Kesici Takım Malzemeleri

Her kesici takım bazı özelliklere sahip olmalıdır. Bu genel özellikler şunlardır:

• Takım malzemesi, işlenecek malzemeye göre en az %30~%50 daha sert olmalıdır.
• Ayrıca takım malzemesi yüksek sıcaklık sertliğine sahip olmalıdır.
• Yüksek tokluğa sahip olmalıdır.
• Yüksek aşınma direncine sahip olmalıdır.
• Ek olarak yüksek termal iletkenliğe sahip olmalıdır.
• Düşük sürtünme katsayısına sahip olmalıdır.
• Dolayısıyla imalatta kolaylık sağlamalı ve düşük maliyetli olmalıdır.

Kesici takım malzemelerinde kullanılan farklı elementler ve özellikleri şunlardır:

Tungsten:

• Sıcak sertliği arttıran özelliktedir.
• Sert karbürden oluşur.
• Aşınma direncine sahiptir.

Molibden:

• Sıcak sertliği arttıran özelliktedir.
• Sert karbürden oluşur.
• Direnç arttırıcı özelliğe sahiptir.

Krom:

• Derinlemesine sertleşebilirlik özelliği sayesinde ısıl işlem sırasında sert karbürler oluşturur.
• Aşınma direncini arttıran özelliktedir.
• Korozyon direncini arttıran özelliktedir.

Vanadyum:

• Karbonla birleştiğinde yüksek aşınma direnci sunar.
• Tane büyümesini geciktiren daha iyi tokluk sağlar.

Kobalt:

• Hem sıcak sertliği hem de tokluğu arttıran özelliktedir.

Karbon:

• Karbürlerin oluşumunda sertleştirici görevi görür.

Kesme işlemlerinde yaygın olarak kullanılan malzemeler; yüksek karbonlu çelik, yüksek hız çeliği, demir dışı döküm alaşımları, semente karbür, seramik ve sinterlenmiş oksitler, sermetler, elmas, kübik bor nitrür, UCON ve sialon malzemelerinden oluşur.

1.Yüksek Karbonlu Çelik Takımlar

• Bileşimleri C = %0,8~1,3, Si = %0,1~%0,4 ve Mn = %0,1~%04 oranlarına sahiptir.
• Otomat çelikleri ve pirinç benzeri nispeten yumuşak malzemeler işlenirken ve keski vb. olarak kullanılırlar.
• Sıcaklık 250°nin üzerine çıktığında sertliğini kaybetme eğilimindedirler.
• Kesici takım sertliği RC 65 civarındadır.
• Kesme hızı olarak 5m/dk ile kullanılır.

Yüksek Karbonlu Çelik Takımlar Nelerdir?

2.Yüksek hız çeliği (HSS)

HSS’nin bileşiği genellikle 18-4-1’dir. 18 Tungstendir, sıcak sertlik ve stabilitenin artırılması için kullanılmaktadır. Ayrıca 4 yani krom mukavemeti artırıcı özellik sağlar. 1 ile temsil edilen vanadyum, keskinliği korumak için kullanılır. Ayrıca bu malzemelere ek olarak kızıl sıcak sertliğini artırmak için %2,5 ~ %10 arası kobalt kullanılır.

• HSS, matkaplar, frezeler, tek noktalı kesici takımlar, kalıplar, raybalarve benzeri ürünlerin imalatında kullanılır.
• 600°C’nin üzerinde sertliğini kaybetme eğilimindedir.
• Bazen tungstenin yerini molibden alabilir.
• Tungstene göre daha ucuz olan molibden bazlı HSS, daha fazla tokluk sunar ancak daha az su direncine sahiptir.

HSS Matkap Ucu

3.Demir dışı döküm alaşımlar

%40 ila 50 kobalt, %27 ila 32 krom, %14 ila 29 tungsten ve %2 ila 4 karbondan oluşan alaşımlardır.

• Isıl işlem uygulanamaz ve döküm olarak kullanılırlar.
• 800°C’nin üzerinde sertliklerini kaybetme eğilimindedirler.
• Ek olarak HSS’den daha iyi takım hizmet ömrü sunarlar ve biraz daha yüksek kesme hızlarında kullanılabilirler.
• Gerilim bakımından zayıf olmaları nedeniyle tüm döküm malzemelerinde görülen şok yüküne maruz kalma ya da uygun şekilde desteklenmemeleri durumunda parçalanma eğilimindedirler.

4. Semente karbürler

• 1000°C sinterleme ile toz metalürjisi tekniği kullanılarak üretilirler.
• HSS ile karşılaştırıldığında 6~8 kat yüksek hızda kullanılabilirler.
• 1000°C gibi yüksek ısılara dayanabilirler.
• Ek olarak hem yüksek basınç hem de çekme dayanımları daha fazladır.
• Çok katlı yapıları sayesinde esneme katsayıları çeliğe oranla yaklaşık 3 kat daha fazladır.
• Yüksek aşınma direncine sahiplerdir.
• Yüksek elastikiyete sahiplerdir.
• Düşük termal genleşme katsayısına sahiplerdir.
• Ayrıca yüksek termal iletkenlik, düşük özgül ısı ve düşük termal genleşme özelliklerine sahiplerdir.

