какую твердость берет напильник

Твердость – главный показатель качества инструмента

Выбирая инструмент для работы, мы сталкиваемся с такой его характеристикой как твердость, которая характеризует его качество. Чем выше этот показатель, тем выше его способность сопротивляться пластической деформации и износу при воздействии на обрабатываемый материал. Именно этот показатель определяет, согнется ли зуб пилы при распиловке заготовок, или какую проволоку смогут перекусить кусачки.

Метод Роквелла

Среди всех существующих методов определения твердости сталей и цветных металлов самым распространенным и наиболее точным является метод Роквелла.

Проведение измерений и определение числа твердости по Роквеллу регламентируется соответствующими документами ГОСТа 9013-59. Этот метод реализуется путем вдавливания в тестируемый материал инденторов – алмазного конуса или твердосплавного шарика. Алмазные инденторы используются для тестирования закаленных сталей и твердых сплавов, а твердосплавные шарики – для менее твердых и относительно мягких металлов. Измерения проводят на механических или электронных твердомерах.

Методом Роквелла предусматривается возможность применения целого ряда шкал твердости A, B, C, D, E, F, G, H (всего – 54), каждая из которых обеспечивает наибольшую точность только в своем, относительно узком диапазоне измерений.

Для измерения высоких значений твердости алмазным конусом чаще всего используются шкалы «А», «С». По ним тестируют образцы из закаленных инструментальных сталей и других твердых стальных сплавов. А сравнительно более мягкие материалы, такие как алюминий, медь, латунь, отожженные стали испытываются шариковыми инденторами по шкале «В».

Пример обозначения твердости по Роквеллу: 58 HRC или 42 HRB.

Впереди стоящие цифры обозначают число или условную единицу измерения. Две буквы после них – символ твердости по Роквеллу, третья буква – шкала, по которой проводились испытания.

(!) Два одинаковых значения от разных шкал – это не одно и то же, например, 58 HRC ≠ 58 HRA. Сопоставлять числовые значения по Роквеллу можно только в том случае, если они относятся к одной шкале.

Диапазоны шкал Роквелла по ГОСТ 8.064-94:

Слесарный инструмент

Инструменты для ручной обработки металлов (рубка, резка, опиливание, клеймение, пробивка, разметка) изготавливают из углеродистых и легированных инструментальных сталей. Их рабочие части подвергают закаливанию до определенной твердости, которая должна находиться в пределах:

Монтажный инструмент

Сюда относятся различные гаечные ключи, отвертки, шарнирно-губцевый инструмент. Норму твердости для их рабочих частей устанавливают действующие стандарты. Это очень важный показатель, от которого зависит, насколько инструмент износостоек и способен сопротивляться смятию. Достаточные значения для некоторых инструментов приведены ниже:

Металлорежущий инструмент

В эту категорию входит расходная оснастка для обработки металла резанием, используемая на станках или с ручными инструментами. Для ее изготовления используются быстрорежущие стали или твердые сплавы, которые сохраняют твердость в холодном и перегретом состоянии.

Примечание: Некоторые производители фрез указывают в маркировке твердость не самой фрезы, а материала, который она может обрабатывать.

Крепежные изделия

Существует взаимосвязь между классом прочности крепежа и его твердостью. Для высокопрочных болтов, винтов, гаек эта взаимосвязь отражена в таблице:

Если для болтов и гаек главной механической характеристикой является класс прочности, то для таких крепежных изделий как стопорные гайки, шайбы, установочные винты, твердость не менее важна.

Стандартами установлены следующие минимальные / максимальные значения по Роквеллу:

Относительное измерение твердости при помощи напильников

Стоимость стационарных и портативных твердомеров довольно высока, поэтому их приобретение оправдано только необходимостью частой эксплуатации. Многие мастеровые по мере надобности практикуют измерять твердость металлов и сплавов относительно, при помощи подручных средств.

Измерение твердости при помощи напильников

Опиливание образца напильником – один из самых доступных, однако далеко не самый объективный способ проверки твердости стальных деталей, инструмента, оснастки. Напильник должен иметь не затупленную двойную насечку средней величины №3 или №4. Сопротивление опиливанию и сопровождающий его скрежет позволяет даже при небольшом навыке отличить незакаленную сталь от умеренно (40 HRC) или твердо закаленной (55 HRC).

