Hva er en borekrone laget av? Stål-, kobolt- og karbidlegemer forklart
Ta en 3/16 tommers spiralbor til et stykke 304 rustfri plate og se hva som skjer. Spissen blir blå, røyk krøller seg sammen, og i løpet av et minutt gnisser skjæret i stedet for å skjære. Ingenting var galt med boret bortsett fra dette: Etter omtrent 540 C slutter karbidene inne i stålkroppen å holde hardheten. Å forstå hva en bor er laget av er egentlig å forstå hvilket grunnmateriale som står mellom deg og det øyeblikket.
En borkrone er bygget av fire grunnmaterialer
Hvert bor er to deler: skjærekanten og kroppen som bærer den. Skjærekanten kommer fra kun fire materialfamilier. Disse er høyhastighetsstål, koboltbærende høyhastighetsstål, wolframkarbid i enten solid eller loddet form, og diamantslipemiddel. Karbonstål er et femte og for det meste historisk alternativ som nå hovedsakelig overlever i billige trebearbeidingsbiter.
En borkrone er et roterende skjæreverktøy hvis egg er laget av herdet verktøystål eller wolframkarbid, valgt slik at eggen er hardere enn materialet som kuttes og stabil ved temperaturen kuttet genererer.
Den definisjonen er grunnen til at materialvalg følger arbeidsstykket i stedet for omvendt. Tømmer forkuller nær 200 C. Betongtilslag ligger rundt 7 på Mohs-skalaen. Rustfritt stål presser kanten forbi 600 C. Hver tilstand peker på et annet grunnmateriale, og det er nettopp grunnen til at ingen enkelt borekrone borer alt godt.
62-65 HRC for M2 høyhastighetsstål etter herding og herding
~1500 HV typisk hardhet for en sintret wolframkarbidkvalitet
540 C Omtrentlig punkt hvor en M2-kant begynner å miste hardhet
Høyhastighetsstål er det de fleste borekroner faktisk er laget av
Omtrent åtte av ti borkroner som selges over hele verden er laget av høyhastighetsstål, og M2 er den klassen som gjør mesteparten av det arbeidet. M2 er ikke et merke. Det er en AISI verktøystålklassifisering, skrevet som DIN 1.3343 i europeiske kataloger.
En typisk M2-smelte, målt i vekt, inneholder:
Karbon på 0,80 til 0,88 prosent, som danner de harde karbidene
Krom ved 3,8 til 4,5 prosent, for herdbarhet og korrosjonsbestandighet
Molybden ved 4,7 til 5,2 prosent og wolfram ved 5,9 til 6,7 prosent, de to elementene som har varm hardhet
Vanadium på 1,7 til 2,0 prosent, noe som begrenser kornvekst under varmebehandling
Jern utgjør balansen av smelten
Etter herding og dobbel temperering lander M2 mellom 62 og 65 HRC. Det er hardt nok for bløtt stål, aluminium, messing, plast og det meste tømmer, og tøft nok til at biten bøyer seg før den knuser når boret griper tak.
Overflatefinish endrer ikke noe av dette. En svart oksidbit bærer et lag med jernoksid under ti mikron tykt. Den holder skjærevæske og stopper spon sveising til kanten. Slip belegget av og stålet under er identisk.
Høyhastighetsstål får sin hardhet fra varmebehandling, ikke fra kjemi. Ta spissen forbi omtrent 600 C og den blir til vanlig stål. Fargeendringen er den eneste advarselen du får.
Split-point geometri er den vanligste formen du faktisk vil kjøpe. De to hovedskjærekantene er slipt i fire fasetter som møtes i 135 grader. På plate under 10 mm stopper den spissvandringen, og den trenger mindre matetrykk enn en 118 graders spiss fordi meiselkanten er kortere.
Kobolt er et tilsetningsstoff, ikke et boremateriale
Kobolt brukes ikke til å bygge kroppen til en borkrone. Det er et legeringselement smeltet inn i høyhastighetsstålet, med fem til åtte vektprosent. M35 bærer rundt 5 prosent og M42 bærer rundt 8 prosent, og det er de to navnene du vil se trykt på emballasjen.
