Из какой стали делают напильники?

Как определить состав металла?

Этап 1: определение марки стали

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Напильники — У10, У11, У12, У13, ШХ6, ШХ9, ШХ15
Надфили — У10, У11, У12
Рашпили — У7, У7А
Шаберы — У10, У12
Стамески, долота — У7, У8
Метчики — У10, У11, У12, Р9, 9ХС, Р18
Сверла по дереву — 9ХС
Сверла по металлу -Р9, Р18
Развертки – Р9, Р18, 9ХС
Фрезы – Р9, Р18
Зубила, отвертк – У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ
Пробойники – У8, У8А
Кернеры – У7А, 7ХФ, 8ХФ
Швейные иглы- У7А, У8А
Пилы-ножовки – У8ГА
Полотна лучковой пилы – У8ГА, У10
Ножовочные полотна – У8, У8А, У9, У9А, У10, У10А, У11, У12
Ножницы по металлу – У12А
Молотки и кувалды – У7, У8
Топоры – У7
Косы, серпы – У7, У8
Вилы, зубья (клевцы) – У7, У8
грабель
Кузнечные инструменты – У7, У8

Этап 2: определение содержания углерода в стали

Как определить конкретно, из углеродистой или легированной стали сделан, например, напильник? Для этого следует прибегнуть к простому старинному способу. Мастера подметили, что мелкая металлическая стружка, получаемая при обработке металла абразивным кругом, раскаляясь, дает сноп искр, имеющий для каждого металла свои характерные особенности. «Соломинки», из которого состоит сноп искр, у каждой марки стали свои особые: длинные, короткие, сплошные, прерывистые, кучные и редкие, ровные или имеющие утолщения; от каждой из них могут отделяться, порой очень обильно, мелкие яркие звездочки; в расчет принимается яркость свечения снопа искр, а также цветовые оттенки — от светло-желтого до темно-красного.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше в снопе искр ярких звездочек. Если сталь содержит немного углерода, например около 0,12%, то искры, выходящие из-под абразивного диска, будут расходиться веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета, имеющих утолщения в середине и на конце (1, см. рис. на с. 105). Сталь, содержащая 0,5% углерода, имеющая среднюю твердость, образует примерно такие же искры, но от места среднего утолщения у них отделяется небольшое количество звездочек (2). От высокоуглеродистой инструментальной стали отделяются обильные искры со звездочками (3). У хромистой стали искры длинные, оранжево-красные; от них, как тоненькие веточки от основной ветки, отходят под разными углами короткие искорки со звездочками на конце (4). Искры у вольфрамовой стали прерывающиеся, и к тому же у них небольшие утолщения на конце (5). Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь дает одновременно короткие и длинные искры темно-красного цвета с утолщениями на конце (6).

Этап 3: испытание инструмента

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться. Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10—У13). И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно. Зная, что напильник изготовлен из инструментальной стали указанных марок, по таблице определяют режим ее термической обработки.

Из таблицы видно, что сталь У11—У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи. В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная. Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка.

Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила.

Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла.

Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде. После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле. При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева.

Технология изготовления напильников

Одними из самых популярных слесарных предметов при ручной обработке различных материалов являются напильники. Они могут обеспечить довольно высокую чистоту и точную обработку материала при довольно не высоких физических затратах.

Напильником называется многолезвийный металлорежущий инструмент для специфической обработки резанием плоских и криволинейных поверхностей. В общем случае он похож на металлическую полоску, на которой имеются острые зубцы (насечка). Обычно напильник по металлу или другая модель имеет конусообразный хвостовик, предназначенный для крепления ручки. Некоторые типы данного инструмента хвостовиков не имеют.

Встречаются также напильники, в которых плоская металлическая ручка является продолжением полотна.

