TAKIM ÇELÝKLERÝEL KÝTABI

Saðlam Metal tarafýndantakým çelikleri kullanýcýlarý için hazýrlanmýþtýr.

Tel: (0212) 671 23 31 (PBX) Faks: 549 59 75 www.saglammetal.com

VII. BaskýEylül 2006

Yayýn No.: 4

Bu kitabýn yayým hakký Saðlam Metal'e aittir. Kitabýn hiç bir bölümü elektronik, mekanik,

fotokopi vb. yollarla kopya edilip veya kullanýlamaz.izin alýnmadan

deðiþtirilip

Hakan KOÇAKMetalurji Yük. Mühendisi

Grafik, baský : Yonca Ajans - Ofset Matbaacýlýk Ltd. Þti.Tel: : (0212) 544 82 17

Bu kitabý

Hep daha iyi,

Hep daha verimli olaný bulmada

ÇELÝK GÝBÝ YÜREÐÝ OLANLARA ÝTHAF EDÝYORUZ ...

Ýçindekiler

Önsöz .........................................................................

Takým Çelikleri ile Ýlgili Terimler

Kalýbýn Tasarýmý ve Ýþlenmesi

Soðuk Ýþ Çelikleri

Plastik

Sýcak

Isýl Ýþlem

Bilgi Sayfalarý

...................................... 5

Dörrenberg Edelstahl ....................................................................... 6

Saðlam Metal Satýþ Programý ................................................. 9

................................................. 11

.................................................... 23

.................................................................................... 35

Kalýp Çelikleri ........................................................................... 47

Ýþ Çelikleri ..................................................................................... 55

.......................................................................................................... 71

............................................................................................. 83

00

00

00

0

0

0

0

0

0

0

Bölüm - 1

Bölüm - 2

Bölüm - 3

Bölüm - 4

Bölüm - 5

Bölüm - 6

Bölüm - 7

7. Baskýya Önsöz

Ýþ ve insan bir bütünün ayrýlmaz iki parçasý... Ýþ olmadan insan, insan olmadan iþ olmuyor. Teknoloji ne kadar geliþse de insan faktörü hep ön planda, önemi hiç azalmýyor, hatta artýyor da... Ýnsanýn teknoloji ile buluþtuðu günden bu yana, her þey gibi malzeme de geliþiyor. Geliþen koþullarda insan, teknoloji ve malzemeye hükmederek olaðanüstü iþler baþarýyor. Hepsi hayatýmýzý daha da kaliteli ve kolay kýlmak için...

Bu kadar teknoloji ile iç içe olunca yapýlan iþin kalitesi, ömrü, saðladýðý fayda gibi deðerlendirmeler de belirginleþmeye baþlýyor. Malzemeyi doðru kullanmak da iþte bu noktada önem kazanýyor. Malzemenin doðru ve yerinde kullanýlmasý baþarýyý da birlikte getiriyor. Baþarýlý iþlerin arkasýnda hep doðrular görünmeye baþlýyor.

Biz de Saðlam Metal olarak içinde bulunduðumuz sektöre bir nebze olsun hizmet edebilmek, sektörde çalýþanlara yol göstermek, onlarýn baþarýlarýna katkýda bulunmak amacý ile bir bilgi kaynaðý hazýrlama zorunluluðunu kendimizde hissettik ve bu amaçla bu kitabý hazýrlayarak iþini doðru ve kaliteli yapanlarýn sayýsýný arttýrmaya çalýþtýk.

Ýlk baskýsýný 1998 yýlýnda yaptýðýmýz bu kitap oldukça yoðun ilgi gördü ve beðeni kazandý. Bu bizi daha da cesaretlendirdi. Gelen olumlu tepkiler doðrultusunda, son dönemde sektörün ilgisini kazanan yeni nesil malzemelerin de ilavesini yaparak güncelliðini korumaya çalýþtýk.

Ýngilizce, Almanca ve Romence dillerine de çevrilmiþ olan kitabýmýzýn güncellenmiþ 7. baskýsý ile sizlere hizmet etmenin gururunu yaþýyoruz. Bir baþka gururumuz da 2006 Mayýs ayýnda basýlan "Bakýr Alaþýmlarý El Kitabý" dýr.

Baþka yayýnlarda görüþmek üzere ...

7 Eylül 2006

Saygýlarýmla

Hakan KOÇAKMetalurji Yük. Mühendisi

DÖRRENBERG EDELSTAHL

Dörrenberg Edelstahl, Almanya Engelskirchen'de Agger nehri boyunca kurulu dört adet fabrikadan oluþmaktadýr. 300 yýldan bu yana çelik üretimi yapan þirketin fabrikalarý :

1- Takým Çelikleri ve Özel Alaþýmlý Çelikler Fabrikasý: Çelik ergitme konusunda son teknoloji olan DETEM teknolojisi ile üretim yapar. Ürettiði ingotlarý, Alman çelik imalatçýlarý baþta olmak üzere bir çok çelik imalatçýsýna satabilmektedir. Fabrikanýn ürettiði ingotlar hem Alman piyasasýnda hem de uluslararasý piyasalarda çok tutulmaktadýr.

2- Takým Çelikleri Döküm Fabrikasý: Büyük kalýplarý (örneðin otomobil karoseri kalýplarý) döküm yolu ile üretir. Bu konuda Almanya'nýn en önemli imalatçýsýdýr.

3- Isýl Ýþlem ve Yüzey Kaplama Fabrikasý: Birçok ilklere imza atýlan tesiste ýsýl iþlem vakum fýrýnlarýnda yapýlmaktadýr.

4- Hassas Döküm Fabrikasý: Çok karýþýk þekilli parçalarý döküm yolu ile üretir. Dünyaca bilinen Alman savunma, gýda ve otomotiv þirketleri bu tesiste özel parçalar döktürürler.

Dörrenberg Edelstahl - Çelik ve hizmet bir arada ...

Mayýs 2006

temin eder.

Mayýs 2006

temin eder.

TAKIM ÇELÝKLERÝ ÝLE ÝLGÝLÝ TERÝMLER

Bölüm 1

TAKIM ÇELÝKLERÝ ÝLE ÝLGÝLÝ TERÝMLER

Mükemmel bir kalýbýn yapýmý için takým çelikleri ile ilgili bütün ayrýntýlarý bilmek gerekmez. Fakat bazý çok bilinen terimleri önemsememek de, bir toplantý sýrasýnda veya bir yazý okurken insaný güç durumlarda býrakabilir.

Özellikle takým çeliklerinin seçiminden, satýn alýnmasýndan veya bunun iþlenmesinden sorumlu kiþiler için bu terimler çok önemlidir. Bu kiþiler sürekli olarak teknik kelimelerle dolu bir baraj içerisindedirler. Reklam veya ilan okurken, satýcýlarla, metalurjistlerle ve diðer mühendis-lerle konuþurken, sürekli bu terimler karþýlarýna çýkar.

Kalýpçý, satýn almadan sorumlu kiþinin, çeliðin yanýnda daha bir çok ürünü de almasý gerektiðini bildiðinden bunlarýn hepsinde bir uzman gibi davranmasýný bekleyemez. Düþük fiyatlarýn etkisiyle veya mamülün aþýrý derecede övülmesi karþýsýnda satýn almacý kalýphaneye baðýmlý olur. Kalýpçý da çeliðin kullanýlmasýyla elde edilen tecrübeyi satýn almacýya bildirmelidir. Eðer kalýpçýnýn takým çelikleri konusunda yeterli bilgisi yoksa satýn almacý hem kalýphaneyi hem de üretimi rahatlatabilecek yeni geliþtirilen çeliklerin özelliklerini anlayamayacak veya sadece ucuz olduðu için baþka bir çeliði alarak baðlý olduðu þirketi büyük bir sýkýntýya sokacaktýr.

Aþaðýda kalýbýn tasarýmýndan, imalinden, ýsýl iþleminden, takým çeliklerinin seçiminden ve satýn alýnmasýndan sorumlu kiþilerin bilmesi gereken terimler sýralanmýþtýr.

ALAÞIM (Alloy) : En az bir tanesi metal olan iki veya daha fazla elementin meydana getirdiði, ayrýlamayan bileþiktir. Örneðin demir bir elementtir. Karbon ile bir araya geldiðinde çeliði oluþturur. Çelik bir alaþýmdýr.

ALAÞIM ELEMENTLERÝ (Alloying Elements) : Metallere bazý özellikleri kazandýrmak için ilave edilen elementlerdir.

13

Silisyum (Si)

Karbon (C)

Krom (Cr)

Mangan (Mn)

Molibden (Mo)

Nikel (Ni)

Wolfram (W)-(Tungsten)

Vanadyum (V)

Kobalt (Co)

% 0.3'e kadar tüm çeliklere ilave edilir. Oksijen uzaklaþtýrýcý etkisi vardýr.

Daha yüksek oranlarda çeliðin esnekliðini artýrýr.

Sertliði, aþýnma dayanýmýný artýrýr, sünekliði düþürür.

Çeliðin sertleþebilirliðini, aþýnma dayanýmýný ve sýcaklýða mukavemetini artýrýr.

%13'ten fazla oranlarda korozyon dayanýmý saðlar.(Paslanmaz Çelikler)

Sertleþebilirliði artýrýr, kükürdün zararlý etkisini azaltýr. Aþýnma dayanýmýný artýrýr.

Sertleþebilirliði, aþýnma dayanýmýný, sýcaða mukavemeti (sýcak iþ çelikleri, yüksek hýz çelikleri

gibi) artýrýr.

Özellikle düþük sýcaklýklarda, çeliðin tokluðunu artýrýr. Krom ile birlikte korozyon dayanýmýný artýrýr.

Molibden'e benzer etkisi vardýr.

Bazý oranlarda tane küçültücü görevi yaparak çeliði toklaþtýrýr. Daha yüksek oranlarda

aþýnma dayanýmýný artýrýr.

Çeliðin sýcaklýða mukavemetini artýrýr. Bu yüzden sýcak iþ çeliklerinde ve

yüksek hýz çeliklerinde kullanýlýr.

Çelik içerisinde karbon bir alaþým elementidir. Oranlarýnýn deðiþmesi çeliðin özelliklerini deðiþtirir. Takým çeliklerinde özellikleri etkileyen en önemli alaþým elementleri önceki sayfada sýralanmýþtýr.

Bazý elementlerin analiz içerisinde mümkün olduðunca az olmasý gerekir. Oksijen, hidrojen ve azot gibi elementler çelik içerisinde boþluklar ve hatalar oluþtururlar. Fosfor, kükürt, selen ve arsenik gibi diðer elementler ise çeliðin iyi özelliklerini azaltýrlar. Çeliðin imalatý sýrasýnda bu gibi elementlerin uzaklaþtýrýlmasýna çalýþýlýr. Yeni imalat teknikleri ile bu iþlem gittikçe kolaylaþmaktadýr.

ALEVLE SERTLEÞTÝRME (Flame Hardening) : Bir kalýbýn sert olmasý gereken kenarlarýnýn veya yüzeylerinin alev tabancasý (þalamo) ile belli bir hýzda ýsýtýldýktan sonra, su veya basýnçlý hava ile sertleþtirilmesidir. 1.2312 veya 1.2738 gibi plastik kalýp çelikleri alevle ýsýtmayý takiben, havada soðutma ile kendili-ðinden 52-54 RC sertlik alýrlar.

ANALÝZ (Analyze) : Çel ið in bi leþimi s ýk s ýk kimyasal analiz yapýlarak kontrol edildiðinden, analiz terimi yýllardýr çeliðin kimyasal bileþimi anlamýyla ayný tutulmuþtur. Yani bir çelik % 1.00 C (karbon) ve % 1.50 Mn (mangan) içerdiðinde, bu çeliðin analizinin % 1.00 C ve % 1.50 Mn þeklinde olduðu söylenir. Demir miktarý çoðunlukla belirtilmez. Bu durumda analizin geri kalan kýsmýnýn demir olduðu anlaþýlýr. Karbon, mangan ve demir kimya biliminde elementler olarak bilinir.

Bazý elementlerin çok küçük miktarlarýnýn çeliðin özellikleri üzerine büyük etkisi vardýr. Bu yüzden analizin çok hassas ölçülmesi ve bilinmesi gerekir. Analiz yüzde olarak bildirilir.

Karbon % 1.00Mangan % 1.50Bu iki elementin içerikleri çok hafif bir þekilde deðiþse bile; bunun da belirtilmesi gerekir.

Örneðin:

Karbon % 1.02Mangan % 0.48

BASMA DAYANIMI (Compressive Strength) : Bir malzemenin belli bir basma yükü altýnda þekil deðiþtirmeye baþladýðý nokta, o malzemenin basma mukavemetidir. Basma deneyi ile tespit edilir. Aðýr yükler altýnda çalýþan, darbenin söz konusu olmadýðý kalýplarda ve merdanelerde çeliðin basma dayanýmýnýn mümkün olduðunca yüksek seçilmesi gerekir.

1.2738

(Plastik Kalýp Çliði)

e

2-3 mm2-3 mmRC 52-54

Sýcaklýko820 - 900 C o45

eþ m

S rtletir

e

Yönü

Þalamo

Sertleþtirilmiþbölgenin altý

14

BEYNÝT (Bainit) : Sertleþtirilmiþ çeliklerde bulunan bir yapý çeþididir. Kýrýlgan olmasý nedeniyle oluþumu istenmez. Oluþmasýný önlemek için çeliðin soðutma hýzý deðiþtirilir.

ÇEKME DAYANIMI (Tensile Strength) : Bir malzeme her iki ucundan çekme gerilmeleri ile çekildiðinde, kalýcý þekil deðiþiminin baþladýðý noktadaki çekme gerilmesi o malzemenin çekme dayanýmýdýr. Çekme deneyi ile tespit edilir. Bazý çelikler çekme dayanýmlarý ile bilinirler. Örneðin St 37 (çekme dayanýmý 37 kg/mm²), St 52 (çekme daya-nýmý 52 kg/mm²).

Aþaðýdaki þekilde çekme deneyi sýrasýnda numune üzerinde meydana gelen deðiþimler gösterilmektedir. Boyun verme noktasýnda numune çekme gerilmesine dayanamayýp herhangi bir noktadan daralmaya baþlar. Kýrýlma noktasýnda bu daralma kopma ile sona erer. Her malzemenin çekme gerilmeleri karþýsýnda seyri farklýdýr.

Çekme dayanýmýnýn takým çeliði kullanýcýsý açýsýndan önemi þudur: Çekme kuvvetlerinin olduðu bazý kalýplarda veya parçalarda sadece sertliðe baðlý olarak gözlem yapmak yanýltýcý olur. Bir malzemenin analizinin ve sertliðinin uygun olmasý çekme dayanýmýnýn da uygun olacaðý anlamýna gelmez. Çünkü ayný sertliðe sahip olup da farklý çekme dayanýmlarý olabilen bir çok çelik cinsi vardýr. Sertlik deneyinden sonra en çok baþ-vurulmasý gereken deney çekme deneyidir.

ÇEKME DENEYÝ (Tensile Test) : Çeliðin çekme gerilmelerine karþý dayanýmýný belirlemek için yapýlan deneydir. Yalnýz çekme dayanýmýný deðil, ayný zamanda çeliðin uzama oranýný dolayýsýyla sünekliðini, akma dayanýmýný (çeliðin, kalýcý þekil deðiþ-tirmeye baþladýðý noktadaki geril-me), kýrýlma noktasý gibi verilerin de elde edilebildiði bir deneydir.

55 RC sertlikteki bir çelikteBeynit yapýsýnýn görünümü

Akm

a D

aya

ným

ý

Ge

rilm

e

Boyun Verme Baþlar

Kýrýlma

Þekil Deðiþimi

Çe

km

e D

aya

ným

ý

Gerilme - Þekil deðiþimi eðrisi

Çekme deneyi aygýtý

ÇekmeÇubuðu

Hareketli kafa

Yükleyici

15

ÇELÝK (Steel): Her türlü istenmeyen elementlerden ve bileþimlerden arýndýrýlmýþ, % 1.5'den daha az karbon (C) içeren demir alaþýmýdýr. Farklý üretimlerle, alaþýmlama ile veya uygun ýsýl iþlem sayesinde istenilen niteliklerde çelik elde edilebilir. Yüksek dayanýma sahip olduðundan ve ucuza üretilebildiðinden imalat teknolojisinde genel kullanýma sahip bir malzemedir. Su verme ile sertleþtirilebilmesi özelliði çok iyi bilinir.

Çelik içerdiði karbon ve alaþým elementlerine göre 2 ana gruba ayrýlýr.

Karbon Çelikleri (Carbon Steels) : Ýnþaat demirleri, profiller, teller, saclar daha çok St ile anýlýrlar. Orta ve yüksek karbonlu olanlarda kükürt daha düþüktür. Rahat iþleme, temiz yüzey, belli ölçülerde bulunabilme, ýsýl iþleme elveriþlilik, eðilme, bükülme, derin çekilebilme gibi özelliklere sahiptir.

Alaþýmlý Çelikler (Alloyed Steels) : Yüksek nitelikli makina imalat ve takým çelikleridir.

DARBE DAYANIMI (Impact Strength) : Çeliklerin çekme, basma ve burulma yükleri altýndaki davranýþlarý, çarpma veya darbe gibi yükler altýndaki davranýþlarýndan tamamýyle farklýdýr. Darbe dayanýmý, çeliklerin darbe yükleri altýnda kýrýlmaya karþý gösterdikleri dirençtir. Ýzod Testi veya Charpy Testi ile ölçülür. Darbe altýnda çalýþan çeliklerin darbe dayanýmýnýn yüksek olmasý istenir.

ELASTÝSÝTE (Elasticity) : Artan veya azalan yükler karþýsýnda malzemenin doðru orantýlý olarak þekil deðiþtirme kabiliyetidir. Çekme deneyi ile tespit edilir. Örnek olarak, sýcak iþ çeliklerinden yapýlan kalýplarda, sürekli ýsýl deðiþimden dolayý meydana gelen gerilmelerin kýrýlma yaratmamasý için çeliðin elastisitesinin yüksek olmasýna dikkat edilir.

GERÝLÝM GÝDERME TAVLAMASI (Stress Relieving) : Kalýplarýn iþlenmesi sýrasýnda oluþan gerilimler, tavlama iþlemi ile giderilmezse, bu gerilimler sertleþtirme esnasýnda çarpýlmalara yol açar. Özellikle karýþýk þekilli kalýplarda 600 - 650 ºC' de en az 2 saat süreyle ýsýl iþlem öncesi gerilim giderme tavlamasý mutlaka yapýlýr. Kalýp fýrýnda soðutulur.

16

Düþük Karbonlu Çelikler% C 0 - 0.25

Orta Karbonlu Çelikler% C 0.25 - 0.55

Yüksek Karbonlu Çelikler>% C 0.55

Süneklik, þekillendirilebilirlik

Kaynak kabiliyeti

Mekanik dayaným

Aþýnma dayanýmý

Tokluk

Sementasyon ile serleþtirilebilme Direk sertleþtirilebilen çelikler

Aþýnma dayanýmý

Orta Karbonlu Ýmalat veTakým Çelikleri

Düþük Karbonlu% C 0.25

Yüksek Karbonlu Takým Çelikleri

Isýl iþlem sonrasý çarpýlmalarýn yaþandýðý sýcak iþ ve soðuk iþ çeliðinden yapýlan kalýplarda tavsiye edilir. Ayrýca, belli bir baský sayýsýna ulaþmýþ alüminyum enjeksiyon kalýplarýnýn gerilim giderme tavlamasý ile kalýpta birikmiþ gerilimlerin alýnmasý kalýbýn ömrünü artýrýr.

GERÝLME (Stress) : Birim alana düþen "çekme" veya "basma" yüküdür. Çeliklerde genellikle 1 mm² ye düþen yük (kg) olarak ifade edilir. Birim, Kg/mm² dir. Çekme deneyinde uygulanan kuvvetin, numunenin kesitine olan oraný gerilmeyi verir.

GEVREKLÝK (Brittleness) : Malzemenin kalýcý bir þekil deðiþimi almadan önce çatlama veya kýrýlma özelliðidir. 1.2080 soðuk iþ çeliðinin çok gevrek bir çelik olduðu kalýpçýlarca iyi bilinir. Bu sebeple bu çeliðe alternatif olarak daha esnek çelikler geliþtirilmiþtir.

ÝNDÜKSÝYONLA SERTLEÞTÝRME (Induction Hardening) :Yüzeyin indüksiyon ile hýzla ýsýtýlmasýný takiben su verilmesidir.

KADEMELÝ SOÐUTMA (Interrupted Quenching) : Kalýbýn ostenizasyon sýcaklýðýnda bir osüre tutulduktan sonra, su verme için daldýrýldýðý sýcak banyodan (150-200 C) çýkarýlýp havada

soðutulmasýdýr. Böylelikle kalýp içerisindeki ýsý dengelenir ve gerilmeler azaltýlýr. Bu iþlemde sýcak banyo olarak tuz banyosu kullanýlýyorsa, iþlem martemperleme olarak adlandýrlýr.

KALINTI OSTENÝT (Retained Austenite) : Ostenitin martensite dönüþmeyen kýsmýna kalýntý ostenit denir. Ýstenmeyen bir yapýdýr. Çeliði gevrekleþtirir. Su verme sýcaklýðý oda sýcaklýðýnýn altýna düþürülürse, ostenitten martensite dönüþüm devam eder. Bu iþleme sýfýr altý iþlemi (Sub-Zero Treatment) denir. Kalýntý ostenit kesme yapan kalýplarda veya ezme kalýplarýnda, taþlama sýrasýnda kýlcal çatlamalar oluþturur. Gevrek dökülmeler de kalýntý ostenitin habercisidir. Darbe mukavemetini düþürdüðünden kýrýlmalara sebep olur.

KARBÜR (Carbide) : Metaller ve karbondan meydana gelen bileþiklerdir. Çeliðin içerisindeki mevcudiyetleri, çeliðin aþýnma dayanýmýný artýrýr. Cr, Mo, V ve W gibi elementler çelik içerisinde karbür yapýcý elementlerdir.

17

Zaman

Sertleþtirme

Ön

iþle

me

So

n iþle

me

Sýc

aklýk

Yüksek frekans

Trafo Isýtýcý

Sertleþtirilecekparça

MALZEME NUMARALARI : Malzeme numaralarý veri iþlenmesine elveriþli olan malzemeler için bir düzenleme sistemini ortaya koyar.

Yedi basamaklý malzeme numaralarý, malzeme ana grubu için sayý, özel iþaretleme için dört basamaklý cins numarasý ve iki ilave sayýdan meydana gelmiþtir.

Malzeme Ana Gruplarý : Malzeme ana gruplarý 0 ila 9 tanýma sayý ile gruplandýrýlýr. Cins numaralarý 0 ve 1 ana gruplarýna ait cins numaralarýnda, ilk iki basamak cins sýnýfýný tanýtýr. Cins numaralarýnýn her iki tarafa geniþleyen basamaklarý, sayýsal numaralardýr. Cins numaralarý önemli ölçüde malzemenin kimyasal bileþimine veya asýl kaynaðýna göre düzenlenir.

Ergime ve döküm cinsi ve ayrýca ýsýl iþlem durumu gibi özel karakteristiklerin ifade edilmesi için, ekleme sayýlarý öngörülmüþtür. Ekleme sayýlarýna ait ayrýntýlý ifadeler, uluslararasý bir malzeme numaralama sistemi üzerinden yapýlan iþlemlerin sonucuna göre belirlenmelidir.

