Prečo niektoré kobaltové vrtáky rýchlo zlyhávajú

Keď kobaltová vŕtačka rýchlo zlyhá, mnohí kupujúci si najprv myslia, že samotná vŕtačka musí byť nekvalitná.
Niekedy je to pravda.
Na trhu sú lacné produkty, u ktorých skutočný materiál, tepelné spracovanie alebo presnosť brúsenia nezodpovedá deklarovanej špecifikácii.
Ale niekedy nie je vrták jediným problémom.
V mnohých prípadoch vŕtania nehrdzavejúcej ocele je porucha spôsobená vzťahom medzi nástrojom a aplikáciou. Aj dobrý vrták môže rýchlo zlyhať, ak sú podmienky vŕtania nesprávne.
Pre priemyselných kupujúcich je tento rozdiel dôležitý. Ak sa príčina nesprávne odhadne, aj ďalšie rozhodnutie o kúpe môže byť nesprávne.

1. Materiál nemusí zodpovedať tvrdeniu o kobalte
Slovo „kobalt“ sa na trhu s vrtákmi bežne používa.
Ale nie všetky kobaltové vrtáky sú rovnaké.
Skutočné triedy HSS-Co, ako napríklad M35 a M42, obsahujú kobalt ako súčasť oceľovej zliatiny. Kobalt je rozmiestnený v celom materiáli, nielen na povrchu.
To je dôležité, pretože kobalt je užitočný najmä vtedy, keď je rezná hrana vystavená vyšším teplotám. Ak samotná oceľ neobsahuje deklarovaný obsah kobaltu, vrták nemôže dosiahnuť očakávaný výkon pri náročnom vŕtaní.
Pre kupujúcich je problémom, že tento rozdiel nie je vždy viditeľný zvonku.
Dva vrtáky môžu vyzerať podobne. Oba môžu mať podobné farby alebo označenia. Oba sa môžu predávať ako HSS-Co. Ale akonáhle začnú vŕtať nehrdzavejúcu oceľ, rozdiel sa stane zrejmým.

2. Tepelné spracovanie určuje rovnováhu medzi tvrdosťou a húževnatosťou
Aj keď je druh materiálu správny, tepelné spracovanie môže mať stále veľký vplyv.
Pri vrtákoch HSS-Co nie je cieľom len urobiť vrták čo najtvrdším.
Ak je vrták príliš tvrdý, rezná hrana sa môže odštiepiť alebo sa vrták môže pod zaťažením zlomiť.
Ak je vrták príliš mäkký, ostrie sa môže rýchlo opotrebovať a stratiť reznú schopnosť.
Skutočnou výzvou je kontrola rovnováhy medzi tvrdosťou a húževnatosťou.
To je jeden z dôvodov, prečo dva kobaltové vrtáky vyrobené z rovnakej triedy materiálu nemusia mať rovnaký výkon. Trieda ocele je východiskovým bodom. Proces tepelného spracovania určuje, koľko z tohto materiálového potenciálu sa skutočne premení na rezný výkon.

3. Zlá geometria brúsenia vytvára nerovnomerné rezné zaťaženie
Ďalším dôvodom, prečo kobaltové vrtáky rýchlo zlyhávajú, je zlá geometria.
Špirálový vrták reže dvoma ostrými okrajmi. Tieto dva okraje by mali rozdeľovať rezné zaťaženie čo najrovnomernejšie.
Ak dĺžka britu, uhol hrotu alebo uhol podbrúsenia nie sú konzistentné, jedna strana vrtáka môže pracovať intenzívnejšie ako druhá.
To vytvára niekoľko problémov:
  •Vyšší lokálny rezný tlak
  •Viac tepla na jednej strane reznej hrany
  •Rýchlejšie opotrebovanie
  •Možné nadmerné otvory alebo slabá stabilita otvoru
Z pohľadu používateľa sa to môže zdať ako problém s materiálom. Z pohľadu výrobcu to však môže byť v skutočnosti problém s presnosťou brúsenia.
Pre značky OEM a distribútorov je preto dôležitá konzistentnosť šarží. Vrták nie je len kus ocele. Je to aj brúsený rezný nástroj.

4. Kobaltové vŕtačky zvládnu viac tepla, ale nie neobmedzené teplo
Mnoho používateľov si vyberá kobaltové vrtáky, pretože si v porovnaní so štandardnými vrtákmi HSS lepšie udržiavajú tvrdosť pri vyšších teplotách.
Toto je správne.
To však neznamená, že kobaltové vŕtačky sa dajú používať pri akejkoľvek rýchlosti.
Keď sú otáčky vretena príliš vysoké, rezná hrana vytvára teplo rýchlejšie, ako ho nástroj a obrobok dokážu odviesť. Akonáhle je teplota príliš vysoká, opotrebovanie hrany sa zrýchľuje.
Toto je obzvlášť bežné, keď si používatelia myslia, že kobaltové vŕtačky by mali byť rýchlejšie jednoducho preto, že sú odolnejšie voči teplu.
V skutočnosti kobaltové vrtáky potrebujú správnu rýchlosť a posuv. Sú výkonnejšie ako štandardné HSS v náročných materiáloch, ale stále dodržiavajú princípy rezania.

5. Kalenie nehrdzavejúcej ocele je často nepochopené
Mnoho vrtákov HSS-Co sa používa na nehrdzavejúcu oceľ, najmä 304 a 316.
Nerezová oceľ nie je náročná len preto, že je pevná. Je náročná aj preto, že rezné podmienky sa môžu počas vŕtania meniť.
Ak vrták namiesto rezania drhne, ak je posuv príliš nízky alebo ak sa vŕtanie vo vnútri otvoru opakovane zastavuje, povrch nehrdzavejúcej ocele sa môže stať tvrdším.
Ďalší rezný prechod už nereže pôvodný materiál. Reže tvrdšiu vrstvu vytvorenú predchádzajúcim vŕtaním.
To môže veľmi rýchlo poškodiť reznú hranu.
V komunikácii so zákazníkom je to jeden z najdôležitejších bodov, ktoré treba vysvetliť. Niekedy sa za krátku životnosť viní vŕtačka, ale skutočným dôvodom je, že obrobok sa počas procesu vŕtania ťažšie reza.

6. Chladenie, mazanie a odvod triesok sú stále dôležité
Ďalším častým nedorozumením je, že kobaltové vrtáky nepotrebujú reznú kvapalinu.
Kobalt zlepšuje tepelnú odolnosť v porovnaní so štandardnou HSS oceľou, ale neodstraňuje potrebu správneho chladenia a mazania.
Rezná kvapalina pomáha tromi spôsobmi:
  •Znižuje trenie na reznej hrane
  •Pomáha kontrolovať teplotu
  •Zlepšuje odvádzanie triesok
Bez dostatočného chladenia alebo mazania zostáva teplo a triesky okolo reznej hrany dlhšie. To je obzvlášť škodlivé pri kontinuálnom vŕtaní, hlbších otvoroch alebo pri vŕtaní nehrdzavejúcej ocele.
Kobaltový vrták môže vydržať náročnejšie podmienky ako štandardný vrták HSS, ale stále potrebuje primerané prostredie na vŕtanie.