Рекомендуется проводить с помощью графика с использованием корректирующих коэффициентов.

Как определить правильный размер отверстия для нержавечной стали

Нержавеющая сталь широко используется в быту и промышленности. Это высококачественный металлический сплав, устойчивый к коррозии и различным агрессивным средам. В быту этот материал часто используется для изготовления сантехнических приборов, столешниц, труб и т д. В процессе ремонта или строительства иногда возникает необходимость сверлить ту или иную деталь из этого металла.

Важным нюансом при сверлении нержавейки, наряду с правильным подбором СОЖ и технологии работы, является качественное сверло. По сей день многие профессионалы по-прежнему предпочитают проверенные временем и очень прочные альтернативы кобальту (CO-5), которые также подходят для сверления отверстий в жаропрочных металлах или чугуне без необходимости предварительного центрирования.

Эти модели ранее изготавливались на основе стальных сплавов с 5% кобальта в составе или из высокопрочной стали типа Р-18 с добавлением этого химического элемента. Сегодня на рынке строительных материалов сложно найти виды, соответствующие советским стандартам ГОСТ — 10902-77, так как в промышленных масштабах они практически не производятся.

Чаще всего большинство отечественных производителей просто покрывают детали «золотым» слоем кобальта, но при этом он минимально содержится в заготовке или вообще отсутствует. Эта технология улучшает параметры скольжения, но не добавляет прочности планке.

На рынке есть аналоги «настоящих» кобальтовых заменителей иностранного производства, характеристики которых соответствуют стандартам DIN – 338 или 336, а в маркировке присутствует аббревиатура HSS-C или просто NHSS. Эти виды сверл также изготавливаются из высокопрочной стали с обязательным содержанием не менее 5% кобальта в сплаве (среди производителей стоит отметить такие фирмы, как Bosch; Ruko; Gross; Hagwert; Hilti и др.

Их преимуществом является высокая твердость материала, из которого они изготовлены, и особенно тупой угол заточки, что делает их пригодными для работы со всеми видами «тяжелых» металлов. Единственным минусом может быть цена, которая заметно выше обычных вариантов стандартных упражнений.

Стальные коронки и конические сверла для нержавеющей стали

Помимо кобальтовых вариантов с разным диаметром и прочностью для нержавеющей стали, применяются и другие сверла из металлических сплавов высокой твердости с максимально острой заточкой для плотных материалов, которые обычно изготавливаются только с одной режущей стороной. Выбор сверл и рабочих инструментов зависит от марки нержавеющей стали, толщины обрабатываемой заготовки и выбранного технологического процесса.

При необходимости сделать большое отверстие (диаметром от 14 мм и выше) применяют специальные кольцевые сверла или коронки. Имеют дополнительное зажимное оборудование, патрон и буровую головку различных размеров, которые согласно таблицам соответствуют дюймовым и метрическим стандартам для труб и других популярных изделий из нержавеющей стали.

При небольших толщинах (1-2 мм) нержавейку можно сверлить простым стальным сверлом, но только в том случае, если режущая часть заточена под углом 120 градусов. При этом электроинструмент устанавливается на минимально возможную скорость (100 об/мин) для предотвращения поломки фрезы, а также перегрева и выхода из строя самого инструмента.

Для сверления толстолистовой, пищевой и особо тонкой нержавеющей стали (менее 0,9 мм) применяют специальные ступенчатые или конусные сверла по металлу. Их особенность заключается в том, что рабочая часть детали выполнена в виде спирали с кольцевыми переходами разного диаметра.

Это позволяет точно определить при сверлении, какого размера отверстие было сделано на определенном этапе работы. В таких случаях (при очень малой толщине) данные типы могут заменить целый набор деталей из нержавейки, включая круглые коронки и обычные сверла с разными видами заточки.