Yüksek Hız Çelikleri Talaşlı İmalatta Hâlâ Çok Önemli Bir Rol Oynuyor

HSS, bileşiminde yüksek dozda tungsten içeren bir yüksek karbonlu takım çeliğidir. Tipik bir  bileşiminde %18 tungsten, %4 krom, %1 vanadyum, %0,7 karbon ve demir bulunmaktadır. Ek olarak HSS takımları 62-64 RC sertliğe sahiptir. Ayrıca daha yüksek mukavemet ve aşınma direnci sağlamak için %5~%8 kobalt ilavesi yapılmaktadır. Elde edilen sonuç kobalt matkabı olarak adlandırılmaktadır. Dolayısıyla üst düzey delme işlemlerinde kullanılmaktadır.

Metal işlemede karbür takımlar, kademeli olarak yüksek hız çeliği takımların yerini almıştır. Ancak yine de HSS, matkap, rayba, kılavuz, yan ve yüzey frezeleri, parmak frezeler gibi bazı belirli takım kategorilerinde yaygın olarak kullanılmaya devam edilmektedir.

Metal İşleme Süreçlerinde Karbür ve HSS Takımlar

Karbüre karşı sunduğu belirgin avantaj, oluşan kesme kuvvetine direnç ve HSS takımların düşük maliyetidir. Takım ömrü açısından bakıldığında, HSS aralıkla kesme işlemlerinde çok iyi performans göstermektedir. En büyük sınırlaması, kesme hızı aralığının karbür muadiline göre çok daha düşük olmasıdır.

Tornalama, delik işleme ve yüzey frezeleme gibi işlemlerin çoğunda karbür takımlar, HSS takımların yerini tamamen almaktadır. Ayrıca bu uygulamalarda HSS kullanımı fiilen sonlanmış durumdadır. Delme işlemlerinde ise durum biraz daha farklıdır.

Delme İşlemlerinde HSS Takımlar

Özellikle delme uygulamalarında, karbür matkaplar diğer muadillerin yerini yavaş yavaş almaktadır. Ancak, özellikle küçük çaplar ya da büyük derinlikler işlenirken, HSS matkaplar vazgeçilmezdir. Dolayısıyla kesme sırasında matkabın kırılması gibi durumlar, karbür matkap kullanıcıları için çok yüksek maliyetli olmaktadır. Bunun yanı sıra üretimde kesintilere neden olacağından her kırılma üretkenlik ve maliyeti olumsuz etkileyecektir. Ek olarak  HSS matkapları tercih etmenin en büyük avantajlarından diğeri, zayıf makinelerde bile performans gösterebilmesidir.

Karbür Matkap Uçları

Kesme için gereken güç, kesme hızı ile doğru orantılıdır. Sınırlı güce sahip bir makineniz varsa HSS takımları kullanmanız kaçınılmaz hale gelir.

HSS matkaplar, eski makine millerindeki zayıf salgı ve kayma yolları gibi değişken durumlara karşı dayanıklıdır. Ayrıca verilen görevi tamamlayabilir ancak karbür alternatifleri bu esnekliğe sahip değildir.

Form Aletlerinde ve Kesicilerde HSS

Dişli azdırma frezeleri, form frezeleri ve broşlar gibi çok dişli formları kesen aletler söz konusu olduğunda HSS en iyi ve en ucuz alternatiftir. Dolayısıyla bu takımların yerini karbür takımların alması, takım imalatında karşılaşılan maliyet ve külfeti artırmanın yanı sıra uç kırılmaları gibi sorunların üretimi uğrattığı zararı da beraberinde getirmektedir. Ayrıca bu form takımlarını kullandığınızda ise takımların yeniden bilenmesi gibi esnek bir çözüme de sahip olunmaktadır.

HSS ile Kesme Hızları

Makalenin önceki bölümlerinde de bahsettiğimiz üzere, hız konusunda karbür takımlarla karşılaştırıldığında, HSS takımlar çok daha düşük kesme hızlarına sahiptir. Dolayısıyla eşit uygulamalarda, karbür takımların HSS takımlara göre 4~12 kat daha hızlı kesebildiği gözlemlenmiştir. Bu durum doğal olarak üretkenliği de yükseltmektedir.

HSS Kullanmak Verimliliği Nasıl Artırır?

Kobalt Matkap ve Kesicilerin Kullanımı

Esasen inconel, paslanmaz çelik, takım çelikleri gibi zorlu malzeme ve alaşımların delinmesi için geliştirilir.

HSS’den karbür takıma geçişin mümkün olmadığı durumda, bahsi geçen kobalt takımlar normal çeliklerin ve diğer normal malzemeler işlemek için tercih edilebilecek bir seçimdir. Ek olarak bu seçeneğe, belirli bir kesme hızı sağlamak için yüksek takım ömrüne gereksinim duyulduğunda başvurulmaktadır.

Paslanmaz Çelik Delme İşlemi

Normal HSS matkaplarla karşılaştırıldığında, kobalt matkaplar yaklaşık %40 daha yüksek kesme hızlarına ulaşır. Diğer parametreler benzer ölçüde kalmaktadır.  Kobalt matkaplar, diğer muadillerine göre 2~2,5 kata kadar daha pahalı olabilmektedir. Dolayısıyla takımlar nedeniyle artan maliyeti etkin bir şekilde dengelemek, artan takım ömrü ile artan verimlilik arasında doğru bir denge kurulması ile mümkündür.

HSS aletlerinde TiN kaplama

Bu takımlarla üretkenliği artırmak istiyorsanız, güçlü alternatiflerden biri TiN kaplama ile kaplanmış takımlar seçmektir. Ayrıca Kaplama teknolojisinde yaşanan gelişim, TiAN, TiCN ve CrN gibi diğer kaplamaların da geliştirilmesini sağlamıştır.

Bahsi geçen kaplamalar, kesim noktasındaki aşınma direnci ve kayganlık parametrelerini önemli ölçüde geliştirmektedir. Dolayısıyla yüksek hız ve ilerleme tercih etmenize olanak tanımaktadır. Aynı zamanda takım ömrünü de iyileştirir. TiN kaplı bir takım, üzerindeki karakteristik altın rengi sayesinde kolayca tanımlanabilmektedir.

Kesici Takım Kaplamaları

TiN kaplama, matkap maliyetlerini boyut ve parti miktarı ile orantılı olarak %30~50 aralığında artırmaktadır. Ayrıca kaplamalı matkaplarla yapılan delme işlemlerindeki hız %30~100 oranında artış sağlanabilmektedir. Matkap ucunun yeniden bilenmesinin, kesme noktasındaki kaplamayı deforme edeceğini unutmamalısınız. Eğim açısı yeniden taşlama işlemi sonrasında bile kaplamayı korumaya devam edebilmektedir. Bu durumda azaltılmış ölçüde de olsa yararlı olmaya devam etmektedir.

Kaplama kalitesi, kaplamanın etkinliği üzerinde hayati bir öneme sahiptir ve kalite, tedarikçiler arasında farklılık göstermektedir. Sonuç olarak, kaplamalı HSS takım edindiğinizde elde edeceğiniz faydalar da değişkenlik gösterebilmektedir.

Bu nedenle, bu takımların imalattaki önemli konumlarını gelecekte de sürdüreceği sonucuna varmak mümkündür. Ayrıca HSS’nin yerini tamamen karbür takımların alabilmesi yalnızca uzak bir düşüncedir. Dolayısıyla bu takımların sürekli yükselen talepleri karşılamak adına nasıl bir gelişim göstereceğini zaman içerisinde göreceğiz.