Česká republikaVrtáky HSS: jak se zorientovat?
HSS, HSS-R, HSS-G, HSS-Tin a HSS-E... několik zásad, které Vám pomohou nenechat se nachytat.
Ještě nedávno byl výběr vrtáků do kovu snadný. Nyní na nás číhají „pasti“. Vkročíte do kamenného obchodu nebo kliknete na „koupit vrták HSS“ a najednou - zde takové označení, tam jiné označení a k tomu různé barvy – ale kdo se v tom má vyznat?
HSS – High Speed Steel
HSS je rychlořezná ocel. Název dostala díky řezné rychlosti, která je 3 až 4x vyšší než u nástrojové oceli, které je podobná. Nelegovaná nástrojová ocel však již při teplotě 200°C ztrácí tvrdost, proto je pro výrobu vrtáků do kovu nevhodná.
Rychlořezná ocel patří do skupiny vysokolegovaných ocelí. Podstatným prvkem je uhlík. Na konečné vlastnosti vrtáku však mají zásadní vliv vhodně „namíchané“ další legury – nejčastěji wolfram (W), molybden (Mo), chrom (Cr) a kobalt (Co). Jejich vhodnou kombinací lze zachovat vlastnosti vrtáků do 500-600°C, výjimečně do 1000°C i více.
HSS tedy není nějaká značka nebo označení oceli, je to celá třída ocelí s různým procentuálním poměrem různých příměsí, jejichž výsledkem jsou různé vlastnosti vrtáku.
Obr. 1. Přehled spirálových vrtáků HSS
Hlavní komponent, který posouvá teplotní odolnost vrtáku do vyšších hodnot je wolfram. Čím je ho víc, tím lépe. Například běžné „černé“ vrtáky obsahují kolem 2% wolframu, kvalitativně nejvyšší kobaltované více než 6%. Zásoby wolframu se však celosvětově velmi snižují, proto už před lety se začaly hledat náhrady a experimentuje se zejména s kombinacemi molybdenu a kobaltu.
Dobrý vrták do kovu – co to je?
Opět zde máme produkt, kde se sbíhají protichůdné požadavky: rychlost vrtání, životnost, houževnatost, pružnost, tvrdost a například také univerzálnost v souvislosti s vrtáním do různých kovů. Mnohé z požadavků jsou protichůdné, není jednoduché je přiměřeně vyvážit a proto je přirozené, že jsou určitá specifika při jejich použití pro vrtání různých materiálů.
Naštěstí u vrtáků do kovu máme k dispozici dostatečnou škálu proměnných, které umíme ovlivnit. V první řadě jsou to již výše zmíněné legury, neboť kvalitní a zejména „ta správná“ surovina je základním předpokladem životnosti a řezných vlastností při vrtání do konkrétního obrobku. Mezi klíčové prvky dále nepochybně patří úhel špičky vrtáku, jeho výbrus (nejčastěji Split Point), tvar a úhly spirály a mnoho dalších parametrů, přičemž si neuvědomujeme, že jednu věc můžeme udělat všichni při každém vrtání do kovu – svědomitě jej při vrtání chladit vhodným médiem.
Tyto aspekty však nejsou tématem tohoto článku, popíšeme je podrobněji v některém následujícím.
Dost bylo teorie, pojďme se tedy na spirálové vrtáky HSS podívat z praktického hlediska.
Aha, ještě jedna věc.
DIN 338 – co to znamená?
Když někde čteme „vyrobeno podle DIN 338“, neznamená to žádnou „speciální“ kvalitativní třídu – je to norma, ve které najdeme, jaké rozměry má mít vrták při určitém průměru. Rozměry podle DIN 338 jsou nejčastěji používány, proto se s normami DIN 1897, DIN 340 a DIN 1867 setkáváme vzácněji.
Obr. 2. Příklady některých průměrů a jejich rozměrů podle DIN 1897, DIN 338, DIN 340 a DIN 1869
Spirálové vrtáky HSS se neliší pouze označením, ale také barvou.
Často narazíme pouze na označení HSS – bez jakéhokoli písmena. Barva vrtáku: šedý jako myš. Nevíme o něm nic, jen vidíme, že se podobá spirálovému vrtáku.
Toto je ten nejjednodušší HSS vrták. Kvalitou není daleko od zkrouceného hřebíku. Je levný, dá se snadno brousit a dokonce se může i lesknout – tady je nebezpečí záměny s kvalitativně úplně jiným vrtákem HSS-G. Barvou povrchu se totiž na sebe mohou hodně podobat.
Někdy se však může i takový vrták „hodit“. Je měkký a když se při vrtání „zakousne“ – zkroutí se a nemusí se ani zlomit, proto při některých aplikacích nás vrtání takovým vrtákem může vyjít levněji než super dobrý vrták za drahý peníz.