По назначению можно выделить несколько разновидностей напильников. Это слесарные и заточные напильники (у них настолько много общего, что далее они рассматриваются вместе), рихтовочные полотна, рашпили и надфили. Отдельно необходимо рассматривать «бытовые» (или «любительские») напильники. Они совмещают разные типы насечки на одном полотне (например, насечки, характерные и для слесарного напильника, и для рашпиля). Также отдельно рассматриваются алмазные надфили, отличающиеся по технологии производства, но имеющие туже форму, что и стальные надфили. Ниже рассмотрим технологии производства, практически одинаковой для большинства напильников. А в следующей статье будут рассмотрены виды насечек.

Технология изготовления напильника

В России для производства напильников применяют две группы инструментальных сталей: нелегированные улучшенные стали с содержанием углерода от 1 до 1,3% (УЮА — У13А) или легированные хромистые стали ШХ15 или 13Х. Аналогичные стали используют и производители напильников за рубежом. Содержание углерода от одного процента и выше позволяет закаливать насечку до высокой твердости.

Технология производства напильников может существенно отличаться в деталях от одного производства к другому, но в ней всегда присутствуют следующие этапы:

1. Формообразующая обработка;
2. Формирование насечки на рабочих поверхностях;
3. Термическая обработка.

Последние две операции особенно важны. От того, насколько качественно выполнена насечка, зависит эффективность напильника. При использовании изношенного оборудования и инструмента можно получить напильник, внешне «совсем как настоящий», но в котором работают, скажем, не более 30% насечки.

От качественно проведенной термической обработки зависит срок службы напильника. Здесь очень важно распределение твердости и вязкости по глубине тела напильника. Твердость должна быть максимальной на поверхности и плавно снижаться в глубину, вязкость — наоборот. Малая твердость приводит к быстрому затуплению зубьев насечки, а малая вязкость (т.е. высокая хрупкость) — к быстрому их разрушению в процессе эксплуатации.

Большинство производителей регламентирует номинальную поверхностную твердость напильников в зависимости от их назначения следующим образом:

1. Слесарные напильники: от 64 до 66 HRc.
2. Заточные напильники: от 65 до 67 HRc.
3. Рашпили: от 53 до 56 HRc.

Полноценно проверить качество напильника можно только в процессе его эксплуатации. Качество напильников (как эффективность, так и срок службы) особенно важны для производств, в которых ручное опиливание является частью технологического процесса. Таких много и до сих пор. Это производство некоторых разновидностей ручного инструмента, лесоразработки, где применяются цепные пилы, требующие периодической заточки режущих цепей, и много других. При использовании напильников в производстве необходимо постоянно контролировать их эффективность и срок службы, так как опыт показывает, что бракованные напильники могут быть почти у любого производителя напильников.

Под длиной напильника всегда понимается длина его рабочей части (всей, а не только насеченной), без хвостовика. Исключение составляют надфили. Для них всегда указывается общая длина, включая и хвостовик (если он есть).

В странах с метрической системой измерений используется следующий ряд размеров (в мм): 100, 125,150, 200, 250, 300, 350 и 400.

Большинство производителей используют только часть номиналов из этого ряда.

Из какой стали делают напильники?

Материалом изготовления напильника может быть нелегированная сталь марки У10А — У13А, а также легированная сталь марки 13X и ШХ15.

При выборе данного инструмента часто может возникать вопрос — как выбрать лучший набор напильников по металлу, который соответствовал бы всем требованиям. В этой статье мы разберемся в этом вопросе.

По какому принципу нужно выбирать напильники

Помимо рукоятки, каждый напильник имеет специальную форму сечения. Когда стоит вопрос — какой напильник выбрать, необходимо обратить внимание и на этот нюанс.

По формам сечения различают прямоугольные, треугольные, круглые или другие формы сечения напильников. Каждая форма используется для реализации определенных строительных задач.

Напильник также имеет специальные насечки на своей поверхности, которые формируют его зубья. Выбор инструмента зависит от материалов, которые необходимо обрабатывать. Отдельно стоит рассмотреть вопрос — как выбрать напильник по металлу, по дереву, по пластику. Всё упирается в типе насечек на поверхности.

Насечки напильника разделяют на одинарные и двойные (их еще называют перекрестными).

Одинарная насечка. Данный вид напильников чаще всего используют для процесса очищения изделий из легких металлов, деревянных изделий и пластмассы.