Çelik ve Çelik Döküm Ýçin Cins SýnýflarýCinsSýnýflarýTemel ve Kalite Çelikleri

00

01...02

03...07

08...09

90...99

Alaþýmsýz Yüksek Vasýflý Çelikler

10

11

12

15...18

Çelik CinsleriCinsSýnýflarýTemel ve Kalite Çelikleri

20...28

32...33

34

35

36...39

40...45

47,48

49

50...84

85

Çelik Cinsleri

Ticari ve temel kalite

Genel yapý çelikleri

Alaþýmsýz kalite çelikleri

Alaþýmlý kalite çelikleri

Özel cinsler

Özel fiziksel nitelikleri olan çelikler

Yapý çelikleri

Yapý çelikleri

Takým çelikleri

Takým çelikleri

Yüksek hýz çelikleri

Aþýnmaya dayanýklý çelikler

Hadde çelikleri

Özel fiziksel nitelikleri olan demir malzemeler

Paslanmaz çelikler

Yüksek ýsýya dayanýklý çelikler

Yüksek sýcaklýk çelikleri

Yapý çelikleri

Nitrürleme (Azotlu) çelikleri

Malzeme numaralarýnýn düzenlenmesi

Malzeme ana grubu

(1. basamak)

Cins numarasý(2 ila 5 basamaklý)

Ekleme sayýlarý(6. Ve 7.

basamaklar)

Malzeme - ana gruplarTanýmaSayýsý

01234 t-89

Ana GruplarHamdemir, ferro alaþýmlarý, dökme demirÇelik ve çelik dökümDemir dýþýndaki aðýr metallerHafif metallerMetal olmayan malzemelerDahili iþletme iþareti için serbest sayý

Örnek : St 52-3 Malzeme numarasý

Cins sýnýfAna grup Sayýsal numarasý

1.0570

Kalite çeliðialaþýmsýz

Çelik St 52-3 içintesbit edilmiþ

18

Çeliklerin Gruplandýrýlmasý Ve Kullanýlmasý :

Çelik döküm dahil bütün çelikler bu grup kapsamýna girer.

MARTENSÝT (Martensite) : Çeliðin ostenizasyon sýcaklýðýndan su verilip, sertleþtirildiðinde iç yapýsýnda elde edilen yapý türlerinden biridir. Hacim merkezli tetragonal yapýlý demir içerisinde hapsolmuþ karbon atomlarýna aþýrý doymuþ katý ergiyiktir. Ýstenilen bir yapýdýr.

oNÝTRASYON (Nitriding) : Çalýþma sýcaklýklarý 600 C'yi geçmeyen kalýp ve takýmlarda obaþvurulan, yüzeye azot (N) emdirme yoluyla yapýlan yüzey sertleþtirme iþlemidir. 450 C

civarýnda yapýldýðýndan kalýp veya takýmlarda çarpýlma olmaz.

NORMALÝZASYON (Normalizing) : Çeliðin dövme veya haddeleme sonrasýnda, kabaca sertleþtirme sýcaklýðýna ýsýtýlmasý ve bu sýcaklýkta 10 - 20 dakika tutulmasý ve sonra havada soðutulmasý iþlemidir. Takým çelikleri, normalizasyonu yapýlmýþ olarak kullanýcýya sevk edilir. Ancak kullanýcý tarafýndan yanlýþlýkla ýsýl iþlem görmüþ veya taneleri kabalaþmýþ çeliklerin tanelerini inceltmek için de yapýlabilir. Karbonlu çelikliklere, az alaþýmlý çeliklere ve nadiren takým çeliklerine uygulanýr.

OSTENÝT (Austenite) : Çeliðin ýsýl iþlem görmeden önceki tavlý halinin yapýsýdýr. Su verme ile bu yapý martensite dönüþür. Yüzey merkezli kübik demir kafesi içindeki karbon veya alaþým elementlerinin meydana getirdiði bir katý ergiyiktir.

PERLÝT (Pearlite) : Ostenitin beynit ile bölgenin üzerindeki sýcaklýklarda dönüþümünden oluþan ferrit ve sementit'in lameler tabakalarýndan meydana gelen yapýdýr. Kötü bir iþleme kabiliyeti vardýr. Yumuþak tavlama ile sementit lamelleri küresel hale gelir ve iþlenmeleri kolaylaþýr.

SEMENTASYON (Carburizing) : Ýçerisinde karbon verici gazlarýn veya tuzun olduðu fýrýnda çelik yüzeyine (C) karbon emdirilmesi iþlemidir. Karbürizasyon olarak da anýlýr.

Yüzeysel sertlik kazandýran yöntemlerden biridir.

Perlit genellikle haddeleme sonrasýnda oluþan bir yapýdýr.

Yüzey Merkezli Ostenitte siyah atomlar karbon, beyaz atomlar demir atomlarýdýr.

Demirin atomik yapýlarý

a - Kübik Hacim Merkezlib - Kübik Yüzey Merkezli a b

3.57 Å2.87 Å

19

SERTLEÞEBÝLÝRLÝK (Hardenability) : Bütün çelik cinsleri için fiziksel bir ölçüdür. Bir kesitteki sertlik derinliðini ve yüzey sertleþebilirliðini ifade eder. 50 mm çaplý çeþitli soðuk iþ çeliklerinin yüzeyden merkeze doðru sertlik daðýlýmý yandaki þekilde gösterilmiþtir.

SERTLEÞTÝRME - SU VERME (Hardening) : Çeliðin cinsine baðlý olarak, belli bir sertleþtirme sýcaklýðýnda yapýyý ostenite çevirip; su, yað veya tuz banyosunda su vererek daha gergin bir yapý olan martensite geçmek sertleþtirmenin prensibidir. Yapýsal deðiþim neticesinde karbon atomu hücre içerisinde hapsolduðundan sertlik artýþý olur.

SERTLÝK (Hardness) : Metallerin özellikle çentik etkisiyle kalýcý þekil deðiþimine karþý direncidir. Takým çeliði kullanýcýlarý tarafýndan çeliðin mekanik özelliklerini belirtmek için kullanýlan ilk ölçüdür. Diðer özellikler ile birlikte deðerlendirilmesi gerekir. Örneðin, iki farklý çeliðin sertliklerinin 60 RC olmasý, ayný mekanik özelliklere sahip olduklarý anlamýna gelmez. Brinell, Rockwell, Vickers gibi sertlik ölçme testleri ile ölçülür. Bu testler arasýnda çevrim mümkündür. Ancak her sertlik biriminin ayrý ayrý uygulama alanlarý olduðu unutulmamalýdýr. Örneðin, bakýr ve alüminyum alaþýmlarý için HB veya HV, takým çelikleri için RC idealdir. Her sertlik ölçeðinin bir geçerlilik aralýðý vardýr. Örneðin, 20 RC'nin altýnda RC ölçeði geçersiz ve anlamsýzdýr.

SÜNEKLÝK : Bir metalin yük altýnda kýrýlmadan þekil deðiþtirme kabiliyetidir. Örneðin 1.2379 soðuk iþ çeliðinin sünekliði, 1.2738 plastik kalýp çeliðine göre daha düþüktür.

TANE BÜYÜKLÜÐÜ (Grain Size) : Metalleri meydana getiren en küçük hücre - birim yapý taþlarýnýn çeþitli düzenlerde birleþerek meydana getirdikleri tanelerin büyüklüðü malzemenin mekanik özelliklerine doðrudan etki eder. ASTM standardý ile anýlýr. ASTM'ye göre tane büyüklüðü 5 olan malzemede inç karedeki tane sayýsý 16, tane büyüklüðü 7 olan malzemede inç karedeki tane sayýsý 64' tür.

Malzemenin tanelerinin küçük olmasý, mekanik özelliklerini artýrýr. Tanelerin büyük olmasý malzemeyi gevrekleþtirir, daha kýrýlgan yapar.

ASTM No. 5 ASTM No. 7 1/2

X 210 Cr 12

100 Cr 6

C 105 W 1

60

50

40

30

Ø 50

Çeþitli çeliklerinsertleþebilirlik eðrileri

Se

rtlik

HR

C

20

TAVLAMA (Annealing) : Metalik malzemelerin sertliðinin düþürülmesi için, tavlama sýcaklýðýna kadar ýsýtýlan malzemenin bir süre tutulmasýný takiben, uygun bir hýzla soðutulmasý iþlemidir. Bu iþlem ile çeliðin daha iyi iþlenebilmesi ve soðuk iþlem görmesi hedeflenir. Önsertleþtirilmiþ takým çelikleri dýþýndaki çelikler yumuþak tavlanmýþ olarak kullanýma sunulur.

TOKLUK (Toughness) : Çeliðin, aldýðý darbe enerjisini kýrýlmadan absorbe edebilme kabiliyetidir. Çentikli darbe deneyi adý verilen, çentik açýlan bir numuneye vurulan darbe ile ölçümü yapýlýr. Zor kýrýlan, yani çarpma dayanýmý yüksek olan çeliðin tokluðu yüksek, kolay kýrýlan, yani çarpma dayanýmý düþük olan çeliðin tokluðu ise düþüktür. Çeliðin tokluðu yüksek; ise sünektir, çarpma yükleri altýnda kolay kýrýlmaz. Tokluðu düþük çelikler ise gevrektir.

UZAMA (Elongation) : Metalik numune her iki ucundan çekildiðinde, kýrýlmadan önce uzar. Uzama oraný her çelik için farklýdýr.

Uzama, orijinal uzunluðun yüzdesi olarak aþaðýdaki gibi ifade edilir. Genellikle % uzama ne kadar yüksek olursa, çelik o kadar sünektir; kopmaksýzýn þekillendirilebilir. Tek haneli deðerler-de kalýrsa çeliðin þekil deðiþtirebilme özelliði çok düþük olur.

YORULMA (Fatigue) : Peryodik yüklerin sebep olduðu çatlak oluþumu anlamýna gelir. Yorulma çatlamasý, genellikle ya yüzey düzgünlüðünü bozan çentik, keskin köþe girinti gibi yüzey kusurlarýnda ya da iç yapýda inklüzyon, kýlcal çatlak gibi hatalarýn ilerlemesi ile baþlar. Önce bir kýlcal çatlak oluþur. Kýlcal çatlak hemen kýrýlmaya yol açmaz. Uygulanan her çevrim ile çok yavaþ olarak ilerler. Çatlak yüzeyi bir aðaç gövdesindeki büyüme halkalarýna benzeyen iþaretler gösterir. Kýrýlma genellikle çok az veya hiç deformasyon olmadan, gevrek bir þekilde oluþur. Karbon kaybýna uðramýþ, aþýrý ýsýnmýþ yüzeylerin yüksek miktarda kalýntý ostenit ve iri tanelerin oluþumu sebebiyle yorulmaya karþý dirençleri azdýr. Karbürizasyon yapýlmýþ, nitrasyon olmuþ, alev veya indiksiyon ile sertleþtirilmiþ yüzeyler ise, daha yüksek yüzey mukavemeti ve basma mukavemeti saðladýðýndan, yorulmaya olan dirençleri fazladýr. Yüzeyi ne kadar düzgün olursa, yorulma dayanýmý o kadar yüksek olur.

2Çekme dayanýmý 900 N/mm olan çeliðin, çeþitli yüzey durumuna göre yorulma dayanýmlarý:

2• Ayna gibi parlamýþ yüzey ise çekme dayanýmýnýn % 50 si yorulma dayanýmýdýr: 450 N/mm 2• Taþlanmýþ yüzeyde bu deðer % 12 daha azdýr. 450x0.88=396 N/mm

2• Haddelenmiþ ise bu deðer % 53 daha azdýr. 450x0.47=212 N/mm2• Korozif bir ortamda çalýþýlýyorsa % 73 daha azdýr. 450x0.27= 122 N/mm

L -Lf 0

L0

X 100% uzama=

L Deneyden sonraki uzunluk f

L 0 Orjinal uzunluk

L0

L f

21

KALIBIN TASARIMI ve ÝÞLENMESÝ

Bölüm 2

TASARIM

Kalýp ve takýmlarýn tasarýmý, ekonomik olarak üretilmesi ve kullanýlmasý çok önemlidir. Üretilecek parçanýn þeklinden baþlayarak, mümkün olduðu kadar fazla üretime imkan verecek þekilde bir tasarýmý yapýlmalýdýr. Ýdeal bir takým çeliðinden yapýlmýþ, uygun ýsýl iþlemden geçmiþ bir kalýp, tasarým hatalý ise ýsýl iþlem sýrasýnda bile kýrýlabilir. Zaman kaybýný önlemek ve maliyetleri düþük tutmak için iyi bir tasarým þarttýr.

Kalýbý oluþturan parçalar, çalýþma koþullarý göz önünde bulundurularak ayrý ayrý deðerlen-dirilir. Tasarým yapýlýrken, aþaðýdaki sorularýn yanýtlarý önemlidir.

• Hangi parçalar esnek olmalýdýr ?• Korozyon dayanýmlý olmasý gereken parçalar hangileridir ?• Parçada aþýnma mý, yoksa darbe mi ön plandadýr ?• Keskin köþeler var mý ? Nasýl sakýnabiliriz ?

25

Kalýp Dizaynýnda Yüksek Performans Ýçin Tavsiyeler : Isýl iþlem veya kullaným sýrasýndaki kýrýlmalarý önlemek için aþaðýdaki tavsiyelere uyunuz.• Kalýbýn temel dayanýmý ve destekli olmasý için ölçüleri yeterince büyük tutunuz. • Keskin köþelerden kaçýnýnýz. Yeterli radyüsü her zaman düþününüz. • Kalýpta mümkün olduðunca aðýr ve hafif kesitlerden kaçýnýnýz.• Karýþýk kalýplar, her zaman kenarlardan baþlayarak yapýlýr. Böylelikle ýsýl iþlemleri daha

emniyetli olur. Taþlanmalarý ve deðiþimleri kolay olur.• Delikleri ve plaka kenarlarý arasýnda yeterli et kalýnlýðý býrakýnýz.• Gizli, gerilme yükseltici, izlerden kaçýnýnýz. Örneðin soðuk damga, kaba iþleme izleri.

Isýl Ýþlem Açýsýndan Tasarým : Isýl iþlem sýrasýnda, gerek çeliðin içerisindeki yapýsal dönü-þümlerden kaynaklanan gerilmeler, gerekse de çeliðin yüzeyi ile merkezi arasýndaki sýcaklýk farklýlýklarý iç gerilmeler oluþturur. Bu gerilmeler çeliðin çatlama veya kýrýlma riskini artýrýr. Eðer "gerilim giderme tavlamasý" yapýlmadý ise, bu risk daha da artar. Tasarýmcý mümkün olduðunca simetrik bir þekil çýkarmaya özen göstermelidir. Üretilecek parçanýn hacmi arttýkça, kalýpta bir alt parça oluþturmanýn gerekliliði üzerinde düþünülmelidir. Böyle bir tasarým aþýnan veya hasar gören parçalarýn hýzlý bir þekilde deðiþtirebilme avantajýný ortaya çýkarýr.

26

Tasarým sýrasýnda ýsýl iþlem açýsýndan dikkat edilecek ayrýntýlar

Yanlýþ: Büyük kesitfarklýlýklarý

Yanlýþ: Büyük kesitfarklýlýklarý ve

keskin köþeler

Doðru: Uygun kesitdaðýlýmý ve radyüslü

köþelerDoðru: Ýki parçalý ve uygun kesit daðýlýmý

Yanlýþ: Büyük kesitfarklýlýklarý ve

keskin köþelerYanlýþ: Kesitler çok inceve iç köþeler çok keskin

Doðru: Daha kalýn kesit veradyüslü köþeler

Doðru: Uygun kesitdaðýlýmý ve radyüslü

köþeler

Yanlýþ: Tek taraflý ve keskinköþeli kanal

Yanlýþ: Diþ dibinde kama kanalý

Doðru: Diþ altýndakama kanalý

Doðru: Radyüslü köþeleriolan çift tarafta kanal

Yanlýþ: Büyük kesitfarklýlýklarý

Doðru: Ýki parçalý ve uygun kesit daðýlýmý

Yanlýþ: Kör delik Doðru: Tüm boyda delik

ÝÞLEME

Çelikler tornalama, frezeleme, planyalama ve taþlama gibi talaþ kaldýrma yöntemleri ile iþlenirken; iþleme yüzeylerinde kesici ucun sürtünmesi ve yüksek sýcaklýklara ulaþýlmasý yüzünden gerilmeler meydana gelir. Kalýbýn þekline ve iþlemenin miktarýna baðlý olarak bu gerilmelerin miktarý deðiþir. Gerilim giderme tavlamasýnýn amacý bu gerilmeleri yok etmek içindir.

Kesme sýrasýnda, mekanik olarak uygulanan hemen hemen tüm kesme kuvvetleri ýsýya dönüþür. Bu yüzden mekanik iþleme sýrasýnda açýða çýkan ýsý yayýnýmý ve kesici takýmýn ucundaki sýcaklýk iþlemede çok önemli etkenlerdir.

Talaþlý imalattan doðan gerilmeler ve ýsýl iþlem sýrasýnda meydana gelen iç ge r i lme le r ma lzemen in çekme dayanýmýný aþarsa, bükülme veya þekil deðiþikliði halinde çarpýlmalar meydana gelir.

Yukarýda bahsedilen geleneksel iþleme yöntemlerinden baþka, sýkça kullanýlan yöntemler de vardýr. Bunlardan biri erozyon ile iþlemedir.

Erozyon ile Ýþleme :

Bu yöntem, bir elektroddan ark etkisiyle çýkan kývýlcýmýn, iþlenecek olan parçanýn yüze-yindeki metali yakarak uzaklaþtýrmasýdýr. Erozyon ile þekillendirmenin avantajý, çok miktarda ayný þekil verilecek takým veya kalýplarda veya sertleþtirilmiþ çeliklerin þekillendirilmesinde ortaya çýkar.

Ancak erozyon ile iþlemenin ekonomik avantajlarýnýn yanýsýra, parça yüzeyindeki olumsuz etkileri de göz önünde bulundurulmalýdýr. Þekilde, erozyon sonrasý bir çeliðin yüzey kesiti görülmektedir. Göründüðü gibi yüzeyden baþlayarak; sýcaklýðýn etkisiyle çeþitli tabakalar meydana gelmiþtir. Bu tabakalarýn toplam kalýnlýðý 30-50 µ arasýndadýr. Özellikle üstteki beyaz tabaka içerisinde mevcut mikro çatlaklar ve boþluklar takýmýn veya kalýbýn erken kýrýlmasýna yol açabilir. Akým yoðunluðu ve dielektrik ortam, yüzeydeki ge-rilmelerin ve yeniden sertleþen tabakanýn derinliðine doðrudan etki eder. Yüzeydeki gerilmeler, çeliðin orjinal meneviþleme sý-caklýðýnýn 30ºC altýnda yapýlan bir gerilim giderme tavlamasý ile azaltýlabilir.

400 600 800 1000 HV

Etkilenmemiþ kýsým

Yeniden ergimiþ vekatýlaþmýþ tabaka

Yeniden s abakaertleþmiþ t

Yeniden m abakaeneviþlenmiþ t

Erozyon sonrasý yüzeyde oluþan tabakalar ve sertlik deðiþimleri

ÇekmeDayanýmý

Ýþleme sýrasýnda meydana gelen gerilmeler

Su verilmiþçelikteki içgerilmeler A

þýnd

ýrýcý

Taþ

lam

a

1. Meneviþtensonrakiiç gerilmeler

AkmaDayanýmý

Ge

rilm

e

2. Meneviþtensonrakiiç gerilmeler

Çeþitli iþlem kademelerine göre gerilmelerin daðýlýmý

27

Erozyonun zararlý etkisini azaltmak için, iþlem mümkün olduðunca düþük akýmla bitirilmelidir.

Yüzeydeki zararlý tabakalar gaz taþý veya ince taneli bir taþ ile mutlaka alýnmalýdýr. Aþaðýdaki þekilde, erozyondan çýkmýþ yüzeyin taþ ile yetersiz alýnmasýndan kaynaklanan yüzey boþluklarý görülmektedir. Bunlarýn, çoðu kez çeliðin yapýsýndan kaynaklanan boþluklar olduðu sanýlýr. Oysa iyi bir taþlama ve parlatma ile bu boþluklar giderilebilir.

Boþluklar tüm yüzey boyunca yayýlýr, fakat parlatýlmasý güç olan bölgelerde görülür.

Erozyon elektrodu olarak elektrik iletkenliði yüksek olan bakýr elektrotlar seçilmelidir. Elektrolitik bakýrlar tercih edilmemelidir. Çünkü içerisinde herhangi bir alaþým elementi olmadýðýndan, mekanik özellikleri son derece düþüktür. Oysa Cupromax (zirkonyumlu bakýr) bakýr alaþýmýnýn hem sertliði yüksektir, hem de elektrik iletkenliði yeterlidir. Çok gözlü kalýplarda tecrübeye baðlý olarak 4, 5, 6 adet elektrolitik bakýrdan yapýlan elektrodun yaptýðý iþi bir, Cupromax'dan yapýlmýþ bir adet elektrot gerçekleþtirebilmektedir.

Yeniden katýlaþmýþ ve yüzeye yapýþmýþ parçacýklar

Isýdan etkilenmiþ tabaka

Ana tabaka

Boþluklar (iyi taþlanmamýþ veyaparlatýlmamýþ kraterlerin alt kýsýmlarý)

28

Tel erozyondan sonra çatlama riskini azaltmak için neler yapmalýyýz?

1- 3 defa da kesmeliyiz. Bu maliyeti arttýracaktýr ama yüzeydeki çatlaklarýn daha küçük ve daha az olmasýný saðlar.

2- Zýmparalama veya parlatma ile. Yüzeyde oluþan, zararlý beyaz taba-kayý almalýyýz, 9µ - 6µ - 3µ (parlatma kademeleri)

3- Gerilim giderme yapmalýyýz. Örneðin 1.2379

Oçeliði için 450 C'de, PMD OM4 için 480 C'de.

OSüre: 2 saat fýrýnda soðuma veya baþka bir kural olarak, meneviþ sýcaklýklarýnýn 30 - 40 C altýnda gerilim giderme sýcaklýðý tavsiye edilir.

2080, 2436 ve 2842 gibi düþük meneviþ sýcaklýklarý olan çelikler, tel erozyon kütüklerinde tercih edilmemelidir. Çünkü bu çeliklerin meneviþ sýcaklýklarý düþüktür. Tel erozyon sýrasýnda oluþan ýsýdan daha çok etkilenirler. Çatlak oluþumu ve þeki l deðiþ imi ihtimalleri çok yüksektir.

Tel erozyonda çýkart ý lan zýmbalarýn hadde yönüne paralel yönde çýkarýlmasý çok önemlidir.

Tel Erozyon Ýle Kesim : Kesme kalýplarýnda çok kullanýlan bir iþleme yöntemidir.

"Sulu Kütük" olarak isimlendirilen çok sayýda zýmbanýn tel erozyon ile çýkarýlabileceði kütüklerde, yukarýdaki þekilde gösterilen kalýntý gerilmeler çatlak oluþumuna neden olur. Bunun sebebi sertleþtirmeden sonra kütüðün içinde ostenitten martensite dönüþümden kaynaklanan kalýntý gerilmelerin varlýðýdýr. Tel erozyon kütüðünün ýsýl iþleminde meneviþlemenin yüksek sýcaklýklarda ve uzun süreler yapýlmasý gerekir. Bir de kütüðün içi sertleþtirme öncesinde þekilde gösterildiði gibi bir kaba kesim ile içi boþaltýlabilirse bu durumda kalýntý gerilmelerin çatlak oluþturma eðilimi en aza iner.