Obr. 3. Vrták HSS – no name
Obr. 4. Vrták HSS-R
Výrazně lepší než HSS „no name“ jsou vrtáky HSS-R (Rolled). Jejich spirála se při výrobě vytváří válcováním za tepla a následně je povrch upraven nitridováním – proto jsou černé. Pronikáním nitridu do vnějšího povrchu vrtáku prostřednictvím plynu se mění struktura povrchu a zlepšuje se tvrdost, odolnost vůči opotřebení, únavovému namáhání a korozi.
HSS-R vrtáky nejsou dostatečně doceněny. Důvodem může být zaplavení trhu v předchozích letech nekvalitními a levnými vrtáky vyrobenými z nevhodných surovin. Pokud se však při výrobě použijí vhodné vstupní suroviny, jsou tyto vrtáky velmi dobrou volbou pro vrtání ručními nebo stojanovými vrtačkami do běžných ocelí. Relativně nízká cena vrtáků HSS-R je důsledkem ekonomicky efektivního způsobu výroby a finálního opracování.
O třídu vyšší skupinou jsou vrtáky HSS-G (Ground). Jsou vyráběny broušením na automatických strojích, přičemž se brousí i řezné hrany (obvodové fazetky) a povrch vrtáku. Větší průměry (od Ø 13mm) se nejprve frézují. Upoutají už na první pohled velmi pěkným a lesklým stříbřitým vzhledem, který je výsledkem zejména precizního opracování. Při broušení povrchu se zároveň „dobrušuje“ i průměr vrtáku, takže HSS-G vrtáky mají vyšší přesnost než vrtáky HSS-R. Tady si už můžeme dovolit vrtat i do ocelí vyšších pevností. Při koupi takového vrtáku se však vyplatí prověřit, zda má broušenou špičku. Když ne, neměl by být dvojnásobně dražší než HSS-R. Vrtání těmito vrtáky je rychlejší, vydrží déle a i když jsou tvrdší než HSS-R, můžeme jimi vrtat nejen stojanovou, ale také ruční vrtačkou.
Obr. 5. Vrták HSS-G
Obr. 6. Vrták HSS-TiN
Následují „zlaté“ vrtáky HSS-TiN. Všichni je nazývají titanové. Jaký titan? Titan je jen na povrchu – a ani ne titan, ale povlak z nitridu titanu, který dává vrtáku zlatou barvu. V principu jde o vrták HSS-G s povlakem. Tento povlak není (pouze) pro parádu, má i jiný význam. Zvyšuje nejen tvrdost, ale také houževnatost vrtáku, proto se často vyrábí v provedení se šestihrannou stopkou a je vhodný i pro rázové utahováky. Řešení však má i nevýhodu – jelikož se jedná „pouze“ o povlak, při broušení se z takového vrtáku stává „obyčejný“ vrták. Do této skupiny patří například i vrták HSS-TiAlN. Povlak tohoto vrtáku je z nitridu titanu legovaného hliníkem (Al). Velmi vzácný vrták.
A jsme na vrcholu. Vrtáky s příměsí kobaltu jsou označovány jako HSS-E nebo HSS-Co. Kobalt není povlak, ale legura suroviny – tedy materiálu, ze kterého se vrták vyrábí. Setkáváme se s označením HSS-Co 5% nebo HSS-Co 8%. Hodnota samozřejmě vyjadřuje procento kobaltu v rámci přípustné tolerance.
Mají krásnou hnědavou, spíše bronzovou barvu. Někdo by řekl, že barva je „antik“. Zkrátka nejsou ani šedé, ani černé, ani stříbřitě lesklé a ani zlaté. Velmi dobře snášejí vysoké teploty, málo se opotřebují – tohle je vrták, který můžeme směle nazvat TOP. Jsou velmi dobrým řešením například pro vrtání do nerezu, avšak vzhledem k vysoké tvrdosti nejsou moc vhodné pro ruční vrtání a zejména ty s malými průměry se mohou poměrně snadno zlomit.
Obr. 7. Vrták HSS-E (HSS-Co)
A na závěr
Když někomu nestačí ani TOP třída HSS-Co 8% a potřebuje jít kvalitativně „ještě výše“, existují už jen vrtáky TCT (Tungsten Carbide Type) – z tvrdokovu na bázi karbidu wolframu. Tady však zastaňme, protože otevírat dveře do práškové metalurgie není tématem tohoto článku.
