Waar is een boor van gemaakt? Stalen, kobalt- en carbidelichamen uitgelegd

Neem een spiraalboor van 3/16 inch op een stuk roestvrij staal 304 en kijk wat er gebeurt. De punt wordt blauw, de rook krult op en binnen een minuut wrijft de snijkant in plaats van snijdend. Er was niets mis met de boor, behalve dit: boven ongeveer 540 ° C houden de carbiden in het stalen lichaam hun hardheid niet meer vast. Om te begrijpen waar een boor van gemaakt is is echt begrijpen welk basismateriaal tussen jou en dat moment staat.

Een boor is opgebouwd uit vier basismaterialen

Elke boor bestaat uit twee delen: de snijkant en het lichaam dat hem draagt. Het snijvlak komt uit slechts vier materiaalfamilies. Dat zijn snelstaal, kobalthoudend snelstaal, wolfraamcarbide in vaste of gesoldeerde vorm en diamantschuurmiddel. Koolstofstaal is een vijfde en grotendeels historische optie die nu vooral overleeft in goedkope houtbewerkingsstukken.

Die definitie is de reden waarom de materiaalkeuze het werkstuk volgt en niet andersom. Hout verkoolt rond de 200 C. Betonaggregaat ligt rond de 7 op de schaal van Mohs. Roestvrij staal duwt de snede voorbij 600 graden Celsius. Elke toestand wijst op een ander basismateriaal, en dat is precies de reden waarom geen enkele bit alles goed boort.

Snelstaal is waar de meeste boren eigenlijk van gemaakt zijn

Ongeveer acht van de tien wereldwijd verkochte boren zijn gemaakt van snelstaal, en M2 is de soort die het meeste werk doet. M2 is geen merk. Het is een AISI-gereedschapsstaalclassificatie, geschreven als DIN 1.3343 in Europese catalogi.

Een typische M2-smelt, gemeten op gewicht, bevat:

• Koolstof met een percentage van 0,80 tot 0,88 procent, dat de harde carbiden vormt
• Chroom met 3,8 tot 4,5 procent, voor hardbaarheid en corrosiebestendigheid
• Molybdeen met 4,7 tot 5,2 procent en wolfraam met 5,9 tot 6,7 procent, de twee elementen die hete hardheid met zich meebrengen
• Vanadium met 1,7 tot 2,0 procent, wat de korrelgroei tijdens warmtebehandeling beperkt
• IJzer vormt de rest van de smelt

Na uitharding en dubbel ontlaten komt M2 uit tussen de 62 en 65 HRC. Dat is hard genoeg voor zacht staal, aluminium, messing, kunststoffen en het meeste hout, en sterk genoeg dat het bit buigt voordat het breekt als de boor grijpt.

Oppervlakteafwerking verandert hier niets aan. Een bit van zwart oxide draagt ​​een laag ijzeroxide van minder dan tien micron dik. Het houdt de snijvloeistof vast en voorkomt dat spanen aan de rand lassen. Slijp de coating eraf en het staal eronder is identiek.

Snelstaal dankt zijn hardheid aan warmtebehandeling, niet aan chemie. Breng de punt voorbij ongeveer 600 C en hij verandert in gewoon staal. De kleurverandering is de enige waarschuwing die u krijgt.

Split-point geometrie is de meest voorkomende vorm die u daadwerkelijk zult kopen. De twee belangrijkste snijkanten zijn geslepen in vier facetten die elkaar onder een hoek van 135 graden ontmoeten. Op een plaat kleiner dan 10 mm stopt het het afdwalen van de punt en heeft het minder voedingsdruk nodig dan een punt van 118 graden omdat de beitelrand korter is.

Metaalboor met gespleten punt voor 1/4-inch snelschachthouders Een metalen boor met split-point-geometrie, verkrijgbaar in de afmetingen L50, L70, DIN338 en DIN340; handig bij het bekijken van 135 graden puntopties en kobalt HSS-kwaliteiten. Bekijk Product →

Kobalt is een additief, geen boormateriaal

Kobalt wordt niet gebruikt om het lichaam van een boor te bouwen. Het is een legeringselement dat in het hogesnelheidsstaal is gesmolten, met een gewicht van vijf tot acht procent. M35 heeft ongeveer 5 procent in zijn bezit en M42 ongeveer 8 procent, en dat zijn de twee namen die u op de verpakking zult zien staan.

