Из какой стали делают ключи гаечные

Какой автовладелец или просто умелец с руками не мечтает о хорошем ручном инструменте? В настоящее время, зайдя на любой сайт или в магазин, торгующий инструментом, от многообразия ассортимента и цен можно прийти в замешательство. Инструмент каких торговых марок соответствует стандартам? Постараемся разобраться.

Для проведения теста мы закупили 12 комбинированных ключей на 14. При этом мы выбирали торговые марки с наиболее доступной ценой: от 46 до 191 рубля за ключ.

KWB

страна производства — Германия

Маркировка DIN 3113 CHROME VANADIUM

Цена 178 рублей

Matrix

страна производства — Индия

Маркировка CrV matrix DIN 3113 CHROME VANADIUM

Цена 79 рублей

Stayer Master

страна производства — Индия

Маркировка F15 DROP FORGED

Цена 84 рубля

Stayer Techno

страна производства — н. д.

Маркировка DROP FORGED

Цена 46 рублей

Topex

страна производства — Польша

Маркировка CHROME VANADIUM

Цена 132 рубля

VIRA

страна производства — Индия

Маркировка CHROME VANADIUM DIN 3113

Цена 101 рубль

WEDO

страна производства — н. д.

Маркировка WEDO Cr-V

Цена 131 рубль

«Арсенал»

страна производства — н. д.

Маркировка CROME VANADIUM

Цена 166 рублей

«Механик»

страна производства — Гонконг

Цена 47 рублей

«Зубр» серии Т-80

страна производства — Россия

Маркировка ХРОМОВАНАДИЙ ГОСТ 16983

Цена 104 рубля

«Кобальт»

страна производства — Тайвань

Маркировка CROME VANADIUM

Цена 191 рубля

«СибрТех»

страна производства — Индия

Маркировка Е14 DROP FORGED

Цена 59 рублей

Согласно ГОСТ 2838–80 на ключах должны быть следующие маркировки:
— товарный знак;
— размер зева;
— слово «хромованадий» или марка стали.

Судя по маркировке, легирующие хромованадиевые добавки отсутствуют у 4 ключей из 12 образцов — у марок Stayer Master, Stayer Techno, «Механик» и «Сибртех».
Для проведения испытания мы воспользуемся двумя нормативными документами: ГОСТ 2838-80 «Ключи гаечные. Общие технические условия» и ГОСТ 16983-80 «Ключи гаечные комбинированные».
Первым делом были проведены замеры ключей.

Согласно ГОСТ 16983–80 ключи должны иметь регламентированные размеры — большинство размеров по допуску js17:
В1 — ширина ключа по открытому зеву: 30±1,25 мм;
S1 — ширина зева: 14,05–14,35 мм;
L1 — глубина зева;
L — длина ключа;
В2 — наружный диаметр кольцевого зева: 21±1,05 мм;
А1 — толщина металла открытого зева: 5,5±0,6 мм;
А2 — толщина металла кольцевого зева: 8±0,75 мм;
t — толщина рукоятки: 4 мм;
В3 — ширина рукоятки ключа: 12,5 мм.
Результаты измерений представлены в таблице 1, не соответствующие в меньшую сторону размеры выделены красным цветом.

Проверка на прочность

Самым интересным моментом в тесте было испытание ключей до разрушения прилагаемым крутящим моментом. Испытания на максимальный для ключей крутящий момент проводились в лаборатории ООО «НПО „Талис“» на торсиометре TruCheck Plus 1000, входящем в реестр средств измерений и прошедшем поверку. Зев ключей обхватывал специальную оправку, представляющую собой шестигранник 14,0 мм с твердостью 57-60 HRC. Согласно ГОСТ 2838-80 ключи должны выдерживать испытательный крутящий момент для типоразмера 14 не менее 63 Н/м для открытого зева и не менее 80 Н/м для кольцевого зева.