O1.2379 çeliði tel erozyonda kütük olarak kullanýlacaksa, 1050 - 1080 C'de Oostenizasyon, 550 - 570 C'de meneviþleme (en az 2 defa) yapýlmalýdýr.

29

Sertleþtirmeden sonra kalýntýgerilmelerin daðýlýmý

Sertleþtirme öncesi kaba kesim

Kalýntý gerilmelerin boþaltýlmasýsonucu ortaya çýkan çatlak

Sertleþtirme sonrasý daha az kalýntý gerilmeolduðundan, çatlama riski en aza iner.

Basmagerilmesi

Tel erozyon sonrasý çatlak oluþumu riskini azaltmanýn bir yolu

Taþlama :

Çok iyi bir yüzey ve yüksek ölçü hassasiyetinin elde edilebildiði bir yöntemdir. Dikkatsizce yapýlan bir taþlama iþlemi sertleþtirilmiþ kalýp veya takýmýn çatlamasýna veya sertliðinin düþmesine sebep olabilir. Taþlama çatlaklarý taþlama yönüne dik olarak ortaya çýkar.

Ýyi bir taþlama yapmak için uygun taþ seçimi yapýlmalý, yaðlý taþlar kullanýlmamalý, soðutucu sývý yeterli miktarda ve kalitede olmalýdýr.

Çeliðin sertliði yüksek ise, daha yumuþak taþlar seçilmeli ve daha düþük basýnçla taþlama yapýlmalýdýr. Bol soðutucu sývý ile taþlama yapýlsa bile, taþýn yanlýþ seçimi veya yüksek basýnçlý taþlama, taþlama çatlaklarýna yol açabilir. Yüzeydeki aþýrý ýsýnmadan dolayý yumuþak bir yüzey de ortaya çýkabilir. Taþlama sonunda, yüzeyde meneviþ renkleri veya yanmýþ tabakalar bulunmamalýdýr. Yanmayý engellemek için aþýrý basýnç uygulanmamalýdýr.

Genel kurallar :

• Taþlanacak tabaka kalýn ise : Kuru taþlamayý takiben yaþ taþlama tavsiye edilir.

• Taþlanacak tabaka çok hýzlý bir þekilde alýnacaksa : Açýk gözeli, kaba taneli taþlar tercih edilmelidir.

• Daha düzgün bir yüzey isteniyorsa : Daha küçük taneli fakat daha yoðun yapýda taþlar kullanýlmalýdýr.

• Geniþ alanlarý taþlamak için : Daha yumuþak ve daha kaba taneli taþlar seçilmelidir.

• Küçük alanlarý taþlamak için : Daha sert ve daha küçük taneli taþlar seçilmelidir.

• Sertliði düþük metalleri taþlamak için : Daha sert ve kaba tane taþlar seçilmelidir.

• Sert metalleri taþlamak için : Daha yumuþak ve daha ince taneli taþlar seçilmelidir.

• Taþlamayý takiben gerilim giderme meneviþi yapýlmalýdýr.

30

Soðuk Sac Silindiri : Taþ iþ yüzünü yemiþtir ve iþ yüzeyini hatvelemiþtir. Sebep : 1-Yatakta boþluk var. 2-Makina dengesizdir.

Soðuk Sac Silindiri : Taþ iþ yüzünü yemiþtir ve iþ yüzeyini hatvelemiþtir. Sebep 1-Yatakta boþluk var. 2-Makina dengesizdir.

Hýz Çeliði Kesme Kalýbý : Taþ iþ yüzünü yemiþtir.

Tel Çekme Yüzüðü : Taþ temas yüzeyinin delik üzerinden geçerkenkarþý direncin azalmasý nedeni ile taþýn dalmasý artar, sýcaklýk artar

bu da aniden soðuduðundan çatlar.

Diþli Çark Açma Taraðý :HSS'ten yapýlmýþ, hatalý taþlama nedeni ile çatlamýþtýr.

Makas Aðzý : 12 kromlu çelikten yapýlmýþtýr.

Taþlama Hatalarýndan Kaynaklanan Çatlamalar

31

Daire Makas : yanlýþ taþlama nedeni ile çatlamalar meydana gelmiþtir.yüzeysel

Yüksek Kromlu Takým Çeliði : Çatlaklar yanýnda plaka halinde kabuklarkalkmýþtýr. Sebep : Taþlama hatasý 1-Taþ çok sert olabilir. 2-Paso

çok derin olabilir. 3-Taþ kör olabilir. 4-Taþ ince taneli olabilir.5-Soðutma maddesi kesintili verilmiþ (yetersiz hýzda) olabilir.

Sertleþtirmeden doðan gerilim çatlaklarý :Nedeni : Ya hýzlý ýsýtýlmýþtýr veya

çok hýzlý soðutulmuþtur.Verilen sertleþtirme sýcaklýðýnýn üst sýnýrýnýn

üzerinde sertleþtirilmiþtir.

NK 36 P 5 V

AÞINDIRICI TÜRÜTANE ÝRÝLÝÐÝ SERTLÝK

DOKU BAÐLAYICI TÜRÜ

220

240

280

320

400

500

600

1200

70

80

90

100

120

150

180

E

F

G

-

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

Seramik

Sentetik Reçine (Bakalit)

Magnezit

Kauçuk

Sentetik Reçine (Elyaf takviyeli)

Kauçuk (Elyaf takviyeli)

Þellak

Silikat

Normal Korund (Gri)

Asil Korund (Pembe)

Asil Korund (Beyaz)

Yarý Asil Korund

Silisyum Karbür (Siyah)

Silisyum Karbür (Yeþil)

VNK

HK

EKW

EKR

SC

SCG

B

MG

R

BF

RF

E

S

Dok

u S

ayýla

rý 0

......

......

......

......

......

......

......

.....

14

Sýk

ý dok

u

Sey

rek

doku

8

10

12

14

16

20

24

30

36

46

54

60

OrtaKalýn Ýnce Ç.Ýnce Ç.Yum. Yum.Orta Sert Ç.Sert

32

Yandaki diyagramda taþlama sýrasýnda oluþan sýcaklýðýn etkisiyle, bir yüksek hýz çeliðinin yüzeyinde meydana gelen çeþitli bölgeler görülmektedir. Taþlama sonrasý yapýlacak gerilim giderme meneviþi yeniden oluþmuþ martensiti meneviþlemeye yöneltir.

Yüzeyin pürüzlü olmasý, çalýþma sýrasýnda meydana gelen çekme ve basma gerilmeleri nedeni ile çeliðin mekanik özelliklerini zayýflatýr. Yüzey pürüzleri çelik içerisinde hýzla çoðalýp çatlamalara ve kýrýlmalara yol açan mikro çatlaklarý artýrýr. Örneðin bu þartlarda çalýþan zýmbalarýn yüzeyi çok iyi taþlanmalýdýr.

Yeni oluþmuþmartensit

Orijinalsert lik

Se

rtlik

Yüksek derecedemeneviþlenmiþ

bölge

Taþlanmýþ bir yüksek hýz çeliðinde sertlik daðýlýmý

Dikine taþlanmýþzýmba :Daha düzgün ve kayma hareketi zýmba ömrünü artýrýr

giriþSilindirik olaraktaþlanmýþ zýmba:Sarma, kenardanatma riski yüksek

33

Farklý taþ imalatçýlarýnýn benzer isimlerle piyasaya sürdükleri taþlardan elde edilen verim, çok deðiþken olabilmektedir. Kullanýcý açýsýndan en iyi taþ cinsi ve yapýsý deneyim ve çeþitli testler sonucunda ortaya çýkar. Aþaðýdaki örnekte olduðu gibi taþ imalatçýlarý tane büyüklüðü baðlayýcý ve numaralarýný içeren taþ seçimi veya tavsiyelerini kendi tablolarýyla yayýnlarlar.

Soðutucu sývý ve yaðlar sürtünmeyi azalttýklarý için ve böylelikle ýsý oluþumunu engelledik-lerinden kullanýlmasý tavsiye edilir. Ýsabetli seçilmiþ soðutucu sývý veya yaðlar taþlamanýn kalitesine ve taþ ömrüne çok etki eder.

Desenleme :

Ýstenilen desenin kalýp yüzeyine bir fotografik iþlemle transfer edilmesidir. Daha sonra desen, istenilen derinliðe uygun bir asidin kontrollü bir þekilde uygulanmasý ile daðlanýr. Hem tüm kalýba, hem de kalýbýn belli yerlerine uygulanabilir. Ýyi bir desen kalitesinin elde edilebilmesi için iç yapýsý kükürt ve fosfordan mümkün olduðunca arýndýrýlmýþ kalýp çeliklerine ihtiyaç vardýr.

Yüzey sertleþtirme iþlemleri (nitrasyon veya alevle sertleþtirme) de-senleme iþleminden sonra yapýlma-lýdýr.

Örneðin, 1.2312 plastik kalýp çeliði içerisindeki kükürt ve fosfor nedeliyle desenleme için uygun deðildir. Ayný analizde olup ta kükürt ve fosfor i çe rmeyen 1 .2738 çe l i ð i i se desenlemede mükemmel sonuç verir.

34

SOÐUK ÝÞ ÇELÝKLERÝ

Bölüm 3

SOÐUK ÝÞ ÇELÝKLERÝ

Oda sýcaklýðýnda çalýþan kalýp ve takýmlarda, yüksek sýcaklýklara dayaným gerekme-diðinden, soðuk iþ çelikleri çok iyi aþýnma dayanýmý ve tokluðu saðlayacak þekilde alaþým-landýrýlýrlar.

Geleneksel soðuk iþ çelikleri üç grupta toplanýr : Diðer soðuk iþ çelikleri : 1- Havada sertleþen çelikler 1- Özel soðuk iþ çelikleri2- Yüksek karbonlu ve kromlu çelikler 2- Toz metal soðuk iþ çelikleri3- Yaðda sertleþen çelikler 3- Toz metal yüksek hýz çelikleri

Çok kullanýlan soðuk iþ çelikleri aþaðýda tablo halinde verilmiþtir.

1.1730 - C45W

1.2067 - 102Cr6

1.2080 - X210Cr12

1.2210 - 115CrV3

1.2363 - X100CrMoV51

1.2379 - X155CrVMo121

1.2436 - X210CrW12

1.2550 - 60WCrV7

1.2714 - 56NiCrMoV7

1.2721 - 50NiCr13

1.2767 - X45NiCrMo4

1.2842 - 90MnCrV8

1.3343 - (S 6-5-2)

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

Dörrenberg özel ürünü

L3

D3

L2

A2

D2

D6

S1

6F3

L6

-

O2

M 2

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

DÖRRENBERG KODU Alman Malzeme No. - KoduAISI/SAEKarþýlýðý C

0.45

1.00

2.00

1.20

1.00

1.55

2.10

0.60

0.56

0.50

0.45

0.90

0.90

1.20

1.00

0.60

0.50

0.60

1.35

1.75

2.45

1.30

1.30

2.30

0.30

0.25

0.25

-

0.30

0.25

.025

0.70

0.30

0.25

0.25

0.30

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0.70

0.35

0.30

-

0.60

0.30

0.30

0.30

0.70

0.50

0.30

2.00

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.60

12.0

0.70

5.00

12.00

12.00

1.00

1.00

1.10

1.40

0.40

4.10

12.00

8.00

5.00

7.80

4.50

4.20

1.75

5.25

4.20

4.20

4.20

-

-

-

-

-

-

0.80

2.00

-

-

-

-

6.40

2.50

-

-

-

-

-

-

-

6.40

6.40

6.50

-

-

-

-

1.00

0.80

-

-

0.50

-

0.20

-

5.00

1.40

2.50

-

1.50

0.50

4.50

1.30

1.20

5.00

5.00

7.00

-

-

-

-

0.30

1.00

-

0.20

0.15

-

-

0.15

1.90

1.70

0.30

-

1.50

0.20

4.00

8.70

9.75

3.10

3.10

6.50

-

-

-

-

-

-

-

-

1.70

3.30

4.00

-

-

-

-

-

-

-

5.80

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

3.50

10.5

Si Mn Cr W Mo V Ni CoKimyasal Bileþimi

Extra Nr. 45

PV 6

CP 10 V

2210

P5M

CPPU

CPW

Hidalgo I

A 50

NC 50 E

VNC 4

Z1B

DMo 5

CPR

CPOH

CP 4M

WP 7 V

D-AMO

PMD M4

PMD 9

PMD 10

PMD 23

PMD 30

PMD 60

37

Soðuk iþ çeliklerinde en çok görülen þekil deðiþimleri dört grupta toplanabilir :

Çeþitli Çeliklerin Aþýnma Dayanýmý ve Tokluk Kýyaslamalarý :

Malz.No: Aþýnma Dayanýmý Tokluðu

Soðuk iþ çeliklerinde kullaným alanýna göre, aþýnma dayanýmý veya tokluk çok önemli özelliklerdir. Sürekli aþýnmaya maruz kalan kalýp veya takýmlarda, tokluk özelliðine bakmadan yüksek sertliðe eriþebilen çelikler tercih edilebilir. Bu kalýplarda darbe olmadýðýndan tokluðu düþük olabilir.

Fakat hem aþýnma hem de darbenin olduðu kalýplarda, tokluðu da yüksek olan çelikler tercih edilmelidir. Aksi takdirde kýrýlmalar, atmalar yaþanabilir.

Yüksek darbe ile çalýþan kalýn sac kesen makas aðýzlarý, zýmbalar veya soðuk makaslarda ise tokluk özelliði en ön planda gelir. Bu nedenle tokluðu yüksek olan çelikler VNC4 ve WP7V çelikleri tercih edilmelidir. Ayrýca, toz metalurjisi ürünü bir çelik olan PMD 9'da bu takýmlarda çok iyi sonuç vermektedir. 58 RC'ye kadar hem aþýnma, hem de tokluðu maksimum düzeydedir.

1 2 3 4

1.2713

1.2767

1.2365

1.2344

1.2542

1.2367

1.2510

1.2842

1.2363

1.2379

1.2080

1.3343

PMD M4

1- Aþýnma 2- Dökülme 3- Ezilme 4- Kýrýlma

38

Kesme Kalýplarý :

Kesme Kalýplarý malzemeyi makas-lama usülü ile keser. Kesme sýrasýnda levha kalýnlýðýnýn sadece üçte biri kesilir; geri kalan kalýnlýk, çekme gerilmeleri yü-zünden kendiliðinden kýrýlýr. Kesme iþlemi sonunda, kesme aðýzlarý arasýndaki ara-lýk, levha kalýnlýðý ve çelik cinsine baðlý olarak bir çapak oluþur.

Hassas kesme kalýplarýnda daha hassas kesilmiþ parçalar elde edilir. Kesici zýmba ve kalýp arasýndaki boþluk-tan dolayý, hassas kesme kalýplarýnda çok saðlam kýlavuzlara gerek vardýr. Bu kalýplarda, ayrýca itici pim görevi yapan bir karþý basýnç zýmbasý da gereklidir.

Kesme sýrasýnda, kesme boþluðunda çekme gerilmeleri oluþturacak kalýp tasa-rýmýndan kaçýnýlmalýdýr. Hassas kesme kalýp parçalarý dik açýlýr, düz kenarlara sahiptir ve çok iyi yüzey düzgünlüðü vardýr.

baský

yay civata

baský plakasý

baský plakasýzýmba tutucu plakakesme kalýbýalt tutma elemaný

kýlavuz kolon

alt plaka

delici zýmba itici þekil verici zýmba kaydýrýcý plaka kesme zýmbasý

kýlavuz pimi

Kesme kalýbýparçalarý

delici zýmba

karþý zýmba ve itici pim

baský plakasý

diþ

delici kalýp

parça

Hassas kesme kalýbý

Standard kesme kalýbý

delici zýmba

parça

delici kalýp

39

Kesme Boþluðu :

Kesme boþluðu, zýmba ile kalýp arasýndaki mesafedir. Temiz bir kesim için boþluk miktarý çok önemlidir. Bu miktar kesilecek malzemenin sertlik ve kalýnlýðýna baðlýdýr. Yetersiz boþluk kesim için gerekli basýncýn artmasýna sebep olur ve kalýbý çabuk aþýndýrýr. Fazla boþluk da kesim kenarlarýnýn bozuk çýkmasýna sebep olur. Sac kalýnlýðýnýn yüzdesi olarak, her bir kenar için tavsiye edilen boþluklar aþaðýda sýralýdýr.

Toz Metalurji Ürünü Soðuk Ýþ Çelikleri :

Son senelerde özellikle yüksek miktar-larda kesim yapan kesme kalýplarý ve zýmba-larda tercih edilen toz metal ürünü çelikler, geleneksel yöntemlerle üretilen 1.2080, 1.2379 gibi çeliklerden kat kat daha uzun ömürlü olmaktadýr.

Yandaki mikro yapýlardan görüldüðü gibi toz metalurji ürünü çeliðin yapýsýnda karbürler (beyaz renkli) çok homojen daðýlmýþtýr. Bu daðýlým sayesinde çeliðin tokluðu ve aþýnma dayanýmý çok iyi deðerlere sahip olmaktadýr.

Örneðin, erozyon kütüðü gibi uygulama-larda sýk sýk yaþanan tel kýrýlma problemi bu tür çeliklerde olmamaktadýr. Sebebi çok ince daðýlmýþ karbürlerdir. Geleneksel yöntemlerle üretilen çeliklerde karbürler daha büyük ve uzun olduklarýndan telin kopmasýna sebep olmaktadýrlar.

Takip eden sayfada belli kalýplarda toz metal ürünü çelikler ile bilinen geleneksel soðuk iþ çeliklerinin ömür açýsýndan kýyasla-malarý verilmiþtir.

Düþük sertlikteki çelik % 4-6Orta sertlikteki çelik % 5-7Sert çelikler % 6-8Paslanmaz çelikler % 7-9Bronz % 7-9Pirinç % 3-5Bakýr % 3-4Alüminyum % 7-9

Toz metal ürünü çeliðin mikroyapýsý

Geleneksel yöntemlerle üretilmiþ çeliðin mikroyapýsý

ød

Kesim Zýmbasý Kuvvet

Ýþparçasý

Kesim çapaðý

Þekillenmebölgesi

Kesimplakasý

40

Uygulamadan Örnekler :Toz metal ürünü PMD M 4 ile 1.3343 (HSS) ömür kýyaslamasý :

PMD M4 ile 1.2601 çeliðinin ömür kýyaslamasý :

Ýþin TürüTakýmÝmalat TürüÝþlenen MalzemeSertliðiYüzey DurumuÜretilecek Parça SayýsýProblemDeney Sonuçlarý

Denenen Çelikler

Sertlikleri (RC)

Ýmalat Adedi

Takýmýn Tashihe Gitme Sebebi

Ýþin TürüTakýmÝmalat TürüÝþlenen MalzemeSertliðiYüzey DurumuSac KalýnlýðýProblemDeney Sonuçlarý

Denenen Çelikler

Sertlikleri (RC)

Ýmalat Adedi

Durma Sebebi

::::::::

:

:

:

:

::::::::

:

:

:

:

Soðuk Ýþ ZýmbaMekanikC 45200 HBHaddelenmiþ55.000 Adet/Ay1.3343 (HSS)'de görülen çok hýzlý aþýnma

1.3343 PMD M4

64 64

4.800 26.500

Aþýnma Aþýnma

Soðuk Ýþ ZýmbaMekanik34 CrMo 4200 HBSiyah3 mm1.2601'de köþelerden atmalar

1.2601 PMD M4

61.5 63

17.000 155.000

Atma / Kýrýlma Aþýnma

Kesme Kalýplarýnda Ýyi Bir Verim Ýçin :

• Kalýbýn oturmasýna ve presin duruþuna dikkat ediniz.

• Yeterli miktarda yaðlayýcý kullanýnýz.

• Kalýplarýn tam ve dengeli desteklendiðini garantileyiniz.

• Taþlama ihtimali kendini belli etmeden, kesme aðýzlarýný düzenli bir þekilde taþlayýnýz.

• Her taþlamadan sonra yeniden meneviþ yapýnýz.

• Aðýr yükler altýnda çalýþan kalýplarý uzun süreli çalýþtýktan sonra, düþük sýcaklýkta bir gerilim giderme iþlemi yapýnýz.

41

Çeþitli Kesme Ýþlemleri Ýçin Tavsiye Edilen Çelikler

Takým

Transformatör ve Dinamo Saclarý

Kesme Kalýplarý ve Zýmbalar

Kaðýt, Karton Kesme Býçaklarý

Deri, Kauçuk, Plastik, Alüminyum Folyo Kesme Býçaklarý

Zýmba

Kalýnlýðý6 - 12 mm arasý

12 mm üstü

Matris

Kalýnlýðý3 - 6 mm arasý

Çelik levha bantlar, alüminyum ve alaþýmlarý, bakýr ve alaþýmlarý kalýnlýðý 3 mm'ye kadar

ve

Çelik Cinsi

CPPU (1.2379)CPOHCPR

60 - 6260 - 6262 - 64

97113114

VNC 4 (1.2767)WP 7 VHidalgo 1 (1.2550)

54 - 5655 - 5854 - 58

10312299

CPOHCPW (1.2436)CPR

60 - 6261 - 6362 - 64

11398

114

11398

114

CPOH CPW (1.2436)CPR

60 - 6261 - 6362 - 64

VNC 4 (1.2767) 50 - 52 103

CPOHCPW (1.2436)

60 - 6261 - 62

11398

CPPU (1.2379)PMD M 41.3343

56 - 6061 - 6256 - 60

97115107

CPW (1.2436)CPRPMD M 4

60 - 6362 - 6462 - 64

98114115

Kullaným Sertliði (RC) Sayfa

42

Takým

Soðuk Ekstrüzyon Takýmlarý

Çelik Cinsi Kullaným Sertliði (RC) Sayfa

Kesme Býçaklarý

Kalýp Çekirdekleri,Zýmbalar

Kesme Býçaklarý

DMO 5 (1.3343)PMD M 4

60 - 6460 - 64

CPPU (1.2379)CPW (1.2436)NC 50 E (1.2721)DMO 5 (1.3343)PMD M 4 .

58 - 6258 - 6254 - 5860 - 6460 - 64

P5M (1.2363)CPW (1.2436)Hidalgo 1 (1.2550)

(1.3343)PMD M 4 DMO 5

.

56 - 6058 - 6254 - 5860 - 6460 - 64

Mutfak Eþyalarý Kesme Kalýplarý ve Pres Kalýplarý

NC 50 E (1.2721)VNC 4 (1.2767)Z1B (1.2842)

56 - 5852 - 5558 - 62

NC 50 E (1.2721)VNC 4 (1.2767)

54 - 5852 - 55

Pres Takýmlarý

Kesme Kalýplarý

DesenKalýplarý

CPPU (1.2379)VNC 4 (1.2767)

(1.3343)PMD M 4 DMO 5

.

60 - 625460 - 6460 - 64

9798

101107115

107115

949899

107115

101103104

101103

97103107115

1.2080 Çeliðini Neden Tavsiye Etmiyoruz ?1.2080 Çeliðini Neden Tavsiye Etmiyoruz ?1.2080 Çeliðini Neden Tavsiye Etmiyoruz ?

1) Sertlik

23792080

60-62 RC

Sadece yüzeyde belli bir kalýnlýk60 - 62 RC'yi bulur. 5 - 10 mm taþlamadan

sonra sertlik hýzla düþer.

