Сверление при минусовых температурах: проблемы и рекомендации

Сложность сверления металлов, особенно при отрицательных температурах, зависит непосредственно от природы обрабатываемого материала.

При обработке обычных углеродистых сталей отрицательные температуры незначительно влияют на сложность сверления и ресурс сверла, как и при обработке хромистых нержавеющих сталей.

При сверлении нержавеющих сталей аустенитного класса низкие температуры негативно сказываются на трудоёмкости процесса и приводят к быстрому изнашиванию сверла.

1. Сверление «обычных» углеродистых сталей:

Прочностные свойства углеродистых конструкционных сталей, такие как предел прочности и предел текучести, возрастают с уменьшением температуры. Такой же особенностью обладают и хромистые коррозионно-стойкие стали мартенситного класса* – при понижении температуры их механические свойства меняются аналогичным образом.

* марки, типа С1 и С3 по ГОСТ ISO 3506–2014, 12Х13 и 20Х17Н2 по ГОСТ 5632-2014 или 410 и 420 по стандартам AISI.

Как известно из теории обработки металлов резанием: чем выше механические свойства обрабатываемого материала, тем хуже обрабатываемость резанием и интенсивнее износ инструмента. Таким образом, увеличение прочности конструкционных углеродистых и хромистых нержавеющих сталей при отрицательных температурах будет негативно сказываться на изнашивании режущего инструмента.

Однако этот эффект будет иметь влияние только в начале процесса сверления.

Это связано с тем, что примерно 85–90 % всей работы резания превращается в тепловую энергию, часть которой поглощается деталью. В результате этого зона сверления быстро нагревается до температур, значительно превышающих температуру при нормальных условиях (+20°С) и эффект упрочнения обрабатываемого материала исчезает.

С другой стороны, отрицательная окружающая температура способствует более интенсивному теплоотводу из зоны контакта режущего инструмента и детали, что увеличивает стойкость свёрл.

Таким образом отрицательная температура практически не влияет на трудоемкость сверления обычных углеродистых и хромистых нержавеющих сталей.

2. Сверление нержавеющих сталей:

Иначе обстоит дело при сверлении коррозионно-стойких сталей аустенитного класса, типа марок А2 и А4 по ГОСТ ISO 3506–2014, Х18Н10 и Х17Н14М3 по ГОСТ 5632-2014

Такие сплавы склонны к интенсивному упрочнению в результате пластической деформации, особенно в холодном состоянии. Высокая температура в сочетании со значительным контактным давлением вызывает интенсивное схватывание соприкасающихся друг с другом поверхностей. Это приводит к разрушению режущей кромки инструмента.

Поэтому отрицательные температуры будут оказывать негативное влияние на трудоемкость сверления нержавеющих сталей аустенитного класса и изнашивание режущего инструмента.

Для решения этой проблемы компания BEST-Крепёж предлагает свёрла ELNAR®:

- серия HSS-G из высококачественной быстрорежущей стали марки М2 (Р6М5) – для сверления «обычных» углеродистых сталей,

- серия HSS-Е из высококачественной кобальтовой быстрорежущей стали – для сверления труднообрабатываемых нержавеющих сталей.

Они изготовлены из быстрорежущей стали марки М35 (Р6М5К5), которая дополнительно легирована кобальтом. Кобальт способствует увеличению твёрдости и сообщает инструменту высокую красностойкость. Это особенно актуально при повышенном изнашивании сверла в процессе резания аустенитных коррозионно-стойких сплавов при отрицательных температурах.