Почему стираются биты и слизываются шлицы?

Каталог бит для шуруповертов

Только недавно купил биты для шуруповерта, а они уже стерлись. Знакомая ситуация?
Так же берет досада, когда у саморезов срывает шлиц. Давайте разберемся, почему так происходит и как избежать подобных историй.

Однако сразу разграничим эти два случая: деформацию биты и деформацию шлицевых пазов. Почему?
Потому что к крепежу предъявляется основное требование - прочность материала, а для бит, отверток, сверл важна характеристика твердости. И это обусловлено разными областями применения изделий.
Крепеж в процессе эксплуатации должен испытывать нагрузки на разрыв, на сжатие, на изгиб и другие внутренние напряжения. Собственно такое свойство материала, устойчивого к воздействию механических сил извне, и называется прочностью. Крепеж классифицируется по классам прочности и эту информацию легко узнать при покупке товара.
Биты (и другие насадки режущего инструмента) должны оказывать давление на саморезы, болты (металл, дерево и др. материал) при крутящем моменте. Для выполнения такой задачи важна твердость изделия.
Твердость (его противоположность — мягкость) — это степень сопротивления материала при столкновении, соприкосновении с другим объектом.
Например, все знают об относительной мягкости золота в сравнении с медью, серебром, железом другими металлами. В те времена, когда монеты было легко подделать, их проверяли на зуб: если при надкусывании в металле оставалась вмятина — монета признавалась настоящей. Эта традиция сохранилась в наши дни у чемпионов, которые фотографируются с медалями, зажатыми в зубах (хотя вряд ли современные медали из чистого золота и на них остается оттиск зубов).
В данном примере твердость определяется сравнением двух объектов: зуба и золота. Зуб оказывается тверже, а золото мягче. Этот пример можно считать и моделью современных методов определения твердости. Конечно, сейчас никто не проверяет твердость металла на зуб, для этого существуют лабораторные методы. Расскажем о них подробнее.

Для определения твердости материала ему устраивают испытание. Тело повышенной твердости проникает в более мягкое тело, оставляя в нем углубление, по величине которого определяют уровень твердости испытуемого материала. При этом более твердое тело принято называть индентором.
Методов определения твердости несколько: они разделяются на две категории — статические и динамические. Так повелось, что методы названы по фамилиям изобретателей (метод по Бринеллю, метод по Роквеллу). Исключение составляет метод по Виккерсу, который назван в честь английского военного концерна.

• Твердость по Бринеллю

Юхан Август Бринелль, инженер-металлург из Швеции, предложил в 1900 году способ, который призван был измерять твердость материалов с высокой точностью.
Метод заключается в следующем: индентор в виде шарика размером 10 мм, 5 мм, 2,5 мм вжимают в материал образца под нарастающей нагрузкой. Когда давление достигает максимума, фиксируется диаметр получившегося оттиска.
Результат сверяют с данными специальной таблицы и таким образом узнают степень твердости материала. При определении твердости данным методом вводят обозначение HB.

• Твердость по Роквеллу

Метод измерения твердости требовал усовершенствования. Так в 20-х года ХХ века появился прибор, который запатентовал американский инженер Стэнли Роквелл. Прибор-твердомер измеряет, на какую глубину вдавлен алмазный конусообразный индентор в материал образца.
При этом испытания проводят в два этапа: сначала нагружают индентор с силой 10кгс, возвращают шкалу на нулевую позицию, а затем подают основную нагрузку.
Шкала твердомера показывает уровень твердости. Полученные данные принято обозначать HR. В зависимости от вида шкалы, которая участвовала в измерении, прибавляют к обозначению литеры «А», «В» или «С».
Шкала А применяется для очень твердых материалов, шкала В — для очень мягких, шкала С — для средней твердости.
Такая градация шкалы оказалась очень полезной, так как мягкие материалы разрушатся, если их измерить как твердые. А если твердые материалы измерять с помощью «мягкой» шкалы - результат будет неверным.

• Твердость по Виккерсу

Кампания «Виккерс» взяла за основу метод Роквелла и изменила форму индентора. Если у Роквелла это был наконечник с углом 120 градусов, то у «Виккерса» - 136 градусов. Конус представлял собой четырехгранную равностороннюю фигуру.
После получения отпечатка на опытном образце производятся его измерения, которые в последующем сверяются с данными таблицы. Литеры HV указывают на то, что измерения были произведены методом Виккерса.