Det kobolt gjør er å bremse forgrovningen av karbider ved temperatur. Wolframkarbidpartikler i en stålmatrise vil klumpe seg og vokse, og når de først vokser, blir kanten myk. Kobolt forsinker den prosessen og presser den brukbare kanttemperaturen oppover. Den målte gevinsten i varm hardhet ser omtrent slik ut.
Omtrentlig temperatur ved hvilken skjærekanten begynner å mykne
Du kan ikke skille en koboltbit fra en ikke-koboltbit ved å se på den. Samme fabrikk kan etterbehandle M2, M35 og M42 med identisk svart oksid, ut av samme søppel. Bortsett fra en trykt stålkvalitet på emballasjen, er det eneste signalet som gjenstår pris og hvor lenge kanten overlever rustfritt.
M35 (5 prosent kobolt)
Kutter 304 rustfritt og bløtt stål ved moderat hastighet. Billigere per bit og det vanlige valget for vedlikeholdsarbeid og lett fabrikasjon.
M42 (8 prosent kobolt)
Holder en kant merkbart lenger i titan, Inconel og legeringer over 35 HRC. Koster mer og er sprø nok til at en hånddrill kan sprette den ved utbrudd.
Wolframkarbid er sintret, ikke smeltet
Wolframkarbid er ikke stål i det hele tatt. Det er pulvermetallurgi. Sub-mikron wolframkarbidkorn er bundet med kobolt eller nikkel og sintret nær 1400 C til et solid emne. En typisk WC-Co-kvalitet har 6 til 12 vektprosent koboltbindemiddel.
Hardhet lander rundt 1400 til 1600 HV, som er omtrent 90 på HRA-skalaen og langt forbi alt en fil kan berøre. Den hardheten er det som lar den kutte betongtilslag som ganske enkelt vil polere en HSS-kant flat.
Den kommer i to former. Solid karbid betyr at hele boret er sintret, noe som er standard for 0,3 mm mikrohull i kretskort og for CNC maskineringssentre. Karbidspiss betyr at en liten sintret innsats er loddet på et stålskaft, som er konstruksjonen som brukes til mur- og hammerarbeid.
SDS-plus og SDS-max hammerbits er nesten alle loddet. En trekutters karbidspiss er sveiset på et rillet stålskaft, og de tre skjærekantene deler hammerenergien over tre kontaktpunkter i stedet for to, noe som holder hullet rundt og reduserer bindingen i armert betong.
Lodding er det svake punktet for hver borkrone med hardmetall. Sølv og messing loddelegeringer smelter mellom 600 C og 700 C. Glød en murbit rød og spissen faller av, og etterlater et perfekt stålskaft uten noe på enden av den.
Belegg endrer overflaten, ikke underlaget
PVD-belegg på borkroner er tynne filmer, vanligvis 1 til 4 mikron, som er borte etter omtrent 30 hull i stål ved normale matehastigheter. Titannitrid og titanium nitrid er de to du møter oftest, og de virker ved å senke friksjonen og redusere oppbygd kant i stedet for å herde stålet under.
En titanbelagt M2-bits og en vanlig M2-bits har samme hardhet. Belegget endrer hvordan brikken glir, ikke hvor hard kanten er.
Farge er en dårlig test her, som er fellen de fleste kjøpere går i. En rav- eller gullkant er ofte TiN, men en mørk blågrå kant kan ganske enkelt være dampoksid, og en ekte koboltstålbit kan ikke bære noen farge i det hele tatt etter en lys finish. Les den trykte stålkvaliteten i stedet for skyggen.
Trebearbeidingsbits er karbonstål eller HSS, ikke karbid
Tre forkuller ved rundt 200 C, som ikke er i nærheten av det punktet hvor en stålkropp ville gløde, så en trebearbeidingsbit har ikke behov for kobolt eller wolframkarbid. Den er laget av karbonstål eller vanlig M2, og geometrien bærer ytelsen i stedet.
