Чем сверлить нержавейку в домашних условиях
Нержавеющая сталь имеет в своем составе более 12 % легирующих добавок. Химическая структура и последующая обработка материала сильно влияет на физические характеристики стали, в том числе на обрабатываемость. Например, хром делает сплав более прочным, никель – вязким. В соответствии с характеристиками металла приходится подбирать производственную технологию для сверления. Рассмотрим особенности этого процесса в статье.
Как сделать отверстие в нержавейке
В листе из нержавеющей стали часть металла можно убрать просечкой, газовым резаком, электрической сваркой, лазерным или плазменным оборудованием. Но самым распространенным и доступным способом является сверление. Этот вариант остается единственно возможным, когда требуется сделать отверстие в несколько раз больше по длине, чем диаметр.
Сверление – это частный случай фрезерной обработки. В процессе происходит последовательное удаление стружки вращающимся инструментом. Режущая поверхность вырезает окружность по заданному радиусу. Удаление отходов происходит за счет спиралевидного канала или напора охлаждающей жидкости при работе с трубчатыми «пушечными» сверлами.
Также для создания отверстий применяются ступенчатые сверла, коронки и перья. В статье рассмотрим, как сделать отверстие в нержавейке с помощью сверла.
Работа ручным инструментом и на специальном оборудовании
Оптимальным инструментом для изготовления отверстий является сверлильный станок. На таком оборудовании можно закрепить детали и обеспечить вертикальное движение сверла. При этом в большинстве станков можно менять вращение шпинделя и регулировать подачу инструмента в тело металла. Это позволяет наиболее эффективно производить сверление. В продаже имеются адаптеры, позволяющие создать из дрели аналог сверлильного станка.
Часто необходимо сделать отверстие там, где применение сложного оборудования невозможно. Например, когда требуется просверлить часть уже сделанного крупного изделия или нержавеющую трубу, вмонтированную в систему. Тогда используется дрель или шуруповерт. Для работы предпочтительно применять инструмент, имеющий низкие обороты вращения. Шуруповерт удобен при создании отверстий диаметром до 4 мм, а дрель – от 2 мм и более. Если используется инструмент, который имеет более 350 оборотов в минуту, то работу необходимо производить с охлаждающей жидкостью за несколько циклов.
Сверление нержавеющей стали разной толщины
Работа с нержавейкой имеет свои особенности:
- Тонкий металл толщиной до 2 мм, например стенка профильной трубы, прогибается под давлением режущего инструмента. В результате на выходе с обратной стороны металла получается тонкий металлический цилиндр. Для предотвращения этого под заготовку надо положить пластину из абразивного материала, например, фанеры или кардинально уменьшить подачу сверла. При работе дрелью в момент выхода режущего инструмента происходит закус боковыми поверхностями, и отверстие приобретает форму треугольника. Во избежание этого целесообразно использовать лекало, фиксирующее положение сверла. Перед работой желательно накернить точку, то есть сделать керном маленькое углубление в нужном месте.
- Материал с толщиной от 1 до 3 диаметров сверла обрабатывается похожим образом. При работе необходимо строго выдерживать ось сверления. При несоблюдении правила возможно расфрезирование входной части отверстия. Процесс требует обязательного применения охлаждающей жидкости, иначе инструмент из-за перегрева быстро выйдет из строя.
- Сверление заготовок на глубину более 3 диаметров сверла, например, толстостенного швеллера или квадрата. Обязательно точное соблюдение оси сверления и подача охлаждения. Кроме этого, следует периодически вынимать инструмент для отхождения стружки из канала. В нержавеющих прутках и заготовках удобнее всего производить операцию с помощью токарного станка.
- Сверление отверстий глубиной более 10 диаметров производят сверлом с принудительным жидкостным отведением стружки. Такую работу делают на специальном оборудовании в производственных условиях.
Нюансы сверления разных марок нержавейки
Наличие хрома в стали дает стали повышенную прочность. Это накладывает свои особенности на процесс обработки. Присадка в виде никеля делает сплав более тягучим, соответственно, меняется и технология сверления.
Рассмотрим, как сверлить отверстие в разных марках нержавейки:
- Группа ферритных сталей по стандарту относятся к AISI 400. Отличаются высокой прочностью и пластичностью. В составе отсутствует никель. Содержание углерода минимальное, хрома – до 30%. Обработка металла очень похожа на работу с черным железом. Применяются стандартные сверла серии HSS или русский аналог Р6М5. Заточка режущего инструмента стандартная, режимы работы могут варьироваться в широком диапазоне.
- Мартенситная группа отличается повышенной твердостью. Поэтому при сверлении необходимо уделять большое внимание режимам работы и интенсивности охлаждения.