Как видно по результатам испытаний, ключи Stayer Techno и «Механик» не соответствуют требуемой прочности: открытый зев просто раскрылся при малом сопротивлении. Ключ «Механик» очень мягкий: он изогнулся при приложении нагрузки. Ключ Stayer Master опасен при работе: зевы ключа разлетаются при приложении нагрузки. Кусок кольцевого зева улетел на 10 метров при проведении испытаний. У ключей VIRA и «СибрТех» тоже разломились открытые зевы, а у Topex — кольцевой зев.
ГОСТ 2838-80 делит ключи на четыре группы по прочности. По полученным данным после испытаний можно отнести к высшему классу прочности «А» ключи следующих марок: KWB, Matrix, Topex, WEDO, «Арсенал», «Зубр» Т‑80 и «Кобальт».

Химический состав

Последним испытанием стало проведение измерения твердости и химического анализа металла, из которого сделаны ключи. Для этого после проведения испытания на прочность образцы были переданы в лабораторию ООО «НПО „Завод Волна“».

Согласно требованиям ключи должны изготавливаться из стали 40ХФА, но допускается применять стали других марок с механическими свойствами в термообработанном состоянии не ниже, чем у стали 40ХФА. Твердость ключей должна находиться в пределах 41,5–46,5 HRC.

Замер твердости показал, что почти все представленные ключи попадают в заданный стандартом диапазон твердости, кроме ключа «Механик», который имеет очень низкую твердость: 25 HRC. Также при замере твердости объяснилось разрушение ключей Stayer Master с твердостью 51 HRC и «СибрТех» с твердостью 49 HRC — эти закупленные нами образцы оказались перекалены.

Ключи Stayer Master, Stayer Techno, WEDO, «Арсенал», «Механик» изготовлены из среднеуглеродистой стали (по ГОСТ 1050-2013). При этом на ключах WEDO и «Арсенал» указано, что они изготовлены с добавлением хрома и ванадия, но по факту легирования в данных ключах не оказалось.

KWB, Matrix, Topex, VIRA, «Зубр» Т‑80, «Кобальт», «СибрТех» — среднеуглеродистые, но с легированием хромом и ванадием, причем в маркировке ключа марки «СибрТех» о присутствии легирующих элементов почему-то умалчивается.

При рассмотрении полученных данных стало понятно, почему произошло разрушение зева у ключей VIRA и Topex, которые изготовлены с добавлением легирующих элементов. Их погубило повышенное содержание фосфора и серы (более 0,04%).

Каков итог?

Комментарий дает Павел Николаевич Щеголев, инженер по испытаниям лаборатории ООО «НПО „Завод Волна“»: «К сожалению, не все предоставленные производителями ключи соответствуют заявленной конструкционной стали легированием такими необходимыми элементами, как хром (Cr) и ванадий (V), которые отлично сочетаются в углеродистых сталях, образуя специальные твердые карбиды. Хром способствует получению равномерной высокой твердости, а также повышает прочность и износостойкость. Ванадий же не дает изделию разрушаться под действием циклических нагрузок и обеспечивает равномерную мелкозернистую структуру. Все ключи имеют схожую твердость (за исключением ключа «Механик»), но отсутствие вышеупомянутых элементов способствует более быстрому выходу изделия из строя. В некоторых образцах — повышенное содержание таких вредных примесей, как сера (S) и фосфор (P), что делает изделия менее прочными, а их применение даже опасным».

KWB — завышена цена, есть ключи с такими же характеристиками, но почти в два раза дешевле. ГОСТ полностью соответствует, относится к классу прочности «A».

Matrix — хороший вариант по соотношению «цена — качество». Ключ с невысокой ценой, содержащий легирующие элементы. Соответствует ГОСТ, класс прочности «А».

Stayer Master — перекаленный и лишенный хрома и ванадия ключ оказался негодным к использованию.

Stayer Techno — самый дешевый ключ, также лишенный легирующих элементов, к тому же не соответствующий заданным размерам. Испытания на прочность не прошел, соскочив с оправы. Легирующих добавок к стали по результатам химического анализа также не обнаружено. К покупке не рекомендован.

Topex — усилие, передаваемое открытым зевом, составляет 168 Н/м, кольцевым — 290 Н/м. Это третий результат для рожков и второй для кольцевых зевов по прочности. ГОСТу соответствует, класс прочности «A». При испытаниях произошел разрыв кольца накидной стороны ключа.

