Karbür takımların gelişiminin tarihçesi

1. Karbür üretimi ve aşınma direnci hakkında detaylı bilgi

Metallerin yüksek sertlik kazanması için metal işleme ürünü olan karbür, yüksek erime noktası sayesinde kalıplanarak üretilir ve ana bağlayıcı madde olarak karbonun kullanılması ile toz metalürjisinden yararlanılarak şekillendirilen bir alaşım olarak elde edilir. Sertliği ve aşınma direnci süper iyi olarak tanımlanır. Ayrıca yüksek ısı direnci ve HSS’den daha hızlı kesebilmesi ve bu işlemleri daha çok tekrarda yapabilmesi en önemli avantajıdır. Özellikle karbürün yüksek sertlik derecesi ve aşınma dayanıklılığı, 500 santigrat derecede dahi deforme olmasını engelliyor. Hatta karbür 1000 santigrat derecede dahi yüksek sertlikte kalabiliyor. Günümüzde yeni sayılabilecek bu sert alaşımlı kesici takım materyali, karbon çeliğini özellikleri bakımından bir kaç katına denk gelmektedir.

2. Dünya’da karbür ve HSS kesici takımların üretimi ve Pazar payları

Günümüzde pazarı yüzde 70’e ulaşan oranda pazar payıyla semente karbür domine etmektedir. Ancak HSS takımlar her yıl yüzde 1 veya 2 oranında pazar payı kaybetmeye başladı. Kübik bor nitrür ve diğer süper sertlik grubundaki diğer materyallerde bu azalma oranı yaklaşık yüzde 3’e varıyor. Fakat diğer yandan karbür imalatı endüstrisi, henüz karbür kesici takımlara olan talebin büyümesiyle artan seviyeye ulaşamıyor. Çin’in mevcut yıllık yaklaşık 80 bin ton HSS üretimi bulunuyor. Bu miktar küresel üretimin yaklaşık yüzde 40’ına denk geliyor. Bu orana aynı zamanda çok yüksek miktarda değerli tungsten, molibden ve diğer nadir kaynakların tüketimi de eşlik ediyor. Düşük seviyede kopyalamada yaşanan bu körlemesine genişleme, HSS takım imalatında çok fazla miktarda aşırıya kaçan bir hacim yarattı. Bu nedenle imalatçılar düşük fiyatlarla ürün satmak zorunda kaldı. Bunun sonucunda çok fazla miktarda düşük verimli takım imalatçısı ortaya çıktı.

Karbür Uçların Aşınma Direncinin Mükemmelliği

Çin’in günümüzdeki yıllık 16 bin ton karbür üretimi, küresel toplam üretimin yaklaşık yüzde 40’ı olarak hesaplanıyor. Fakat değerli karbür kesici takım ürünleri bu üretimde sadece 3 bin ton seviyesine ulaşabiliyor ki bu da toplam üretimin yalnızca yüzde 20’sine yaklaşıyor. Bu durumda bir yandan Çin iç pazarının acil ihtiyaçlarını karşılamak için karbür kesici takım tedarik etmek; öte yandan pahalı ve değerli karbür kaynakların tam olarak değerlendirilebilmesi gerekiyor.

Çin’in semente karbür satışından elde ettiği yıllık gelir yaklaşık 560 milyon dolar tutuyor. Çin’in üretiminin sadece yüzde 40’ı kadar üretim gerçekleştiren Japonya ise yılda 2,63 milyar doları aşan satış geliri elde ediyor. Bu satışlarda kesici takım ürünlerinin oranı ise yüzde 72’yi aşıyor. Böylece Japonya’da kaynaklar tam kapasite kullanılıyor ve yapılan girişim iyi bir fayda sağlamış oluyor. Çin’in takım endüstrisinden yüksek fayda sağlamak adına Japonya’daki bu durumdan ilham alınmalı.

Geçmişte, takım imalatında takım yapısında dengesizlik vardı ve talep yanlış yöndeydi. Örneğin, kullanıcı karbür kesici takımlara ihtiyaç duyuyordu ve bu alanda boşluk vardı. Fakat HSS takımlarda üretim fazlası olduğu için talep o yöne kanalize ediliyordu. Modern imalat endüstrisi iş verimliliği ihtiyacını karşılamak için uygun takımlar arıyordu ve bu alanda büyük bir boşluk vardı. Fakat düşük sınıf standart takımlardan bolca olduğu için kullanımda da bunlar yer alıyordu ve üretim verimliliği gelişmiyordu.

Dünya Nenelinde tercih edilen Takım kaplama çeşitleri

1- Titanyum Nitrid Kaplamalar (TiN)

TiN çok yönlü bir PVD kaplamasıdır ve takım sertliğini arttırır ve kaplandığı takımın oksidasyon sıcaklığı daha yüksek noktalara taşır. Yüksek hızlı çelik kesme aleti veya şekillendirme aleti için kaplama çok iyi bir işleme etkisi elde edebilir. HSS kesici takımların kaplanması için ya da çok iyi bir işleme etkisi elde etmek amacıyla takımı biçimlendirmek için yararlanılır.

2- Titanyum Carbo Nitrür Kaplama (TiCN)

TiCN kaplama karbon elementi eklenerek takımın sertliğini geliştirebilir ve daha iyi bir yüzey kayganlığı kazandırır. HSS takımlar için ideal bir kaplamadır.

3- Aluminyum Titanyum Nitrür ya da Alüminyum Titanyum Nitrür Kaplama (TiAlN / AlTiN)

TiAlN kaplama özellikle delme uygulamalarındaki kesme performansında gösterdiği başarı dolayısıyla tercih edilir. Aluminyum katkısı sayesinde bu kaplama yüksek oksidasyon seviyelerine ulaşır. TiN kaplamalar 550 santigrat derece civarında okside olmaya başlarken, TiAlN kaplamalarda bu sıcaklık 800 santigrat derecedir. TiAlN kaplama 2100 – 2300 HV sertliği değerlerine sahiptir.