- Аустенитная группа включает в себя такие стали, как AISI 304, AISI 201, AISI 316 и т.д. Сплав отличается повышенной тягучестью, что позволяет формовать заготовки с сильной деформацией. Но при этом при сверлении возникает эффект волочения, то есть часть металла не срезается, а сдвигается относительно точки реза. В результате образуется большой заусенец. Также происходит прилипание продуктов реза к сверлу и к стенкам отверстия. Это приводит к зажиму и повышенному трению о стенки боковыми гранями сверла. Если нет достаточного охлаждения или обороты критически завышены, то это может привести к экстремальному перегреву заготовки и появлению цветов побежалости на поверхности. Материал чувствителен к качеству заточки инструмента.
В промышленности при массовом производстве применяют сверла, специально адаптированные для работы с разными марками нержавейки.
Технологии работы с разными диаметрами отверстий
Создание отверстий в зависимости от размеров имеют свои особенности и технологические приемы:
- Отверстие диаметром менее 3 мм. Сверление необходимо проводить удобным инструментом с особой осторожностью, так как велика вероятность поломки сверла в тех случаях, когда диаметр составляет 1,5 и менее миллиметров.
- Отверстие от 3 до 13 мм. Наиболее распространенный и простой в исполнении вариант. Сверление осуществляется стандартным методом.
- Отверстие от 13 до 25 мм. Можно сделать ручной дрелью. Процесс производится за 2 захода. Сначала применяют сверло диаметром 4-8 мм, затем досверливают инструментом нужного диаметра. Это обусловлено тем, что центральная точка классического сверла не срезает металл, а раздвигает его. Поэтому при работе сверлом большого диаметра давление на ручной инструмент недостаточное для эффективного процесса. Для создания отверстия в плоских тонких листах удобно использовать ступенчатое сверло. Три рабочих поверхности позволяют создать отверстие, наиболее близкое к кругу.
- Отверстие более 25 мм. В толстом металле, например, в плите из нержавеющей стали, сверление делают на станке или с применением мощного профессионального инструмента. В листах такие диаметры вырезают с использованием коронки. Если насадка имеет центрирующую точку, то предварительно делают отверстие нужного размера и, используя его как опору, производят сверление. Также можно создать отверстие большого диаметра с помощью лекала. Это позволяет точно позиционировать режущий инструмент на поверхности.
Разметка и доведение отверстия до нужных параметров
Правильная разметка – обязательное условие качественно выполненной операции. Если позиционирование отверстия не требует большой точности, то метку можно поставить маркером. Если требуется сделать разметку с минимальными отклонениями, применяют чертило. Это остро заточенный металлический карандаш из твердого сплава. Им крест на крест царапают черту, ширина которой составляет доли миллиметра, но при этом хорошо различима на фоне металла.
Следующей операцией перед сверлением является кернение. С помощью твердого инструмента с конической заточкой и молотка делают углубление в месте предполагаемого отверстия. Это позволяет избежать «убегания» сверла в начале операции. Кончик инструмента центрируется в ямке от керна.
Часто требуется создать несколько деталей с одинаковым сверлением. В этом случае целесообразно использовать лекало, через которое производится позиционирование сверла на поверхности заготовки. Это позволит избежать несовпадения отверстий при дальнейшем монтаже. Если надо сделать ряд сверлений с одинаковым интервалом, например, на ленте или на круге по радиусу, то целесообразно использовать кондуктор.
В результате работы стандартным сверлом отверстие получается неидеальным. Геометрия часто отличается от круга, стенки имеют неровности и шероховатости, место входа на доли миллиметра больше, чем выход. Для получения отверстия правильной формы с точно выдержанными размерами необходимо применение развертки. Она бывает размерная и с изменяющимся диаметром. После получения отверстия нужно пройти его разверткой. Вращательные движения равномерно снимают со стенок тонкие стружки металла. По мере работы инструмент погружается вглубь. Таким способом можно создать отверстия с точностью до сотых миллиметра с правильной кривизной стенок.
При сборке готовой конструкции вероятно несовпадение на несколько миллиметров отверстий с крепежом. В этом случае необходимо рассверлить отверстие до эллипсоидной формы. Для выполнения данной операции в продаже имеются сверла с боковой режущей насечкой. Или применяется напильник с круглым сечением.
Сверление нержавеющей стали требует минимальных навыков при обязательном соблюдении техники безопасности. В домашних условиях с особой осторожностью необходимо проводить работы с отверстиями больших диаметров, зато небольшой просвет в тонкостенной заготовки может сделать любой обладатель дрели.