Для тестирования с большей точностью существуют наборы тарированных напильников, именуемые также царапающий твердомер. Они применяются для испытания зубьев пил, фрез, шестерен. Каждый такой напильник является носителем определенного значения по шкале Роквелла. Твердость измеряется коротким царапанием металлической поверхности поочередно напильниками из набора. Затем выбираются два близко стоящие – более твердый, который оставил царапину и менее твердый, который не смог поцарапать поверхность. Твердость тестируемого металла будет находиться между значениями твердости этих двух напильников.

Переводная таблица твердости

Для сопоставления чисел твердости Роквелла, Бринелля, Виккерса, а также для перевода показателей одного метода в другой существует справочная таблица:

Примечание: В таблице приведены приближенные соотношения чисел, полученные разными методами. Погрешность перевода значений HV в HB составляет ±20 единиц, а перевода HV в HR (шкала C и B) до ±3 единиц.

При выборе инструмента желательно предпочесть модели известных производителей. Это дает уверенность в том, что приобретаемый продукт изготовлен с соблюдением технологий, а его твердость отвечает заявленным значениям.

Соотношение твердости по Роквеллу и Бринеллю различных изделий.

Источник

Какая твердость стали у напильника

Как определить состав металла?

Этап 1: определение марки стали

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Этап 2: определение содержания углерода в стали

Как определить конкретно, из углеродистой или легированной стали сделан, например, напильник? Для этого следует прибегнуть к простому старинному способу. Мастера подметили, что мелкая металлическая стружка, получаемая при обработке металла абразивным кругом, раскаляясь, дает сноп искр, имеющий для каждого металла свои характерные особенности. «Соломинки», из которого состоит сноп искр, у каждой марки стали свои особые: длинные, короткие, сплошные, прерывистые, кучные и редкие, ровные или имеющие утолщения; от каждой из них могут отделяться, порой очень обильно, мелкие яркие звездочки; в расчет принимается яркость свечения снопа искр, а также цветовые оттенки — от светло-желтого до темно-красного.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше в снопе искр ярких звездочек. Если сталь содержит немного углерода, например около 0,12%, то искры, выходящие из-под абразивного диска, будут расходиться веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета, имеющих утолщения в середине и на конце (1, см. рис. на с. 105). Сталь, содержащая 0,5% углерода, имеющая среднюю твердость, образует примерно такие же искры, но от места среднего утолщения у них отделяется небольшое количество звездочек (2). От высокоуглеродистой инструментальной стали отделяются обильные искры со звездочками (3). У хромистой стали искры длинные, оранжево-красные; от них, как тоненькие веточки от основной ветки, отходят под разными углами короткие искорки со звездочками на конце (4). Искры у вольфрамовой стали прерывающиеся, и к тому же у них небольшие утолщения на конце (5). Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь дает одновременно короткие и длинные искры темно-красного цвета с утолщениями на конце (6).

Этап 3: испытание инструмента

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться. Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10—У13). И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно. Зная, что напильник изготовлен из инструментальной стали указанных марок, по таблице определяют режим ее термической обработки.

Из таблицы видно, что сталь У11—У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи. В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная. Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка.

Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила.

Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла.

Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде. После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле. При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева.

Из какой стали изготавливают напильники

Общее описание и назначение напильника

Назначением инструмента является доработка детали до окончательного вида. С его помощью вручную выполняется множество различных производственных операций:

Этап 1: определение марки стали

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Читать также: Как правильно отрегулировать карбюратор на бензопиле штиль

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Устройство инструмента

Слесарный напильник, состоящий всего из двух частей – главный помощник слесаря. Он чрезвычайно прост по конструкции. Устройство инструмента можно представить в виде двух частей: первая, иногда называемая «лезвием», выполняет основную работу, и хвостовик, на который крепится ручка, выточенная из дерева или пластика. В рабочей части выделяют:

Основная часть переходит в узкий, конической формы, хвостовик, на который насаживается деревянная рукоятка. Чтобы она при насаживании не раскололась, на неё плотно надето металлическое кольцо. В итоге можно сказать, что инструмент состоит из рабочего тела и ручки.

Кроме ручных напильников, существуют механизированные. Рабочая поверхность у них изготовлена в виде кольца абразивной ленты, а привод либо электрический, либо пневматический. Причём, аккумуляторные электронапильники абсолютно автономны, с ними можно работать в любых труднодоступных местах.

Виды насечки на поверхности инструмента

По характеру насечек принято говорить об одинарном или двойном исполнении.