Двойная насечка. Такие напильники помогают выполнять строительные работы быстрее и эффективнее, в короткий промежуток времени.

Точечная насечка (рашпили). Напильники применяются в процессе очистки легких металлов, также их используют для обработки древесины, резиновых и кожаных изделий.

Перекрёстная насечка. Напильники помогают обработать изделия из чугуна, стали.

Дуговая насечка. Такие напильники прекрасно справляются с мягкими металлами, их часто используют для того, чтобы качественно обработать поверхность.

Какие существуют виды насечек на поверхности напильника?

Ни один ответ на вопрос — как выбрать лучший напильник — невозможен без знаний видов насечек.

Популярные виды насечек на сегодняшний день:

• Драчевая (на 10 миллиметров — 4-12 зубьев, толщина слоя, который снимается в результате работы: от 0,05 до 0,1 мм)

• Личная (на 10 миллиметров — 13-24 зубьев, толщина слоя, который снимается в результате работы: от 0,02 до 0,06мм)

• Бархатная (на 10 миллиметров — 24-28 зубьев, толщина слоя, который снимается в результате работы: от 0,01 до 0,03 мм)

Какие существуют напильники по форме?

Того, чтобы выбрать напильники по назначению, необходимо определиться с формой инструмента.

По своей форме выделяют следующие напильники:

• Плоские (используют для плоских поверхностей)

• Квадратные (используют для многоугольных отверстий)

• Ромбические (используют для зубчатых деталей)

• Трёхгранные (используют для канавок и пазов)

• Круглые, полукруглые (используют для вогнутых поверхностей, а также могут использоваться для отверстий круглой и овальной формы)

• Ножовочные (выборка канавок и пазов).

Как ухаживать за напильником?

Помимо вопроса — как выбрать напильник, необходимо чтобы инструмент быстро не забивался стружкой, перед началом выполнения работ, а также в процессе работы, натирают мелом рабочую поверхность напильника. Также необходимо время от времени очищать инструмент щеткой из стали.

Для того, чтобы зубья напильника служили дольше, необходимо правильно чистить напильник. Лучше это делать в направлении верхней насечки.

Крепкий походный нож из советского напильника

Приветствую любителей помастерить, в этой инструкции мы рассмотрим, как сделать качественный, крепкий, стильный походный нож из напильника. Сталь ножа настолько крепкая, что лезвие без труда режет стеклянную бутылку.

Рукоятка ножа облегченная, благодаря этому таким ножом можно не только резать, но и легко рубить. На клинке автор оставил часть насечки, чтобы ножом можно было что-то подточить или наточить при необходимости. Смотрится он довольно красиво, а делается не сложно, если у вас есть необходимый инструмент. Самое главное при изготовлении ножа из напильника – правильно произвести закалку и отпуск. Если тема вас заинтересовала, рассмотрим более детально, как же делается такой нож!

Материалы и инструменты, которые использовались автором:

Список материалов:
— старый советский напильник (сталь У13А);
— латунь для больстера;
— латунный или медный стержень для штифта;
— два винта для крепления накладок;
— эпоксидный клей;
— клен или другая древесина для накладок;
— силикатный герметик для каминов (чтобы сделать линию хамона);
— масло для пропитки дерева.

Список инструментов:
— болгарка (отрезные и лепестковые насадки);
— тиски;
— муфельная печь для закалки;
— духовка для отпуска металла;
— масло для закалки;
— сверлильный станок;
— бормашина;
— зажимы;
— ленточная шлифовальная машина;
— кислота для травления (по желанию).

Процесс изготовления ножа:

Шаг первый. Подготовка напильника
Процесс изготовления ножа начинается с подготовки напильника. Советский напильник изготовлен из углеродистой стали и закален, вручную обработать его невозможно вообще, а шлифовальные машины справляются с такой задачей с трудом. Чтобы решить эту проблему, металл нужно отпустить, он станет мягким и пластичным. Разогреваем напильник до красного свечения и даем плавно остыть на воздухе. После этого напильник можно обрабатывать.