В начале ХХ века американский предприниматель Альберт Шор выпускал эластичные материалы и был вынужден озадачиться вопросом: как измерить твердость своей продукции?
Шор изобрел новый метод — динамического отскока, а также новый прибор — дюрометр.
На образец роняют боек, который отскакивает вверх. Важно измерить расстояние, на которое подпрыгнул боек. Измерение производит датчик, вычисляя по этим данным твердость материала.

Без дополнительных приборов и таблиц можно определить примерную твердость детали с помощью напильника. Если напильник оставляет на изделии след — значит твердость испытуемого материала меньше, чем у напильника.
Существуют целые наборы небольших напильников или тарированных пластин с различной твердостью. Каждый тестер-напильник или пластина маркированы в соответствии со своей твердостью.
Определение твердости у образца производится методом подбора. Если пластина оставила царапину на поверхности, берем другую пластину с твердостью поменьше и так до тех пор, пока тестер не будет скользить по поверхности образца, не оставляя следов. Тогда можно сделать вывод о том, что образец и тестер имеют аналогичную степень твердости.

Если мы понимаем, какая твердость у материала, мы можем использовать его с максимальной продуктивностью без риска к деформации.
Например, на производстве необходимо знать твердость парных деталей, между которыми возникает трение. При правильном подборе деталей они прослужат долго без износа и истирания.
Возвращаясь к нашей теме, отметим, что выбор сверла должен зависеть от твердости просверливаемого основания. Сверло должно быть тверже него. Например, сверло по дереву будет эффективно, если его использовать по прямому назначению. О металл или бетонную стену оно затупится и сломается.
Тот же принцип касается крепежа: саморезы по дереву не пройдут металлическую пластину, так как им не хватит твердости. Зато с этой задачей легко справятся саморезы по металлу, так как они обладают большей твердостью, чем саморезы по дереву.
Наконец, бита шуруповерта или наконечник отвертки должны быть сделаны из более твердого металла, чем саморез. Иначе при вращении инструмента, который вошел в пазы и осуществляет давление на шлиц в 2-4-8 точках (в зависимости от геометрии шлица), произойдет сминание более мягкого металла и бита легко выйдет из строя.

Как мы уже отметили, прочность и твердость характеризуют материал с разных позиций.
Прочность — когда материал противостоит внешним воздействиям, сохраняя целостность изделия.
Твердость — когда материал противостоит местному давлению, сохраняя форму без вмятин, оттисков, царапин и подобных деформаций.
Любое металлическое изделие обладает и прочностью, и твердостью. Однако для саморезов более важна прочность, а для биты — твердость.
Между этими двумя разными характеристиками была установлена связь, она оформлена ГОСТом Р ИСО 898-1-2011 и отражена в таблице.

• Самая очевидная закономерность: по мере возрастания твердости материал становится все более хрупким.
• Соответствие работает и в обратную сторону: менее твердый материал обладает большей упругостью и лучше переносит ударные нагрузки.

Эти зависимости можно наблюдать на примере болтов: чем они прочнее, тем у них выше риск раскалывания при нагрузке.
Именно поэтому не стоит выбирать биты, отвертки, сверла с максимальной твердостью. Во-первых, они могут расколоться под сильной нагрузкой во время работы; во-вторых, они чаще слизывают шлиц самореза.
Но с другой стороны, слишком мягкие биты сминаются как пластилин и имеют короткий срок службы.
Как же купить качественную отвертку и биты, чтобы они не стачивались и не раскалывались?

Чтобы купить хорошее сверло, нужно перед покупкой узнать его уровень твердости. Ответственные производители пишут эту информацию на сверле — твердость указывается по Роквеллу. Помните, твердость сверла должна быть выше, чем у материала, который вы собираетесь сверлить.
Рабочая часть отвертки может обладать твердостью от 47 до 60 HRC.
Сложнее обстоит дело с битами. Об их точной твердости нет указаний ни в маркировке изделия, ни в сопроводительной документации. Нормативом считается твердость бит в диапазоне 58-60 HRC. Шкала С в обозначении рассчитана на металл средней твердости.
Напомним, что требования стандарта строго соблюдаются на предприятиях, зарекомендовавших себя на строительном рынке. Для них честное имя превыше всего.
Биты неизвестного изготовителя должны насторожить. Качественный инструмент невозможно изготовить на кустарном производстве. Пусть он будет в разы дешевле брендовой продукции, однако ограничивает срок службы одноразовым использованием.
Вывод напрашивается один: при выборе бит и отверток ориентируйтесь в первую очередь на профессиональный инструмент известных марок. Дешевые аналоги разочаруют вас и заставят заплатить дважды.