Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Вопрос «из какого материала делают калибры» имеет один устойчивый ответ: из закалённых инструментальных сталей, а для наиболее ответственных и массовых калибров — из твёрдых сплавов. Материал измерительного инструмента должен сочетать высокую твёрдость, износостойкость, размерную стабильность и способность к тонкой доводке рабочих поверхностей. Именно эти свойства определяют, будет ли калибр-пробка или калибр-скоба сохранять исполнительный размер после многих тысяч контактов с деталью.
Ниже разобрано, какие марки сталей и сплавов применяют для калибров, почему их подвергают закалке и стабилизирующей обработке, какими покрытиями упрочняют измерительные поверхности и как материал связан с видом калибра и его классом точности. Терминология и общие понятия приведены по ГОСТ 27284-87 «Калибры. Термины и определения».
Калибр — средство контроля, воспроизводящее геометрические параметры элемента изделия, заданные его предельными размерами, и контактирующее с ним по поверхностям, линиям или точкам (по ГОСТ 27284-87). У рабочих проходных калибров нормируется не только допуск на изготовление, но и допуск на износ: измерительная поверхность неизбежно истирается при контроле, и от стойкости материала прямо зависит срок службы инструмента до выхода за пределы поля допуска. Поэтому к материалу калибра предъявляют комплекс жёстких требований.
Ни одна конструкционная сталь не удовлетворяет этим требованиям одновременно — поэтому калибры делают из инструментальных сталей и твёрдых сплавов с обязательной термообработкой.
Основной материал калибров — инструментальная сталь: легированная по ГОСТ 5950-2000 и нелегированная (углеродистая) по ГОСТ 1435-99. Обе группы после закалки дают высокую твёрдость; различаются они прокаливаемостью, склонностью к короблению и стабильностью размеров.
ГОСТ 5950-2000 «Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали» — действующий стандарт, пришедший на смену ГОСТ 5950-73. Стали группы I по этому стандарту прямо предназначены для холодной обработки и измерительного инструмента. Для калибров наиболее характерны марки с малым короблением при закалке.
Ключевая марка — ХВГ. Легирование хромом, вольфрамом и марганцем обеспечивает минимальные объёмные изменения при закалке, что критично для длинных пробок, резьбовых калибров и инструмента с большим отношением длины к сечению. Наряду с ХВГ применяют стали X и 9ХС.
ГОСТ 1435-99 «Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали» — действующий стандарт на углеродистые марки У7…У13 и их высококачественные аналоги (с буквой «А»). Для калибров применяют высокоуглеродистые марки У10А и У12А. В справочной части стандарта они прямо отнесены к материалам для гладких калибров, а также плашек, надфилей и простого измерительного инструмента.
Углеродистые стали У10А и У12А из-за невысокой прокаливаемости и большей склонности к короблению применяют преимущественно для несложных калибров небольших размеров и пониженных классов точности. Для ответственных и крупных калибров предпочтительнее легированные стали.
Хромистая подшипниковая сталь ШХ15 по ГОСТ 801-78 применяется и для измерительного инструмента: после сфероидизирующего отжига и закалки она даёт однородную мелкозернистую структуру, высокую твёрдость и хорошую полируемость. Такой материал используют, в частности, для резьбовых калибров.
Там, где нужен максимальный ресурс — при массовом контроле или при работе по абразивным поверхностям — калибры и их сменные вставки делают из твёрдого сплава. Наиболее применимы вольфрамокобальтовые сплавы группы ВК по ГОСТ 3882-74: карбид вольфрама, связанный кобальтом. Цифра в марке указывает массовую долю кобальта: ВК6 — 6 %, ВК8 — 8 %.
Меньшая доля кобальта повышает твёрдость, но снижает вязкость; поэтому для точечного и линейного контакта, где нужна максимальная износостойкость и чистота поверхности, выбирают мелкозернистые модификации (М, ОМ). Оснащение твёрдым сплавом повышает стойкость калибра в несколько раз по сравнению со стальным.
вставкой из твёрдого сплава
Материал калибра «работает» только после термообработки. Технологическая цепочка для стального калибра включает закалку, обработку холодом и отпуск (старение), после которых выполняют окончательное шлифование и доводку.
Именно сочетание обработки холодом и низкотемпературного старения обеспечивает размерную стабильность калибра. Без них закалённая сталь сохраняет остаточный аустенит и внутренние напряжения, из-за чего исполнительный размер меняется во времени, и калибр теряет годность ещё до износа.
