Свердла твердосплавні монолітні (VHM — Vollhartmetall) — цільний різальний інструмент з карбіду вольфраму (WC-Co) для свердління важкооброблюваних матеріалів: нержавіючих і жароміцних сталей, титанових і нікелевих сплавів, загартованих сталей твердістю до 60 HRC, конструкційних сталей у режимі високопродуктивного свердління. Порівняно зі свердлами HSS і HSS-Co монолітний твердий сплав забезпечує в 4–8 разів вищу зносостійкість, у 3–5 разів більшу швидкість різання і суттєво кращу якість отвору — тому є стандартом для верстатів з ЧПУ, обробних центрів і будь-якого серійного виробництва, де ресурс і точність інструменту безпосередньо впливають на собівартість деталі.
Конструктивні особливості та технічні характеристики
- Марки твердого сплаву та серії WC-Co:
- K10–K20 (ВК6, ВК8) — дрібнозернистий і ультрадрібнозернистий WC-Co з вмістом кобальту 6–10%; висока твердість (HRA 91–92), знижена в'язкість; для чавуну, кольорових сплавів, скловолокна.
- M20–M30 — для нержавіючих сталей і матеріалів з відносно рівномірним навантаженням; баланс твердості і в'язкості.
- P20–P40 — для конструкційних і легованих сталей; підвищена в'язкість для стійкості до вібрацій при переривчастому різанні.
- Покриття (PVD і CVD):
- TiAlN — твердість 3 300 HV, теплостійкість до 900°C; для сухого свердління конструкційних і нержавіючих сталей; найпоширеніше покриття для ЧПУ.
- AlCrN (AlCrSiN) — твердість понад 3 500 HV, теплостійкість до 1 100°C; для жароміцних нікелевих сплавів (Inconel 718), титану Ti-6Al-4V і сухого різання при екстремальних температурах.
- TiSiN — нанокомпозитне покриття твердістю 3 800–4 000 HV; для загартованих сталей твердістю 50–65 HRC.
- DLC (Diamond-Like Carbon) — для алюмінію, міді і кольорових сплавів; мінімальне налипання, надзвичайно гладка поверхня ріжучої кромки.
- Без покриття (uncoated) — для деяких специфічних застосувань (алюміній у режимі MQL, мідь) або під наступне перезаточування.
- Геометрія та кут спіралі: 25–30° (стандарт для сталей); 35–40° (для нержавіючих і в'язких сплавів — краще відведення стружки); 15–20° (для чавуну і твердих матеріалів — жорсткість важливіша за відведення стружки).
- Кут при вершині: 118° — для загального застосування; 130–140° (Split Point) — для самоцентрування і зниженого осьового зусилля; 90° — для свердлів під зенкування і фасочні операції.
- Внутрішнє охолодження: твердосплавні свердла для глибокого свердління (L > 3d) випускаються з гвинтовими каналами для подачі ЗОР через шпиндель безпосередньо до зони різання — знижує температуру і підвищує ресурс в 2–3 рази порівняно зі зовнішнім охолодженням.
- Допуск хвостовика: h6 (вища точність, ніж h8 у HSS) — забезпечує биток у шпинделі ЧПУ в межах 0,01–0,02 мм; критично для отворів під розгортання H7 і точного позиціонування.
- Серії за глибиною свердління: 3D (стандартна), 5D, 8D, 12D, 20D — для свердлів з внутрішнім охолодженням на верстатах з ЧПУ.
- Діапазон діаметрів: від Ø 0,1 мм (для друкованих плат) до Ø 32 мм (монолітні VHM); понад 32 мм — свердла зі змінними твердосплавними пластинами.
Як вибрати твердосплавне свердло
- Матеріал деталі — визначає марку сплаву і покриття. Нержавіюча сталь 12Х18Н10Т — M20/M30 + TiAlN або AlCrN. Жароміцний Inconel 718 — M30 + AlCrN або AlCrSiN, обов'язково з внутрішнім охолодженням. Загартована сталь 50–65 HRC — K10 + TiSiN. Алюміній — K10 без покриття або DLC, збільшений кут спіралі 35–40°. Конструкційна сталь до 1 200 МПа — P20 + TiAlN.
