- Sementasyon
En eski yüzey sertleştirme işlemlerinden biri olan sementasyon işlemi karbon içeriği düşük olan çelik malzeme yüzeyine katı, sıvı veya gaz ortam içerisinde karbon verilmesi (emdirilmesi) esasına dayanır.
Östenit sıcaklığına ısıtılan (850-9500 C) parça istenilen sertlik derinliğine bağlı olarak yüksek sıcaklıkta belirli bir süre tutulur ve daha sonra su, yağ, tuz veya polimer gibi uygun bir sertleştirme ortamında sertleştirilir. Sertleştirme sonrası tüm çeliklere uygulandığı gibi gerilim giderme ve meneviş işlemleri uygulanır. Bu işlemler sonrası parça yüzeyinde karbonca zengin aşınmaya dirençli bir yapı oluşurken, çekirdekte tok bir yapı meydana gelir.
- Nitrasyon İşlemi
Düşük sıcaklık yüzey sertleştirme işlemlerinden biri olan nitrasyon; çelik parça yüzeyine azot atomlarının ara yer atomu olarak gönderilmesi ile yüzeyde sert bir tabakanın oluşturulması esasına dayanır. Azot sağlayıcı ortam olarak tuz banyosu ve gaz atmosferi kullanılabilir. Sert tabakanın oluşması için yüksek hızda soğutma hızı gerekmez. Genel olarak tüm çelikler için nitrasyon sıcaklığı 495-5800 C arasında değişir. Düşük sıcaklıkta uygulanması ve yüksek soğuma hızı gerektirmemesi nedeni ile parçalarda çarpılma minimum seviyededir.
- Nitrasyonun sağladıkları ,
Yüksek yüzey sertliği
Artan aşınma direnci
Yorulma ömründe artış
Daha iyi korozyon direnciİndüksiyon
- İndüksiyon yüzey sertleştirme parçanın tamamında sertlik istenmediği durumlarda kullanılan alternatif bir ısıl işlem türüdür. Özellikle otomotiv sanayinde yoğun olarak tercih edilir. İndüksiyon yüzey sertleştirme bölümünde, parça teknik resmine göre sertlik istenen bölgeler elektriksel manyetik alan ile hızlı bir şekilde sertleştirme sıcaklığına çıkarılır ve ani olarak soğutulurlar. Soğutma ortamı olarak su veya yoğunluğu ayarlanmış yağ kullanılır. Bu sayede parçaların istenen bölgeleri sertleştirilirken diğer bölgeler ise yumuşak kalır.
- Karbonitrasyon
Düşük karbonlu çeliklere 800-900 0 C ‘de amonyak ve karbon emdirme işlemidir. Sementasyon ve nitrasyon işlemlerinin kombinasyonudur. Karbon ve azot aynı anda çeliğe nüfus ettirilir.
Karbonitrasyonda parçaya verilen sert tabaka sementasyona göre daha ince fakat aşınmaya daha dayanıklıdır. İşlem sıcaklığı sementasyona göre daha düşük olduğu için parçaların çarpılma ihtimali daha düşük olduğundan ince ve küçük parçalara uygulanır.
- Islah
Çelik parçasının gerekli sıcaklığa kadar ısıtılması (850-900 0 C) ve sertleştirme sıcaklığı ya da östenitleştirme sıcaklığı adı verilen bu sıcaklıkta yapı tamamen östenit fazına dönüşünceye kadar bekletildikten sonra uygun soğutma ortamında soğutulması işlemine denir. Bu işlem yapıyı karbürize ve okside etmeyecek şekilde ayarlanmış homojen bir atmosferde yapılır. Soğutma ortamı karakteristiği parçanın geometrik şekline, kalınlığına, çeliğin sertleşebilirlik kabiliyetine göre ayarlanır.
- Oksidasyon işlemi
Oksidasyon yapışma ve buna bağlı adhesif aşınmanın yaşandığı metal enjeksiyon uygulamalarında kalıp yüzeyinde yağlayıcı özelliğe sahip oksit filmi oluşturma işlemidir. İşlem sonrasında yüzeyde oluşan 2-5 µm kalınlığındaki Fe2O3 ve Fe3 O4 demir oksit filmi kalıp ile ergimiş metal arasında bir bariyer oluşturarak mekanik ve intermetalik faz oluşumuna bağlı yapışmayı engeller. Özellikle soğutmanın yetersiz kalabileceği yada yağlayıcı ve soğutucu spreyin ulaşmasının zor olduğu karmaşık figürlü kalıplarda ilk kullanımdan önce oksidasyon yapılması şarttır.
Bu tür kalıplarda oksidasyonun en önemli etkisi kalıbın dizaynından dolayı yağlayıcının ulaşamadığı bölgelerde ergimiş metalin kalıp yüzeyine direk temasını engelleyerek yapışmayı azaltmasıdır. Oksit filminin bir diğer etkisi ise ergimiş metalin kalıp yüzeyini ıslatma açısını düşürüp ara yüzeydeki ani termal şok etkisini azaltması böylece ısıl yorulma çatlaklarının oluşumunu geciktirmesidir.
Kalıp kullanıma hazır hale geldikten sonra uygulanan oksidasyon işlemi son meneviş sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta yapılır ve sertleştirme sonrası uygulanan talaşlı işleme, taşlama, dalma erozyon gerilimlerini minimize ederek kalıbın ısıl yorulmaya karşı dayanımını artırır. Son işlem olan oksidasyon kalıp deneme baskısı yapmadan önce uygulanır ve ardından kesinlikle parlatma işlemi uygulanmaz.
- Oksidasyon İşleminin Avantajları
Yapışmaya bağlı adhesif aşınmayı azaltır,
. Ergimiş metalin ıslatma açısını düşürerek termal şoku önler ısıl yorulma çatlaklarının oluşumunu geciktirir,
. Doğal yağlayıcı film oluşturarak kalıptan parça çıkışını kolaylaştırır,
. Üründe yapışmaya bağlı yüzey bozukluklarını azaltır,
. Kalıba uygulanan son işlemlerin (talaşlı işleme, taşlama, erozyon) oluşturduğu gerilimleri azaltarak maksimum yorulma direnci sağlar.
|