Hemen hemen çekirdeðine kadarayný sertliktedir. Ýþlemeden sonra

sertlik düþmez.

>58 RC

O2) Yüzey sertleþtirme iþlemleri (çoðu 480 C ve üstü sýcaklýklarda yapýlýr.)

2080 2379O200 C'nin üstünde, karbonu kafes

dýþýna kaçar, sertlik hýzla düþer.Bu özelliði yüzünden tel erozyona

da uygun deðildir.

OMeneviþ sýcaklýðý olan 550 C'ye kadar,Otüm özellikleri aynýdýr. 480 C'de yapýlan

PVD'ye uygundur. Ayrýca CVD, plazmanitrasyonu, nitrasyon, tel erozyon ve

taþlama için uygundur.

<58 RC

43

Takým

Boru Üretimi (Baský, Doðrultma, Bükme, Profil ve Kalibrasyon)

Derin Çekme Sac Kalýplarý

Soðuk Bükme için Alt ve Üst Parçalar

Makas ve Biyet Býçaklarý (Soðuk Makaralar için Alt ve Üst Býçaklar)

Alt ve Üst Dairesel Býçaklar

Çelik Cinsi Kullaným Sertliði (RC) Sayfa

CPRCPPU (1.2379)CPPUW (1.2376)CPOH (-)CPR (-)CPPU (1.2379)CPOH (-)CPR (-)CPPU (1.2379)CPPU (1.2379)CPW (1.2436)CPPU (1.2379)VNC 4 (1.2767)VNC 4 (1.2767)CPPU (1.2379)CPPU (1.2379)CPW (1.2436)CPPU (1.2379)CPW (1.2436)CPPU (1.2379)CPR (-)

CPR (-)CPW (1.2436)CPOH (-)CPW (1.2436)CPR (-)

CPPU (1.2379)CPR (-)P5M (1.2363)VNC 4 (1.2767)

CPR (-)CPW (1.2436)CPPU (1.2379)CPPU (1.2379)Hidalgo 1 (1.2550)VNC 4 (1.2767)WP 7 VHidalgo 1 (1.2550)

CPR (-)CPOH (-)CPW (1.2436)CP 10 V (-)CPPU (1.2379)VNC 4 (1.2767)WP 7 V (-)

60 - 6458 - 6258 - 6260

60 - 6260 - 6458 - 6260 - 6260 - 6254 - 5654 - 5650 - 5652 - 5658 - 62

- 6258 - 6258 - 62

58 - 6260 - 6260 - 6256 - 6256 - 62

62 - 6460 - 6260 - 6260 - 6262 - 64

58 - 6058 - 6055 - 5854 - 56

60 - 6358 - 6258 - 6256 - 5856 - 5854 - 5654 - 5654 - 56

60 - 6460 - 6258 - 6260 - 6260 - 6250 - 5450 - 56

11497-

11311497

11311497979897

103103979798979897

114

11498

11398

114

9711494

103

11498979799

10312299

114113988797

103122

Baský Makaralarý(Druckrollen)

Profil Makaralarý(Profilrollen)

Doðrultma Makaralarý(Richtrollen)

Kalibrasyon Makaralarý(Kalibrierrollen)

Bükme Makaralarý(Biegerollen)

Kývýrma Makaralarý(Bördelrollen)

Týrtýl Ezme Makaralarý(Rondel Oder Kardierrollen)

Oluk Makaralarý(Sickenrollen)

Kalýp Zýmbasý

Kalýp Matrisi

10 mm'ye Kadar Saclar

10 mm'nin Üzerindeki Saclar

3 mm'ye kadar

3 - 6 mm arasý

2 - 4 mm arasý

4 - 6 mm arasýBiyet Býçaklarý

6 mm ve üstü

2 mm'ye kadar

Diþ ve Çentik Açma Makaralarý(Gewindewalzrollen und Kerbverzahnung)

44

SOÐUK ÝÞ ÇELÝKLERÝ

AÞINMA DAYANIMLI ÇELÝKLER

Alaný Aþýnan Parça SayfaTavsiye Edilen

Çelik CinsiSertlik RC veya

Çekme Dayanýmý (N/mm²)

Pnömatik TaþýmaTesisi

Kum PüskürtmeMakinasý

Seramik ve Porselen Sanayii

Briket Ýmali

Taþýyýcý Giriþi

Koruma Levhasý

Fýrlatma Diþlileri

Karýþtýrýcý Kolu

Form Kalýbý

Pres Takýmý

Býçak

Pres Zýmbasý

Pres Plakasý

DUROSTAT 400

CPR

CPR

CPOH

CP 10 V

CPPU (1.2379)

CPPU (1.2379)

CP 10 V

DUROSTAT 400

DUROSTAT 400

40

40

56 - 60

60 - 62

60 - 62

60 - 62

58 - 60

60 - 62

60 - 62

40

-

-

114

114

113

87

97

97

87

-

YENÝ ÇELÝKLERYENÝ ÇELÝKLERYENÝ ÇELÝKLER

CPOH% 1 C% 8 Cr

CP 4M% 0.6 C% 5.0 Cr

WP 7V% 0.5 C% 7.8 Cr

AÞINMA DAYANIMIEN YÜKSEK OLANI

EN TOK OLANI

45

PLASTÝK KALIP ÇELÝKLERÝ

Bölüm 4

PLASTÝK KALIP ÇELÝKLERÝ

Plastik kalýp çelikleri, kullanýlan plastik hammaddenin cinsine göre aþýnmaya, basýnca ve korozyona maruz kalýrlar. Bu nedenle, çok çeþitli plastik kalýp çelikleri geliþtirilmiþtir. Aþaðýda en çok kullanýlan plastik kalýp çelikleri sýralanmýþtýr.

DÖRRENBERG KODUYüzeysel Sertleþen Çelikler

EPM 2

MCMS

MCME

A 50

Alu 89Kalýplýk Alüminyum

Cupro CB

Cupro B2

Cupro NS

C Si Mn S Cr Mo Ni V Al

0.21 - 1.30 - 1.20 - - - -

0.40

0.40

0.53

-

-

-

1.50

1.50

-

0.05

-

-

1.90

1.90

-

0.20

0.20

0.50

-

1.00

1.70

-

-

0.10

-

1.2162 21MnCr5 ~P2

Ön Sertle tirilmi Çeliklerþ þ

40CrMnMoS86

40CrMnNiMo864

56NiCrMo V 7

P20+S

P20+Ni

1.2312

1.2738

1.2714

% 5.5 Zn, 2.5 Mn, 1.5 Cu, 0.30 Cr, 0.4 Si, 0.5 Fe, 0.2 Ti, Al Kalaný

0.30 Mn,

% 1 Co, 1 Ni, 0.5 Be, Cu Kalaný

% 2 Be, 0.4 Ni+Co, Cu Kalaný

% 2.5 Ni, % 0.7 Si, % 0.4 Cr, Cu Kalaný

3.4365

2.1285

2.1247

Patentli

AlZnMgCu1.5

CuCoBe

CuBe2

7075

Kal p Hamili Çeli iý ð

Extra Nr.45 0.45 0.30 0.70 - - - - - -1.1730 C45W

Alman Mlz. No. Kodu AISI/SAEKimyasal Bileþimi

49

Çekirde ine Kadar Sertle en Çeliklerð þ

WP 5 V

CPPU

VNC 4

Z1B

WP 7 VKorozyon Dayan ml Çeliklerý ý

HC 50

R 65

RN 15 X

Nitrasyon Çelikleri

Ni 50

0.40

1.55

0.45

0.90

0.50

1.00

-

-

-

-

-

-

-

2.00

-

-

-

-

-

-

5.30

12.0

1.40

0.40

7.80

1.40

0.70

0.30

-

1.50

-

-

4.00

-

-

1.00

1.00

-

0.10

1.50

-

-

-

-

-

0.42

0.36

1.40

0.90

0.31

0.15

0.35

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

1.00

-

-

-

-

-

-

-

13.0

16.0

15.0

18.0

2.40

1.40

1.70

-

1.20

2.00

1.10

0.20

0.90

0.20

-

-

-

-

-

1.00

-

-

-

-

0.30

-

-

4.50

-

-

-

1.00

1.2344 X40CrMoV51

X155CrVMo121

X45NiCrMo4

90MnCrV8

H13

D2

-

O2

-

1.2379

1.2767

1.2842

Dörrenberg özel ürünü

1.2083 X42Cr13

X36CrMo17

X90CrMoV18

420

-

-

440B

1.2316

Patentli

1.4112

1.2307 31CrMoV9

15CrMoV5

34CrAlNi7

~4340

-

-

1.2391

1.2891

Nb

Plastik Kalýplarýndan Beklenen Özellikler

• Hýzlý iþlenebilirlik özelliði

• Isýl iþlem sýrasýnda boyut deðiþiminin az olmasý

• Parlaklýk

• Basýnç dayanýmý

• Aþýnma dayanýmý

Bu özelliklere göre, plastik kalýplarýnda kullanýlan çelikler aþaðýdaki sýnýflarda incelenebilir.

1-Yüzeysel Sertleþen Çelikler :

Bu çelikler sementasyon gibi yüzey sertliðini artýrýcý yöntemlerle sertleþtirildiðinde, aþýnmaya çok dayanýklý bir yüzey ve tok bir çekirdeðe sahip olurlar. Aþýnma dayanýmýnýn yüksek olmasý gereken bazý plastik enjeksiyon kalýplarý bu çeliklerden yapýlabilir. Havada, yaðda ve tuz banyosunda su verilebilirler.

2-Ön Sertleþtirilmiþ Çelikler :

Bu çelikler kullaným kolaylýðý nedeniyle giderek daha çok talep görmekted i r. Çoðu p las t ik kalýplarda 1100 N/mm² (350 HV) çekme mukavemeti yeterlidir. Ön sertleþtirilmiþ çelikler bu sertlikle teslim edilir. 1.2312, 1.2738 bu tür çeliklerdendir. Yüzey sertliðinin yetersiz kaldýðý durumlarda nitrasyon yaptýrýlabilir. Gerekirse yeniden sertleþtirme yapýlabilir. Bu durumda 50 - 52 - 54 RC'ye kadar ulaþýlabilir.

1.2738 çeliðinin daha üstün özellikleri sebebi ile 1.2311 çeliði yavaþ yavaþ talep görmez hale gelmiþtir. Çok kalýn ölçülerde bile çekirdek sertliðini kaybetmemesi, ayna gibi parlayabilmesi ve desenlenebilmesi en önde gelen özelliklerdir. Ancak nikel içeriði yüzünden büyük kalýplarda iþleme kabiliyeti iyi deðildir.

Büyük kalýplarda bu yüzden 1.2312 çeliði tercih edilir. Ýçerisindeki S (kükürt) ilavesi iþleme kolaylýðý saðlar. Parlaklýk ve desenleme kabiliyeti 1.2738 kadar iyi deðildir.

3-Çekirdeðine Kadar Sertleþen Çelikler :

Yüksek basýnçlarýn söz konusu olduðu plastik kalýplarda, basma mukavemetlerinin yüksek olmasý nedeniyle tercih edilirler. Yüzeysel sertleþen çeliklere göre avantajlarý sertliðin sadece yüzeyde deðil, çekirdeðe kadar sürmesidir. Bu yüzden, çok aþýndýrýcý plastiklerin kalýplarýnda özellikle tercih edilir. Örneðin, 1.2767 çeliði bakalit kalýplarýnda özellikle tercih edilir. Çok iyi parlaklýk desenleme özelliði vardýr. 52 RC'ye sertleþtirilebilir.

baský yayý

sýkýcý plaka

kýlavuz pim

merkezlemeburcu

yerleþtirmehalkasý

itici pim

destek plakasý

itici plakalar

boþluk plakasý

itici plaka

burçkalýplanmýþ parça

kalýp çekirdekleri

Bir plastik enjeksiyon kalýbý parçalarý

50

Plastik enjeksiyon ürünü parçalar

4-Korozyon Dayanýmlý Çelikler :

PVC gibi kimyasal yollarla çelik üzerinde asit etkisi yapan plastiklerde kalýp çeliðinde "Korozyon Dayanýmý" aranýr. Cl (klor) gazýnýn H (hidrojen) ile birleþmesi sonucunda meydana gelen HCl (hidroklorik asit) zamanla kalýpta oyuklanmalara sebep olur. Bunun yanýsýra, deðiþik sýcaklýklarda çalýþan iþyerlerinde sýk sýk görülen yoðuþma (kondensasyon) ve nemli ortamlarda da nemden kaynaklanan korozif etki, paslanmaz çelik kullanýmýný artýrmaktadýr. Bu nedenle çelik imalatçýlarý plastik kalýplarýndan beklenen diðer özelliklere ilave olarak "Korozyon Dayanýmý" olan çelikleri geliþtirmiþlerdir. Böylelikle kalýplarý krom kaplamaya gerek kalmaz. Soðutma kanallarýnda paslanma olmadýðýndan maksimum soðutma verimi elde edilir.

Bu çelikler içerisinde 1.2316 gibi ön sertleþtirilmiþ (30 - 33 RC) olanýn yanýsýra, RN 15 X gibi tavlý durumda teslim edilip, iþlemeden sonra sertleþtirilebilenleri de vardýr.

Tamamýyla paslanmaz olmasý gereken kalýplarda hamil 1.2316, çekirdeði de RN 15 X çeliðinden yapýlabilir. RN 15 X çeliði 60 - 62 RC'ye sertleþtirilebilme ve çok iyi parlama özelliklerinin bir arada olduðu yeni geliþtirilmiþ bir çeliktir.

5-Nitrasyon Çelikleri :

Plastik enjeksiyon ve ekstüzyon makinelerinin vida ve silindirlerinde kullanýlan çeliklerdir. 30 - 35 RC arasýnda bir sertlik deðerinde ve doðrultulmuþ olarak kullanýcýya teslim edilir. Talaþlý imalattan sonra parçalar nitrasyon yapýlarak yüzeyde 70 RC'ye kadar ulaþýlýr. Böylece içi tok, dýþý aþýnmaya dayanýklý bir mamül elde edilmiþ olunur.

Özellikle 1.2891 ve 1.2307 çelikleri en çok kullanýlanlarýdýr.

6-Kalýp Hamili Çelikleri :

Kalýp hamillerinde St'si (çekme dayanýmý) garantili olmayan St 37, St 42 veya St 52 kul lanmak zamanla problemlere yol açmaktadýr. Bu problemlerin en baþta geleni zamanla yüksek basýnçlarýn etkisiyle ölçü deðiþtirmelerdir. Bu da çapaklanmaya yol açar. Hatta bazý kalýplarda hamil gelen basýncý eþit daðýt-mýyorsa kýr ý lmalar bi le olabilir.

Bu nedenle kalýp hamil-lerinde çekme dayanýmý minimum 65 kg/mm² olan 1.1730 çeliði daha çok tercih edilmektedir.

51

Çeþitli Plastik Kalýp Çeliklerinin Genel Kullaným Alanlarý

1.1730 (Ex. Nr. 45) : Kalýp hamili olarak veya tabla olarak kullanýlýr. Platina veya demir gibi mekanik özelliklerin düþük olduðu malzemelerde genellikle yaþanýlan çekirdeðin oynamasý, çapak oluþumu, hamilde ezilme gibi sorunlar bu çelik ile aþýlabilir. Bu sorunlarý görerek kalýbý tek parça yapmak isteyenler için daha ekonomik bir çözümdür.

1.2312 (MCM S) : Ayna parlaklýðý gibi bir parlaklýk derecesinin þart olmadýðý kalýplarda 1.2738 yerine rahatlýkla kullanýlabilir. Daha yüksek sertliklerin iþlenmesi çok rahattýr. 30 - 33 RC sertlikte teslim edilir. Daha yüksek sertliklerin gerektiði durumlarda alevle sertleþtirme veya nitrasyon yapýlabilir. Desenlemeye uygun deðildir.

1.2738 (MCM E) : Ayna parlaklýðýnýn elde edilebildiði 30 - 33 RC'ye sertleþtirilmiþ çeliktir. 1.2311 plastik kalýp çeliðinin yerini almýþtýr. Daha yüksek sertliðin gerekli olduðu durumlarda alevle sertleþtirilebilir veya nitrasyon yapýlabilir. Desenlemeye çok uygundur.

RN 15 X : Paslanmaz, yüksek toklukta, aþýnma dayanýmý yüksek, 60 - 62 RC'ye sertleþebilen çeliktir. Gýda endüstrisi, plastik sanayii, korozyon dayanýmý ve aþýnma dayanýmý gerektiren parçalarýn imalatýnda kullanýlýr. RN 15 X yüksek miktardaki sert karbürlerden oluþan, yüksek toklukta, CVD, PVD ve nitrasyona çok iyi cevap veren bir çeliktir.

1.2316 (R 65) : Korozif etkisi olan PVC gibi plastiklerin kalýplarýnda, sertleþtirmeye gerek kalmadan kullanýlabilen bir çeliktir. Tamamýyla paslanmaz olmasý gereken kalýplarda çekirdek olarak 1.2083, hamil olarak 1.2316 iyi bir ikili oluþturur.

1.2767 (VNC 4) : Aþýndýrýcý etkiye sahip bakalit gibi plastiklerin kalýplarýnda kullanýlabilir. %4 nikel içeriði sebebi ile sertleþebilirliði çok yüksektir. Parlaklýk kabiliyeti iyidir.

1.8550 (Ni 50) : Yine 30 - 33 RC'ye sertleþtirilmiþ, fevkalade nitrasyon sonuçlarýnýn alýnabil-diði nitrasyon çeliðidir. Vida, kovan yapýmýnda ve plastik kalýplarýnda çok iyi sonuç verir. 0.1 mm 'ye varan nitrasyon derinliði ile bilinir.

Özel Alüminyum ve Bakýr Alaþýmlarý :

Alu 89 : Þiþirme kalýplarýnda çeliðe karþý ekonomik bir seçenektir. Ayrýca enjeksiyon kalýplarýnda, oto lastiklerinin kalýplarýnda prototip kalýplarýnda, termoform kalýplarýnda ve plastik profil üreten makinelerin kalibratörlerinde kullanýlýr.

CUPRO CB : Bakýrýn ýsýl iletkenliðinin yüksek olmasý, yüksek sertlik ile birleþtiðinde, ortaya bu alaþým gibi çok amaçlý bir malzeme ortaya çýkmýþtýr. Þiþirme kalýplarýnda, kokil kalýplarýnda ve bazý plas-tik kalýplarýnda çakma olarak kullanýlýr.

CUPRO B2: Sertliði neredeyse çelik kadar-dýr. (40 - 44 RC) Çabuk soðuma gereken yerlerde çakma olarak, bazý kalýplarda yekpare olarak kullanýlýr.

CUPRO NS : Yüksek çekime dayanýmlý ve yüksek sýcaklýða dayanýmý olan berilyum içerme-yen bakýr alaþýmýdýr. Plastik enjeksiyon kalýplarý, çekirdek, nozullar ve termoform kalýplarýnda kulla-nýlýr.

Ni 50 nitrasyon çeliðinden yapýlmýþ vidalar

52

Kalýbýn Parçalarý Ýçin Tavsiye Edilen Çelikler :

Aþýndýrýcý Ýlavesine Göre Çelik Seçimi :

Aþýndýrýcýlar plastiðin sertliðini, elektrik arklarýna ve ateþe dayanýmýný artýrmak için ilave edilir. Bunlardan bazýlarý cam tozlarý, fiber camlar, silikatlar, metal oksitler, toz metaller vs. dir. Bu ilaveler baský sýrasýnda kalýp çeliðini aþýndýrýr ve çizer. Kalýplamada daha yüksek basýnçlar gereklidir. Bunlarýn miktarý arttýkça kalýptaki bu tür plastiklerde aþýnma artar.

TAKIM

Vida

Silindir

Kafalar

Ýtici Plaka

Tutucu Plaka

Kalýp Hamili

Baský Plakasý

Ýtici Pimler

1.2307

1.2379

1.8550

1.2344

1.2307

1.8550

1.2316

1.4122

1.1730

1.2312

1.1730/1.2312

1.2379

1.2842

1.2344

1000 - 1100 HV (Nitrasyonlu)

58 - 60 RC

1000 - 1100 HV (Nitrasyonlu)

950 - 1000 HV (Nitrasyonlu)

1000 - 1100 HV (Nitrasyonlu)

1000 - 1100 HV (Nitrasyonlu)

30 - 33 RC

30 - 33 RC

65 kg/mm²

30 - 32 RC

30 - 32 RC

58 - 60 RC

58 - 60 RC

44 - 48 RC

ÇELÝK ÇALIÞMA SERTLÝKLERÝ

1.1730 1.27381.2312

30-33 RC

1.234446-48 RC

1.20831.2316

30-35 RC

1.276750-52 RC

1.237960-62 RC

CPOH(Dörrenbergözel ürünü)60-62 RC

PMD M4(Yüksek hýz

çeliði)64-66 RC

Az

OrtaYüksek

Çokyüksek

Aþýndýrýcý miktarý

53

Plastik Hammaddeler :

Plastik kalýbý seçiminde göz önüne alýnmasý gereken hammadde cinsleri aþaðýdaki gibi gruplanabilir.

1- Termoplastikler : Bu gruptaki plastik çeþitlerinin de kendi arasýnda çeþitli gruplarý vardýr. Fakat genelde vakum ile, hava enjeksiyonu ile þiþirilerek þekillendirilirler. Bazý cinsler kalýbý paslandýrýcý etki yapar. Bu yüzden korozyona dayanýmlý plastik kalýp çelikleri seçilmelidir.

2 - Termosetler : Bu tür plastiklerin sert ve aþýndýrýcý etkisi yüzünden kalýp çeliðinin aþýnma dayanýmýnýn ve sertliðinin yüksek olmasý gerekir. Çeliðe sertleþtirme yapýlmasý gerekir.

Taþlama ve Parlatma Tavsiyeleri :

1- Taþlama : Taþlama sýrasýnda çok yüksek ýsý açýða çýkmamalýdýr. Aksi halde yapý ve sertlik deðiþir. Her taþ deðiþi-minde çalýþma parçasý temizlenmelidir. Her bir kademede deðiþtirme çizgilerde düzensizliklerden kaçýnmak için çok önemlidir.

2- Parlatma : Kaba mikron parlat-madan bir ince kademeye geçerken parlatýlan yüzey pamukla çok iyi bir þekilde temizlenmeli, her bir kademede ayrý parlatma takýmlarý kullanýlmalýdýr. Yüksek devirli aletler tercih edilmeli, yü-zeyde dalma yapmamaya dikkat edilme-lidir.

PLASTiK

ABS

Asetal

Akrilik

Naylon 66

Polistiren

Polietilen

Polipropilen

PVC

225

180 - 200

200 - 225

300

200

220 - 280

220

150 - 210

310

220 - 240

250

320 - 330

250

320 - 350

280

180 - 220

YAKLAÞIK ÝÞLEM SICAKLIÐI ºC PARÇALANMA SICAKLIÐI ºC

Not : Geri dönüþmüþ -yeniden kazanýlmýþ(recycled) ABS, 15dakikayý geçen du-aklamalarda kalýplar-

da kolayca oksidas-yona sebep olabilir.

r

Çeþitli Plastiklerin Ýþlem Sýcaklýklarý :

P 240

40

Freze, tornadalma erozyon

Kaba taþlama

Taþ tane büyüklüðü

Taþ tane büyüklüðü

Tane büyüklüðü

Elmas pasta ileparlatma

Hassas

Hassas

Hassas

Hassas taþlama

45

25

15

85311

80

120

160

220

P 280

P 320

P 360

P 400

P 600

P 800

P 1000

P 1200

P 500

Ýyi yapýlmýþ bir taþlama,parlatmanýn yarýsýdýr !