Klíčová slova: vrták do kovu, HSS, HSS-R, HSS-G, HSS-TiN, HSS-E, HSS-Co
Zdroje:
Interní technické a školicí materiály společnosti HERMAN
Ing. Herman Nagypál
Vystudoval jsem vojenskou školu, obor letecká elektrotechnika. S nářadím a nástroji jsem se naučil pracovat už v dětství s tátou na stavbě rodinného domu. Každý náš nový produkt testuji i osobně - vlastníma rukama ve své dobře vybavené dílně. Ve volném čase se rád proháním na motorce po rumunských horských průsmycích. Kromě toho studuji trendy v oboru a rád si vyzkouším i konkurenční produkty. Nad některými se pousměju, nad některými se divím (že se někdo dal nachytat a koupil to) a některé jsou fakt dobré. Skoro jako naše 😊.
W. A. Lacky –
Tisztelt Herman Úr!
Végre egy nem szószátyár, lényegre törő, nem tankönyv-ízű leírást olvashattam a klf. fúrókról.
Köszönöm és gratulálok.
Én finommechanikai műszerészként kezdtem, majd híradástechnikai mérnök lettem, de azóta is folyamatosan végzek mechanikai munkákat a nem túl precizen felszerelt, de amatőr munkákhoz majdnem megfelelő műhelyemben.
Üdvözlettel: Wiktor Arnold Lacky
Vážený pane Hermane,
Přeložit text Zobrazit originálKonečně jsem si mohl přečíst neslovný, věcný, učebnicový popis klf. o vrtačkách.
Děkuji a gratuluji.
Začínal jsem jako přesný mechanik, pak jsem se stal vysílacím inženýrem, ale od té doby nepřetržitě dělám mechanické práce ve své nepříliš precizně vybavené, ale pro amatérskou práci téměř vhodné dílně.
S pozdravem Wiktor Arnold Lacky
Ing. Pavol Šramko –
Veľmi užitočný, jasne písaný článok. Žiadne "omáčky", len fakty. Konečne pri kúpe vrtákov si budem môcť správne vybrať. Uvítal by som tiež návod na SPRÁVNE dobrusovanie vrtákov, nakoľko internet je plný bludov.
Tomáš Vojík –
věčné téma, ještě kdyby existovala jednoduchá příručka na broušení. Přípravky většinou nefungují
Prokop –
Teda, dosť dobrá recenzia. :-)
Csaba Kiss –
Könnyen érthető szakszerű magyarázat.
Snadno srozumitelný odborný výklad.
Přeložit text Zobrazit originálGabriel Köteles –
Úžitočný článok, zrozumiteľne vysvetlené pojmy...
Jozef Klein –
Ďakujem za veľmi pekne a zrozumiteľne napísaný článok.
Je to napísané ako v učebnici, super !
Jozef
Ronta Zoltán –
Könnyen érthető szakszerű magyarázat.
Amit hiányolok, a fúrószárakhoz tartozóan, nem ír javasolt fúrási fordulatszám tartományokat.
Snadno srozumitelný odborný výklad.
Přeložit text Zobrazit originálCo mi chybí je, že u vrtáků nepíše doporučené rozsahy otáček vrtáku.
Jakub Borsík –
Zaujímavý článok. Hlavne jednoducho vysvetlené rozdiely v označení vrtákov.
Szilágyi Miklós –
Korrekt írás.
Správné psaní.
Přeložit text Zobrazit originálBrezina Lajos –
Eléggyakran kell rozsdamentes lemezbe is fúrnunk kisebb-nagyobb furatot.
A kicsik jellemzően csavarok előfúrásához kellenek, a nagyobb (10-10,5mm) a lemezroppantó tengelyének.
Ezekhez a megmunkált anyag miatt eleve kobaltost használunk.
A 6-6,5mm-es fúrószár meg azért kobaltos, mert rengeteg lemezt, fémtálcát fúrok vele. Itt a mennyiség-tartósság miatt fontos.
A többi fúrószár típust, s a jelölésüket nem igazán ismertem eddig, így ez a cikk most hasznos volt nekem.
Köszönöm!
Do nerezových plechů musíme často vrtat menší či větší otvory.
Přeložit text Zobrazit originálMalé jsou obvykle potřebné pro předvrtání šroubů, větší (10-10,5 mm) pro hřídel deskového drtiče.
Na ty se vzhledem k obráběnému materiálu používá kobalt.
Vrták 6-6,5 mm je kobaltový, protože s ním vrtám hodně plechů a kovových táců. Zde je to důležité kvůli množstevní stabilitě.
Ostatní typy vrtáků a jejich označení jsem doteď pořádně neznal, takže se mi tento článek hodil.
Díky!
Deák Antal –
Jó és szakszerű magyarázat, könnyen érthető. Még sok hasonlót várok.
Deák vas- műszaki, Bodrogkeresztúr
Dobré a profesionální vysvětlení, snadno pochopitelné. Těším se na mnoho dalších podobných.
Přeložit text Zobrazit originálDeák železo a ocel, Bodrogkeresztúr
Štrba Ján –
Veľmi poučné.