Где нельзя использовать нержавеющие саморезы

Если нержавеющий саморез не вкручивается в сталь — это не брак, это — недостаток опыта и квалификации

Обращение с вопросом, почему нержавеющие саморезы А2/А4 «не сверлят» — одна из самых популярных историй, среди менеджеров компаний, продающих крепеж. Человек берет нержавеющий саморез, прикладывает к стальному профилю, нажимает на курок шуруповерта — и вместо энергичного вкручивания получает проблему — метиз закусывает, витки резьбы «слизываются», а дальше либо сорванная головка и возня с выкручиванием, либо новая попытка с тем же результатом. По итогу к продавцу улетает гневная рекламация, а по знакомым расходится слух, что такой-то магазин продает некачественный товар.

Советуем не спешить с выводами, а дочитать этот текст до конца.

Твердость и мягкость сталей — не просто цифры на упаковке

Нержавеющие стали марок А2 (AISI 304) и А4 (AISI 316) — аустенитные сплавы. Их ключевые легирующие элементы: хром в количестве от 15 до 20% и никель не менее 8%. Именно это сочетание создает на поверхности металла тонкую, но стойкую оксидную пленку, которая умеет самостоятельно восстанавливаться при повреждении, и в этом ее суть — коррозионная защита без покрытий, без цинка, без ухода. Именно поэтому нержавеющий крепеж незаменим там, где метизы с цинковым покрытием рано или поздно сдаются.

Но есть нюанс: коррозионная стойкость достигается за счет сокращения углерода, который отвечает за твердость стали, а в нержавейке его всего 0,1%. В то же время в конструкционной углеродистой стали Ст3, из которой делают профили, балки и листовой металл, содержит 0,14–0,22% углерода — она кратно тверже аустенитной нержавеющей стали.

Но решающее значение имеет даже не состав, а термообработка: стандартный саморез по металлу из углеродистой стали проходит закалку, достигая твердости 450–600 HV. Нержавеющий саморез из аустенитной стали закалить нельзя — структура сплава этого не допускает, поэтому его твердость остается в пределах 160–200 HV. Разница в 3–4 раза — это разница между инструментом, созданным, чтобы резать, и инструментом, который предполагает просто вкручивание без сопротивления.

Что говорит стандарт

Сказанное выше не субъективная оценка, а результаты строгих расчетов, зафиксированные в нормативной документации. ГОСТ ISO 3506-4-2014, регламентирующий механические свойства саморезов из нержавеющих сталей, в пункте 6.4 прямо устанавливает условия испытания на вкручивание: испытательная пластина для нержавеющих саморезов из аустенитных сталей должна быть изготовлена из алюминиевого сплава твердостью 80–120 HV.

Алюминий, а не сталь! Стандарт подтверждает работоспособность нержавеющего самонарезающего крепежа только при работе с алюминиевыми сплавами и аналогичными по мягкости материалами. Все остальное выходит за рамки возможного применения, и попытка вкрутить такой саморез в стальной профиль неизбежно и предсказуемо приведет к его разрушению.

Задиры

Есть еще одна причина, о которой, в силу ее неочевидности, говорят реже, — задиры или галлинг, локальное холодное сваривание поверхностей под действием давления. Если просто: из-за трения, при вкручивании самореза происходит деформация резьбы со взаимным переносом материала, заканчивающаяся заклиниванием. Мягкость нержавеющей стали в этом случае только усиливает негативный эффект.

При этом стоит учитывать, что высокая скорость вращения и отсутствие смазки, располагает саморез к закусыванию, даже при вкручивании в такую же нержавеющую сталь. Что говорить об углеродистых сплавах, где к задирам добавляется разница в твердости: основание разрушает витки, прежде, чем резьба в нем успевает сформироваться.

Где можно использовать саморез из нержавеющей стали

Если материал по твердости сопоставим с алюминием или мягче, саморез из нержавеющей стали без проблем справится с задачей.

Саморезы DIN 7981 и DIN 7982 из нержавеющей стали марок А2 и А4 отлично подходят для работы с деревом любых пород, ДСП, фанерой, пластиком, стеклопластиком, а также с тонколистовым алюминием и другими мягкими цветными сплавами.

В тонколистовой металл толщиной до 0,7–0,9 мм острый нержавеющий саморез может войти без предварительного сверления — при условии, что металл достаточно мягкий: алюминиевый профиль, оцинкованная сталь легкого класса. Кровельные и фасадные работы с алюминиевой подконструкцией, монтаж деревянных элементов в морском климате, крепление облицовочных панелей к алюминиевым каркасам — все это законные области применения нержавеющего самонарезающего крепежа.

По стальному профилю, листовой конструкционной стали, оцинкованным элементам толщиной от 1 мм и выше нержавеющий саморез работать не будет — независимо от марки, производителя и цены. Это конструктивное ограничение, а не производственный брак.

Как быть с твердыми основаниями? Биметаллические саморезы!

Задача «нержавейка снаружи, сталь внутри» решается биметаллическими саморезами.

Их конструкция разделяет функции между двумя материалами: тело самореза и резьбовая часть выполнены из нержавеющей стали А2 или А4, а бур-наконечник — из термически обработанной закаленной углеродистой стали. Закаленный наконечник без труда входит в стальное основание, сверлит и нарезает резьбу, после чего работу принимает нержавеющее тело — обеспечивая долговечность соединения в агрессивной среде. Это стандартное решение для крепления кровельного профлиста и металлочерепицы к стальной обрешетке, монтажа фасадных кассет к стальным направляющим, работы с сэндвич-панелями.

Если требования к коррозионной стойкости не столь высоки — конструкция эксплуатируется в закрытом помещении или в условиях умеренной влажности без прямого контакта с агрессивной средой, — достаточно оцинкованных саморезов по металлу из углеродистой стали. Саморезы «Клоп» со сверловым наконечником легко соединяют металлические профили толщиной до 2 мм без предварительной засверловки, а саморезы с пресс-шайбой и буром подходят для большинства задач при кровельном и фасадном монтаже на стальном основании. Для объектов на побережье, бассейнов и промышленных зданий с хлоридной средой единственный оправданный выбор — биметалл на основе сплава А4.

Как не ошибиться

В 90% случаев при выборе крепежа для металлических конструкций помогут ответы на три вопроса.

Саморез из нержавеющей стали — это не «лучший саморез по металлу», а узкоспециализированный крепеж для конкретных материалов. Там, где он используется по назначению — для работы с деревом, алюминием, пластиком в открытых условиях, — он незаменим. Однако, если конструкция предусматривает стальную основу, правильный выбор — биметаллический или оцинкованный саморез с закаленным рабочим наконечником.