54

SICAK ÝÞ ÇELÝKLERÝ

Bölüm 5

SICAK ÝÞ ÇELÝKLERÝ

Oda sýcaklýðýnda veya düþük sýcaklýklarda þekillendirilmeyen demir, çelik ve diðer metallerin ýsýtýlarak þekillendirilmesi sýcak iþ çeliklerine olan ihtiyacý doðurmuþtur. En çok kullanýlan sýcak iþ çelikleri aþaðýda sýralanmýþtýr.

Sýcak iþ çeliklerinde aranan belli baþlý özellikler :

• Yüksek sýcaklýkta mekanik özelliklerini koruyabilmesi• Yüksek sýcaklýkta aþýnma dayanýmlarýnýn yüksekliði• Isý iletkenliðinin yüksekliði

Bu özellikler, sýcak iþ çeliklerine krom, molibden, tungsten, vanadyum, nikel ve kobalt elementlerinin uygun bir þekilde ilavesiyle elde edilebilir. Uygun bir çelik seçimi, uygun talaþlý imalat, uygun ýsýl iþlem ve uygun kullanýmýnýn önemi en çok sýcak iþ çeliklerinde ortaya çýkmaktadýr. Bu dört kademeden biri veya daha fazlasýnýn eksik yapýlmasý durumunda kalýpta çatlama, kýrýlma, erken aþýnma vs. kaçýnýlmazdýr.

ESR (Electro Slag Remelting) :

Son senelerde ESR, elektro curuf altý ergitme metodu ile üretilmiþ sýcak iþ çeliklerinin imalatý artmaktadýr. Baþta metal enjeksiyon kalýplarýnda tercih edilmesi gereken bu çelikler fiyatlarýnýn pahalýlýðýna raðmen daha verimli bir üretim gerçekleþtirdiklerinden dolayý ön plana çýkmýþlardýr.

Yüksek sýcaklýklarda tane sýnýrlarýna yerleþerek, tane gevrekliði yaratan kükürt bu çeliklerde çok az miktardadýr.

Mekanik özellikler ve çeliðin yapýsý yöne baðýmlý deðildir.

EFS (Extra Fine Structure) : Çok Ýnce Yapýlý Sýcak Ýþ Çelikleri :

Bu çeliklerin yapýsý, üretim esnasýnda bir takým ekstra iþlemler uygulanarak son derece ince hale getirilmiþtir. Böylelikle mekanik özellikleri her noktada ayný olmasý (izotropi) saðlanýr.

• Alaþým elementleri çok iyi daðýtýlmýþtýr.• Yüksek sýcaklýklarda tane gevrekliði yapan kükürt minimum seviyededir.• Tavlanmýþ yapýda son derece üniform bir yapý hakimdir.

Dörrenberg Kodu

WP 5

WP 5 V

DM 3

DM 3 X

W9

WP5X

NCM1

A 50

DM3 Co

Alman Malzeme No.-Kodu

1.2343 X38CrMoV5 1

1.2344 X40CrMoV5 1

1.2365 X32CrMoV3 3

1.2367 X38CrMo5 3

1.2581 X30WCrV9 3

1.2606 X37CrMoW5 1

1.2713 55NiCrMoV6

1.2714 56NiCrMoV7

1.2885 X32CrMoCoV3 3 3

H11

H13

H10

-

H21

H12

6F2

6F3

H10A

Kimyasal Bileþimi

Si

1.00

1.00

0.25

0.30

0.30

1.00

0.30

0.30

0.20

Mn

0.30

0.40

0.40

0.30

0.40

0.50

0.60

0.80

0.40

Cr

5.00

5.00

3.00

5.20

2.70

5.00

0.80

1.10

3.00

W

-

-

-

-

8.50

0.60

-

-

-

Mo

1.30

1.30

3.00

3.00

-

0.50

0.30

0.50

3.00

V

0.40

1.00

0.60

0.60

0.40

0.80

0.10

0.10

0.50

Ni

-

-

-

-

-

-

1.70

1.70

-

C

0.38

0.40

0.32

0.37

0.30

0.35

0.50

0.53

0.30

Co

-

-

-

-

-

-

-

-

2.81

AISI/SAE

57

METAL ENJEKSÝYONU

(Pressure Die Casting)

Kurþun, kalay, bakýr, alüminyum, çinko gibi demir dýþý metallerin, yüksek hassasiyetli bitmiþ durumda imalatýný saðlayan bir yöntemdir. Sývý metal yüksek basýnç altýnda, sýcak iþ çeliðinden yapýlmýþ kalýba enjekte edilir.

Bu yöntemde sýcak ve soðuk kamalý makineler olmak üzere iki tür makine kullanýlmaktadýr. Sýcak kamaralý makinelerde hem basýnç kamarasý hem de piston sývý metal içine yerleþmiþtir. Bu yüzden sürekli yüksek sýcaklýða maruz kalýrlar. Bu nedenle sadece kurþun, kalay ve çinko gibi düþük ergime noktalý metallerin dökümünde kullanýlýrlar.

Soðuk kamaralý makinelerde, sývý metalin bulunduðu fýrýn, enjek-siyon makinesi ile baðlantýlý deðildir. Bu yüzden kamara yüksek sýcaklýk-tan daha az etkilenir. Fakat aþýnma oraný yüksektir. Kovan, döküm baþý ve daðýtýcý, yüksek sýcaklýkta periyodik gerilmelere ve yüksek basýnçla akan sýcak sývýnýn sebep olduðu erozyona maruz kalýrlar.

Enjeksiyon kalýplarýnda sývý metal kalýp içinde kýsa bir sürede katýlaþýr. Bu yüzden kalýp çeliði olarak kullanýlan sýcak iþ çeliklerinden aþaðýdaki özelliklere sahip olmasý beklenir.

• Ani sýcaklýk deðiþikliklerine dayanýklýlýk, • Taneler arasý korozyona dayaným,• Yüksek sýcaklýkta tokluðun olmasý, • Yüksek ýsýl iletkenlik.• Aþýnma dayanýmý iyi düzeyde olmasý,

Ýticiler iþlemin hýzýný artýrýrlar. Sýcak metal ile temas ettiklerinden dolayý ýsýnýr ve basýnca maruz kalýrlar. Ýticiler sýcak iþ çeliðinden yapýlýr ve itici yüzeylerin aþýnma dayanýmýný artýrmak için sertleþtirmeden sonra nitrasyon yapýlmalarý gerekir.

Enjeksiyon Kalýplarýnda Tasarým ve Çalýþma Sýrasýndaki Kalýp Bakýmý

Çok pahalý kalýplarýn çalýþma ömürlerinin uzun olmasý için, yolluklarýn yerleþiminin olduðu kadar, kalýbýn uygun yerleþimi ve doðru tasarýmý da þarttýr. Katýlaþma sýrasýnda kalýba gelen ýsý, soðutma suyu delikleri, parçanýn boþluðu etrafýndaki tüm alanda düzgün bir ýsý daðýlýmýný saðlayacak þekilde daðýtýlmalýdýr. Aksi takdirde, að gibi görünen ilk çatlaklar ýsýl gerilmelerin de etkisiyle baþlar. Bu durum, eðer boþluk etrafýndaki soðutma delikleri yetersiz uzaklýkta ise hemen meydana gelir.

sabit kalýphamili

hareketli kalýphamili

kalýp altlýðý

iticiitici

plaka

geri itici pim

geri itici pim

kýlavuzpim

kýlavuzburç

hareketli maçakýzaðýhareketli maça

maça

çekirdek

daðýtýcýkovan

maça

sabit kalýpçekirdeði

eðik pim

kilit

hareketli kalýpçekirdeði

Metal enjeksiyon kalýbý

58

Metal Enjeksiyon Kalýplarýnýn Verimlerini Etkileyen Faktörler :

1- Ýþletme Faktörleri :

• Yeni bir kalýbýn çalýþmaya baþlatýlmasý,• Kalýplarýn ön ýsýtýlmasý ve bunlarýn nasýl yapýldýðý,• Soðutma suyunun durumu, (yumuþak olmalý ve kapalý bir sistem olmalý)• Kalýbýn kontrollü çalýþmasý,• Yaðlama ve nasýl yapýldýðý,• Sývý metalin kontrolü ve nasýl döküldüðü,• Özellikle yolluklardaki enjeksiyon hýzý.

2-Kalýp Yapým Faktörleri :

• Yolluðun tasarýmý, açýlar ve yüzey durumu,• Soðutma kanallarýnýn kaviteden uzaklýðý ve yerleþimi,• Çekirdeðin yüzey durumu minimum 280 kumla bitirilmelidir. Erozyon ile iþlenmiþ yüzeyler

taþlanmalý, ýsýdan etkilenmiþ tabaka uzaklaþtýrýlmalý,• Ýç ve dýþ keskin köþelerden kaçýnýlmalý, daha büyük radyüs, daha uzun çalýþma ömrü.

3-Kalýp Malzemesi ve Isýl Ýþlemi :

• Ýyi bir karbür daðýlýmý, yüksek derecede temizlik ve düþük kükürt içeriði,• Sertleþtirme sýcaklýðýnýn seçimi, süre ve seçilen meneviþ sýcaklýðý (sertlik),• Sertleþtirme ne karbürizasyon ne de dekarbürizasyonun olduðu ortamda yapýlmamalý.

Temel Kalýp MalzemesiÖzellikleri

Sertlik

Meneviþ Dayanýmý

Sýcak Akma Dayanýmý

Sürünme

Süneklik

Tokluk

Isýl Ýletkenlik

Isýl Genleþme Katsayýsý

Dayanýmý

Ölçülendirme

Kalýp Maçalarý

KenarlarDeliklerKöþeler

Soðutma Kanallarý

Yolluklar

Ýþleme

Erozyon

Parlatma

Kaynak

Gerilim Giderme

Ön Isýtma

OstenizasyonSýcaklýk/Zaman

Su Verme Ortamý

Meneviþ

Yüzey Ýþlemi

MakinanýnÖzellikleri

HidrolikBasýnç

ÝþlemGirdileri

ÝþleminKontrolü

Kalýbýn Ön IsýtmaSýcaklýðý

Dökülen MetalZn, Mg, Al, Cu

bileþim sýcaklýðý

Üst SýcaklýktaTutma Süresi

Soðutma

Yaðlama

MekanikYükleme

Temizlik

Kumlama

Gerilim Giderme

Kaynak

Malzeme Tasarým Kalýbýn Ýmalatý Isýl Ýþlem Üretim MuhafazaBasýnçlý Döküm

Makinasý

Kalýp Ömrünü Etkileyen Faktörler

59

Bu gerilmelerin nasýl olduðunu anlamak için 100 mm uzunluðundaki, 1.2344 sýcak iþ çeliðini ýsýtmaya baþlayalým. 630 ºC 'ye geldiðinde boyunu ölçelim.

Enjeksiyon kalýplarýnda diyagramda görüldüðü gibi kalýbýn çalýþmasýyla biriken gerilmelerin deðerikalýp çeliðinin kalýcý þekil deðiþtirmeye baþlama sýnýrý olan, çekme dayanýmýný aþtýðýnda kalýp üzerinde zaman içerisinde mikro çatlaklar ve kýrýlmalar meydana gelir. Bunu önlemek için kalýplarýn ön ýsýtýl-masý gerekmektedir. Aþaðýdaki deney sonuçlarý 100 mm uzunluktaki bir numunenin farklý sýcaklýk-lardaki uzamalarýný göstermektedir. Buna göre, kalýba ne kadar yüksek derecede ön ýsýtma yapýlýr-sa uzama/gerilmeler o oranda azalmaktadýr.

Metal Enjeksiyonu Sýrasýnda Meydana Gelen Gerilmeler

Çelik çubuk uzayabildi. Böyle bir durumda bir zarfa/hamile sýký geçirilmiþ çekirdek nasýluzayabilir/genleþebilir? Genleþemeyeceði için kalýpta gerilmeler oluþmaya baþlar. Uzamayakarþý koyarak gerilmeler doðurur. Eðer bu gerilmeler kalýp çeliðinin çekme veya basmagerilmesini aþarsa ne olur? Aþaðýdaki diyagramdagörüldüðü gibi çatlama ve kýrýlmalar yaþanabilir.

Isýl genleþmeden kaynaklananuzunluk farký =0.798 mm'dir.100.00 mm

30 °C deki uzunluk

100.798 mm

630 °C deki uzunluk

600 700 ºC

Çekirdek yüzey sýcaklýðý

Baský sayýsý

Kalýp gerilim gidermetavlamasýna gitmeli

AkmaDayanýmý

Yü

kse

k S

ýcaklýk

lard

aÇ

elið

in Ç

ekm

e D

ayan

ýmý

Çekme DayanýmýGerilme

Çekirdek yüzey sýcaklýðý

Soðutma kanallarý

100 mm uzunluðundaki,

ýsýtýlmýþ 1.2344 çelik numune-lerin 630 ºC'deki uzunluklarý :

çeþitli ön ýsýtma sýcaklýlarýna

o100 C ye ön ýsýtýlmýþ sýcaklýk farklýlýðý 530 oC 100.705 mmo o200 C ye ön ýsýtýlmýþ sýcaklýk farklýlýðý 430 C 100.572 mmo o300 C ye ön ýsýtýlmýþ sýcaklýk farklýlýðý 380 C 100.505 mm

60

Enjeksiyon Kalýplarýnda Kalýp Çeliklerinden Beklenen Özellikler

Metal enjeksiyon kalýplarý çok hýzlý deðiþen ýsýl ve mekanik yüklemelere maruz kaldýðýndan, kullanýlan çeliðin çok büyük önemi vardýr. Kalýp çeliðinden beklenen özellikler :

• Isýl genleþme katsayýsý (düþük olmalý) • Meneviþ direnci (yüksek olmalý)• Isýl iletkenlik (yüksek olmalý) • Sürünme direnci (iyi olmalý)• Sýcak akma dayanýmý (yüksek olmalý) • Süneklik (iyi olmalý)

Sayýsýz sebepler yüzünden kalýbýn ömrü tehlikeye girer. Bunlardan en önemlileri aþaðýda sýralanmýþtýr.

1. Isýl çatlaklar2. Erozyon / Korozyon3. Büyük çatlama veya kýrýlmalar4. Çentiklenme

1) Isýl Çatlaklar : Isýl çatlaklar, deðiþik sýcaklýklarda çalýþmalardan kaynaklanan sýcaklýk gerilmelerinin yavaþ yavaþ meydana getirdiði çatlamalardýr. Öncelikle mikro düzeyde baþlayan çatlaklar yavaþ yavaþ ilerler ve yüzeyde ince çatlaklar oluþtururlar.

Aþaðýdaki faktörler ýsýl çatlaklara etki eder.

• Kalýp sýcaklýðýnýn deðiþimi• Ön ýsýtma sýcaklýðý• Kalýbýn yüzey sýcaklýðý• Döküm sýrasýnda tutma süresi• Soðuma hýzý

Gerilme yükselticiler kenarlar, köþeler, delikler, yüzey pürüzlülüðü, inklüzyonlar ýsýl çatlaklarýn daha da hýzlý ilerlemesine sebep olurlar.

2) Erozyon / Korozyon : Enjeksiyon sýrasýnda, bazen sývý metal ile kalýp çeliði arasýnda reaksiyon oluþabilir. Bu durum temas noktalarýnda çeliðin bünyesinde çözülmelere sebep olabilir.

Erozyona etki eden faktörler :

• Dökülen metalin sýcaklýðý : Çinko 480 ºC üzerinde, alüminyum 720 ºC üzerinde çelik ile reaksiyona girer

• Dökülen metalin bileþimi : Saf metaller ticari alaþýmlara oranla yüzeye daha fazla zararlýdýr. Bu durum çinko ve alüminyum için de geçerlidir.

• Kalýbýn tasarýmý : Sývý metal, kalýbýn tasarýmý yüzünden çok hýzlý giriþ yapýyorsa, bazý noktalarda hýzlý aþýnmaya sebep olabilir.

• Kalýbýn ýsýl iþlemi : Sertleþtirilmiþ çelik her zaman yumuþak tavlý çelikten daha dayanýmlýdýr. • EDM - Erozyon ile inilen yüzeyin etkilenmesi : Erozyon ile inilen yüzeydeki mikro çatlaklarý

taþlama ve parlatma ile uzaklaþtýrmak gerekir.

61

• Yüzey iþlemleri : Yüzeyde bir oksit filminin (kalýbýn ýsýl iþlemden gelmiþ hali) bulunmasý çok faydalýdýr. Bu film kalýp meneviþten çýktýðýnda üzerinde mevcuttur. Çalýþan kalýbýn belli aralýk-larla sökülüp meneviþ sýcaklýðýnýn biraz altýnda iki saat bekletilmesi ile bu film tekrar elde edilebilir. Nitrasyon da yüzeyde koruma saðlar. Bazý araþtýrmalar kumlamanýn da kalýp ömrünü artýrdýðýný göstermiþtir.

3) Büyük Çatlamalar veya Kýrýlmalar : Kalýp çeliðinin dayanýmý, keskin köþeler veya diðer gerilme yaratan kýsýmlarý ile çatlamadan veya kýrýlmadan yüke dayaným kabiliyetidir. Bu özellik çeliðe ve yapýlacak ýsýl iþleme baðlýdýr. Kalýpta zaman içerisinde ortaya çýkacak olan gerilmelerin sadece enlemesine deðil ayný zamanda boylamasýna da daðýlýmý açýsýndan elektro curuf ergitmeden (ESR) geçmiþ çeliðin kullanýmý þarttýr.

4) Çentiklenme : Kalýbýn ayrým kenarlarýndan veya köþelerinden çentik etkisi ile kýrýlmasý, genelde çok düþük sýcak sertlikten kaynaklanýr. Bunun anlamý, yüksek sýcaklýkta çeliðin sertliðinin düþmesidir. Bu da kalýbýn çalýþma sýrasýnda çentik etkisine maruz kalarak kýrýlma riskini çoðaltýr. Erkek ve diþi kalýbý birleþtiren kilitleme basýncý ile enjeksiyon basýnçlarý bu bakýmdan önemlidir.

1.2344 Çeliðinin 32 Deðiþik Isýl Ýþlemi ve Sonuçlarý

Isýl Ýþlem Türü

Akma DayanýmýRp

mN/m²

Çekme DayanýmýRm

mN/m²

ToklukKIC

3/2mN/m

SertlikRC

1050+400/2475/2500/2530/2550/2600/2625/2650/2

1000+250/1+11025+250/1+11050+200/1+1

+250/1+1+300/1+1+400/1+1+450/1+1+500/1+1+550/1+1+600/1+1+650/1+1

1000+250/1+11050+250/1+11100+250/1+11050+450/1+1

+525/1+1+600/1+1+600/1+1

1010+540/2+2+540/2+2

1080+540/2+2+540/2+2+540/2+2

1030+610/1+1

161016351530169016351470131010001390137514951435150516051600147016001460965

1900193020002085201017751620128517951830196019051910198019302015195016801150

2040219017401740

(52.5)(53)

(53.5)(54.5)(53.5)(51)

(48.5)(41)49.5525453

(52.8)53.554.555.554

49.540

53.554

54.55456

46.546.55253

58.555.355.345

4833

27.524.52333

52.577

45.55047

54.557.537.531.527.526.532.562.552474237274641

26.9272429

26.575

62

Metal Enjeksiyon Kalýplarýnda Verimli Ýmalat Ýçin Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar

1. Yüksek sertliðin çatlak baþlangýcýna karþý çok iyi bir dayanýmý vardýr. Ancak alüminyum enjeksiyonunda 48 RC, bakýr alaþýmlarýnda 44 RC'den yukarýsý tavsiye edilmez. Çatlak ilerleme hýzý ve kýrýlma riski, sertlik arttýkça artar.

2. Çeliðin sertleþtirilmesi sýrasýnda, düþük soðutma hýzý uygulanýrsa, çarpýlma riski azalýr. Diðer taraftan, çok düþük soðutma hýzý kýrýlma tokluðunu azaltýr. Yüksek soðutma hýzý (örneðin, tuz banyosu) en iyi yapýyý ve kalýp ömrünü ortaya çýkarýr.

3. Tuz banyosunda sertleþtirme sýrasýnda, dekarbürizasyon (çelikte karbon kaybý) veya karbürizasyon (karbon artýþý) erken çatlamaya yol açar.

04. Kalýp su vermeden hemen sonra 50 - 70 C 'ye düþer düþmez meneviþlenmelidir. Aksi taktirde çatlamalar, kýrýlmalar yaþanabilir. Ýki defa meneviþ, iyi bir sonuç almak için gereklidir.

5. Gerek su verme öncesi, iþlemeden doðan gerilmeleri bertaraf etmek, gerekse de belli bir süre çalýþtýktan sonra meydana gelen gerilmeleri yok etmek için "Gerilim Giderme Tavlamasý" muhakkak uygulanmalýdýr.

6. Erozyon sonrasý, kömürleþmiþ tabaka taþ ile alýnmalýdýr. (en az 30 - 40 µ)

7. Meneviþ sonrasýnda kalýbýn yüzeyindeki oksit tabakasý ile imalata baþlamaya çalýþýl-malýdýr. Eðer taþlama yapýlacaksa veya son ölçüye getirilecekse, bunu takiben yeniden oksitlendirilmelidir. Oksitli yüzey kalýbý korur.

8. Nitrasyonun uzun süreli olmasý fayda deðil, zarar getirir. Kýsa sürelerde fakat sýk aralýk-larda yapýlmasý daha iyidir.

9. Ýyi bir ön ýsýtma þarttýr.

10. EFS veya ESR iþleminden geçmiþ çelikler ile iþe baþlanmalýdýr.

11.Tuz banyosunda su verilmiþ kalýplarý alýr almaz, sýcak suda kaynatmalý, fýrça ile iyice temizlenmelidir. Köþelerde kalan kalýntý tuzlar, çok korozif olduklarýndan ve boþluklar meydana getirdiklerinden, kýrýlmalara sebep olurlar.

Not: Daha büyük parçalarda, daha düþük hýz gereklidir.

Soðutma suyu :o• Suyu 20 - 50 C arasýna ön ýsýtýn,

• Aralarda su akýþýný kontrol edin,• Kalýp çalýþma sýcaklýðýnda iken soðutma suyunu açmayýn,• Kavite yüzeyindeki sýcaklýk deðiþikliklerini en aza indirin.

Döküm Sýcaklýklarý :

MetalAlüminyum (Al)Çinko (Zn)Magnezyum (Mg)

Ön Isýtma oSýcaklýðý ( C)

Döküm oSýcaklýðý ( C)

1 Kg AðýrlýktakiParça Ýçin Akýþ Hýzý

Köþelerdekimin. Radyüs

Tavsiye Edilen TokluktakiMetal Akýþ Hýzý (m/sn)

250 - 300150 - 200150 - 200

250 - 300150 - 200150 - 200

403050

1 mm0.5 mm

-

18 - 6012 - 4050 - 80

63

Dökülen Alaþýma Göre Çelik ve Sertlik Seçimi

ESR iþleminden geçirilmiþ cinsleri daha yüksek verimle çalýþýr.