Одинарное исполнение чаще встречается у грубого инструмента. Здесь зуб имеет длинную режущую кромку. Ее длина соответствует ширине напильника. Чтобы легче производить заглубление в толщу обрабатываемого металла, насечку выполняют наклонной под углом 25⁰. Получается резание с некоторым смещением. Облегчается внедрение вглубь детали. Несколько снижается усилие.

Двойное исполнение насечки выполняют под углом друг к другу. Вторую насеку выполняют под углом 45 ⁰. Теперь режущие зубья ограничены по длине. Там, где происходит пересечение линий, формируются места, где ломается стружка. Следовательно, подобные напильники при работе требуют меньших физических затрат (не нужно тратить силы на скручивание длинной стружки).

Классификация напильников

Всё инструментальное многообразие можно упорядочить путём его классификации. На практике используются несколько отличающиеся одна от другой видов классификации.

Чаще всего используют следующие классификационные признаки:

Внутри групп существует разделение по специфическим признакам. Государственный стандарт ГОСТ 1465-80 регламентирует основные характеристики. Определяющими индикаторами являются «класс» и «номер».

ГОСТ 1465-80 Напильники. Технические условия

1 файл 1.01 MB
На профессиональном языке изделие определяется термином «Многолезвийный инструмент».

Классификация по форме сечения

Форма определила название и назначение напильников, на ней создана основная классификация. В зависимости от профиля обрабатываемой поверхности подбирается сечение инструмента. Производители напильников предлагают использовать специальный ручной инструмент следующих сечений:

Ручной инструмент в зависимости от размеров обрабатываемых деталей изготавливают разной длины. Во времена использования паровозов у каждой бригады машинистов имелся напильник длиной 720 мм. Использовали для очистки сажи и иных загрязнений с поверхности труб парового котла.

Современные напильники редко изготавливаются длиннее 500 мм (размер определяется по длине рабочей части, где имеются зубья). Для мелких работ, например, в работе часовщиков используются надфили, с рабочей длиной около 50 мм.

Принята закономерность: чем крупнее зуб, тем длиннее рабочая часть. Объясняется довольно просто. Работа выполняется при поступательном движении вперед. Продвигая рабочую часть дальше, добиваются более глубокого снятия слоя при стачивании.

Крупные зубья оставляют на обрабатываемой поверхности глубокие риски. Чтобы добиться более качественной поверхности оставляют припуск на получение качественной поверхности. Ее получают, обрабатывая с помощью напильников, имеющих менее крупные зубья.

Используя бархатные напильники, получают блестящую поверхность с минимальным количеством рисок. Последующая полировка производится уже другими инструментами. На практике выполняется обработка в несколько этапов (не менее двух). Первый – обработка грубым инструментом, второй – чистовая доводка поверхностей.

Виды напильников и их назначение

По этому признаку выделяют:

Виды напильника по форме

Формы рабочей части слесарные напильники классифицируются как типы:

Тип «напильник речной» в классификации отсутствует.

Рабочая часть напильника варьируется по длине от 100 мм до 400 мм.

Виды и размер насечек

Международная практика применяет «качественную классификацию», учитывающую, сколько зубцов умещается на одном сантиметре длины рабочего полотна. Они формируются на болванке-заготовке.

Разные типы напильников имеют отличающиеся насечки. По их различию маркировка выполняется номерами по классам от 0 до 5.

Драчёвые №0 и №1 за одно рабочее движение сдирают слой металла толщиной 0,1 – 0,2 мм. Их не рекомендуется использовать при работе с твёрдыми материалами.

№2 и №3, называемые «Личными», одним проходом удаляют стружку 0,02 – 0,03 мм. Они участвуют в тонких работах и отделке деталей из мягких сталей.

Напильник с мелкой насечкой («Бархатный») №4 и №5 снимают материал на толщину 0,025 мм – 0,01 мм. Применяются для финишной полировки поверхности.

Если предстоит обточка мягкого металла, то слесарь выбирает устройство с простой одинарной насечкой. Рабочий получает возможность снимать широкую стружку.

Чаще на изделие наносится двойная перекрёстная насечка. Дополнительная мелкая наносится поверх глубокой основной. Их направления составляют угол 70 градусов с продольной осью. Двойной ряд не только лучше и быстрее обдирает слой металла, но и измельчает стружку.

