Jeg har altid nydt at se en smed arbejde. Det er en kunstform og en fascinerende proces at se dem trække glødende metal fra smedjen, for så et par minutter senere med nogle dygtige hamring og formning at se en hverdagsgenstand tage form. Der er bare noget spændende over det, lige fra duften af ild til det rødglødende metal til hammerens rytmiske klirren.
I gamle dage var en smed kendt for at lave værktøj, hestesko, vogndele, landbrugsredskaber og alt muligt af metal. Men på det tidspunkt, hvor bilen ankom og skabte behovet for automekanik og specifikke autoværktøjer, havde den industrielle revolution allerede ændret verden med udviklingen af maskiner og processer for at minimere manuelt arbejde og øge produktionen af produkter. Og det er ikke det eneste, der har ændret sig.
Nutidens værktøjer er bygget til at modstå stressniveauer langt over niveauet for år siden, og som bilteknikere stoler vi på det. Langt fra hammeren og ambolten, er dagens fremstillingsverden et fascinerende emne, der snoer udviklingen af videnskab og teknologi sammen til en dynamisk proces.
Skruenøgler er et af vores mest brugte værktøjer, og de kan tage alvorligt misbrug, så jeg tænkte, at det var et perfekt tidspunkt at tage et førstehånds kig på, hvordan de er lavet. Her er en gennemgang.
Individuelle virksomheder har deres egne specifikke formler og procedurer, men de vigtigste trin i processen er generelt de samme. Det hele starter med materialet.
De fleste skruenøgler er lavet af et legeret stål, og mere specifikt 6140 Chrome Vanadium stål. Årsagen er, at 6140 Chrome Vanadium er et gennemprøvet materiale til produkter, der kræver både styrke og holdbarhed. Selvom disse to aspekter i første omgang kan synes at være en i samme, er de to forskellige ting.
Styrke er en egenskab, der betyder, at et materiale kan modstå en betydelig kraft, og holdbarhed er en egenskab, der betyder, at det kan modstå den kraft igen og igen.
"Når du vælger en legering til at lave et værktøj af, skal du tænke på slutbrugen. Den type materiale, du skal lave en hammer af, er anderledes end den, du skal lave en skruenøgle af."sagde Paul Dean, VP of Operations, Grey Tools."Du vælger et materiale, der skal give de egenskaber, som slutbrugsværktøjet kræver. Når du tænker på en skruenøgle, skal den være stærk, så den ikke forvrænger, og den skal være holdbar, så den ikke slides. Kromvanadium er et almindeligt materiale, men vi bruger det alle på grund af de fælles egenskaber i det."
Da skruenøgleproducenter modtager materialer i store mængder, for eksempel lange stålstænger, skæres disse stænger som en præproduktionsproces til bestemte størrelser, og derefter sandblæses de ofte for at fjerne eventuelle urenheder, der kan påvirke produktionsprocessen. Billetten, på det tidspunkt kun et stykke metal, opvarmes derefter tæt på sin smeltetemperatur.
Derefter er det faldsmedet, en proces, der tager den varme barre og former den til en groft smedning. Den ru smedning giver dig den form, du ønsker, men ikke nødvendigvis alle de dimensioner, du har brug for. Ved fremstilling af skruenøgler kan der laves mere end én størrelse af samme smedning. Smedningsprocessen er ofte kun et trin, men det kræver nogle gange mere end et afhængigt af skruenøglens konfiguration, og nogle producenter bruger en nitrogenatmosfære under dele af den for at beskytte stålets renhed mod den omgivende ilt, hvilket kan forårsage brandsår og slagger.
Smedegodset afkøles hurtigt af sig selv, men flyttes derefter til næste trin af udglødning. Udglødning er en form for varmebehandling, som ændrer metallets fysiske egenskaber for at blødgøre det som forberedelse til efterbehandlingstrinene.
Næste i rækken er broaching, en specifik bearbejdningsproces, som er den mest almindelige måde at dimensionere de åbne og indkapslede ender på nøglerne på. En broach er et metalbearbejdningsværktøj, der har en række tænder, som øges i størrelse i små trin, og pulled broaching er den mest almindelige proces for skruenøgler, hvor brochen trækkes igennem, indtil du får den størrelse, du ønsker.
Nu er det tid til at stemple skruenøglen, som inkluderer dimensionering, varenummer og firmanavn, og dette gøres normalt på en hulpresse. Efter smedning udglødes en skruenøgle, så den er så nok til at acceptere materialefjernelse og stempling, men efter stempling behøver metallet ikke mere arbejde fra et molekylært synspunkt med at flytte eller forme metallet.
Nu går det videre til varmebehandling. Alle skruenøgler er varmebehandlet for at opfylde de hårdhedsstandarder, der er fastsat af både amerikanske og internationale styrende samfund. Minimum og maksimum hårdhedsniveauer er meget specifikke. En skruenøgle må ikke være for blød, hvor den potentielt ville runde af under brug, og ikke for hård, hvilket får den til at blive skør. Varmebehandlingsprocessen, som er en kritisk og meget videnskabelig del af fremstillingen, følges ofte og kombineres med bratkøling og temperering.
Et eksempel er varmebehandling, som opvarmer skruenøglen og tillader absorption af kulstof i overfladelaget, efterfulgt af en afkølingsproces kaldet quenching, som dypper det i en opvarmet olie for præcist at kontrollere afkølingstiden. Temperering er så en umiddelbar efterfølgende opvarmnings- og afkølingsproces med forskellige parametre. Varmebehandling styrker skruenøglen, temperering forhindrer den i at blive for skør.
Mange betragter varmebehandling som den mest komplicerede del af fremstillingsprocessen. "Hvert materiale har en anden opskrift på varmebehandling," sagde Dean. "Du fortæller din varmebehandler, hvad materialet er og den ønskede hårdhed, og de vil komme med en kurve. Det virkelige problem er, at du ikke kan afkøle det for hurtigt, fordi metallet kan have delaminering eller mikrorevner. Det er generelt gjort. i varmere olie for at bremse afkølingen."
Varmebehandlingsprocessen kan tage timer, og det er en meget specifik formel, som kan være svær at få den rigtige på, så der er altid en acceptabel afvigelse. Efter at skruenøglerne er varmebehandlet, kontrolleres de med en hårdhedstester for at sikre, at de er inden for den påkrævede tolerance.