Parça Ýsmi

Baðlama plakalarý

Destek plakalarý

Çekirdek

Sabit ilaveler

Maçalar

Yolluk parçalarý

Enjeksiyon memesi

Ýtici Pimler

Dalýcý piston ve enjektör

Kalay/Kur un/Çinko þ

1.1730

300 HB

1.1730

300 HB

1.2738 (290-330 HB)

1.2344

46 - 50 RC

1.2344

48 - 52 RC

1.2344

48 - 52 RC

1.2083

40 - 44 RC

1.2344 (46 - 50 RC)

1.2344

46 - 50 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

1.2344 ESR

42 - 46 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

Alüminyum/Magnezyum

1.2312 - 1.1730

300 HB

1.2312 - 1.1730

300 HB

1.2344

42 - 48 RC

1.2344

42 - 46 RC

1.2344

42 - 48 RC

1.2344

46 - 50 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

1.2344

46 - 50 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

1.2344

42 - 48 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

Bak r/Pirinç ý

1.2312 - 1.1730

300 HB

1.2312 - 1.1730

300 HB

1.2885

350 - 400 HB

1.2344 (40 - 44 RC)

1.2885 (40 - 45 RC)

1.2885 (40 - 45 RC)

1.2885

42 - 48 RC

1.2344 / 1.2885

42 - 48 RC

1.2344

46 - 50 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

1.2344

42 - 46 RC

(Nitrasyon yapýlmýþ)

64

Enjeksiyon makinelerinin pistonlarýnda hala dökme demir veya sýcak iþ çeliði mi kullanýyorsunuz ?

Pistonluk bakýrý (Cupro NS)

Deneyin ...

Enjeksiyon makinelerinin pistonlarýnda hala dökme demir veya sýcak iþ çeliði mi kullanýyorsunuz ?

Pistonluk bakýrý (Cupro NS)

Deneyin ...Ø 42 - 52 - 62 - 72 - 82 - 92102 - 113 - 123 mm çaplarda

1.2

344'd

en

Yap

ýlan

En

jeksiy

on

Kalýp

larý

nýn

Ýd

eal Yap

ýlarý

Siy

ah

ban

t ü

zeri

nd

eki yap

ýlar

ide

al yap

ýlard

ýr.

01

02

03

04

05

06

1 2 3 4 5

65

EKSTRÜZYON

Alüminyum, çinko ve kurþun gibi hafif metallerin yanýsýra çelik ve bakýr gibi daha aðýr metallerin de þekillendirilmesinde sýk kullanýlan bir yöntemdir. Bu yöntemde ekstrude edilecek hammadde (biyetler) önce belli bir sýcaklýkta ýsýtýlýr. Takiben zýmbanýn sýkýþtýrma basýncýnýn etkisi ile kalýptan istenilen þekilde geçirilir. Bu yöntemde kalýp en çok gerilmeye maruz kalan parçadýr. Kalýbýn yüzeyi zamanla bozulur veya ölçüsü tolerans dýþýna çýkarak kullanýlamaz hale gelir.

Þekilde görülen ekstrüzyon presi parçalarýndan birinin veya bir kaçýnýn arýzalanmasý halinde presin durmasý söz konusu olduðun-dan, bu parçalarýn malzeme seçiminin, tasarýmýnýn ve ýsýl iþle-minin çok iyi yapýlmasý gerekir. Bu parçalar belli bir süre sonra aþ ýnan ve deð iþ -tirilmesi gereken par-çalardýr. Deðiþik yükler altýnda çalýþýrlar.

Ekstrüzyon pres-lerinde takým çeliðin-den beklenen özel-likler, ekstrüzyonu ya-pýlan metale, profilin þekline, sýcak biyetin girdiði parçanýn konumuna baðlýdýr. Çok ciddi bir ýsýl þoka ve gerilmeye maruz kalan parça þüphesiz kalýptýr. Yüksek sýcaklýða maruz kalan diðer parçalar kovan, baský pulu ve mandreldir. Ekstrüzyon sýrasýnda bu parçalarýn maruz kaldýðý sýcaklýk aralýklarý aþaðýda verilmiþtir.

Ekstrüzyon preslerinin kalýp ve takýmlarýnda kullanýlacak çelikler aþaðýdaki özelliklere sahip olmalýdýr :

1. Yüksek sýcaklýklarda sertliðini korumasý2. Akma dayanýmýnýn yüksek olmasý3. Sürünme dayanýmýnýn yüksek olmasý4. Enine tokluk özelliðinin ve sürekliliðinin olmasý5. Aþýnma dayanýmýnýn yüksek olmasý6. Yüksek ýsýl iletkenliðinin olmasý 7. Nitrasyon kabiliyetinin iyi olmasý

Alüminyum ve alaþýmlarýBakýr ve alaþýmlarýÇelik

: 400 - 550 ºC: 700 - 950 ºC: 1000 - 1250 ºC

Üç parçalý kovan

zýmbakovanara gömlek

kalýp

takým taþýyýcýkalýp hamilidestek takýmý

mührebaskýyüzüðü

düzeltmepulu

baskýpulu

gömlek

66

Kalýplar : Orta derecedeki sýcaklýk ve gerilmelerin söz konusu olduðu alüminyum profil kalýplarýnda genellikle 1.2344 çeliði kullanýlmaktadýr. 1.2344 çeliðinden yapýlan alüminyum profil kalýplarý 48 - 50 RC'ye kadar sertleþtirilirler. Sertleþtirmeyi takiben nitrasyon veya tenifer yapýlarak kalýp yüzeyinde aþýnmaya dayanýklý bir tabaka elde edilir.

Nitrasyonlu kalýplarla toleranslar daha kolay elde edilebilir. Kalýp çalýþtýkça nitrasyon olmuþ yüzeyin sertliði yavaþ yavaþ düþer. Çünkü alüminyumun kalýp içerisinden akýþý sýrasýnda temas eden yüzeylerin sýcaklýðý nitrasyon sýcaklýðýna yakýndýr. Azot bu sýcaklýklarda kalýbýn merkezine doðru yayýnýr. Yüzeydeki sertlik düþüþü, elde edilen ürünün kalitesini de bozar. Bu yüzden kalýplar her 150-250 biyetten sonra yeniden nitrasyon yapýlmalýdýr. Bu iþlem, kalýp çatlaklarý yüzünden kullanýlamaz hale gelinceye kadar tek-rarlanabilir.

Eðer çok yüksek basýnçlarda çalýþacak uzun köprülü ve karmaþýk þekilli bir kalýp yapýlacaksa, 1.2343 çeliði tercih edilmelidir. Çünkü bu çeliðin ýsýl iletkenliði ve tokluðu 1.2344 ten daha fazladýr.

Kalýplarýn ýsýl iþleminde þu kurala uyulmalýdýr. Yüksek tokluðun olmasý gereken kalýplar, sertleþ-tirme sýcaklýðý aralýðýnýn altýnda, yumuþamaya kar-þý direncin yüksek olmasý gereken takýmlar ise üst sýnýrda sertleþtirilmelidir. Sýcak banyoda su verme karýþýk þekilli kalýplarda özellikle tercih edilmelidir. Bu durumda çarpýlma tamamý ile deðil, fakat kýs-men ortadan kalkmýþ olur.

Ekstrüzyon için çelik seçimiEkstrüde edilecek malzeme

Alüminyum veya MagnezyumÇelik

Çelik Çelik ÇelikRC RC RC

Bakýr veya Bakýr Alaþýmlarý

1.2885

1.2622

1.2885

1.2344

1.2885

1.2344

1.2885

1.2344

1.2344

1.2365

1.2344

1.2891

1.2312

1.2714

1.2885

1.2365

1.2606

1.2885

44 - 48

46 - 50

44 - 48

40 - 46

44 - 48

40 - 46

44 - 48

40 - 46

40 - 46

40 - 46

40 - 46

30 - 35

31 - 38

37 - 42

45 - 50

44 - 48

44 - 48

44 - 48

1.2343

1.2344

1.2714

1.2344

1.2714

1.2891

1.2714

1.2344

1.2343

1.2344

1.2891

1.2344

1.2312

1.2891

1.2344

1.2885

1.2885

1.2344

46 - 50

46 - 50

40 - 46

40 - 46

40 - 46

30 - 35

40 - 46

40 - 46

40 - 46

40 - 44

30 - 35

38 - 42

31 - 38

30 - 35

44 - 48

44 - 48

44 - 48

46 - 48

1.2885

1.2367

1.2885

1.2344

1.2714

1.2891

1.2714

1.2885

1.2891

1.2344

1.2312

1.2891

1.2714

1.2885

1.2367

1.2885

1.2367

44 - 48

46 - 48

40 - 46

42 - 46

40 - 46

30 - 35

40 - 46

44 - 48

30 - 35

38 - 42

31 - 38

30 - 35

37 - 42

44 - 48

48 - 50

44 - 48

46 - 48

Kalýp ve

Zýmbalar

Kalýp Hamili

Destek

Mühre

Gömlek

Ara Gömlek

Kovan

(Taþýyýcý)

Baský Pulu

Mandrel

67

DÖVME

Metallerin yüksek sýcaklýkta þekillendirilebilme kabiliyeti daha kolay olduðundan, dövme aðýr yük taþýmasý gereken parçalarda tercih edilen bir imalat yöntemidir.

Firesinin olmamasý bir baþka avantajýdýr. Dövmede kalýp çeliklerinden beklenen özellikler dövmenin yapýldýðý pres veya çekice göre deðiþir. Örneðin, hidrolik preste yapýlan dövmede iþ parçasýnýn kalýp yüzeyi ile temasý daha fazladýr. Bu yüzden hidrolik preste çalýþan kalýplarda kullanýlacak çeliklerin yüksek sýcaklýða daha dayanýklý olmasý beklenir.

Diðer taraftan, eðer dövme çekiç ile (þahmerdan) yapýlýyorsa, yüksek darbeler söz konu-sudur. Bu nedenle kalýbýn yüksek tokluk özelliðine sahip bir çelikten yapýlmasý gerekir.

Dövmede kullanýlan çeliklerin teslimatý 1.2714 çeliðinde 37 - 42 RC'ye sertleþtirilmiþ olarak diðerlerinde ise tavlanmýþ olarak yapýlýr. 1.2714 çeliðinin sertleþtirilmiþ olarak teslim edilmesi, imalatçýlarý ýsýl iþlemden kurtardýðý için çok kullanýþlýdýr. Büyük kalýplarda bu durum daha da önemlidir.

1.2714 çeliðinden kalýp yaparken tane akýþýna dikkat edilmelidir. Dikey tane akýþý kalýbýn çatlamasýna sebep olabilir.

Dövme Kalýplarýnýn Tasarýmý :

Kalýp bloklarýnýn boyutlarý kalýp þeklinin büyüklüðü ve þekline göre saptanýr. Þekil belli olduktan sonra ortaya çýkan et kalýnlýðý, dövme iþlemi sýrasýnda oluþan basma kuvvetlerini absorbe etmek için yeterli olmalýdýr. Dövmeden sonra parçayý kalýptan çýkarmak için, kalýp yuvasý konik olmalýdýr. Dövmeciler çok az bir konikliði, bu sebeple isterler. Yapýþan parçalarý çýkarma iþlemi çok zaman harcanan bir iþlemdir. Bu sýrada kalýp sýcaklýðý ve aþýnma artar, kalýbýn mukavemeti azalýr.

Dövme sýrasýnda ortaya çýkan fazla malzeme, þeklin kenarlarýna doðru yayýlýr. Bu çapak olarak isimlendirilir. Çapaðýn çok geniþ ve kalýn olmasý, kalýba uygulanan baský kuvvetlerinin artmasýna sebep olur. Kalýp dizayný minimum çapak oluþumu saðlanacak þekilde yapýlýr. Dövülmemiþ parça da buna göre kesilmelidir.

68

69

Bazý dövme parçalarýnýn þekilleri dövme sýrasýnda havayý belli yerlerde hapsedecek türde-dir. Bu yüzden bu kalýplarda, havanýn uzaklaþabileceði delikler olmalýdýr. Sýkýþtýrýlmýþ hava, sýcak dövmenin etkisi ile ýsýnýr ve kalýp yüzeyinde çok kuvvetli bir basýnç meydana getirir. Hava çýkýþ delikleri, ayný zamanda kalýp yuvasýnýn dolmasýný kolaylaþtýrdýktan dolayý da faydalýdýr. Þahmerdanla dövmede kalýp yuvasý kenarlarý meydana gelebilecek fazla enerjiyi absorbe edecek kadar geniþ olmalýdýr.

Þahmerdenda dövme kalýplarý geniþ bir örse baðlanýr. Kalýba basma kuvvetinin aktarýldýðý kiriþteki (kýrlangýç) basýncý en aza indirmek için mümkün olduðu kadar geniþ olmalýdýr. Kalýp ana þeklinin kenarýnda kesiciler olduðunda kalýbýn ana konumunda eðrilik olabilir. Bu durum geniþ bir örs ile önlenir. Aksi takdirde örste baþlangýç çatlaklarý, basýncýn uygulandýðý taþýyýcý kiriþte erken aþýnma ve piston kollarýnda yorulma çatlamasý kolaylýkla meydana gelebilir. Çatlamalardan kaçýn-mak için, örsün kýrlangýç geçiþ kýsmýnýn kalýba geçiþ radyüsünde, iþleme izlerinin olmamasý gerekir.

Ön ýsýtma :

Dövme kalýplarýnda ön ýsýtmanýn büyük önemi vardýr. Ön ýsýtma yapýlmayan kalýplar ýsýl þoktan dola-yý, amaç kalýbýn tümüyle homojen olarak ýsýtýlmasýdýr. Bu nedenle þalamo ile veya sýcak parça ile belli yönlerden ýsýtmak uygun deðildir.

Ön ýsýtmanýn iþletmenin þartlarýna baðlý olarak fýrýnda veya bir alev perdesi altýnda yapýlmasý daha uygundur. Ön ýsýtma sýcaklýðý 200 - 300 °C arasýn-dadýr. Kalýpta çalýþmaya ara verildiði zaman kalýbýn sýcaklýðýný muhafaza etmek için yine 200 - 300 °C ýsýtýlmalýdýr.

Yaðlama ve Soðutma :

Dövme kalýplarýnda dövülen parçanýn aþýndýrma etkisi yaðlayýcýlarla azaltýlabilir. Yaðlama ile dövme iþleminden kalan tufal parçacýklarý uzaklaþtýrýlabilir. Aþýrý yaðlama da kalýp yüzeyi için zararlýdýr. Çünkü sýcaklýðýn yoðun olduðu yerlerde karbürizasyona yol açabilir. Bu bölgeler, sýcak çatlama baþlangýç noktasý olabilir.

Soðutma, yüzeyin yüksek sýcaklýktan korunmasý için gereklidir. Basýnçlý hava ve su karýþýmý soðutma amacýyla kullanýlabilir. Buna yaðlayýcýlar da eklene-bilir.

Soðutma ve yaðlama kalýplarda yüzeydeki sýcaklýk dengesini bozarak çatlak oluþumunu teþvik eder. Örneðin, kapalý kalýpta çapaklý dövme iþleminde nitrürlenmiþ ve yaðlanmýþ kalýp onlarca parça dövdükten sonra, ýsýl yorulmadan dolayý çatlamalar görülürken, ayný iþlem yaðlamasýz yapýldýðýnda binlerce parçanýn çatlak olmaksýzýn dövüldüðü görülmüþtür.

Kalýp çekirdeði

Ana kalýp

Kalýbýn ön ýsýtýlmasý veya dövme sýrasýnda oluþan tufalin oluþumunun önlenmesi, kalýp ömrünü artýrýr, dövme yüzeylerinin daha düzgün kalmasýný saðlar ve ölçü kontrolünü geliþtirir. Ayrýca tufalli dövme, sýcak kontrolün þüpheli yapýlmasýna ve temizleme masraflarýnýn artmasýna sebep olur. Tufali kalýptan uzaklaþtýrmak için þu yöntemler kullanýlmaktadýr.

a)püskürtme b) telle fýrçalama veya diðer mekanik yöntemler c) sýcak parçaya su

püskürtme

Püskürtme : Tufal kýrýk ise yapýlýr. Örneðin, düz döv-melerde tufal kýrýldýðýndan hava püskürtmesi ile tufal par-çacýklarý elle veya otomatik olarak uzaklaþtýrýlabilir.

Mekanik tufal uzaklaþ-týrma : Bir etkili metod, dönen bir tel fýrça ile yüzeyi fýrçala-maktýr. Diðer bir metod ise parçanýn kalýba girmeden kendi þekline benzeyen bir býçak ile tufalinin temizlen-mesidir.

Basýnçlý su püskürtme : Etkili bir yöntemdir. Isýtýlmýþ parçanýn tüm yüzeylerini temizlemesi için 4 veya daha fazla nozullu olmasý gerekir. Su nozullara 8.4 - 12.5 MPa basýnçla gelir. Su akýþýnýn 35 ° bir açýyla gelmesi etkili bir temizlik için idealdir. Su saniyenin belli bir aralýðýna kadar kullanýlmalýdýr. Fazla soðutma çalýþma parçanýn aþýrý soðumasýna sebep olur.

70

Dövmede tavsiye edilen sýcak iþ çelikleri

1.2713

1.2714

1.2744

1.2713

1.2714

1.2344

1.2714

1.2744

1.2713

1.2714

1.2744

1.2343

1.2344

1.2365

1.2367

1.2713

1.2343

1.2344

1.2367

1.2606

1.2365

1.2344

1.2365

1.2367

1.2885

1.2365

1.2367

1.2885

Çekiçte dövme

Dövme Türü Kalýp Çelik Cinsi Tavsiye edilenSertlik

Preste dövme

Yatay dövme

38 - 42 RC

38 - 52 RC

300 - 400 HB

41 - 52 RC

49 - 52 RC

38 - 42 RC

38 - 52 RC

41 - 50 RC

300 - 400 HB

41 - 52 RC

46 - 52 RC

41 - 52 RC

46 - 52 RC

Çekiç ile dövme kalýbý

Diþi kalýp

Kalýp çekirdeði

Sýð þekilde dövme kalýbý

Diþi kalýp

Kalýp çekirdeði

Kalýp

Mandrel

Þekil çekirdeði

ISIL ÝÞLEM

Bölüm 6

ISIL ÝÞLEM

Su verme ne demektir? Takým çeliklerinden beklenen özellikleri elde edebilmek için, bu çeliklerin iþlemeyi takiben sertleþtirme iþleminden geçirilmesi gerekir. Çelik ancak sertleþtirme sonucunda kataloglarda belirtilen sertlik, tokluk, aþýnma dayanýmý korozyon dayanýmý gibi özelliklere sahip olur.

Isýl iþlemin daha iyi anlaþýlabilmesi için sertleþmenin ne olduðunu bilmek gereklidir. Yukardaki þekilde de gösterildiði gibi, su verme iþlemi aslýnda çeliðin iç yapýsýný deðiþtirme iþlemidir. Su vermeye ostenitik yapýyla giren çelik, su verme sonunda martensitik veya beynitik bir yapýya kavuþur.

Çelik, kullanýcýya genellikle tavlanmýþ durumda teslim edilir. Kalýp veya takým haline gelinceye kadar aþaðýdaki kademelerden geçirilir:

• Kaba talaþ iþçiliði• Gerilim giderme tavý, (aþýrý iþleme sonucu içinde iþleme gerilmeleri oluþan parçalar için• Son talaþ iþlemi (taþlama payýna kadar),

O• Ön ýsýtma, (900 C'nin altýnda sertleþen çelikler için 2, üstünde sertleþen çelikler için 3 kademe,

• Sertleþtirme sýcaklýðýnda tutma (ostenitleme),• Su verme,• Stabilizasyon (dengeleme, eþleme),• Meneviþleme,• Gerilim giderme tavlamasý (gerekirse)

73

C aa

ab

b>a

ºC

KHM'denKYM yapýyageçiþ

Ostenizasyon sýcaklýðýndasadece KYM düzenhakimdir.

Ostenit

S ve

me

ur

Zaman

Bu sýcaklýkseviyesinekadar KHMyapý vardýr.

CMartensit

C

Fe

Isýl Ýþlem Toplu Olarak Aþaðýdaki Kademeleri Ýçerir

Kaba Talaþ Ýþçiliði

Gerilim Giderme Tavý(Aþýrý iþleme sonucu, içinde iþleme gerilmeleri

oluþan parçalar için)

Son Ýþleme(Taþlama payýna kadar)

Ön Isýtma* O

Sertleþtirme sýcaklýðý 900 C'nin

altýnda olanlar2 kademe

üstünde olanlar3 kademe

Sertleþtirme Sýcaklýðýnda Tutma(Ostenitleme)

Su Verme(Soðutma) ortamý

Dengeleme

Meneviþleme1. Meneviþ sertlik kontrolü

2. veya 3. meneviþ sertlik kontrolü

- Tel erozyon sonrasý gerilim giderme tavý- Yüzey sertleþtirme yöntemleri (Nitrasyon, PVD, CVD)- Taþlama sonrasý gerilim giderme tavý vs.

(*yüksek hýz çeliklerinde 4 kademe)

74

73. sayfadaki grafikte görülen olaylar özetlenirse :

- Çelik, su verme amacýyla ýsýtýlmaya baþlandýðýnda, yapýsý kübik hacim merkezli birim kafeslerden oluþmaktadýr. Bu kafeste karbon atomu yoktur.

- 700 °C'nin üzerindeki sýcaklýklara gelindiðinde, KHM'li hücreler sýcaklýðýn etkisiyle yavaþ yavaþ kübik yüzey merkezli kafes halini almaya baþlar.

- Ostenizasyon sýcaklýðýna gelindiðinde, çeliðin yapýsý sadece KYM'li kafeslerden oluþ-muþtur. Karbon atomunun kafesin içine girmesi için boþluk doðmuþtur.

- Ani su verme ile karbon atomunun kaçmasý için yeterli süre kalmadýðýndan kafese hapsolmuþtur. Kafes içerisinde barýndýrdýðý karbon atomlarý yüzünden çok gergin durumdadýr (meneviþ öncesi durum). Yavaþ soðutulsaydý, atomlarýn kaçmak için zamaný olurdu. Sertleþme olmazdý.

- Meneviþleme kademesinde kafes içerisindeki gerilmeler giderilmiþ olur. Birbiriyle daha uyumlu bir yapý ortaya çýkar.

Su Verme : Her çeliðin uygun bir su verme ortamý vardýr. Bu ortamlar hava, yað, sýcak banyo olabilir. Bilgi sayfalarýnda her çeliðin uygun su verme ortamý ayrýca belirtilmiþtir. Sýcak banyoda sertleþtirme yapýlýrken su verilen parçalarýn sýcaklýðý banyonun sýcaklýðý ile dengeleninceye kadar bekletilir. En ideali 80°C'ye kadar soðumasýný beklemek, sonra da sýcak suyla yýkayarak meneviþ fýrýnýna almaktýr. Su verme kademesi ile meneviþ kademesi arasýnda parça oda sýcaklýðýna düþerse çatlama veya kýrýlma yaþanabilir. Bu yüzden, meneviþe gidecek parça el deðmeyecek bir sýcaklýða düþer düþmez meneviþlenmelidir.

Sýcak su ile yýkama tuz banyosunda su verilmiþ parçalar için çok önemlidir. Parça üzerinde tuz kalýntýlarý ile meneviþe girerse kuvvetli asitlerden oluþan tuz yüksek sýcaklýðýn da etkisiyle bulunduðu noktayý oymaya baþlar. Kullanýcý ýsýl iþlemden gelen parçadaki tuzlarý fark etmezse, oyuklanma korozyonu çalýþma sýrasýnda da devam eder. Erken veya geç kýrýlmalar ile kendini gösterir. Bu nedenle tuz banyosundan gelen parçalar küçük ise kaynatýlmalý, büyük ise sýcak su ve tel fýrça ile fýrçalanmalýdýr. Kalýntý tuzlarý uzaklaþtýrmak açýsýndan bir iþlem gereklidir. Ayrýca, yüzeyin okside olmamasý için parça yaða daldýrýlýp sevk edilir veya bekletilir.