Точечная насечка называется «рашпильной». Она формируется фрезерно-дуговым способом. Отношение высоты зуба к её шагу должно быть не меньше 0,5.

Насечка у плоского напильника находится на грани и на ребре.

Материал напильника

Напильники изготавливают из углеродистой инструментальной стали. Используются марки: У10, У12, У13, ШХ15, содержащие от 1 до 1,5 % углерода. Этот металл обладает повышенной твёрдостью. Сталь ШХ15, кроме того, содержит добавку марганца в количестве примерно 0,2-0,4 %, хрома — не более 1,5 %. Это обеспечивает конечному продукту необходимую износостойкость.

Высокие механические качества напильнику обусловлены не только выбором марки стали, но и соответствующим режимом термообработки. Изготовленный инструмент проходит термообработку при определённой температуре по временному графику. Рабочая поверхность проходит закалку без отпуска.

Из какой стали изготавливают напильники

— многолезвийный инструмент для обработки металлов, дерева, пластмасс и других твердых материалов.

Представляет собой металлический стержень с насечкой.

Процесс обработки материала напильником называется опиливанием.

По характеру насечка подразделяется на:

Существуют напильники (особенно надфили), покрытые алмазным порошком. Применяются для обработки закалённой стали, стекла, керамики и т. п. При работе их необходимо обильно смачивать водой.

(нем. Nadelfeile — игольчатый напильник) — маленький напильник для тонких работ.

— разновидность надфиля. Отличается тем, что рабочая часть изогнута (вплоть до крючкообразной). Применяется ювелирами для обработки криволинейных поверхностей. (Всегда изготавливаются только из магнитных сплавов для того, чтобы можно было магнитом отделить выкрошившиеся частицы рифеля от опилок драгоценных металлов).

По форме сечения рабочей части напильники (надфили) бывают:

Особые разновидности [ править | править код ]

Разновидностью напильника (обычно — алмазного) является пилочка для ногтей, входящая в состав маникюрных наборов.

Замятая либо иным образом повреждённая резьба может быть восстановлена при помощи резьбового напильника. Такие напильники, как правило, имеют несколько разных рабочих граней, предназначенных для нарезания резьб различного шага.

Для правки ножей применяется мусат — круглый, иногда овального сечения, стержень с насечкой, рёбрами, вдоль его длины.

Варианты названия [ править | править код ]

В словаре Даля встречаются термины «терпуг» и «дерун» для рашпиля; «сличной» для личного напильника.

Нож — это не просто верный помощник по хозяйству, но и настоящая страсть для многих мужчин. Страсть, завязанная на уровне первичных инстинктов. Правда, стоимость хорошего брендового лезвия стартует от 150$, а качество дешевых копий только расстраивает. Но если есть дача, добротный клинок можно выковать и самому. Рассказываем, как это сделать.

Выбор дизайна

За красивыми лекалами отправляйтесь на рынок, там за символическую цену можно приобрести визуальные копии лучших мировых брендов. Кроме своего внешнего вида подобным безделицам похвастаться нечем, но ведь и вы их не ради стали покупаете, а ради рисунка.

К сожалению, для большинства моделей ширина напильника слишком узка, да и такая толщина металла вам не нужна. Словом, без кузни не обойтись. Чтобы ее организовать, вам понадобится горн и наковальня. В качестве последней можно использовать любую толстую и ровную металлическую чушку, например, обрезок рельсы. А вот с «печкой» придется повозиться.

В продаже встречается немало подобных штуковин, но стоят они недешево – от 80 тысяч рублей. А потому лучше всего сделать горн самостоятельно – выложить его из огнеупорного кирпича.

Посмотрите на схему классической кузнечной печки.

1. Подача воздуха для дожигания газов. Можно взять любую металлическую трубку диаметром в 1–2 см. 2. Дымоход 3. Проем для загрузки материала 4. Топочная камера 5. Колосниковая решетка. Можно приобрести готовую, а можно насверлить дырок в толстой чугунной сковородке. 6. Зольная камера. Обычная металлическая коробка. 7. Труба для подачи воздуха

8. Окно для загрузки топлива. При желании без него можно и обойтись.

В качестве компрессора можно использовать пылесос, а вытяжка подойдет и кухонная.

Как видите, ничего сложного!

Перед тем, как разжигать огонь, напильник нужно слегка подготовить. Зажмите его в тиски и болгаркой спилите насечки, заодно избавите металл от ржавчины. Раскочегарьте горн и положите в угли заготовку, медленно разогрейте ее до 900°C. Если у вас нет температуромера, градусы можно определить и на глаз, ориентируясь по цвету металла.