Шаг пятый. Термообработка
Далее клинок нужно закалить, в итоге мы вернем металлу примерно те свойства, которые изначально имел напильник. Чтобы клинок красиво смотрелся, автор решил сделать на нем линию хамона. Для этого наносим на клинок силикатный герметик и отправляем клинок в печь. Когда металл будет остывать, он будет остывать с разной скоростью под герметиком и без, в итоге и получится нужный рисунок. Закалку производим в муфельной печи, температура должна быть в районе 780°C. При такой температуре клинок нужно выдержать минут 10, чтобы металл прогрелся равномерно.

Ну а далее извлекаем клинок и охлаждаем в масле. Автор проводит лезвием клинка по маслу, чтобы сначала хорошо закалилось лезвие, а потом погружает в масло и весь клинок, чтобы остывал.

Шаг седьмой. Сборка ножа
Нож можно собирать, устанавливаем больстер на эпоксидный клей и забиваем штифт. Подготавливаем и устанавливаем накладки, автор их устанавливает на эпоксидный клей, а вместо штифтов используются интересные винтики. Между накладками и клинком устанавливаются пластины из латуни. Чтобы клей хорошо пристал к поверхностям, делаем на них насечки при помощи болгарки.

Зажимаем ручку струбцинами и даем клею высохнуть, ну а далее шлифуем ручку до желаемой формы. В итоге останется установить тыльник, чтобы он хорошо приклеился, сверлим в нем и в ручке отверстия, ну а далее все собираем на эпоксидном клею. При желании тыльник крепим дополнительно на внутренние штифты. Для защиты ручки от влаги пропитываем ее маслом.

Виды и характеристики напильников по металлу

Ручных инструментов для обработки металлических деталей огромное множество. С их помощью можно проводить работы без подключения к сети, доставать до труднодоступных мест. Чтобы зачищать металлические поверхности, используется напильник по металлу.

Работа напильником по металлу

Что такое напильник и для чего предназначен?

Напильник — это универсальный инструмент, который применяют для обработки металлических поверхностей. Конструкция представляет собой брусок, изготовленный из стали особой марки, на котором присутствует множество насечек. На конце рабочей части присутствует хвостовик, с помощью которого она соединяется с деревянной или пластиковой ручкой.

• стачивание граней заготовки, чтобы довести её до требуемых размеров;
• очистка поверхностей от ржавчины, декоративных покрытий, грязи;
• заточка режущих частей оборудования, оснастки;
• шлифовка деталей.

Принцип работы приспособления для шлифовки металла прост. Мастер передаёт усилие на рабочую часть инструмента. Зубья, расположенные на бруске из металла, цепляются за обрабатываемую поверхность, счищая с неё слой материала.

Напильники изготавливаются согласно ГОСТ 1465–59. Государственными стандартами устанавливается ряд сталей, которые могут использоваться при создании инструмента. К ним относятся ШХ15, 13Х, У10А, У13А.

Технические характеристики инструмента

При выборе напильника необходимо учитывать несколько критериев:

1. Размеры инструмента.
2. Материал ручки. Удобство её удержания в ладони.
3. Сталь, используемую при изготовлении рабочей части.
4. Вид насечек, их расположение.

От этих показателей будет зависеть долговечность, эффективность, комфорт при работе.

Классификация напильников

Существуют разные типы напильников. Эти приспособления разделяются по нескольким факторам:

• виду насечек;
• форме приспособления для работы с заготовками;
• предназначению.

О каждой из представленных групп следует поговорить более подробно.

Типы напильников по металлу

Особенности

В понимании людей, не связанных с металлообработкой, приспособление, предназначенное для шлифовки металлических заготовок — это инструмент, состоящий из рабочей прямоугольной части, которая соединена с ручкой. На прямоугольнике из металла находятся зазубрины. Они снимают часть металла при передаче усилий. Однако бывают разные формы рабочей части.

Напильник не может изготавливаться из мягких материалов. Сталь, используемая для них, должна быть тверже обрабатываемых поверхностей.