75

Dengeleme : Çeliðin 80 °C'ye soðutulmasý sonrasýnda, 100 - 150 °C sýcaklýktaki bir fýrýna konup, bu sýcaklýkta tutulmasýdýr. Özellikle büyük kalýp ve takýmlarýn bütün kesitleri boyunca ayný sýcaklýða ulaþmasý bakýmýndan önemlidir.

Tutma Süresi : Ostenitleme için gerekli süre parça tümüyle o sýcaklýða çýktýktan sonra baþlamalýdýr. Fýrýnýn sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþmasýndan sonra, parçanýn da sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþmasý beklenir. Tutma süresi bundan sonra baþlar. Aradaki zaman farký aþaðýdaki özelliklere baðlýdýr :

• Parçanýn büyüklüðüne,• Þekline (yuvarlak, lama, küp),• Fýrýnýn kapasitesine, cinsine,• Sýcaklýða,• Parçanýn paketlenip, paketlenmediðine.

Bilgi sayfalarýnda bahsi geçen çeliklerin ostenizasyon süreleri aþaðýdaki diyagramdan faydalanýlarak çýkarýlabilir.

Kalýp ve takýmlar tüm kesitleriyle sertleþtirme sýcaklýðýna çýktýðýnda 10 - 20 dakika tutulur. Sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþýncaya kadar geçen tutma süresi kalýbýn et kalýnlýðýna baðlýdýr.

Yandaki diyagram üç grup çelik için gerekli et kalýnlýklarýna baðýmlý olarak tutma sürelerini göstermek-tedir. Bu süreler hem fýrýn içinde sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþýncaya kadar geçen süreyi, hem de sertleþtirme sýcaklýðýnda tutma süresini içermektedir.

Zaman

650 ºC

850 ºC

1.Meneviþleme

2.Meneviþleme

Ostenizasyon süresi

Çekirdek

Yüzey

Parçanýn tümüyleostenizasyon sýcaklýðýna ulaþmasý için gerekli süre

Sýc

aklýk

ºC

160

140

120

100

80

60

40

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Et kalýnlýðý (mm)

Grup 3

Grup 2

Gru p 1

Zam

an

(d

akik

a) a

a=et kalýnlýðý

a

a

a

76

Elektrikli (kuru) fýrýnda belli sýcaklýða ulaþmak için yaklaþýk tutma süreleri :

Yetersiz sertleþmiþ çelikte yüksek oranda yüzey gerilmeleri oluþur. Bunlar da taþlama sýrasýnda yüzey çatlaklarýna sebep olur.

Sertleþtirme sýcaklýðýnýn altýnda sertleþtirilmiþ olan çeliðin aþýnma dayanýmý çok düþüktür ve kolayca þekil deðiþtirebilir. Çünkü hedeflenen ostenit-martensit dönüþümü gerçekleþmemiþtir.

Aþýrý ýsýtma tane büyümesine neden olur. Bu da mýknatýslanma gücünün azalmasýna, kenardan atmalara, zamanla ölçü deðiþimine sebep olur. Taþlama sýrasýnda yüzeysel çatlamalara; tel erozyon ile kesim sýrasýnda çatlamalara yol açar.

25x100

50x150

75x250

100x300

35

55

120

170

28

40

70

110

21

35

55

70

18

28

45

60

ØxL (mm) 250 ºC 600 ºC 850 ºC 1000 ºC

Lama ölçülerde süre % 45 daha da uzamaktadýr.

Tutma süresinin çeliðin yapýsýna etkisi :

Zaman

Yetersiz karbür oluþumu Aþýrý karbür oluþumu : Yüksek oranda kal nt osteniteý ý sebep oldu undan gevrek k r lmalar görülebilirð ý ý

Martensit dönüþümü

Sýc

aklýk

ºC

175 ºC

1050 ºC

940 ºC

850 ºC

750 ºC

Od

a s

ýcaklýð

ý

RC17

RC17

CR33 RC

54RC

64CR

63RC-61 62

RC-659 0

77

Su verme sýrasýnda çeliðin hacimce deðiþimi (ölçü deðiþimi) :

Isýl Ýþlem Sýrasýnda Meydana Gelen Çarpýlmalar :

Çarpýlmalarýn dört nedeni vardýr.

• Ýþleme gerilmeleri,• Isýl gerilmeler (sýcaklýk deðiþimleri),• Dönüþüm gerilmeleri,• Yüksek sýcaklýkta çeliðin sertliðinin çok düþmesi.

Aþaðýdaki önlemler ile azaltýlabilir.

• Tasarýmý basit ve simetrik yapmak,• Gerilim giderme tavlamasý yaparak iþlemeden doðan gerilmeleri önlemek,• Parçayý olabildiðince yavaþ soðutmak (tane sýnýrlarýnda karbür çökelmesi olmadan),• Uygun sýcaklýkta meneviþlemek.

Eðer gerilmeler malzemenin çekme dayanýmýný aþarsa, kýrýlma veya çatlaklar oluþur. Eðer gerilmeler malzemenin akma dayanýmýný aþarsa, bükülme veya þekil deðiþikliði gibi deformas-yonlar olur.

Tutma süresi

Ostenizasyon sýcaklýðýnaulaþmak için gerekli süre

Zaman

Sýc

aklýk

ºC

Meneviþlemes

Soðutma

ýrasýnda

iü

ü

çel k bz

lür

Büzülme

Genleþme

el

þm

Gn

ee

(l

lr

üüy

or)

öçü

eb

y

Ostenite dönüþümbaþladýðýndaçelik büzülür

3

3

2

21

1

32

1

Çekme dayanýmý (aþýlmýþ)

Ger

ilme

Akma dayanýmý (aþýlmýþ)1-Ýþleme gerilmeleri2-Isýl gerilmeler3-Ostenitten martensite dönüþüm gerilmeleri

78

Yüzey Sertleþtirme Ýþlemleri

Nitrasyon :

Aþaðýdaki faydalarý için yapýlýr.

• Yüksek bir yüzey sertliði elde etmek için,• Aþýnma dayanýmý ve sývamaya karþý dayanýmý artýrmak için,• Yorulma dayanýmýný artýrmak için,• Korozyon dayanýmý artýrmak için (paslanmaz).

Bütün yüzey iþlemleri içerisinde nitrasyon ayrý bir öneme sahiptir. Çalýþma sýrasýnda takýmýn yüzey sýcaklýðý 600 °C'yi geçmiyorsa, ya da çok kýsa bir süre için geçiyorsa, nitrasyon bu takým-larda kullanýlabilir.

Nitrasyondan önce çeliðin sertleþtirmesi yapýlýr ve nitrasyon sýcaklýðýnýn altýnda meneviþlenir. Kalýplarýn nitrasyondan sonra taþlanmasý nitrasyon tabakasýnýn çok az olmasý yüzünden yapýlamaz.

Nitrasyondan önce kalýplar temizlenmeli ve yaðlardan arýndýrýlmalýdýr. Nitrasyon tuz banyosunda, gazda veya kutu içerisinde azot verici kimyasal tozlarla yapýlabilir.

Önce kalýplar 400 °C ye ýsýtýlmalýdýr. Tuz banyosu nitrasyonu 520 - 570 °C'de yapýlmalýdýr. Tutma süresi istenilen nitrasyon tabakasý kalýnlýðýna baðlýdýr. Süre genellikle 2 saattir.

Gaz nitrasyonu 480 - 540 °C'de yapýlýr. Plastik kalýplar için nitrasyon süresi bu metodda 15 - 30 saattir. Ýstenilen yüzeyler bakýr, nikel veya ticari pastalarla kaplanarak, buralarýn nitrasyon olmasý önlenebilir.

Alevle Sertleþtirme :

Yoðun bir alev demeti ile çeliðin ýsýtýlarak, takiben su verilmesi iþlemidir. Alevle sertleþebilen çelikler ostenizasyon sýcaklýklarý düþük olan çeliklerdir. Örneðin; 1.2738 veya 1.2312 plastik kalýp çeliklerinde þalamo dakikada bir cm ilerletilir veya portakal rengi belirince de ilerlenebilir. Geride kalan ýsýnmýþ bölge havada kendiliðinden soðuyarak 52 - 54 RC olur.

Sert Krom Kaplama :

Sert krom kaplama kalýp üretiminde, özellikle plastik kalýplarýnda büyük öneme sahiptir.

Korozif olarak aktif ortamda kimyasal dayanýmlarý ve korozyon dayanýmlarýnýn yaný sýra aþýnma dayanýmlarý da yüksektir.

Gerilim Giderme Tavlamasý Hangi Durumlarda Gereklidir?

Kaba iþlemeden sonra gerilim giderme tavlamasý gerekli midir, deðil midir?

• Parçanýn þekline ve ölçüye göre deðiþir.

• % 50 ve daha fazla iþleme olan parçalarda gerilim giderme gereklidir.

• Gerilim gidermeden sonra bir miktar þekil deðiþimi olur, doðaldýr. Bu deðiþim ýsýl iþlem sýrasýnda deðiþmesinden daha iyidir.

• Gerilim gidermeden sonra bir ara iþleme ile 1 mm veya 2 mm alýnmasý, ýsýl iþlem çarpýlmalarýný daha iyi önler.

79

Krom kaplama sýrasýnda kaplanacak metalde yapýsal deðiþim, dolayýsýyla ölçü deðiþikliði de olmaz.

Bununla birlikte, ölçüdeki istenilen deðiþimler krom kaplama ile belli kalýnlýklar dahilinde yapýlýr. Krom tabakasý kalýnlýklarý 5 - 200 mm arasýnda deðiþir. 0.5 - 1 mm kalýnlýklar da mümkündür. Sert krom kaplama, parçalarýn ve krom kaplanacak yerlerin uygun bir þekilde hazýrlanmasýný gerektirir. Krom tabakasýnýn yapýsý, yapýþýcý bir zeminin yüzey durumuna baðýmlý olduðundan yüzey ince taþla taþlanmalý ve hatta parlatýlmalýdýr. Krom kaplama sýrasýnda krom tabakasý içine ve malzeme içerisine hidrojen girerek gevþekleþmeye yol açar. Bu yüzden, hidrojenin dýþarý atýlmasý için krom kaplamadan sonra her kalýp 180 - 260 °C arasýnda bir kaç saat ýsýtýlmalýdýr.

Karbürizasyon - Sementasyon :

Karbürleme, çeliklerin dýþ yüzeylerinin karbon emdirilerek, aþýnmaya daha dayanýklý olma-sýný saðlamak için yapýlýr. Karbürleme katý, sývý veya gaz ortamda yapýlabilir. Karbürleme taba-kasýnýn kalýnlýðý sýcaklýk ve zamana baðýmlýdýr. Malzemelerin karbürleme sýcaklýklarý için ilgili bilgi sayfalarýna bakýlabilir.

Nitro Karbürleme :

Yüzeye hem karbon hem de azot emdirme iþlemidir. Ýþlem sýcaklýðý 570 °C'dir. Her çeliðe uygulanabilir. Süresi 15 dakika ile 2 saat arasýnda deðiþir. Sertleþen tabaka derinliði 0.1 - 0.2 mm'dir. Yaða daldýrýlarak su verilir.

Özel Ýþlemler :

Sýfýraltý Soðutma Ýþlemleri :

Bu iþlem sadece çatlama ihtimali olmayan kalýplar için uygulanabilir. Isýl iþlemden sonra takým çeliklerinin yapýlarýnda normalde bir miktar kalýntý ostenit kalýr. Bu kalýntý ostenit çalýþma sýrasýnda martensite dönüþür. Bu martensit, meneviþlen-memiþ durumda olduðundan gevrek bir yapýsý vardýr. Kalýbýn kesme aðýzlarýnda atmalar ve çatlamalar þeklinde kendini gösterir. Özellikle 1.2379 çeliðinden yapýlan kalýplarda sýfýr altý iþlemi tavsiye edilir. Sýfýr altý iþleminde kalýp -80 °C'ye soðutulur. Böylelikle yapýda hala mevcut olan kalýntý ostenitin martensite dönüþümü saðlanýr. Kalýntý osteniti düþük seviyeye indirmek veya hemen hemen tamamý ile ortadan kaldýrmak için, sýfýr altý soðutma iþleminin ardýndan, 120 - 150 °C'de bir gerilim giderme tavsiye edilir. Bu iþlemin bir kaç kere tekrarlanmasý gerekir.

80

1.2

344'd

en

Yap

ýlan

En

jeksiy

on

Kalýp

larý

nýn

Ýd

eal Yap

ýlarý

Siy

ah

ban

t ü

zeri

nd

eki yap

ýlar

ide

al yap

ýlard

ýr.

01

02

03

04

05

06

1 2 3 4 5

65

EKSTRÜZYON

Alüminyum, çinko ve kurþun gibi hafif metallerin yanýsýra çelik ve bakýr gibi daha aðýr metallerin de þekillendirilmesinde sýk kullanýlan bir yöntemdir. Bu yöntemde ekstrude edilecek hammadde (biyetler) önce belli bir sýcaklýkta ýsýtýlýr. Takiben zýmbanýn sýkýþtýrma basýncýnýn etkisi ile kalýptan istenilen þekilde geçirilir. Bu yöntemde kalýp en çok gerilmeye maruz kalan parçadýr. Kalýbýn yüzeyi zamanla bozulur veya ölçüsü tolerans dýþýna çýkarak kullanýlamaz hale gelir.

Þekilde görülen ekstrüzyon presi parçalarýndan birinin veya bir kaçýnýn arýzalanmasý halinde presin durmasý söz konusu olduðun-dan, bu parçalarýn malzeme seçiminin, tasarýmýnýn ve ýsýl iþle-minin çok iyi yapýlmasý gerekir. Bu parçalar belli bir süre sonra aþ ýnan ve deð iþ -tirilmesi gereken par-çalardýr. Deðiþik yükler altýnda çalýþýrlar.

Ekstrüzyon pres-lerinde takým çeliðin-den beklenen özel-likler, ekstrüzyonu ya-pýlan metale, profilin þekline, sýcak biyetin girdiði parçanýn konumuna baðlýdýr. Çok ciddi bir ýsýl þoka ve gerilmeye maruz kalan parça þüphesiz kalýptýr. Yüksek sýcaklýða maruz kalan diðer parçalar kovan, baský pulu ve mandreldir. Ekstrüzyon sýrasýnda bu parçalarýn maruz kaldýðý sýcaklýk aralýklarý aþaðýda verilmiþtir.

Ekstrüzyon preslerinin kalýp ve takýmlarýnda kullanýlacak çelikler aþaðýdaki özelliklere sahip olmalýdýr :

1. Yüksek sýcaklýklarda sertliðini korumasý2. Akma dayanýmýnýn yüksek olmasý3. Sürünme dayanýmýnýn yüksek olmasý4. Enine tokluk özelliðinin ve sürekliliðinin olmasý5. Aþýnma dayanýmýnýn yüksek olmasý6. Yüksek ýsýl iletkenliðinin olmasý 7. Nitrasyon kabiliyetinin iyi olmasý

Alüminyum ve alaþýmlarýBakýr ve alaþýmlarýÇelik

: 400 - 550 ºC: 700 - 950 ºC: 1000 - 1250 ºC

Üç parçalý kovan

zýmbakovanara gömlek

kalýp

takým taþýyýcýkalýp hamilidestek takýmý

mührebaskýyüzüðü

düzeltmepulu

baskýpulu

gömlek

66

Kalýplar : Orta derecedeki sýcaklýk ve gerilmelerin söz konusu olduðu alüminyum profil kalýplarýnda genellikle 1.2344 çeliði kullanýlmaktadýr. 1.2344 çeliðinden yapýlan alüminyum profil kalýplarý 48 - 50 RC'ye kadar sertleþtirilirler. Sertleþtirmeyi takiben nitrasyon veya tenifer yapýlarak kalýp yüzeyinde aþýnmaya dayanýklý bir tabaka elde edilir.

Nitrasyonlu kalýplarla toleranslar daha kolay elde edilebilir. Kalýp çalýþtýkça nitrasyon olmuþ yüzeyin sertliði yavaþ yavaþ düþer. Çünkü alüminyumun kalýp içerisinden akýþý sýrasýnda temas eden yüzeylerin sýcaklýðý nitrasyon sýcaklýðýna yakýndýr. Azot bu sýcaklýklarda kalýbýn merkezine doðru yayýnýr. Yüzeydeki sertlik düþüþü, elde edilen ürünün kalitesini de bozar. Bu yüzden kalýplar her 150-250 biyetten sonra yeniden nitrasyon yapýlmalýdýr. Bu iþlem, kalýp çatlaklarý yüzünden kullanýlamaz hale gelinceye kadar tek-rarlanabilir.

Eðer çok yüksek basýnçlarda çalýþacak uzun köprülü ve karmaþýk þekilli bir kalýp yapýlacaksa, 1.2343 çeliði tercih edilmelidir. Çünkü bu çeliðin ýsýl iletkenliði ve tokluðu 1.2344 ten daha fazladýr.

Kalýplarýn ýsýl iþleminde þu kurala uyulmalýdýr. Yüksek tokluðun olmasý gereken kalýplar, sertleþ-tirme sýcaklýðý aralýðýnýn altýnda, yumuþamaya kar-þý direncin yüksek olmasý gereken takýmlar ise üst sýnýrda sertleþtirilmelidir. Sýcak banyoda su verme karýþýk þekilli kalýplarda özellikle tercih edilmelidir. Bu durumda çarpýlma tamamý ile deðil, fakat kýs-men ortadan kalkmýþ olur.

Ekstrüzyon için çelik seçimiEkstrüde edilecek malzeme

Alüminyum veya MagnezyumÇelik

Çelik Çelik ÇelikRC RC RC

Bakýr veya Bakýr Alaþýmlarý

1.2885

1.2622

1.2885

1.2344

1.2885

1.2344

1.2885

1.2344

1.2344

1.2365

1.2344

1.2891

1.2312

1.2714

1.2885

1.2365

1.2606

1.2885

44 - 48

46 - 50

44 - 48

40 - 46

44 - 48

40 - 46

44 - 48

40 - 46

40 - 46

40 - 46

40 - 46

30 - 35

31 - 38

37 - 42

45 - 50

44 - 48

44 - 48

44 - 48

1.2343

1.2344

1.2714

1.2344

1.2714

1.2891

1.2714

1.2344

1.2343

1.2344

1.2891

1.2344

1.2312

1.2891

1.2344

1.2885

1.2885

1.2344

46 - 50

46 - 50

40 - 46

40 - 46

40 - 46

30 - 35

40 - 46

40 - 46

40 - 46

40 - 44

30 - 35

38 - 42

31 - 38

30 - 35

44 - 48

44 - 48

44 - 48

46 - 48

1.2885

1.2367

1.2885

1.2344

1.2714

1.2891

1.2714

1.2885

1.2891

1.2344

1.2312

1.2891

1.2714

1.2885

1.2367

1.2885

1.2367

44 - 48

46 - 48

40 - 46

42 - 46

40 - 46

30 - 35

40 - 46

44 - 48

30 - 35

38 - 42

31 - 38

30 - 35

37 - 42

44 - 48

48 - 50

44 - 48

46 - 48

Kalýp ve

Zýmbalar

Kalýp Hamili

Destek

Mühre

Gömlek

Ara Gömlek

Kovan

(Taþýyýcý)

Baský Pulu

Mandrel

67

DÖVME

Metallerin yüksek sýcaklýkta þekillendirilebilme kabiliyeti daha kolay olduðundan, dövme aðýr yük taþýmasý gereken parçalarda tercih edilen bir imalat yöntemidir.

Firesinin olmamasý bir baþka avantajýdýr. Dövmede kalýp çeliklerinden beklenen özellikler dövmenin yapýldýðý pres veya çekice göre deðiþir. Örneðin, hidrolik preste yapýlan dövmede iþ parçasýnýn kalýp yüzeyi ile temasý daha fazladýr. Bu yüzden hidrolik preste çalýþan kalýplarda kullanýlacak çeliklerin yüksek sýcaklýða daha dayanýklý olmasý beklenir.

Diðer taraftan, eðer dövme çekiç ile (þahmerdan) yapýlýyorsa, yüksek darbeler söz konu-sudur. Bu nedenle kalýbýn yüksek tokluk özelliðine sahip bir çelikten yapýlmasý gerekir.

Dövmede kullanýlan çeliklerin teslimatý 1.2714 çeliðinde 37 - 42 RC'ye sertleþtirilmiþ olarak diðerlerinde ise tavlanmýþ olarak yapýlýr. 1.2714 çeliðinin sertleþtirilmiþ olarak teslim edilmesi, imalatçýlarý ýsýl iþlemden kurtardýðý için çok kullanýþlýdýr. Büyük kalýplarda bu durum daha da önemlidir.

1.2714 çeliðinden kalýp yaparken tane akýþýna dikkat edilmelidir. Dikey tane akýþý kalýbýn çatlamasýna sebep olabilir.

Dövme Kalýplarýnýn Tasarýmý :

Kalýp bloklarýnýn boyutlarý kalýp þeklinin büyüklüðü ve þekline göre saptanýr. Þekil belli olduktan sonra ortaya çýkan et kalýnlýðý, dövme iþlemi sýrasýnda oluþan basma kuvvetlerini absorbe etmek için yeterli olmalýdýr. Dövmeden sonra parçayý kalýptan çýkarmak için, kalýp yuvasý konik olmalýdýr. Dövmeciler çok az bir konikliði, bu sebeple isterler. Yapýþan parçalarý çýkarma iþlemi çok zaman harcanan bir iþlemdir. Bu sýrada kalýp sýcaklýðý ve aþýnma artar, kalýbýn mukavemeti azalýr.

Dövme sýrasýnda ortaya çýkan fazla malzeme, þeklin kenarlarýna doðru yayýlýr. Bu çapak olarak isimlendirilir. Çapaðýn çok geniþ ve kalýn olmasý, kalýba uygulanan baský kuvvetlerinin artmasýna sebep olur. Kalýp dizayný minimum çapak oluþumu saðlanacak þekilde yapýlýr. Dövülmemiþ parça da buna göre kesilmelidir.

68

69

Bazý dövme parçalarýnýn þekilleri dövme sýrasýnda havayý belli yerlerde hapsedecek türde-dir. Bu yüzden bu kalýplarda, havanýn uzaklaþabileceði delikler olmalýdýr. Sýkýþtýrýlmýþ hava, sýcak dövmenin etkisi ile ýsýnýr ve kalýp yüzeyinde çok kuvvetli bir basýnç meydana getirir. Hava çýkýþ delikleri, ayný zamanda kalýp yuvasýnýn dolmasýný kolaylaþtýrdýktan dolayý da faydalýdýr. Þahmerdanla dövmede kalýp yuvasý kenarlarý meydana gelebilecek fazla enerjiyi absorbe edecek kadar geniþ olmalýdýr.

Þahmerdenda dövme kalýplarý geniþ bir örse baðlanýr. Kalýba basma kuvvetinin aktarýldýðý kiriþteki (kýrlangýç) basýncý en aza indirmek için mümkün olduðu kadar geniþ olmalýdýr. Kalýp ana þeklinin kenarýnda kesiciler olduðunda kalýbýn ana konumunda eðrilik olabilir. Bu durum geniþ bir örs ile önlenir. Aksi takdirde örste baþlangýç çatlaklarý, basýncýn uygulandýðý taþýyýcý kiriþte erken aþýnma ve piston kollarýnda yorulma çatlamasý kolaylýkla meydana gelebilir. Çatlamalardan kaçýn-mak için, örsün kýrlangýç geçiþ kýsmýnýn kalýba geçiþ radyüsünde, iþleme izlerinin olmamasý gerekir.