Температурный режим в металлургии штука серьезная, а потому постарайтесь его соблюдать. Когда заготовка раскалилась до нужного вам цвета, настало время постучать молотком. Берите железку плоскогубцами и несите на наковальню, где в процессе ковки придайте пластине необходимую форму и толщину. Металл вам еще предстоит шлифовать, а значит, миллиметра 2–3 он обязательно потеряет.

Подрезка и черновая шлифовка

Маркировка

Изготовленный напильник должен быть промаркирован. Маркировка является изображением необходимой информации о характеристиках инструмента. В состав маркировки входит обозначение класса от 1 до 6; длина, обозначенная буквой L; вид насечки с номерами от 0 до 5. Последний показатель у практиков считается самым важным, он определяет выбор нужного инструмента в конкретной ситуации.

Показатель твердости зубьев обозначается буквами HRC и двумя цифрами– например, HRC 55. Тип стали обозначается как 13Х или У13А.

Инструменты, созданные для цветмета, маркируются символом ЦМ.

Как выбрать напильник

Инструмент подбирается для конкретной работы. Он должен удовлетворять ряду требований:

Профессионалы советуют покупать инструмент, произведенный в России. Такая покупка обойдётся значительно дешевле импорта без ухудшения технических свойств. Отличные эксплуатационные показатели регламентируются нормами, прописанными в государственном стандарте ГОСТ 23726-79 «Инструмент металлорежущий и дереворежущий».

ГОСТ 23726-79 Инструмент металлорежущий. Правила приемки

1 файл 1,022.93 KB
В арсенале настоящего мастера должна присутствовать вся номенклатура типоразмеров напильников.

Марка стали напильника по металлу

Износостойкие инструменты и детали, к прочности которых предъявляются повышенные требования, предполагают использование инструментальных сталей, имеющих ряд важных отличий от конструкционных сталей.

Круглые заготовки инструментальной стали

Сферы применения инструментальных сталей

Инструментальная сталь представляет собой сплав, содержание углерода в котором составляет не менее 0,7%. Ее структура при этом может быть доэвтектоидной, ледебуритной или заэвтектоидной. Инструментальные стали с различной структурой отличаются наличием вторичных карбидов. В сплавах с доэвтектоидной структурой вторичных карбидов нет. Между тем, в каждой из таких структур карбиды в обязательном порядке присутствуют: они образуются при эвтектоидных модификациях либо являются результатом распада мартенсита.

Схема-классификация инструментальных материалов

В современной промышленности инструментальные стали нашли широкое применение. Их используют для производства:

В зависимости от области применения инструментальных сталей к ним предъявляются определенные требования. Однако существуют общие для всех марок критерии соответствия:

Варианты применения инструментальных сталей (на примере углеродистой)

Марки сплавов, предназначенных для применения в условиях холодной деформации, должны ко всему прочему обладать гладкой рабочей частью, способностью сохранять размеры и форму, а также отличаться пределом текучести и упругости. А инструментальная сталь, пригодная для работы в условиях горячей деформации, должна обладать высокой теплопроводностью, противостоять отпуску и быть устойчивой к температурным колебаниям. Особым требованиям должны соответствовать и марки сталей, используемых для производства режущего инструмента.

Требования к инструментальным сталям

Ко всем углеродистым инструментальным сталям предъявляются такие требования, как:

Виды инструментальных сталей

Все марки сталей для производства инструментов подразделяют на 5 основных групп.

Как правило, это за- и доэвтектоидные стали, которые содержат в своем составе молибден, вольфрам и хром. углерода в таких легированных инструментальных сталях соответствует средним и низким значениям.

Высокотвердые и вязкие, нетеплостойкие

Такие сплавы отличает низкое содержание легированных элементов и среднее — углерода. Они также характеризуются невысокой прокаливаемостью.

Высокотвердые, теплостойкие и износостойкие

К таким маркам относятся быстрорежущие легированные стали (содержание легирующих элементов в них очень велико), а также сплавы с ледебуритной структурой, содержащие в своем составе более 3% углерода.

Износостойкие, высокотвердые и средней теплостойкости

Это стали с заэвтектоидной и ледебуритной структурой, в состав которых входит 2-3% углерода и от 5 до 12% хрома.