Чтобы снизить расходы на изготовление и периодическую поверку калибров, измерительные поверхности дополнительно упрочняют. Наиболее распространённый способ для стальных калибров — твёрдое хромирование.
Электролитическое хромовое покрытие повышает твёрдость поверхности, снижает трение и защищает от коррозии. Толщину слоя назначают с запасом на износ: покрытие делают несколько толще поля допуска, чтобы по мере истирания под слоем хрома сохранялся резерв. При износе рабочую поверхность можно перешлифовать и заново хромировать, восстанавливая размер.
Для ряда легированных сталей применяют азотирование — диффузионное насыщение поверхности азотом, повышающее твёрдость и износостойкость без дополнительной закалки. Следует учитывать: высокохромистые стали (с содержанием хрома около 12 % и выше) азотируются плохо, поскольку оксидная плёнка хрома препятствует диффузии азота.
Материал и термообработка задают итоговые характеристики измерительных поверхностей. Для калибров из закалённой стали твёрдость измерительных поверхностей обычно лежит в диапазоне HRC 60–64. Параметры шероховатости нормируются по ГОСТ 2789-73; для калибров характерна очень низкая шероховатость — поверхности доводят притиркой и полированием, так что параметр Ra измеряется сотыми долями микрометра.
Допуски и отклонения гладких калибров для размеров до 500 мм устанавливает ГОСТ 24853-81. Стандарт задаёт поля допусков на изготовление калибра и допуск на износ проходной стороны в зависимости от квалитета контролируемой детали. Материал и его износостойкость должны обеспечивать сохранение размера в пределах этого допуска на протяжении всего срока эксплуатации.
Выбор материала связан с типом калибра и характером контакта с деталью. По ГОСТ 27284-87 различают калибры с поверхностным контактом (пробки), линейным (скобы) и другими видами контакта. Конструктивно распространены цельные, двусторонние и регулируемые калибры.
Регулируемые (листовые) калибр-скобы изготавливают из листовой стали толщиной порядка нескольких миллиметров: чем толще лист, тем выше жёсткость и, соответственно, точность измерения. Жёсткость важна, поскольку деформация скобы при контроле напрямую вносит погрешность.
При назначении материала калибра ориентируются на класс точности, размер, ожидаемый объём контроля и характер контролируемых поверхностей.
Типичная ошибка — выбор материала без учёта коробления при закалке. Для длинных пробок и резьбовых калибров нужна сталь с минимальной деформацией (ХВГ); применение обычной углеродистой стали приводит к искажению геометрии после термообработки.
Преимущественно из закалённых инструментальных сталей: легированных по ГОСТ 5950-2000 (ХВГ, X, 9ХС) и углеродистых по ГОСТ 1435-99 (У10А, У12А). Для наиболее ответственных и массовых калибров применяют твёрдые сплавы группы ВК по ГОСТ 3882-74, а также подшипниковую сталь ШХ15 по ГОСТ 801-78.
Потому что после закалки она обеспечивает высокую твёрдость (около HRC 60–64), износостойкость и способность к тонкой доводке. Конструкционные стали таких свойств не дают, а калибр должен сохранять исполнительный размер при многократном контакте с деталью.
Сталь ХВГ легирована хромом, вольфрамом и марганцем и даёт минимальное коробление при закалке. Это важно для длинных пробок и резьбовых калибров. Углеродистые У10А и У12А дешевле и проще, но сильнее деформируются и хуже прокаливаются, поэтому их применяют для несложных калибров небольших размеров.
Чтобы перевести остаточный аустенит в мартенсит. Нераспавшийся аустенит со временем превращается самопроизвольно и меняет размеры калибра. Обработка холодом вместе со стабилизирующим старением обеспечивает размерную стабильность инструмента.
Для калибров из закалённой стали твёрдость рабочих поверхностей обычно составляет около HRC 60–64. Твёрдосплавные вставки из сплавов группы ВК имеют твёрдость порядка 88–90 HRA.
Твёрдое хромирование повышает твёрдость и износостойкость измерительных поверхностей, снижает трение и защищает от коррозии. Толщину покрытия назначают с запасом на износ, а при истирании поверхность можно перешлифовать и заново хромировать, восстановив размер.
Из вольфрамокобальтовых сплавов группы ВК по ГОСТ 3882-74 (ВК6, ВК8 и их мелкозернистые модификации) — карбида вольфрама со связкой из кобальта. Такие калибры или их сменные вставки применяют при массовом контроле для повышения ресурса в несколько раз.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.