VIRA — ключ среднего ценового сегмента, не дотянувший по показателям прочности до класса «А» из-за повышенного содержания серы и фосфора. Ключ получился хрупким. К тому же имеет низкое содержание углерода — 0,18%. Очевидна экономия на стали, хотя легирующие элементы присутствуют. К покупке не рекомендован.

WEDO — несмотря на надписи Cr-V, хрома и ванадия в составе металла не обнаружено. Наружное покрытие в расчет не идет. В целом ГОСТу соответствует. По прочности можно отнести к классу «А», но заявленной цене не соответствует.

«Арсенал» — чемпион по прочности среди взятых нами образцов. Суммарная цифра усилия с двух зевов составила более 500 Н/м, хотя ключ и выполнен из обычной среднеуглеродистой стали без добавления хрома и ванадия, надпись CROME VANADIUM на рукоятке уверяет в обратном. Такая прочность для обычной стали обусловлена достаточно высоким содержанием углерода (0,43%) и низкими показателями содержания серы и фосфора, а также грамотно выполненной закалкой.

«Механик» — один из самых дешевых ключей. Передаваемое усилие — самое слабое из всех: сумма двух усилий с зевов составила только 112 Н/м. Ключ мог бы выступить более достойно (0,38% углерода, несмотря на высокое содержание серы и фосфора), но его после изготовления не подвергли закаливанию, о чем свидетельствует твердость 25 HRC. К покупке не рекомендован.

«Зубр» Т‑80 — твердый середнячок. Соответствует ГОСТу, попадает в класс прочности «А», восьмое место по суммарному усилию двух зевов.

«Кобальт» — самый дорогой из закупленных нами ключей. По суммарному усилию двух зевов только на четвертом месте. ГОСТу соответствует, класс прочности «А». Однако более дешевые ключи имеют лучшие показатели, так что цена кажется завышенной.

«СибрТех» — неплохой ключ за такую стоимость. При проведении химического анализа состава металла были обнаружены легирующие элементы. До класса прочности «А» не дотянул, по размерам соответствует ГОСТу. Однако из-за перекалки у ключа повышенная хрупкость, и по этой причине он может быть опасным в работе.

Выводы:

1. Откровенно плохими ожидаемо оказались ключи дешевле 50 рублей (Stayer Techno и «Механик»). Они попросту не соответствуют требованиям ГОСТа по прочности.

2. Не всегда стоимость ключа оправданна. Как показал тест, цена на одинаковые по характеристикам и по составу металла ключи может отличаться более чем в два раза.

3. Некоторые производители экономят на стали, из которой делаются ключи, и пытаются компенсировать это за счет увеличения поверхностной твердости, что приводит к хрупкости ключа.

4. Ключи могут изготавливаться из обычной среднеуглеродистой стали без добавки легирующих элементов, но при этом повышаются требования к снижению фосфора и серы, а также к правильности организации и процесса закалки.

5. Производители ключей марок WEDO и «Арсенал» вводят покупателя в заблуждение, обещая в составе легирующие элементы, которые в реальности отсутствуют, что, как минимум, подпадает под статью 12 закона «О защите прав потребителей» и квалификацию «Предоставление недостоверной информации о товаре». Роспотребнадзор может заинтересоваться.

Га́ечный ключ — инструмент для соединения (рассоединения) резьбового соединения путём закручивания (раскручивания) болтов, гаек и других деталей. Ключи разделяются на две группы: охватывающие и охватываемые. Размер зева (отверстия) стандартизирован [1] и измеряется в миллиметрах (метрические), либо долях дюйма (дюймовые). Фраза «ключ на 14» означает, что размер зева равен 14 миллиметрам.