Высокотвердые и нетеплостойкие

Состав таких инструментальных сталей с заэвтектоидной структурой либо вообще не содержит легированных элементов, либо содержит их в незначительных количествах. Уровень твердости таких сплавов обеспечивается большим количеством углерода в их составе.

Классификация инструментальной стали в виде схемы

Важным параметром инструментальных сталей является уровень их твердости. Как правило, высокотвердые стали нежелательно применять для производства инструмента, который в процессе эксплуатации подвергается ударным нагрузкам. Объясняется это тем, что такие сплавы обладают невысокой вязкостью и значительной хрупкостью, что может привести к поломке инструмента, который из них изготовлен.

По уровню твердости можно выделить две категории инструментальных сталей:

Деталь гидромолота из высокотвердой стали

Классифицируют марки сталей и по степени их прокаливаемости. По данному критерию различают легированные стали с повышенной (возможный диаметр прокаливания 80-100 мм), высокой (50-80 мм) и низкой (10-25 мм) прокаливаемостью.

О маркировке инструментальных сталей

Для определения вида инструментальной стали требуется знание маркировки, которая включает в себя как буквенные, так и цифровые обозначения. Разобраться в этом несложно. Очень часто в маркировке сплавов встречается буква «У». Она означает, что перед вами углеродистая сталь. Цифры, идущие следом за такой буквой, говорят о содержании углерода в сплаве, исчисляемом в десятых долях процента. Встречается в маркировке углеродистых инструментальных сталей и буква «А», указывающая на то, что сплав относится к высококачественным.

Маркировка инструментальной стали (на примере углеродистой) с указанием содержания дополнительных элементов

Большую категорию инструментальных сталей составляют быстрорежущие сплавы, которые обозначаются буквой «Р». После этой буквы следуют цифры, по которым можно определить содержание основного легирующего элемента для сталей данной категории — вольфрама.

остальных элементов в составе быстрорежущих легированных сталей (молибдена, ванадия и кобальта) определяется по цифрам, следующим за соответствующими буквами в их маркировке — «М», «Ф» и «К». В состав быстрорежущих сплавов в обязательном порядке входит и хром, но его количество определяют по умолчанию — не более 4%.

Очень часто маркировка инструментальных сталей начинается с цифры (к примеру, 9ХС, 9Х, 6ХГВ), которая указывает на содержание (в десятых долях) в их составе углерода, если оно не превышает 1%. В том случае, если углерода в составе сплава содержится около 1%, то цифра в начале их маркировки не ставится вообще. На содержание остальных элементов (в целых долях) указывают цифры, которые стоят в маркировке за буквами, обозначающими соответствующий легирующий элемент.

Закалка и отпуск углеродистых инструментальных сталей

В ГОСТе 1435 оговаривается как состав углеродистых сталей, так и их основные характеристики. углерода в таких сплавах (что можно определить по их марке) составляет от 0,65 до 1,35%.

Для того чтобы получить оптимальную структуру и требуемую твердость, перед началом производства инструмента эти сплавы подвергают отжигу. При этом для инструментальных сталей с заэфтектоидной структурой выполняется отжиг сферодизирующего типа.

Проводимая по такой технологии термообработка приводит к появлению цементита зернистой формы. А получить зерна требуемого размера позволяет скорость охлаждения, которую можно легко регулировать.

Производственный процесс закалки стали

Правила работы напильником

Для того, чтобы выполнять задачи, ради которых устройство было создано, необходимо его рифлёную зону с небольшим усилием приложить к зоне, которую предстоит опиливать. Затем, не ослабляя прижима, привести в движение. Зубцы насечки инструмента начнут снимать верхнюю часть с обрабатываемой детали. Это действие определяется техническим термином – «Послойное срезание материала с поверхности». Качество среза является результатом правильности выбора номера насечки, а производительность определяется силой прижатия и частотой перемещений инструмента по заготовке. Окончательная обработка детали ведётся личневым или бархатным напильником. Обработка дерева производится рашпилем.

Напильник является ручным инструментом. Чтобы начать им работать, необходимо выполнить следующие операции:

Опытные мастера часто модернизируют инструмент, подгоняя его под свой вкус и конкретные задачи. Изменяют длину, заостряют конец, делают более удобную ручку.

Напильником пользуются для облагораживания детали, которая обтачивалась на токарном станке. Ручным инструментом убирают бороздки от резца, формируют канавки, снимают фаски.

