Открыть сервисСервис

HSS-сверла: сталь, характеристики, применение

HSS-сверло — сверло, изготовленное из быстрорежущей стали (High Speed Steel, HSS), сплава на основе железа с добавлением вольфрама, молибдена, хрома, ванадия и кобальта, способного сохранять режущую кромку при высоких температурах трения. Аббревиатура HSS расшифровывается как High Speed Steel («быстрорежущая сталь») и указывает на материал, из которого изготовлено рабочее тело инструмента. Такие свёрла применяются преимущественно для обработки металлов, а также дерева, пластика и других материалов.

Состав и марки быстрорежущей стали

Быстрорежущая сталь была разработана в конце XIX века как замена углеродистым и легированным инструментальным сталям, которые при интенсивной резке перегревались и быстро тупились. Ключевое свойство HSS — способность сохранять твёрдость (обычно 62–66 HRC по Роквеллу) при рабочей температуре до 600–650 °C, тогда как обычные инструментальные стали теряют твёрдость уже при 200–300 °C.

Основные марки HSS, применяемые для изготовления свёрл:

МаркаРасшифровкаОсобенности
HSS-RRapidБазовая быстрорежущая сталь без кобальта
HSS-E (HSS-Co)Extra / CobaltСодержит 5–8 % кобальта, повышенная жаропрочность
HSS-TiN—Покрытие нитридом титана (жёлтого цвета)
HSS-TiAlN—Покрытие нитридом титан-алюминия (фиолетового цвета)
HSS-GGroundТочная заточка с фаской, повышенная точность

Маркировка HSS-E (с кобальтом) обозначает повышенную стойкость при сверлении нержавеющей стали, жаропрочных сплавов и других труднообрабатываемых материалов.

Конструкция и геометрия

Стандартное спиральное HSS-сверло состоит из следующих элементов:

  • Рабочей части — две спиральные (винтовые) канавки, формирующие режущие кромки и обеспечивающие отвод стружки;
  • Хвостовика — цилиндрического или конического, для зажима в патроне;
  • Плоской (перемычки) — задней поверхности хвостовика, характерной для свёрл с коническим хвостовиком (типа Morse).

Угол при вершине сверла по умолчанию составляет 118° — универсальное значение для обработки мягкой стали и чугуна. Для нержавеющей стали и других вязких материалов рекомендуется сверло с углом 135° и специальной геометрией кромки (например, тип «бротен» — четырёхгранная заточка, не требующая центровки).

Отличия HSS от твёрдых сплавов

Часто возникает вопрос, чем HSS-сверло отличается от сверла из твёрдого сплава (HM, carbide). Основные различия:

ПараметрHSSТвёрдый сплав (HM)
Твёрдость62–66 HRC89–93 HRA
Рабочая температурадо 600–650 °Cдо 900–1000 °C
Скорость резаниясредняявысокая (в 2–5 раз)
Ударная вязкостьвысокаянизкая, хрупкость
Ценанижевыше
Чувствительность к вибрациямнизкаявысокая

HSS-сверла уступают твёрдосплавным по скорости резания, но превосходят их по ударной стойкости: HSS-инструмент не боится вибраций, перекосов и ударных нагрузок, поэтому подходит для ручного инструмента, дрелей с ударным режимом и работы на необработанных станках. Твёрдосплавные свёрла требуют жёсткой установки и высоких скоростей, иначе ломаются.

Применение

HSS-сверла — наиболее распространённый тип свёрл в бытовом и лёгком промышленном инструменте. Они применяются для:

  • сверления конструкционных, нержавеющих и легированных сталей;
  • обработки чугуна, цветных металлов и сплавов;
  • сверления дерева, пластика, композитов (с соответствующей геометрией заточки);
  • работ с помощью ручных дрелей, аккумуляторных шуруповёртов и станков.

Диапазон типоразмеров HSS-сверл по ГОСТ и ISO охватывает диаметры от 0,2 мм до 80 мм и более. Для бытовых задач наиболее распространены свёрла диаметром 1–13 мм.

Правила работы и заточки

HSS-сверла допускают многократную переточку, что является одним из их преимуществ перед твёрдосплавным инструментом. Заточка производится на алмазном или электрокорундовом круге с сохранением угла при вершине и симметрии кромок. При сверлении металла рекомендуется использовать смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) — масло или эмульсию, что увеличивает стойкость инструмента в 2–4 раза.

Признаки износа HSS-сверла: потемнение или посинение кромки (перегрев), появление заусенцев на выходе отверстия, увеличение шума и вибрации, необходимость повышенного усилия подачи.

Историческая справка

Быстрорежущая сталь была получена в 1890-х годах американскими инженерами Фредериком Тейлором и Уайтингом в компании Bethlehem Steel. Название «быстрорежущая» закрепилось за сталью потому, что инструмент из неё позволял резать металл в 2–3 раза быстрее, чем из углеродистой стали, без потери твёрдости. В СССР аналогичные марки получили обозначения Р18, Р6М5, Р9 и другие (буква «Р» — «быстрорежущая», цифры — содержание вольфрама). Марка Р6М5 является наиболее распространённой отечественной заменой HSS.

Источники:

  • ГОСТ 19527-74. Свёрла быстрорежущие. Технические условия.
  • Косилова М. А., Мессершмидт Р. К. Справочник по обработке металлов давлением.
  • Грановский Г. Б. Резание металлов.
  • Sandvik Coromant. Технический справочник по резанию металлов.
  • ISO 2306:2002. Свёрла конические.
Заметили ошибку или не согласны с информацией в статье? Напишите нам support@bfometr.ru