Главная » О крепежах » Твердость – главный показатель качества инструмента

Твердость – главный показатель качества инструмента

Распечатать

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.

Твердость – главный показатель качества инструмента

Метод Роквелла — определение твердости металла

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:

 A  70-93 HR  B  25-100 HR  C  20-67 HR

Слесарный инструмент

Твердость – главный показатель качества инструмента

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:

 Ножовочные полотна, напильники  58 – 64 HRC  Зубила, крейцмессели, бородки, кернеры, чертилки  54 – 60 HRC  Молотки (боек, носок)  50 – 57 HRC

Монтажный инструмент

Твердость – главный показатель качества инструмента

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:

 Гаечные ключи с размером зева до 36 мм  45,5 – 51,5 HRC  Гаечные ключи с размером зева от 36 мм  40,5 – 46,5 HRC  Отвертки крестовые, шлицевые  47 – 52 HRC  Плоскогубцы, пассатижи, утконосы  44 – 50 HRC  Кусачки, бокорезы, ножницы по металлу  56 – 61 HRC

Металлорежущий инструмент

Твердость – главный показатель качества инструмента

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.

 Метчики, плашки  61 – 64 HRC  Зенкеры, зенковки, цековки  61 – 65 HRC  Сверла по металлу  63 – 69 HRC  Сверла с покрытием нитрид-титана  до 80 HRC  Фрезы из HSS  62 – 66 HRC


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

Крепежные изделия

Твердость – главный показатель качества инструмента

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

   Болты и винты  Гайки  Шайбы Классы прочности

8.8

 10.9  12.9

8

10

12

 Ст.  Зак.ст.  d<16 мм  d>16 мм  d<16 мм  d>16 мм  Твердость по Роквеллу, HRC  min  23  23  32  39  11  19  26  29.2  20.3  28.5  max  34  34  39  44  30  36  36  36  23.1  40.8

Читайте также »   Термошайба для поликарбоната

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:

 Стопорные кольца до Ø 38 мм  47 – 52 HRC  Стопорные кольца Ø 38 -200 мм  44 – 49 HRC  Стопорные кольца от Ø 200 мм  41 – 46 HRC  Стопорные зубчатые шайбы  43.5 – 47.5 HRB  Шайбы пружинные стальные (гровер)  41.5 – 51 HRC  Шайбы пружинные бронзовые (гровер)  90 HRB  Установочные винты класса прочности 14Н и 22Н  75 – 105 HRB  Установочные винты класса прочности 33Н и 45Н  33 – 53 HRC

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.

Твердость – главный показатель качества инструмента

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:

 Виккерс, HV  Бринелль, HB  Роквелл, HRB  100  100  52.4  105  105  57.5  110  110  60.9  115  115  64.1  120  120  67.0  125  125  69.8  130  130  72.4  135  135  74.7  140  140  76.6  145  145  78.3  150  150  79.9  155  155  81.4  160  160  82.8  165  165  84.2  170  170  85.6  175  175  87.0  180  180  88.3  185  185  89.5  190  190  90.6  195  195  91.7  200  200  92.8  205  205  93.8  210  210  94.8  215  215  95.7  220  220  96.6  225  225  97.5  230  230  98.4  235  235  99.2  240  240  100
 Виккерс, HV  Бринелль, HB  Роквелл, HRC  245  245  21.2  250  250  22.1  255  255  23.0  260  260  23.9  265  265  24.8  270  270  25.6  275  275  26.4  280  280  27.2  285  285  28.0  290  290  28.8  295  295  29.5  300  300  30.2  310  310  31.6  320  319  33.0  330  328  34.2  340  336  35.3  350  344  36.3  360  352  37.2  370  360  38.1  380  368  38.9  390  376  39.7  400  384  40.5  410  392  41.3  420  400  42.1  430  408  42.9  440  416  43.7  450  425  44.5  460  434  45.3  470  443  46.1  490  —  47.5  500  —  48.2  520  —  49.6  540  —  50.8  560  —  52.0  580  —  53.1  600  —  54.2  620  —  55.4  640  —  56.5  660  —  57.5  680  —  58.4  700  —  59.3  720  —  60.2  740  —  61.1  760  —  62.0  780  —  62.8  800  —  63.6  820  —  64.3  840  —  65.1  860  —  65.8  880  —  66.4  900  —  67.0  1114  —  69.0  1120  —  72.0


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.

Твердость – главный показатель качества инструмента

Соотношение твердости по Роквеллу и Бринеллю различных изделий.

Источник