Содержание

История изобретения [ править | править код ]

Первые упоминания о гаечном ключе в Европе встречаются в XV веке. Однако широкое распространение гаечные ключи получили только в XIX веке. Одной из первых на производстве гаечных ключей специализировалась фирма Mauser. Сейчас невозможно определить авторство изобретения гаечного ключа. В XIX—XX веках зарегистрировано множество патентов на разные модели ключей. Самые первые модели разводных ключей с переставляемыми губками были изобретены Эдвином Бердом Баддингом (англ. Edwin Beard Budding ), а модель раздвижного ключа (так называемый «французский») изобрёл и запатентовал Ле Руа-Трибо в 1837. Петтер Юхансон в 1892 модифицировал разводной ключ, добавив в конструкцию червяк, такой ключ долгое время назывался «шведским». Поскольку существовало большое количество конструкций и патентов на разные типы ключей, никакой классификации изначально не придерживались. Только в конце XIX — начале XX веков окончательно наметилось разделение стандартов ключей на метрическую и дюймовую системы.

Сфера применения [ править | править код ]

Несмотря на простоту конструкции, гаечный ключ применяется практически во всех областях техники для сборки механизмов различных уровней сложности. Некоторые типы ключей применяются даже на Международной космической станции.

Наиболее распространённым типом гаечного ключа является обычный двухрожковый ключ. Большинство ключей в настоящее время изготавливаются из специальной инструментальной стали, содержащей хром и ванадий (обозначается Cr-V или CrV).

Простой гаечный ключ — распространённый инструмент для манипуляций с болтами и гайками. За долгое время существования придумали огромное количество разновидностей таких приспособлений. Все типы основных и специальных моделей сложно перечислить. В ряду таких помощников особое место занимает рожковый ключ со своими достоинствами и недостатками.

Основные требования к инструментам

Для качественного приспособления существует ряд требований:

• поверхность инструментов гладкая, с антикоррозионной обработкой, на ней не бывает трещин и изломов; параллельные губки без перекосов;
• рабочий профиль без сколов, наклёпа, и прочих механических повреждений;
• у комбинированных и накидных ключей равномерные величины колец и строго центральное расположение отверстий;
• имеющийся тумблер вращения прочно закрепляется в храповике;
• все маркировки наносятся и читаются.

Под рабочим профилем инструментов подразумевают сочетание плоскостей, сообщающих механическое давление слесарного орудия на элемент, какой необходимо отвернуть.

Телом гаечных ключей называют корпус изделий, транслирующий механическое воздействие. Индивидуальные особенности характеризуют тот или иной предмет.

Для ключей гаечных рожковых ГОСТ жёстко регламентирует стандартный размер. Он определяется полостью разрыва между губками — зевом ключа. Этот параметр исчисляется миллиметрами и фиксируется в специальных справочных таблицах. На корпус наносят маркировку. В описание подобных ключей гаечных ГОСТ требует указания размерности, твёрдости, материала покрытия поверхности. Отмечается широкий диапазон ключей по величине: минимальный 2, 5 миллиметров, самый крупный 75 мм. Системы исчисления.

Одна из характеристик тоже касается типоразмера инструмента. Некоторые мировые производители по немецкой инициативе показывают данные о показателях рабочих элементов отталкиваются от европейской (метрической) структуры. Многие другие используют дюймовую, принятую в США. Конфликт систем проявился в совпадении всего лишь двух габаритов — на 15 мм (19/32′′) и 19 мм (¾′′).

В зависимости от системы исчисления принадлежности подразделяют на две категории:

• Те, которые поддерживают метрическую систему. Размер даётся в миллиметрах и варьируется в пределе 2,5−230 мм для общих комплектов, 6−41 мм для автомобильных.
• Дюймовые инструменты работают в системе с основной мерой дюйм (1′′ = 25,4 мм). Габариты колеблются от 1/8 до 91/8′′. Для автомобильных ключей гаечных рожковых размеры ГОСТ исчисляет от 1/8 до 15 /8′′.