En brad-point trebit har tre arbeidsfunksjoner som betyr noe:
De ytre sporene, som skårer trefibrene rent og hindrer overflaten å rive ved kanten
Midtpunktet, som lokaliserer boret før rillene berører arbeidsstykket
De to hovedfløytene, som løfter avfallet ut av hullet i stedet for å pakke det
Fjern sporene og hullrevnene. Det er grunnen til at trebearbeidingsbiter bedømmes på sliping, ikke på legeringsinnhold.
Trebearbeidingsbits bruker sjelden karbidkant fordi karbid er sprøtt. Tømmer er mykt, men én innebygd spiker er nok til å flise en sintret spiss tilbake til ubrukelig.
Hvordan identifisere hva en borkrone er laget av
Farge begrenser feltet, men en fil avgjør spørsmålet. En 60 HRC-fil biter i alle høyhastighetsstålkvaliteter, enten det er M2, M35 eller M42, og skøyter over wolframkarbid uten å etterlate et merke.
Tabell: skiller vanlige borkronmaterialer ved hjelp av øye og følelse
Det du ser
Mest sannsynlig materiale
Hvordan bekrefte det
Vanlig grått metall, uten belegg, normal vekt
M2 høyhastighetsstål
En fil biter og etterlater en lys ripe
Svart eller mørkeblå finish
Svart oksid over HSS eller karbonstål
En fil biter; karbonstål riper lettere og lysner raskere
Gull eller gul finish
TiN-belegg, vanligvis over M2
Filen skraper belegg av og eksponerer grått stål under
Mørk, ikke-reflekterende spiss som er synlig tykkere enn skaftet
Loddet wolframkarbidspiss
Filen skøyter; spissen er langt hardere enn kroppen under den
Kanten føles grynete, som fint sandpapir
Elektroplettert diamantslipemiddel
Filen skøyter og kanten ser ut som innstøpte korn, ikke en slipt kant
Filtesten er pålitelig nok fordi den ikke lar seg lure av legering. M35 og M42 er nær nok M2 til at en fil ikke vil skille dem, så på et koboltspørsmål gir kun den trykte stålkarakteren deg et svar.
Hvis en bit kommer uten trykt stålkvalitet, anta M2. Koboltstål koster ekte penger, og ingen fabrikk legger det stille inn i en umerket bit.
Vanlige spørsmål om borekronmaterialer
Er borekroner laget av rent stål?
Nei. En HSS-bit er stål, men høyhastighetsstål er et legert verktøystål der omtrent 15 til 18 prosent av vekten er wolfram, molybden, krom og vanadium. En wolframkarbidbit inneholder ikke stål i skjærestrukturen i det hele tatt; det er sintrede wolframkarbidkorn holdt sammen av et koboltbindemiddel.
Inneholder koboltbor faktisk kobolt?
Ja, men mindre enn navnet tilsier. M35 inneholder omtrent 5 prosent kobolt og M42 omtrent 8 prosent, mens resten er jern og karbider. Kobolt danner ikke et eget lag. Det oppløses i matrisen og bremser karbidforgrovningen når kanten varmes opp.
Kan et wolframkarbidbor kutte metall?
En solid karbidbit kan, og det er standardvalget for støpejern, herdet stål over 45 HRC og aluminiumsproduksjonsarbeid. En loddet karbidspiss kan ikke. Den spissen er sprø, den fliser lett i avbrutt kutt, og loddeskjøten svikter nær 650 C, som er under kanttemperaturen et stålkutt genererer.
Er gullbelegget på en borkrone alltid titan?
Nei. En ravfarge kan også komme fra dampoksidbehandling, og en koboltstålbit kan ikke ha noen farge i det hele tatt. TiN-filmer er 1 til 4 mikron tykke og er bare synlige som et fargeskifte, ikke som et tydelig lag. Sjekk den trykte stålkvaliteten i stedet for skyggen.
Forespørsel
