ATABB

Oğuzboyu

KESME TAKIM MALZEMELERİ

Metal işleme operasyonunun başarısı iş parçası malzemesine, malzeme ve geometrik açıdan uygun bir kesici takımın seçimine bağlıdır. Geniş bir aralıkta değişen özellik, performans, kapasite ve fiyata sahip düşük ve orta karbonlu çelikler , yüksek karbonlu çelikler , yüksek hız çelikleri, dökme kobalt alaşımları, dökme, sinter ve kaplanmış karbürler, kaplanmış yüksek hız çelikleri, seramikler , sinterlenmiş çok kristalli kübik bor nitrür (KBN) , sinterlenmiş çok kristalli elmas ve tek kristalli doğal elmas gibi çok çeşitli takım malzemeleri mevcuttur.

Takım malzemeleri kronolojik gelişimini sergilemektedir. Takım malzemeleri
Çelik malzemelerin talaşlı işleminde müsaade edilen kesme hızı değerlerine göre sıralanırlar.

Kesici takım , talaşlı işlem prosesinin en önemli parçasıdır. Kesici takım malzemesi , kesme parametreleri ve takım geometrisi seçimi talaşlı işlem operasyonunun verimliliğini doğrudan etkiler .

Seçim kararını etkileyen kriterler aşağıda belirtilmiştir;

• İş parçasının karakteristikleri (kimyasal ve metalurjik hali )
• Parça karakteristikleri (geometri, yüzey bitirme , boyutsal hassasiyet ve yüzey bütünlüğü gereksinimleri)
• Takım tezgahı ve takım tutucusunun karakteristikleri (yüksek güç ile uyumlu rijitlik , geniş bir besleme ve hareket hızı aralığı)
• Destek sistemi ( operatörün kabiliyeti , sensör ve kontrol sistemleri, yağlama metodu ve talaş uzaklaştırma sistemi )

Takım malzemesi teknolojisi çok hızlı bir gelişim göstererek talaşlı işlemi oldukça güç malzemelerin bile daha yüksek malzeme işleme hızlarında (MiH)
Ve yüksek kesme hızlarında işlenebilmesi mümkün kılmaktadır. Yüksek kesme hızları ve yüksek malzeme işleme hızları genellikle verimliliği arttırmaktadır.

Kesici takımların kompütür ile kontrol edilmeleri halinde, takım performansının tahmini daha da büyük önem kazanmaktadır. Kompütür kontrolü operatör müdahelesini minimum seviyeye indirmektedir. Tezgahlar hücresel üretim sistemleri içerisinde çalıştırıldıklarında zaman takım ömürlerinin uzun olması istenir.

Kesici takımlar son derece güç koşıllar altında çalıştırılırlar ; 550 C’a kadar yükselebilen takım sıcaklıkları, şiddetli sürtünme ve yüksek bölgesel gerilimler takımın aşağıdaki özelliklere sahip olmasını gerektirmektedir.
 Yüksek sertlik
 Aşınmaya ve kesici kenarın talaşlanmaya karşı direnci yüksek olmalıdır.
 Yüksek tokluk (yüksek kırılma mukavemeti)
 Yüksek sıcak sertlik
 Kütlesel deformasyona direnç gösterebilmek için yüksek mukavemet
 Yüksek kimyasal kararlılık (inertlik veya iş malzemesine karşı ihmal edilebilir kimyasal ilgi)
 Uygun ısıl özellikler
 Yüksek elastik modül
 Tutarlı takım ömrü
 Doğru geometri ve iyi yüzey kalitesi




Tablo 4.5- Çeşitli takım malzemelerinin sertlik değerleri


TAKIM MALZEMESİ SERTLİK DEĞERİ

Martenzit çelik 500-1000
Nitrürlü çelik 950
Sementit (FE3C) 850-1100
Sert krom kaplama 1200
Alumina (aluminyum oksit) 2100-2400
WC(Co matrisli) 1800-2200
WC 2600
W2C 2200
(FECR)7C3 1200-1600
Mo2C 1500
YC 2800
TiC 3200
TiN 3000
B4C 3700
SiC 2600
Kübik bor nitrür 6500
Çok kristalli elmas / WC 5500-8000
Elmas 8000-12000