Semente Karbür Takımlar

ISO’ya göre farklı karbür takım derecelerinin gruplandırılması şu şekildedir;

• CI ve demir dışı metallerin kesilmesi için uygun olan K10 ila K50’dir.
• Çeliğin kesilmesi için uygun olan p10 ila p50’dir.
• Genel amaçlı uygulamalarda kullanımı uygun olanlar M10 ila M50’dir.

Ayrıca karbür kesici takımların sunduğu avantajlar şunlardır:

• Yüksek verim kapasitesi,
• Yüksek yüzey kalitesi üretme yeteneği,
• Sertleştirilmiş çeliği işleyebilme yeteneği,
• İşleme maliyetlerini azaltma becerileri.

5. Seramikler ve sinterlenmiş oksitler

• Seramik ve sinterlenmiş oksitler, temel olarak Al₂O₃’ten ve toz metalurjisi teknikleri kullanılarak üretilirler.
• 500m/dk gibi çok yüksek hızlara kullanılabilirler.
• Yalnızca sürekli kesim işlerinde kullanılmaya uygunlardır.
• Ek olarak 1200°C gibi yüksek sıcaklıklara dayanabilirler.
• Aşınma dirençleri çok yüksektir.
• CI ve plastiklerin işlenmesinde kullanılırlar.
• Ancak işleme sırasında metallerin kaynaklanma riski düşüktür.
• Genellikle kullanılan seramik sinterlenmiş karbürden oluşur.
• Diğer bir seramik takım malzemesi, CI için kullanılan silikon nitrürdür.

Kesici Takım Uçları

6. Sermetler

• Sermetler, seramik ve metallerin toz metalurjisi ile üretilen bir birleşimidir.
• Seramiklerin birleştirilmesi ile yüksek refrakterlik, metaller ise yüksek tokluk ve termal şok direnci gibi özellikler kazandırır.
• Kesici takımlarda olağan kombinasyon AI₂O3 + W + Mo + boron + Ti’dir.
• Genel malzeme bileşimi %90 seramik ve %10 metalden oluşur.
• İçerikteki metal oranının artması, kırılganlığı önemli ölçüde azaltırken aynı zamanda aşınma direncini de düşürmektedir.

7. Elmas

• Elmas malzemelerin sahip olduğu özellikler şunlardır:
  • Aşırı sertlik
  • Düşük termal genleşme
  • Yüksek termal iletkenlik
  • Çok düşük sürtünme katsayısı
• Elmastan üretilen kesici takım malzemeleri, 1500~2000m/dk arasında değişen hızlara dayanıklıdır.
• Ayrıca karbon atomlarının elmastan parçaya difüzyon olması nedeniyle demirli metallerde elmas uygun seçenek değildir.
• Ek olarak 1500°C’nin üzerindeki sıcaklıklara dayanabilirler.
• Son yıllarda toz metalurjisi ile üretilen polikristal yapıdaki bir sentetik elmas piyasaya sürülmüştür.

Kesici Takımların Özellikleri Nelerdir?

8. Kübik Bor Nitrür (CBN)

• Azot ve Bor atomlarından oluşan kübik bor nitrür, güç metalürjisi tekniği ile üretilir.
• Çeliğin işlenmesi için elmas yerine tercih edilen malzemedir.
• Ayrıca HSS kesici takımların taşlama diski olarak kullanılır.
• Ek olarak işlenen parçalarda mükemmel yüzey kalitesi elde edilmesine olanak tanır.

9. UCON

• ABD’de union carbide adı ile geliştirilmiş bir malzemedir.
• İçeriği %50 Columbium, %30 Titanyum ve %20 Tungsten’den oluşur.
• Dökülen, levhalar halinde sarılan ve boşluklara kesilen ince bir metal alaşımdır ve sertliği 200 BHN gibi düşük bir değerde olmasına rağmen nitrojeni yüzeye yararken sertleşerek yumuşak çekirdekli yüksek sertlikte bir yüzey oluşturur. Ek olarak maliyeti çok yüksek olduğu için fazla tercih edilmez.

10. Sialon (Si-Al-ON)

• Sialon, sinterleme yolu ile 1800°C ısıda işlenen silisyum, azot, alüminyum ve oksijen tozlarının toz metalurjisi yöntemiyle işlenmesi sonucu üretilir.
• Ayrıca seramikten daha sağlam olmaları nedeniyle darbeli kesimlerde sorunsuz kullanılabilirler. Kesme hızları da seramiğe oranla 2~3 kat daha yüksektir.
• Ek olarak günümüzde havacılık alaşımlarının, nikel bazlı gaz türbin kanatlarının 3~5 m/sn kesme hızı ile işlenmesi için sialon kullanılır.