Виды насечек

Насечки напильника играют прямую роль при работе с разными материалами. Чтобы нанести их на рабочую поверхность инструмента, применяется несколько технологических операций — точение, фрезерование, насекание, протягивание, нарезание.

Разновидности насечек напильника:

1. Одинарные — предназначены для работы с мягкими материалами: сплавами цветных металлов, деревом пластиком.
2. Двойные — представляют собой дополнительную и основную насечки. Дополнительная прилегает к основной под углом. Такая конструкция позволяет работать с твердыми материалами. Связано это с тем, что две насечки снимают слой материала при этом измельчая появляющуюся стружку.

Инструменты классифицируются по размеру зубьев. Это показатель зависит от того, сколько насечек присутствует на рабочей части. Чем их меньше, тем больше изготавливается зуб. Существует 5 номеров размеров зубьев:

1. Номера 0, 1 — применяются для грубой обработки металлических поверхностей. Зубья самые большие, позволяют быстро снимать много материала за малый промежуток времени. Недостаток таких приспособлений — низкая точность обработки.
2. Размеры 2,3 — используются, когда нужно очистить слой до 0.06 мм.
3. Размеры 4, 5 — применяются для финишной обработки деталей. Снимают малый слой материла, что позволяет проводить точные операции, доводить заготовку до требуемых габаритов.

Желательно иметь все номера, чтобы постепенно обрабатывать рабочую поверхность.

Типы напильников

По предназначению выделяются такие виды напильников:

1. Ручной инструмент общего назначения. Используются при проведении слесарных работ. Насечка двойного вида. Размер зубьев выбирается зависимо от требуемого качества обработки.
2. Приспособления специального назначения. Применяются на заводах, занимающихся металлообработкой. С их помощью исправляются дефекты, остающиеся после обработки заготовок станками. Выдерживают длительную активную эксплуатацию.
3. Надфили — самая распространённая группа, которая состоит из 11 подгрупп моделей разной формы. Имеют насечки пятого номера, малый размер. Надфили используются для точной обработки деталей.
4. Рашпили — модели большой длины, с крупными зубьями. Используются при грубой обработке металла.

Выбирать приспособление требуется исходя из его размера, формы, величины зубьев.

Форма напильников

Напильники по металлу классифицируются зависимо от формы. Существуют следующие виды инструментов:

1. Плоские — классическая форма приспособлений для обработки металлических поверхностей.
2. Трехгранные — с их помощью растачиваются пазы, канавки, отверстия.
3. Квадратные — используются при работе с отверстиями сложной формы.
4. Полукруглые инструменты — их помощью растачивают отверстия большого диаметра.
5. Круглые — используются для расточки овальных круглых отверстий разного диаметра.
6. Ромбовидные — обрабатывают зубья деталей, шестерни, оснастку.

Формы напильников

Как выбрать инструмент?

Чтобы не ошибиться с выбором, нужно учитывать ряд факторов:

1. Сталь, из которой изготавливается рабочая часть. Есть приспособления с алмазным покрытием. С их помощью можно шлифовать твердые сплавы, легированные стали.
2. Длину, ширину. Выбираются зависимо от того, какие заготовки нужно обрабатывать.
3. Размер зубьев выбирается зависимо от требуемого типа обработки. Модель с крупными зубьями подойдёт для грубой работы, при которой не нужна точность.
4. Форму нужно выбирать зависимо от вида деталей, проводимых операций.

Специалисты по металлообработке рекомендуют покупать продукцию российских компаний. Она стоит дешевле импортной, но превосходит её по качеству.

Применение напильников

Разные формы нужно использовать для определённых деталей. Классическая плоская модель применяется, когда нужно отшлифовать ровные поверхности. Трёхгранным обрабатывают пазы, канавки. Работы выполняются под углом. Квадратным — отверстия разной формы. Полукруглыми стачивают бугры, ровняют выемки.

Напильники по металлу считаются универсальным инструментом, которые используется для обработки деталей разной формы. Разнообразие форм, размеров приспособлений, величины зубьев позволяет расширить их область применения.