Мне всегда нравилось наблюдать за работой кузнеца. Это своего рода искусство и увлекательный процесс, наблюдать, как они вытаскивают раскаленный металл из горна, а затем, через несколько минут, с помощью искусной ковки и формовки, видят, как повседневный предмет обретает форму. В этом есть что-то интригующее: от запаха огня до раскаленного металла и ритмичного лязга молота.
В старые времена кузнец был известен тем, что изготавливал инструменты, подковы, детали повозок, сельскохозяйственные орудия и все, что угодно из металла. Но к тому времени, как появился автомобиль и возникла потребность в автомеханиках и специальных автомобильных инструментах, промышленная революция уже изменила мир с развитием машин и процессов, минимизирующих ручной труд и увеличивающих выпуск продукции. И это не единственное, что изменилось.
Сегодняшние инструменты созданы, чтобы выдерживать уровни нагрузки, намного превышающие те, что были много лет назад, и как автомеханики мы полагаемся на это. Вдали от молота и наковальни, сегодняшний мир производства является захватывающим предметом, сплетая воедино эволюцию науки и технологий в динамический процесс.
Гаечные ключи являются одним из наиболее часто используемых инструментов, и они могут выдерживать серьезные нагрузки, поэтому я подумал, что это идеальное время, чтобы взглянуть своими глазами на то, как они сделаны. Вот краткое изложение.
У каждой компании есть свои собственные формулы и процедуры, но основные этапы процесса, как правило, одинаковы. Все начинается с материала.
Большинство ключей изготавливаются из легированной стали, а точнее, из хромованадиевой стали 6140. Причина в том, что хромованадиевая сталь 6140 — это проверенный материал для изделий, которым требуется как прочность, так и долговечность. Хотя эти два аспекта на первый взгляд могут показаться одним и тем же, на самом деле это две разные вещи.
Прочность — это характеристика, которая означает, что материал может выдерживать значительную силу, а долговечность — это характеристика, которая означает, что он может выдерживать эту силу снова и снова.
«Когда вы выбираете сплав для изготовления инструмента, вам нужно подумать о конечном использовании. Тип материала, из которого вы собираетесь сделать молоток, отличается от того, из которого вы собираетесь сделать гаечный ключ»,сказал Пол Дин, вице-президент по операциям Gray Tools.«Вы выбираете материал, который придаст конечному инструменту свойства, необходимые ему. Когда вы думаете о гаечном ключе, он должен быть прочным, чтобы не деформироваться, и долговечным, чтобы не изнашиваться. Хром-ванадиевый сплав — распространенный материал, но мы все используем его из-за общих свойств».
Поскольку производители ключей получают материалы в больших количествах, например, длинные стальные стержни, в качестве предварительного производственного процесса эти стержни разрезаются на определенные размеры, затем часто подвергаются пескоструйной обработке для удаления любых примесей, которые могут повлиять на производственный процесс. Заготовка, на тот момент просто кусок металла, затем нагревается близко к температуре плавления.
Затем он подвергается штамповке, процессу, в ходе которого горячая заготовка превращается в грубую поковку. Грубая ковка дает вам желаемую форму, но не обязательно все необходимые размеры. При изготовлении гаечных ключей из одной и той же поковки может быть изготовлено более одного размера. Процесс ковки часто состоит только из одного шага, но иногда требуется более одного в зависимости от конфигурации гаечного ключа, и некоторые производители используют азотную атмосферу во время его частей, чтобы защитить чистоту стали от окружающего кислорода, который может вызвать ожоги и шлак.
Поковки быстро остывают сами по себе, но затем переходят к следующему этапу отжига. Отжиг — это форма термической обработки, которая изменяет физические свойства металла, чтобы смягчить его для подготовки к финишным этапам.
Далее следует протяжка, особый процесс обработки, который является наиболее распространенным способом определения размера открытых и закрытых концов гаечных ключей. Протяжка — это металлообрабатывающий инструмент, который имеет ряд зубцов, которые увеличиваются в размере небольшими приращениями, а протяжка — наиболее распространенный процесс для гаечных ключей, при котором протяжка протягивается до тех пор, пока вы не получите нужный вам размер.
Теперь пришло время штамповать ключ, который включает размер, номер детали и название компании, и это обычно делается на штамповочном прессе. После ковки ключ отжигается, чтобы он был достаточно готов к удалению материала и штамповке, но после штамповки металлу не требуется больше работы с молекулярной точки зрения по перемещению или формированию металла.
Теперь дело за термообработкой. Все ключи подвергаются термообработке, чтобы соответствовать стандартам твердости, установленным как американскими, так и международными руководящими обществами. Минимальные и максимальные уровни твердости очень конкретны. Ключ не может быть слишком мягким, чтобы он потенциально мог округлиться во время использования, и не слишком твердым, чтобы он не стал хрупким. Процесс термообработки, который является критической и очень научной частью производства, часто сопровождается и сочетается с закалкой и отпуском.
Примером может служить термообработка, при которой ключ нагревается и углерод впитывается в поверхностный слой, за которым следует процесс охлаждения, называемый закалкой, при котором ключ погружается в нагретое масло для точного контроля времени охлаждения. Закалка — это немедленно следующий процесс нагрева и охлаждения с различными параметрами. Термообработка укрепляет ключ, закалка не дает ему стать слишком хрупким.
Многие считают термообработку самой сложной частью производственного процесса. «У каждого материала свой рецепт термообработки», — сказал Дин. «Вы сообщаете своему специалисту по термообработке, какой материал и какая у него желаемая твердость, и он предлагает кривую. Реальная проблема в том, что вы не можете охлаждать его слишком быстро, потому что металл может расслоиться или образовать микротрещины. Обычно это делается в более горячем масле, чтобы замедлить охлаждение».
Процесс термообработки может занять несколько часов, и это очень специфическая формула, которую может быть сложно правильно применить, поэтому всегда есть приемлемое отклонение. После термообработки ключи проверяются твердомером, чтобы убедиться, что они находятся в пределах требуемого допуска.