Массовые виды ключей

Затрагивая тему гаечных инструментов перед глазами встаёт незабываемый образ гаечного рожкового ключа. Фиксация гаек осуществляется посредством губ, похожих на рожки. Отсюда пошло название. Вторым наименованием подобных средств оперирует ГОСТ — ключ гаечный с отрытым зевом. Осевые линии рукояти и головки чаще всего пересекаются под углом 15−20 градусов. При манипуляциях в тесноте подобная конфигурация сделает труд легче. Углы промеж осей головки и ручки выполняют разными по величинам, противоположные головки с отличными друг от друга уклонами. Рожковым моделям характерно деление на всевозможные модификации:

• Двусторонние инструменты располагают двумя зевами различных габаритов. Обычно их обозначения размера соседние (18−19 мм). Губки могут иметь различную толщину: тонкие работают в труднодоступном месте, для отворачивания гаек из мягких материалов — толстые.
• У односторонних тело удлиняется в целях увеличения момента силы при взаимодействии с крепёжными элементами. Применяется на сборочном производстве для операций с однотипными гайками. У некоторых моделей есть хвостовик с фиксатором для удлиняющих трубчатых конструкций.
• Быстродействующие с модернизированным рабочим профилем и укорочённым зевом для скоростного перемещения ключа от одного отворачиваемого элемента к другому. Вращение меняется при переворачивании инструмента на сто восемьдесят градусов.
• Профильные нарезки на губах рожковых ключей увеличивают численность контактных точек и сдвигают расположение границ крепёжных компонентов относительно зева. Отворачивающее усилие не повреждает структуру в плоскостях гайки или в головках болтов, позволяет открутить деформированные элементы.
• Ключ с рабочим профилем в виде кольца, которое надевают на крепёжную поверхность называют накидным. Они могут располагать кольцами по обеим оконечностям рабочей плоскости. По внутреннему диаметру имеются грани. Их шесть либо двенадцать. Шестигранный силовой инструмент легко и без повреждений отворачивает туго затянутые, закисшие соединения. Двенадцатигранный употребляется при ограничении рабочего пространства. Рабочий профиль может изготавливаться удлинённым для применения насадок. Несомненным преимуществом накидного инструмента признаётся допустимость оказания большого силового воздействия на откручиваемые плоскости и работа на стеснённых площадях. Слабая сторона в дискомфорте при работе с резьбами повышенной длины.
• Приспособления, у которых с одного края рожковая головка, а с другого накидного или торцевого типа классифицируются как комбинированные. Размер головок у них одинаковый с обеих сторон. Размеры длины тела различные: при ограничении пространства — укорочённые стандартные повышающие усилия — удлинённые создающие предельный пик нажатия — сверхдлинные.
• Инструмент с изменяемым рабочим профилем называется разводным. Преобразование происходит за счёт винтового механизма или ползуна, который передвигает подвижную часть на необходимую ширину. Зажим фиксирующих деталей неплотный, что приводит к закатыванию граней. В плюс заносится возможность применения с гайками различных диаметров.

Составные комплекты

Подобные принадлежности, облегчающие работу и подход к трудным и узким местам, состоят из нескольких деталей. Например, трубчатый ключ комплектуется воротком, у набора головок имеется храповик — трещотка. Всё это модели охватываемого типа: их тело охватывает элемент крепежа. Есть и другие инструменты. По методу работы они похожи на отвёртку, т. е. аналогично вставляются в шлицевой канал. В качестве примера можно привести шестигранник.

Материалы для изготовления

По существующим требованиям, гаечные ключи необходимо производить с применением инструментальной стали, сплава хрома и ванадия либо похожего. Это должен быть твёрдый материал. Информация отражается в маркировке.

Импортный инструмент содержит такие обозначения: Cr (хромированная сталь), CrV (хромованадиевый сплав), CrM (хромомолибденовый сплав), CrMoV (хромомолибденованадиевая сталь) и т. д. Отечественным производителям для изготовления ключей рожковых ГОСТ рекомендует предпочитают хромосодержащую сталь марки 40Х с неплохой прочностью. Обычно для основной массы действий с ключами этого достаточно. Для изделий повышенной прочности применяют хромованадиевый сплав 40 ХФА. Самые хорошие инструменты делают из металла 45-й марки.

Китайские и неопознанные ключи иногда маркируются Drop Forget Steel. Такие принадлежности изготавливаются при помощи ковки из нелегированной стали, это означает, что они хрупкие и подведут в неподходящий момент.