Ön ýsýtma :

Dövme kalýplarýnda ön ýsýtmanýn büyük önemi vardýr. Ön ýsýtma yapýlmayan kalýplar ýsýl þoktan dola-yý, amaç kalýbýn tümüyle homojen olarak ýsýtýlmasýdýr. Bu nedenle þalamo ile veya sýcak parça ile belli yönlerden ýsýtmak uygun deðildir.

Ön ýsýtmanýn iþletmenin þartlarýna baðlý olarak fýrýnda veya bir alev perdesi altýnda yapýlmasý daha uygundur. Ön ýsýtma sýcaklýðý 200 - 300 °C arasýn-dadýr. Kalýpta çalýþmaya ara verildiði zaman kalýbýn sýcaklýðýný muhafaza etmek için yine 200 - 300 °C ýsýtýlmalýdýr.

Yaðlama ve Soðutma :

Dövme kalýplarýnda dövülen parçanýn aþýndýrma etkisi yaðlayýcýlarla azaltýlabilir. Yaðlama ile dövme iþleminden kalan tufal parçacýklarý uzaklaþtýrýlabilir. Aþýrý yaðlama da kalýp yüzeyi için zararlýdýr. Çünkü sýcaklýðýn yoðun olduðu yerlerde karbürizasyona yol açabilir. Bu bölgeler, sýcak çatlama baþlangýç noktasý olabilir.

Soðutma, yüzeyin yüksek sýcaklýktan korunmasý için gereklidir. Basýnçlý hava ve su karýþýmý soðutma amacýyla kullanýlabilir. Buna yaðlayýcýlar da eklene-bilir.

Soðutma ve yaðlama kalýplarda yüzeydeki sýcaklýk dengesini bozarak çatlak oluþumunu teþvik eder. Örneðin, kapalý kalýpta çapaklý dövme iþleminde nitrürlenmiþ ve yaðlanmýþ kalýp onlarca parça dövdükten sonra, ýsýl yorulmadan dolayý çatlamalar görülürken, ayný iþlem yaðlamasýz yapýldýðýnda binlerce parçanýn çatlak olmaksýzýn dövüldüðü görülmüþtür.

Kalýp çekirdeði

Ana kalýp

Kalýbýn ön ýsýtýlmasý veya dövme sýrasýnda oluþan tufalin oluþumunun önlenmesi, kalýp ömrünü artýrýr, dövme yüzeylerinin daha düzgün kalmasýný saðlar ve ölçü kontrolünü geliþtirir. Ayrýca tufalli dövme, sýcak kontrolün þüpheli yapýlmasýna ve temizleme masraflarýnýn artmasýna sebep olur. Tufali kalýptan uzaklaþtýrmak için þu yöntemler kullanýlmaktadýr.

a)püskürtme b) telle fýrçalama veya diðer mekanik yöntemler c) sýcak parçaya su

püskürtme

Püskürtme : Tufal kýrýk ise yapýlýr. Örneðin, düz döv-melerde tufal kýrýldýðýndan hava püskürtmesi ile tufal par-çacýklarý elle veya otomatik olarak uzaklaþtýrýlabilir.

Mekanik tufal uzaklaþ-týrma : Bir etkili metod, dönen bir tel fýrça ile yüzeyi fýrçala-maktýr. Diðer bir metod ise parçanýn kalýba girmeden kendi þekline benzeyen bir býçak ile tufalinin temizlen-mesidir.

Basýnçlý su püskürtme : Etkili bir yöntemdir. Isýtýlmýþ parçanýn tüm yüzeylerini temizlemesi için 4 veya daha fazla nozullu olmasý gerekir. Su nozullara 8.4 - 12.5 MPa basýnçla gelir. Su akýþýnýn 35 ° bir açýyla gelmesi etkili bir temizlik için idealdir. Su saniyenin belli bir aralýðýna kadar kullanýlmalýdýr. Fazla soðutma çalýþma parçanýn aþýrý soðumasýna sebep olur.

70

Dövmede tavsiye edilen sýcak iþ çelikleri

1.2713

1.2714

1.2744

1.2713

1.2714

1.2344

1.2714

1.2744

1.2713

1.2714

1.2744

1.2343

1.2344

1.2365

1.2367

1.2713

1.2343

1.2344

1.2367

1.2606

1.2365

1.2344

1.2365

1.2367

1.2885

1.2365

1.2367

1.2885

Çekiçte dövme

Dövme Türü Kalýp Çelik Cinsi Tavsiye edilenSertlik

Preste dövme

Yatay dövme

38 - 42 RC

38 - 52 RC

300 - 400 HB

41 - 52 RC

49 - 52 RC

38 - 42 RC

38 - 52 RC

41 - 50 RC

300 - 400 HB

41 - 52 RC

46 - 52 RC

41 - 52 RC

46 - 52 RC

Çekiç ile dövme kalýbý

Diþi kalýp

Kalýp çekirdeði

Sýð þekilde dövme kalýbý

Diþi kalýp

Kalýp çekirdeði

Kalýp

Mandrel

Þekil çekirdeði

ISIL ÝÞLEM

Bölüm 6

ISIL ÝÞLEM

Su verme ne demektir? Takým çeliklerinden beklenen özellikleri elde edebilmek için, bu çeliklerin iþlemeyi takiben sertleþtirme iþleminden geçirilmesi gerekir. Çelik ancak sertleþtirme sonucunda kataloglarda belirtilen sertlik, tokluk, aþýnma dayanýmý korozyon dayanýmý gibi özelliklere sahip olur.

Isýl iþlemin daha iyi anlaþýlabilmesi için sertleþmenin ne olduðunu bilmek gereklidir. Yukardaki þekilde de gösterildiði gibi, su verme iþlemi aslýnda çeliðin iç yapýsýný deðiþtirme iþlemidir. Su vermeye ostenitik yapýyla giren çelik, su verme sonunda martensitik veya beynitik bir yapýya kavuþur.

Çelik, kullanýcýya genellikle tavlanmýþ durumda teslim edilir. Kalýp veya takým haline gelinceye kadar aþaðýdaki kademelerden geçirilir:

• Kaba talaþ iþçiliði• Gerilim giderme tavý, (aþýrý iþleme sonucu içinde iþleme gerilmeleri oluþan parçalar için• Son talaþ iþlemi (taþlama payýna kadar),

O• Ön ýsýtma, (900 C'nin altýnda sertleþen çelikler için 2, üstünde sertleþen çelikler için 3 kademe,

• Sertleþtirme sýcaklýðýnda tutma (ostenitleme),• Su verme,• Stabilizasyon (dengeleme, eþleme),• Meneviþleme,• Gerilim giderme tavlamasý (gerekirse)

73

C aa

ab

b>a

ºC

KHM'denKYM yapýyageçiþ

Ostenizasyon sýcaklýðýndasadece KYM düzenhakimdir.

Ostenit

S ve

me

ur

Zaman

Bu sýcaklýkseviyesinekadar KHMyapý vardýr.

CMartensit

C

Fe

Isýl Ýþlem Toplu Olarak Aþaðýdaki Kademeleri Ýçerir

Kaba Talaþ Ýþçiliði

Gerilim Giderme Tavý(Aþýrý iþleme sonucu, içinde iþleme gerilmeleri

oluþan parçalar için)

Son Ýþleme(Taþlama payýna kadar)

Ön Isýtma* O

Sertleþtirme sýcaklýðý 900 C'nin

altýnda olanlar2 kademe

üstünde olanlar3 kademe

Sertleþtirme Sýcaklýðýnda Tutma(Ostenitleme)

Su Verme(Soðutma) ortamý

Dengeleme

Meneviþleme1. Meneviþ sertlik kontrolü

2. veya 3. meneviþ sertlik kontrolü

- Tel erozyon sonrasý gerilim giderme tavý- Yüzey sertleþtirme yöntemleri (Nitrasyon, PVD, CVD)- Taþlama sonrasý gerilim giderme tavý vs.

(*yüksek hýz çeliklerinde 4 kademe)

74

73. sayfadaki grafikte görülen olaylar özetlenirse :

- Çelik, su verme amacýyla ýsýtýlmaya baþlandýðýnda, yapýsý kübik hacim merkezli birim kafeslerden oluþmaktadýr. Bu kafeste karbon atomu yoktur.

- 700 °C'nin üzerindeki sýcaklýklara gelindiðinde, KHM'li hücreler sýcaklýðýn etkisiyle yavaþ yavaþ kübik yüzey merkezli kafes halini almaya baþlar.

- Ostenizasyon sýcaklýðýna gelindiðinde, çeliðin yapýsý sadece KYM'li kafeslerden oluþ-muþtur. Karbon atomunun kafesin içine girmesi için boþluk doðmuþtur.

- Ani su verme ile karbon atomunun kaçmasý için yeterli süre kalmadýðýndan kafese hapsolmuþtur. Kafes içerisinde barýndýrdýðý karbon atomlarý yüzünden çok gergin durumdadýr (meneviþ öncesi durum). Yavaþ soðutulsaydý, atomlarýn kaçmak için zamaný olurdu. Sertleþme olmazdý.

- Meneviþleme kademesinde kafes içerisindeki gerilmeler giderilmiþ olur. Birbiriyle daha uyumlu bir yapý ortaya çýkar.

Su Verme : Her çeliðin uygun bir su verme ortamý vardýr. Bu ortamlar hava, yað, sýcak banyo olabilir. Bilgi sayfalarýnda her çeliðin uygun su verme ortamý ayrýca belirtilmiþtir. Sýcak banyoda sertleþtirme yapýlýrken su verilen parçalarýn sýcaklýðý banyonun sýcaklýðý ile dengeleninceye kadar bekletilir. En ideali 80°C'ye kadar soðumasýný beklemek, sonra da sýcak suyla yýkayarak meneviþ fýrýnýna almaktýr. Su verme kademesi ile meneviþ kademesi arasýnda parça oda sýcaklýðýna düþerse çatlama veya kýrýlma yaþanabilir. Bu yüzden, meneviþe gidecek parça el deðmeyecek bir sýcaklýða düþer düþmez meneviþlenmelidir.

Sýcak su ile yýkama tuz banyosunda su verilmiþ parçalar için çok önemlidir. Parça üzerinde tuz kalýntýlarý ile meneviþe girerse kuvvetli asitlerden oluþan tuz yüksek sýcaklýðýn da etkisiyle bulunduðu noktayý oymaya baþlar. Kullanýcý ýsýl iþlemden gelen parçadaki tuzlarý fark etmezse, oyuklanma korozyonu çalýþma sýrasýnda da devam eder. Erken veya geç kýrýlmalar ile kendini gösterir. Bu nedenle tuz banyosundan gelen parçalar küçük ise kaynatýlmalý, büyük ise sýcak su ve tel fýrça ile fýrçalanmalýdýr. Kalýntý tuzlarý uzaklaþtýrmak açýsýndan bir iþlem gereklidir. Ayrýca, yüzeyin okside olmamasý için parça yaða daldýrýlýp sevk edilir veya bekletilir.

75

Dengeleme : Çeliðin 80 °C'ye soðutulmasý sonrasýnda, 100 - 150 °C sýcaklýktaki bir fýrýna konup, bu sýcaklýkta tutulmasýdýr. Özellikle büyük kalýp ve takýmlarýn bütün kesitleri boyunca ayný sýcaklýða ulaþmasý bakýmýndan önemlidir.

Tutma Süresi : Ostenitleme için gerekli süre parça tümüyle o sýcaklýða çýktýktan sonra baþlamalýdýr. Fýrýnýn sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþmasýndan sonra, parçanýn da sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþmasý beklenir. Tutma süresi bundan sonra baþlar. Aradaki zaman farký aþaðýdaki özelliklere baðlýdýr :

• Parçanýn büyüklüðüne,• Þekline (yuvarlak, lama, küp),• Fýrýnýn kapasitesine, cinsine,• Sýcaklýða,• Parçanýn paketlenip, paketlenmediðine.

Bilgi sayfalarýnda bahsi geçen çeliklerin ostenizasyon süreleri aþaðýdaki diyagramdan faydalanýlarak çýkarýlabilir.

Kalýp ve takýmlar tüm kesitleriyle sertleþtirme sýcaklýðýna çýktýðýnda 10 - 20 dakika tutulur. Sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþýncaya kadar geçen tutma süresi kalýbýn et kalýnlýðýna baðlýdýr.

Yandaki diyagram üç grup çelik için gerekli et kalýnlýklarýna baðýmlý olarak tutma sürelerini göstermek-tedir. Bu süreler hem fýrýn içinde sertleþtirme sýcaklýðýna ulaþýncaya kadar geçen süreyi, hem de sertleþtirme sýcaklýðýnda tutma süresini içermektedir.

Zaman

650 ºC

850 ºC

1.Meneviþleme

2.Meneviþleme

Ostenizasyon süresi

Çekirdek

Yüzey

Parçanýn tümüyleostenizasyon sýcaklýðýna ulaþmasý için gerekli süre

Sýc

aklýk

ºC

160

140

120

100

80

60

40

20

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280

Et kalýnlýðý (mm)

Grup 3

Grup 2

Gru p 1

Zam

an

(d

akik

a) a

a=et kalýnlýðý

a

a

a

76

Elektrikli (kuru) fýrýnda belli sýcaklýða ulaþmak için yaklaþýk tutma süreleri :

Yetersiz sertleþmiþ çelikte yüksek oranda yüzey gerilmeleri oluþur. Bunlar da taþlama sýrasýnda yüzey çatlaklarýna sebep olur.

Sertleþtirme sýcaklýðýnýn altýnda sertleþtirilmiþ olan çeliðin aþýnma dayanýmý çok düþüktür ve kolayca þekil deðiþtirebilir. Çünkü hedeflenen ostenit-martensit dönüþümü gerçekleþmemiþtir.

Aþýrý ýsýtma tane büyümesine neden olur. Bu da mýknatýslanma gücünün azalmasýna, kenardan atmalara, zamanla ölçü deðiþimine sebep olur. Taþlama sýrasýnda yüzeysel çatlamalara; tel erozyon ile kesim sýrasýnda çatlamalara yol açar.

25x100

50x150

75x250

100x300

35

55

120

170

28

40

70

110

21

35

55

70

18

28

45

60

ØxL (mm) 250 ºC 600 ºC 850 ºC 1000 ºC

Lama ölçülerde süre % 45 daha da uzamaktadýr.

Tutma süresinin çeliðin yapýsýna etkisi :

Zaman

Yetersiz karbür oluþumu Aþýrý karbür oluþumu : Yüksek oranda kal nt osteniteý ý sebep oldu undan gevrek k r lmalar görülebilirð ý ý

Martensit dönüþümü

Sýc

aklýk

ºC

175 ºC

1050 ºC

940 ºC

850 ºC

750 ºC

Od

a s

ýcaklýð

ý

RC17

RC17

CR33 RC

54RC

64CR

63RC-61 62

RC-659 0

77

Su verme sýrasýnda çeliðin hacimce deðiþimi (ölçü deðiþimi) :

Isýl Ýþlem Sýrasýnda Meydana Gelen Çarpýlmalar :

Çarpýlmalarýn dört nedeni vardýr.

• Ýþleme gerilmeleri,• Isýl gerilmeler (sýcaklýk deðiþimleri),• Dönüþüm gerilmeleri,• Yüksek sýcaklýkta çeliðin sertliðinin çok düþmesi.

Aþaðýdaki önlemler ile azaltýlabilir.

• Tasarýmý basit ve simetrik yapmak,• Gerilim giderme tavlamasý yaparak iþlemeden doðan gerilmeleri önlemek,• Parçayý olabildiðince yavaþ soðutmak (tane sýnýrlarýnda karbür çökelmesi olmadan),• Uygun sýcaklýkta meneviþlemek.

Eðer gerilmeler malzemenin çekme dayanýmýný aþarsa, kýrýlma veya çatlaklar oluþur. Eðer gerilmeler malzemenin akma dayanýmýný aþarsa, bükülme veya þekil deðiþikliði gibi deformas-yonlar olur.

Tutma süresi

Ostenizasyon sýcaklýðýnaulaþmak için gerekli süre

Zaman

Sýc

aklýk

ºC

Meneviþlemes

Soðutma

ýrasýnda

iü

ü

çel k bz

lür

Büzülme

Genleþme

el

þm

Gn

ee

(l

lr

üüy

or)

öçü

eb

y

Ostenite dönüþümbaþladýðýndaçelik büzülür

3

3

2

21

1

32

1

Çekme dayanýmý (aþýlmýþ)

Ger

ilme

Akma dayanýmý (aþýlmýþ)1-Ýþleme gerilmeleri2-Isýl gerilmeler3-Ostenitten martensite dönüþüm gerilmeleri

78

Yüzey Sertleþtirme Ýþlemleri

Nitrasyon :

Aþaðýdaki faydalarý için yapýlýr.

• Yüksek bir yüzey sertliði elde etmek için,• Aþýnma dayanýmý ve sývamaya karþý dayanýmý artýrmak için,• Yorulma dayanýmýný artýrmak için,• Korozyon dayanýmý artýrmak için (paslanmaz).

Bütün yüzey iþlemleri içerisinde nitrasyon ayrý bir öneme sahiptir. Çalýþma sýrasýnda takýmýn yüzey sýcaklýðý 600 °C'yi geçmiyorsa, ya da çok kýsa bir süre için geçiyorsa, nitrasyon bu takým-larda kullanýlabilir.

Nitrasyondan önce çeliðin sertleþtirmesi yapýlýr ve nitrasyon sýcaklýðýnýn altýnda meneviþlenir. Kalýplarýn nitrasyondan sonra taþlanmasý nitrasyon tabakasýnýn çok az olmasý yüzünden yapýlamaz.

Nitrasyondan önce kalýplar temizlenmeli ve yaðlardan arýndýrýlmalýdýr. Nitrasyon tuz banyosunda, gazda veya kutu içerisinde azot verici kimyasal tozlarla yapýlabilir.

Önce kalýplar 400 °C ye ýsýtýlmalýdýr. Tuz banyosu nitrasyonu 520 - 570 °C'de yapýlmalýdýr. Tutma süresi istenilen nitrasyon tabakasý kalýnlýðýna baðlýdýr. Süre genellikle 2 saattir.

Gaz nitrasyonu 480 - 540 °C'de yapýlýr. Plastik kalýplar için nitrasyon süresi bu metodda 15 - 30 saattir. Ýstenilen yüzeyler bakýr, nikel veya ticari pastalarla kaplanarak, buralarýn nitrasyon olmasý önlenebilir.

Alevle Sertleþtirme :

Yoðun bir alev demeti ile çeliðin ýsýtýlarak, takiben su verilmesi iþlemidir. Alevle sertleþebilen çelikler ostenizasyon sýcaklýklarý düþük olan çeliklerdir. Örneðin; 1.2738 veya 1.2312 plastik kalýp çeliklerinde þalamo dakikada bir cm ilerletilir veya portakal rengi belirince de ilerlenebilir. Geride kalan ýsýnmýþ bölge havada kendiliðinden soðuyarak 52 - 54 RC olur.

Sert Krom Kaplama :

Sert krom kaplama kalýp üretiminde, özellikle plastik kalýplarýnda büyük öneme sahiptir.

Korozif olarak aktif ortamda kimyasal dayanýmlarý ve korozyon dayanýmlarýnýn yaný sýra aþýnma dayanýmlarý da yüksektir.

Gerilim Giderme Tavlamasý Hangi Durumlarda Gereklidir?

Kaba iþlemeden sonra gerilim giderme tavlamasý gerekli midir, deðil midir?

• Parçanýn þekline ve ölçüye göre deðiþir.

• % 50 ve daha fazla iþleme olan parçalarda gerilim giderme gereklidir.

• Gerilim gidermeden sonra bir miktar þekil deðiþimi olur, doðaldýr. Bu deðiþim ýsýl iþlem sýrasýnda deðiþmesinden daha iyidir.

• Gerilim gidermeden sonra bir ara iþleme ile 1 mm veya 2 mm alýnmasý, ýsýl iþlem çarpýlmalarýný daha iyi önler.

79

Krom kaplama sýrasýnda kaplanacak metalde yapýsal deðiþim, dolayýsýyla ölçü deðiþikliði de olmaz.

Bununla birlikte, ölçüdeki istenilen deðiþimler krom kaplama ile belli kalýnlýklar dahilinde yapýlýr. Krom tabakasý kalýnlýklarý 5 - 200 mm arasýnda deðiþir. 0.5 - 1 mm kalýnlýklar da mümkündür. Sert krom kaplama, parçalarýn ve krom kaplanacak yerlerin uygun bir þekilde hazýrlanmasýný gerektirir. Krom tabakasýnýn yapýsý, yapýþýcý bir zeminin yüzey durumuna baðýmlý olduðundan yüzey ince taþla taþlanmalý ve hatta parlatýlmalýdýr. Krom kaplama sýrasýnda krom tabakasý içine ve malzeme içerisine hidrojen girerek gevþekleþmeye yol açar. Bu yüzden, hidrojenin dýþarý atýlmasý için krom kaplamadan sonra her kalýp 180 - 260 °C arasýnda bir kaç saat ýsýtýlmalýdýr.

Karbürizasyon - Sementasyon :

Karbürleme, çeliklerin dýþ yüzeylerinin karbon emdirilerek, aþýnmaya daha dayanýklý olma-sýný saðlamak için yapýlýr. Karbürleme katý, sývý veya gaz ortamda yapýlabilir. Karbürleme taba-kasýnýn kalýnlýðý sýcaklýk ve zamana baðýmlýdýr. Malzemelerin karbürleme sýcaklýklarý için ilgili bilgi sayfalarýna bakýlabilir.

Nitro Karbürleme :

Yüzeye hem karbon hem de azot emdirme iþlemidir. Ýþlem sýcaklýðý 570 °C'dir. Her çeliðe uygulanabilir. Süresi 15 dakika ile 2 saat arasýnda deðiþir. Sertleþen tabaka derinliði 0.1 - 0.2 mm'dir. Yaða daldýrýlarak su verilir.

Özel Ýþlemler :

Sýfýraltý Soðutma Ýþlemleri :

Bu iþlem sadece çatlama ihtimali olmayan kalýplar için uygulanabilir. Isýl iþlemden sonra takým çeliklerinin yapýlarýnda normalde bir miktar kalýntý ostenit kalýr. Bu kalýntý ostenit çalýþma sýrasýnda martensite dönüþür. Bu martensit, meneviþlen-memiþ durumda olduðundan gevrek bir yapýsý vardýr. Kalýbýn kesme aðýzlarýnda atmalar ve çatlamalar þeklinde kendini gösterir. Özellikle 1.2379 çeliðinden yapýlan kalýplarda sýfýr altý iþlemi tavsiye edilir. Sýfýr altý iþleminde kalýp -80 °C'ye soðutulur. Böylelikle yapýda hala mevcut olan kalýntý ostenitin martensite dönüþümü saðlanýr. Kalýntý osteniti düþük seviyeye indirmek veya hemen hemen tamamý ile ortadan kaldýrmak için, sýfýr altý soðutma iþleminin ardýndan, 120 - 150 °C'de bir gerilim giderme tavsiye edilir. Bu iþlemin bir kaç kere tekrarlanmasý gerekir.

80