Kesici takımlar belirli periyotlarda değiştirildiği için bu malzemelerin doğal olarak kolay üretilebilmeleri, bulunabilir olmaları ve pahalı olmamaları gerekir. Açıkcası yukarıda sayılan gereksinmeler zaman zaman birbirleriyle ters düşmektedir ve bu yüzden takım seçimi her zaman duruma göre değerlendirme yapmayı gerektirmektedir. Hemen hemen bütün talaşlı işlem operasyonlarında kesme hızı ve besleme miktarı takım malzemesinin kapasitesi tarafından belirlenmektedir. Kabul edilebilir bir takım ömrünün sağlanabilmesi için hız ve besleme değerlerinin yeterince düşük seviyelerde
tutulması gerekir. Eğer buna uyulmaz ise değiştirme esnasında kaybedilen zaman yüksek kesme hızlarının kullanımı ile sağlanan verimliliği ortadan kaldırabilmektedir.

Yüksek hız takım takım çelikleri ve kaplanmış ve kaplanmamış sinter karbürler en yaygın olarak kullanılan takım malzemeleridir. Elmas ve KBN (kübik bor nitrür) yüksek maliyetlerine rağmen bazen zorunlu olarak özel uygulamalarda kullanılmaktadırlar. Dökme kobalt alaşımları yüksek hammadde fiyatları ve alternatif malzemelerin artması neticesinde cazibesini kaybetmiştir. Yakın gelecekte üretim verimliliği üzerinde önemli etkiye sahip olabilecek yeni seramik malzemelerin geliştirilerek, kullanıma arz edileceği beklenmektedir.

Elektro-kimyasal işleme veya lazer gibi temas etmeyen takım kullanan yöntemlerdeki takımlara, ilgili yöntemlerin izah edildiği bölümlerde değinilmiştir.

Talaşlı işlem operasyonu takım malzemesi ve iş parçasının bir anlamda var olma mücadelesine benzetilebileceği için önceki bölümde sayılan takım malzemelerinin özelliklerinden daha yüksek olmalıdır. Aşağıda izah edildiği gibi takım ve iş parçası birbirine zıt özelliklere sahip olmalıdır.

Takım malzemesi işlenecek parçanın en sertinden oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklarda daha sert olmalıdır. Yüksek sıcaklıkta sertliğin yüksek olması talaş oluşum prosesinin ekstrem koşulları altında takımın geometrisini korumasını sağlar ve aynı zamanda aşınmaya karşı direnci artırır.

Süreksiz kesme işlemlerinde karşılaşılan ani yükselmelere dayanabilmesi için takım malzemesinin tokluğu yüksek olmalıdır. Sürekli talaş oluşumunun söz konusu olduğu proseslerde şok yükselmeler bölgesel sert kısımlar veya sert partiküllerden kaynaklanır.



Süresiz kesme işlemlerinde karşılaşılan ani ısınma ve soğuma söz konusu olduğundan takım malzemelerinin ısıl şok direnci yüksek olmalıdır.
Bölgesel kaynaklanmaların önlenebilmesi için takımın iş parçasına yapışma eğilimi düşük olmalıdır. Bu gereksinimin aksine kararlı bir ikinci kesme zonu oluşturabilmek için yüksek yapışma karakteristiğine ihtiyaç vardır.
Takım malzemesindeki bileşenlerin iş parçasına difüzyonu hızlı aşınmaya yol açar. Bu nedenle takım malzemesinin iş parçasında çözünürlüğü düşük olmalıdır.
Düşük sertlik ve yüksek yapışma eğilimi takım profilinin bozulmasına takım burnunun yuvarlaklaşmasına, dereceli olarak taban aşınmasına ve difüzyonla birlikte krater aşınmasına sebep olduğu için istenmez.Yetersiz tokluk, ısıl direnç ve şok direnci, kenar talaşlanmasına ve hatta takımın bütünüyle kırılmasına yol açabilir. Maalesef malzemelerin ve hatta takımın bütünüyle kırılmasına yol açabilir. Maalesef malzemenin ısıl dirençlerinin ve sertliğinin artırılması tokluğunun düşmesine neden olmaktadır. Bu sebeple gerçekten bu özelliklerin tümüne sahip ideal bir takım malzemesi yoktur.