Wat kobalt doet is het vertragen van de vergroving van carbiden bij temperatuur. Wolfraamcarbidedeeltjes in een stalen matrix willen klonteren en groeien, en zodra ze groeien, wordt de rand zacht. Kobalt vertraagt ​​dat proces en stuwt de bruikbare randtemperatuur omhoog. De gemeten winst in warme hardheid ziet er ongeveer zo uit.

Je kunt een kobaltbit niet onderscheiden van een niet-kobaltbit door ernaar te kijken. Dezelfde fabriek kan M2, M35 en M42 afwerken met identiek zwart oxide, uit dezelfde bak. Afgezien van een gedrukte staalsoort op de verpakking, is het enige signaal dat overblijft de prijs en hoe lang de rand roestvrij blijft.

Wolfraamcarbide wordt gesinterd en niet gesmolten

Wolfraamcarbide is helemaal geen staal. Het is poedermetallurgie. Submicron-wolfraamcarbidekorrels worden gebonden met kobalt of nikkel en bij een temperatuur van 1400 C gesinterd tot een massief plano. Een typische WC-Co-kwaliteit bevat 6 tot 12 procent kobaltbindmiddel per gewicht.

De hardheid ligt rond de 1400 tot 1600 HV, wat ongeveer 90 is op de HRA-schaal en ver voorbij alles wat een vijl kan aanraken. Door die hardheid kan betonaggregaat worden gesneden dat eenvoudigweg een HSS-kant vlak zou polijsten.

Het komt in twee vormen aan. Volhardmetaal betekent dat de gehele boor is gesinterd, wat standaard is voor microgaten van 0,3 mm in printplaten en voor CNC-bewerkingscentra. Met een hardmetalen punt wordt een klein gesinterd inzetstuk op een stalen schacht gesoldeerd, de constructie die wordt gebruikt voor metselwerk en hamerwerk.

SDS-plus en SDS-max hamerbits zijn vrijwel allemaal gesoldeerd. Een hardmetalen punt met drie messen is op een gegroefde stalen schacht gelast, en de drie snijkanten verdelen de hamerenergie over drie contactpunten in plaats van twee, waardoor het gat rond blijft en de binding in gewapend beton wordt verminderd.

SDS-3-Cutter hamerbit met hardmetalen punt voor boren in metselwerk Een metselhamer met drie snijkanten en hardmetalen punten en stofverwijdering met drie spiralen, maat 3,45–18 mm; handig bij het vergelijken van gesoldeerde SDS-bits voor baksteen, beton en natuursteen. Bekijk Product →

Solderen is het zwakke punt van elk bit met hardmetalen punt. Zilver- en messingsoldeerlegeringen smelten tussen 600 C en 700 C. Als een metselwerkstuk rood gloeit, valt de punt eraf, waardoor er een perfect goede stalen schacht overblijft zonder iets aan het uiteinde.

Coatings veranderen het oppervlak, niet het substraat

PVD-coatings op boren zijn dunne films, meestal 1 tot 4 micron, die bij normale voedingssnelheden na ongeveer 30 gaten in staal verdwenen zijn. Titaniumnitride en titaniumaluminiumnitride zijn de twee die je het vaakst tegenkomt, en ze werken door de wrijving te verminderen en de snijkantopbouw te verminderen in plaats van door het onderliggende staal te harden.

Een titanium gecoate M2-bit en een gewone M2-bit hebben dezelfde hardheid. De coating verandert hoe de chip glijdt, niet hoe hard de rand is.

Kleur is hier een slechte test, en dat is de valkuil waar de meeste kopers in trappen. Een amberkleurige of gouden rand is vaak van TiN, maar een donkerblauwgrijze rand kan eenvoudigweg stoomoxide zijn, en een echt kobaltstalen bit kan na een heldere afwerking helemaal geen kleur meer hebben. Lees de gedrukte staalsoort in plaats van de kap.

