Сверление нержавейки

Почему нержавейку сложно сверлить

Изделия из нержавейки обладают не только повышенной прочностью, но также сравнительно низкой теплопроводностью. По этой причине в местах механической обработки происходит локальное накапливание тепла, достигающее нескольких сотен градусов по Цельсию, что повышает риски изменений в структуре и приводит к потере антикоррозионных свойств нержавеющего сплава.

Как сверлить нержавеющую сталь

Методы сверления нержавейки предусматривают использование специализированных сверл, насадок расширителей, смазочных охлаждающих жидкостей и применение прочих приемов.

Способ обработки зависит от того, какая сталь выбрана для сверления нержавейки: какая плотность, вязкость, коэффициент теплопроводности данного сплава.

Обработка заготовок из нержавеющей стали бывает нескольких видов:

1. Механическое сверление.
2. На станках с ЧПУ.
3. Электроэрозионное.
4. Лазерное.

При механическом сверлении чаще всего используются сверла, обладающие высокой прочностью и стойкостью к высоким температурам.

В серийном производстве сверление производится на станках с числовым программным управлением ЧПУ. Скорость, подача сверла, наличие смазочно-охлаждающей жидкости и другие рабочие параметры устанавливаются автоматически и находятся под постоянным контролем.

При обработке сложных деталей применяется выжигание нержавейки с помощью электрического разряда без механического сверления. Бесконтактная пробивка позволяет точно позиционировать места расположения отверстий, а также контролировать размеры перфораций.

Какое сверло нужно для нержавеющей стали

При подборе инструмента необходимо учитывать специфику конкретной марки стали и условия, в которых будет выполняться сверление. 

Основные типы сверл для нержавейки:

• твердосплавные с содержанием карбида вольфрама;
• кобальтовые HSS-Co с углом заточки 118–135°;
• с титановым покрытием.

Карбид-вольфрамовые сверла отличаются высокой твердостью и стойкостью к износу, подходят для сверления высокопрочных легированных сталей.

В сравнении с обычным инструментом HSS, сверла с содержанием кобальта от 5 до 8% обладают высокой термостойкостью и отлично выдерживают температурные нагрузки в местах сверления.

Дополнительные покрытия TiN либо TiAlN (нитрид титан, нитрид титан-алюминий) позволяют увеличить сопротивляемость трению.

При механической обработке нержавеющей стали, которая обладает достаточной вязкостью, важно учитывать склонность метала к деформациям в местах реза. Во избежание наклепов необходимо использовать острые сверла с правильным углом.

При работе твердосплавным инструментом, плохо отводящим тепло, требуется хорошее охлаждение.

Какой инструмент использовать для нержавейки

В зависимости от поставленных задач (глубины отверстий, диаметра, требуемой точности, толщины металла и пр.) сверление нержавейки может выполняться с помощью сверлильных станков, ручных электродрелей, а также специализированного и вспомогательного оборудования.

• Станки настольные, колонные, с ЧПУ – применяются в условиях серийного производства.
• Ручные дрели отлично справляются с ремонтными работами, особенно при сверлении в труднодоступных местах. Их можно использовать как в быту, так и в специализированных мастерских по ремонту бытовой техники.
• Лазерные установки незаменимы при создании отверстий со сверхмалыми диаметрами. Широко применяются при обработке тонкостенных изделий.

Системы охлаждения и удаления стружки предотвращают перегрев металла и снижают вероятность заклинивания сверл.

Вспомогательная оснастка – тиски и фиксаторы – надежно удерживают заготовку на одном месте. С помощью сверлильных кондукторов можно обрабатывать ряд отверстий без дополнительной разметки, в результате чего производительность возрастает в несколько раз. 

Сверление нержавейки в домашних условиях

Для сверления изделий из нержавеющей стали своими руками необходимо подготовить:

• подходящие сверла, развертки, биты;
• дрель с переключаемыми скоростями;
• охлаждающую жидкость;
• маркер;
• пробойник, керн;
• вспомогательное оборудование;
• средства индивидуальной защиты (очки, наушники).

Для работы с металлом толщиной до 3 мм понадобится одно сверло соответствующего размера. Для более толстого металла стоит иметь не менее 2-х сверл. Одно – для нарезки 0.5 d, второе – для получения нужного диаметра.

Заготовка должна быть надежно закреплена, чтобы избежать смещений и вибраций. При работе с ручным электроинструментом необходимо обеспечить обильную смазку сверла и детали в точке контакта. Охлаждающая жидкость не только отводит тепло, но также эффективно удаляет стружку с режущей кромки.

Важно: Наблюдая за стружкой, мастер определяет, правильно ли настроены режимы. Стружка должна равномерно выходить из отверстия, иметь спиралевидную форму, совпадать по цвету с исходным металлом. Если замечены отклонения от нормы, необходимо остановить работу, вытащить сверло из детали, нанести большее количество СОЖ, откорректировать скорость, подачу, давление и после этого продолжить сверление.

Металлическая стружка имеет равномерную структуру, представляет собой единый элемент.

Режимы сверления нержавейки на ЧПУ

Обрабатываемый материал	Диаметр сверла (мм)	Подача врезания по оси Z (мм/мин)	Глубина за проход (мм)	Частота вращения шпинделя (об/мин)
сталь нержавеющая	2 – 4	20 – 30	4	8000 – 10000
	5 – 8	30 – 50	6

Сверлильные станки с ЧПУ универсальны, могут работать со сверлами различных размеров и форм, создавая отверстия с высоким допуском в соответствии с требованиями проекта. Процессы сверления производятся автоматически, благодаря чему вероятность ошибки сводится к нулю.  

Советы для сверления нержавеющей стали

1. При выборе режущего инструмента следует учитывать геометрические особенности сверла: угол при вершине, число режущих кромок, расположение и форма стружечных канавок-флейт.
2. Для твердосплавных нержавеющих металлов отдавайте предпочтение сверлам средней длины: чем короче инструмент, тем стабильнее, точнее резка. Угол не должен быть слишком острым, желательно 120-135° градусов.
3. Чтобы исключить смещение сверла, рекомендуется заранее создать в заготовке небольшое углубление в зоне будущего отверстия.
4. Располагайте сверло строго перпендикулярно. При длительном сверлении на большую глубину рекомендуется делать паузы, чтобы охладить резец.
5. По завершении работ не стоит прикасаться к сверлу либо кромкам отверстий. Дайте металлу остыть, чтобы не получить ожог. Соблюдайте осторожность при удалении с металла остатков смазки - мелкие кусочки стружки, содержащиеся в ней, могут повредить не только гладкую поверхность нержавеющей стали, но и ваши руки.