Ручки для напильников своими руками

Настоящие мастера оснащают имеющийся у них инструмент ручками, изготавливаемыми своими руками. С появлением пластических масс появился более широкий выбор материалов для самодельного изготовления.

Если имеется токарный станок, то ручку можно выточить из древесины твердых пород: орех, береза, ясень. В интернете довольно много чертежей, пользуясь которыми, изготавливается подходящая рукоятка.

Некоторые мастера используют эпоксидную смолу, чтобы изготовить необычную рукоять.

Видео: напильники “кубинские”.

Отличие напильника от рашпиля и надфиля

Среди многочисленных вариантов существуют два своеобразных типа. Внешне они повторяют номенклатуру напильников. Но есть и принципиальные отличия.

Рашпиль

У него большая длина и крупная точечная насечка. Им, в основном, обрабатывают большие изделия из дерева, пластика и жёсткой резины. Существуют общего назначения и специализированные – для обувщиков и обдирки копыт лошадей перед их подковкой. Сфера применения определяется геометрическими очертаниями. Для их изготовления не требуется сталь дорогих марок.

Надфиль

У этого инструмента небольшие размеры, рабочая длина 80, 120, 160 мм. Его характеристики прописаны в ГОСТ 1513-77. Он служит для выполнения гравировки и в ювелирном деле. Инструмент удобен в тех местах, где затруднён доступ.

ГОСТ 1513-77 Надфили. Технические условия

1 файл 275.88 KB
Всего по внешнему виду различают 11 подгрупп. Изготавливают надфили из различных марок углеродистой стали, в том числе с рабочей частью, покрытой алмазной крошкой.

Хвостовик у надфиля круглый, на него надевается ручка с цанговым зажимом. Цанга позволяет в одной рукоятке быстро заменять надфили разных видов. Имеются надфили с закреплённой пластмассовой ручкой.

Существует разновидность, называемая «рифель». Этот инструмент имеет изогнутую форму рабочей части. Его изготавливают из магнитосодержащих сплавов. Благодаря этому свойству, при опиловке ювелирных изделий железные опилки примагничиваются к стали и отделяются от драгоценных металлов.

Напильник – один из старейших рабочих инструментов человека. Его универсальность в умелых руках позволяет мастеру выполнить почти любую работу. И в домашней мастерской, и на производстве, необходимо иметь набор как можно большего количества различных типоразмеров.

Как определить состав металла?

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент.

Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже.

Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Кузнечные инструменты – У7, У8

Этап 2: определение содержания углерода в стали

Как определить конкретно, из углеродистой или легированной стали сделан, например, напильник? Для этого следует прибегнуть к простому старинному способу. Мастера подметили, что мелкая металлическая стружка, получаемая при обработке металла абразивным кругом, раскаляясь, дает сноп искр, имеющий для каждого металла свои характерные особенности.

«Соломинки», из которого состоит сноп искр, у каждой марки стали свои особые: длинные, короткие, сплошные, прерывистые, кучные и редкие, ровные или имеющие утолщения; от каждой из них могут отделяться, порой очень обильно, мелкие яркие звездочки; в расчет принимается яркость свечения снопа искр, а также цветовые оттенки — от светло-желтого до темно-красного.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше в снопе искр ярких звездочек. Если сталь содержит немного углерода, например около 0,12%, то искры, выходящие из-под абразивного диска, будут расходиться веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета, имеющих утолщения в середине и на конце (1, см. рис. на с. 105).

Сталь, содержащая 0,5% углерода, имеющая среднюю твердость, образует примерно такие же искры, но от места среднего утолщения у них отделяется небольшое количество звездочек (2). От высокоуглеродистой инструментальной стали отделяются обильные искры со звездочками (3).

У хромистой стали искры длинные, оранжево-красные; от них, как тоненькие веточки от основной ветки, отходят под разными углами короткие искорки со звездочками на конце (4). Искры у вольфрамовой стали прерывающиеся, и к тому же у них небольшие утолщения на конце (5).

Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь дает одновременно короткие и длинные искры темно-красного цвета с утолщениями на конце (6).

Этап 3: испытание инструмента

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться.

Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10—У13).

И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно.

Зная, что напильник изготовлен из инструментальной стали указанных марок, по таблице определяют режим ее термической обработки.

Из таблицы видно, что сталь У11—У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи.

В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная.

Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка.

Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила.

Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла.

Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде.

После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле.

При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева.

Источник