Houtbewerkingsbits zijn van koolstofstaal of HSS, geen hardmetaal

Hout verkoolt bij ongeveer 200 C, wat lang niet het punt is waarop een stalen lichaam zou uitgloeien, dus een houtbewerkingsbit heeft geen kobalt of wolfraamcarbide nodig. Het is gemaakt van koolstofstaal of gewoon M2, en de geometrie draagt ​​in plaats daarvan de prestaties.

Een houtbit met brad-punt heeft drie werkende kenmerken die er toe doen:

• De buitenste sporen, die de houtvezels netjes inkerven en voorkomen dat het oppervlak aan de rand scheurt
• Het middelpunt, dat de boor lokaliseert voordat de fluiten het werkstuk raken
• De twee hoofdfluiten, die het afval uit het gat tillen in plaats van het in te pakken

Verwijder de sporen en de gatenscheuren. Daarom worden houtbewerkingsfrezen beoordeeld op hun slijping, en niet op hun legeringsgehalte.

Standaard Brad Point-houtboor met ronde schacht Een koolstofstalen brad-puntbit met nauwkeurig middelpunt en ronde schacht, in diameters van 3–30 mm; geschikt voor houtboren waarbij uitscheuren belangrijk is. Bekijk Product →

Houtbewerkingsbits gebruiken zelden een hardmetalen rand omdat carbide bros is. Hout is zacht, maar één ingebedde spijker is voldoende om een ​​gesinterde punt weer onbruikbaar te maken.

Hoe u kunt identificeren waar een boor van is gemaakt

Kleur verkleint het veld, maar een bestand beantwoordt de vraag. Een 60 HRC-vijl bijt in elke hogesnelheidsstaalsoort, of dat nu M2, M35 of M42 is, en schaatst over wolfraamcarbide zonder een spoor achter te laten.

De vijltest is betrouwbaar genoeg omdat deze niet voor de gek kan worden gehouden door legering. M35 en M42 liggen zo dicht bij M2 dat een bestand ze niet van elkaar kan scheiden, dus op een kobaltvraag geeft alleen de gedrukte staalsoort u een antwoord.

Als een bit wordt geleverd zonder gedrukte staalsoort, ga dan uit van M2. Kobaltstaal kost echt geld, en geen enkele fabriek stopt het stilletjes in een stukje zonder etiket.

Veelgestelde vragen over boormaterialen

Zijn boren gemaakt van puur staal?

Nee. Een HSS-bit is staal, maar snelstaal is een gelegeerd gereedschapsstaal waarin ongeveer 15 tot 18 procent van het gewicht uit wolfraam, molybdeen, chroom en vanadium bestaat. Een wolfraamcarbidebit bevat helemaal geen staal in de snijstructuur; het zijn gesinterde wolfraamcarbidekorrels die bij elkaar worden gehouden door een kobaltbindmiddel.

Bevatten kobaltboren eigenlijk kobalt?

Ja, maar minder dan de naam doet vermoeden. M35 bevat ongeveer 5 procent kobalt en M42 ongeveer 8 procent, de rest bestaat uit ijzer en carbiden. Kobalt vormt geen aparte laag. Het lost op in de matrix en vertraagt ​​de harding van het hardmetaal naarmate de snijkant warmer wordt.

Kan een hardmetalen boor metaal snijden?

Een volhardmetalen bit kan dat wel, en is de standaardkeuze voor gietijzer, gehard staal boven 45 HRC en aluminiumproductiewerk. Een gesoldeerde hardmetalen punt kan dat niet. Die punt is bros, breekt gemakkelijk af bij onderbroken sneden, en de hardsoldeerverbinding bezwijkt bij een temperatuur van ongeveer 650 C, wat lager is dan de randtemperatuur die bij een stalen snede ontstaat.

Is de gouden coating op een boor altijd titanium?

Nee. Een amberkleurige tint kan ook het gevolg zijn van een stoomoxidebehandeling, en een bit van kobaltstaal vertoont mogelijk helemaal geen kleur. TiN-films zijn 1 tot 4 micron dik en zijn alleen zichtbaar als een kleurverschuiving, niet als een afzonderlijke laag. Controleer de gedrukte staalsoort in plaats van de kleur.