- Глибина отвору і тип верстата. До 3D — будь-яке монолітне VHM-свердло без внутрішнього охолодження. 3D–12D — обов'язково свердло з внутрішніми каналами охолодження і верстат з подачею ЗОР через шпиндель (тиск від 40 бар). Понад 12D — спеціальні свердла глибокого свердління або технологія ВТА.
- Режими різання. Твердосплавні свердла потребують значно вищих швидкостей різання, ніж HSS: для конструкційної сталі — Vc = 80–120 м/хв; для алюмінію — Vc = 200–400 м/хв. Зниження швидкості нижче оптимальної прискорює знос через недостатній нагрів, підвищення — через перегрів. Подачу (мм/об) вибирають за таблицями виробника під конкретну марку свердла.
- Жорсткість системи верстат-пристосування-деталь. Монолітний твердий сплав крихкіший за HSS-Co — при вібраціях і биткові шпинделя понад 0,03 мм свердло ламається. Перед переходом на VHM перевіряють биток шпинделя, конус і стан патрона.
Чому варто купити твердосплавні свердла в Upper
- Підбір під матеріал і верстат: фахівці Upper підбирають марку сплаву, покриття, геометрію і серію під конкретне завдання — матеріал деталі, тип верстата, глибину і допуск отвору.
- Інструмент від перевірених виробників: свердла під торговою маркою UPPER і від партнерів з Європи (Німеччина, Австрія) та Азії — з документами якості і можливістю вхідного контролю.
- Виготовлення спецінструменту: нестандартні діаметри, нестандартні кути або довжини, внутрішнє охолодження нестандартної конфігурації — Upper замовляє у виробників з терміном 60–90 днів.
- Ціна з ПДВ: усі позиції вказані з урахуванням ПДВ; безготівковий розрахунок із повним пакетом первинних документів.
- Доставка по Україні: відправлення «Новою Поштою» або «Укрпоштою» у день оформлення за наявності на складі.
Часті питання
Чому твердосплавне свердло ламається і як цьому запобігти?
Твердий сплав WC-Co має твердість 89–93 HRA і модуль пружності 550–650 ГПа — він значно твердіший за HSS, але крихкіший. Основні причини зламу: биток шпинделя або патрона понад 0,03 мм (свердло відхиляється і навантаження стає нерівномірним); вібрація при недостатній жорсткості кріплення деталі; надмірна подача при вході або виході з отвору; свердління без СОЖ при матеріалах, що потребують охолодження; неправильна геометрія під матеріал деталі (наприклад, стандартний TiAlN для алюмінію — наростоутворення і злам). Рішення: перевірити биток шпинделя, використовувати термозатискний або гідравлічний патрон замість кулачкового, знижувати подачу при вході і виході на 30–50%, переконатися у відповідності покриття матеріалу.
Чи можна перезаточити монолітне твердосплавне свердло і коли це виправдано?
Так. Монолітні VHM-свердла діаметром від Ø 3 мм перезаточують на спеціалізованому заточувальному верстаті з алмазними або CBN-кругами. Перезаточування виправдане для дорогих свердел Ø 8 мм і більше з покриттям TiAlN або AlCrN: вартість перезаточування становить 20–40% вартості нового свердла, при цьому відновлюється 70–90% ресурсу. Для свердел Ø менше 3 мм перезаточування економічно недоцільне. Після перезаточування покриття на вершині відновлюється повторним PVD-нанесенням — без цього ресурс перезаточаного свердла буде нижчим за оригінальний на 30–50%.
Яка різниця між монолітним твердосплавним свердлом і свердлом зі змінними пластинами і коли застосовують кожен тип?
Монолітне VHM-свердло — суцільний інструмент від Ø 0,1 до Ø 32 мм; забезпечує найвищу точність отвору (IT9–IT10) і мінімальний биток; стандарт для дрібних і середніх діаметрів при серійному виробництві. Свердло зі змінними пластинами — корпус зі сталі з одно- або двома твердосплавними пластинами; економічне для Ø 14–100 мм і більше, де вартість монолітного VHM стає критичною; пластини замінюються без заміни корпуса і перезаточування. Точність отвору у свердел зі змінними пластинами нижча (IT11–IT12), тому їх застосовують для чорнових і напівчистових операцій з подальшим розточуванням або розгортанням до потрібного квалітету.
