Giriş
Takım çeliği özellikleri, bu çok yönlü malzemenin endüstrilerdeki çok çeşitli uygulamalar için uygunluğunun belirlenmesinde önemli bir rol oynar Takım çelikleri, adlarını birincil uygulamaları olan takım üretiminden alır. Yüksek mukavemet, tokluk ve aşınma direnci gerektiren kesici takımlar, kalıplar, takım tezgahı parçaları ve diğer aletler genellikle çeşitli derecelerde takım çeliğinden yapılır. Temel düzeyde, tüm takım çelikleri ısıl işlem yoluyla kesici bir kenar alabilme ve tutabilme ortak özelliğini paylaşır. Bunun ötesinde, malzeme bileşimleri ve ısıl işlem tepkileri kullanım amacına bağlı olarak büyük ölçüde değişebilir.
Takım çeliği özelliklerini anlamak, imalatçılar, makineciler, kalıpçılar ve bu özel alaşımlarla düzenli olarak çalışan diğer kişiler için önemlidir. Belirli bir takım uygulaması için doğru kaliteyi seçmek, yıllarca dayanan bir takım ile zamanından önce arızalanan bir takım arasındaki farkı yaratabilir. Bu kılavuzda, bileşim, ısıl işlem etkileri ve yaygın uygulamalara odaklanarak takım çeliği türlerini farklılaştıran temel faktörleri inceleyeceğiz. Sıkça sorulan sorular da ele alınacaktır. Sonunda, okuyucular takım çeliği özellikleri hakkında sağlam bir çalışma bilgisine sahip olmalıdır.
Kompozisyon
Takım çeliklerinin bileşimi, arzu edilen belirli özellikleri kazandırmak için dikkatle kontrol edilir. Yaygın alaşım elementleri şunları içerir:
- Karbon (C) - Çelikteki birincil sertleştirme elementi. Daha yüksek karbon içeriği sertliği artırır ancak tokluğu azaltır. Takım çeliklerinde seviyeler tipik olarak 0,5-1,5% arasında değişir.
- Tungsten (W) - Tokluğu önemli ölçüde azaltmadan sertlik ve aşınma direnci ekler. Genellikle yüksek hız çeliklerinde bazı karbonların yerine kullanılır.
- Molibden (Mo) - Sertliği, mukavemeti ve aşınma direncini artırır. Ayrıca sıcaklık stabilitesini de iyileştirir.
- Vanadyum (V) - Temperlendiğinde sertliği, mukavemeti ve aşınma direncini artırır. Ayrıca öğütülebilirliği artırır.
- Krom (Cr) - Sıcaklık stabilitesi ve yüksek sıcaklıklarda yumuşamaya karşı direnç sağlar. Tokluğu artırır.
- Kobalt (Co) - Sertlik ve aşınma direnci ekleyerek tungstene benzer şekilde davranır. Bazı yüksek hızlı ve sıcak iş takım çeliklerinde kullanılır.
- Nikel (Ni) - Sertliği çok fazla düşürmeden tokluğu artırır. Sıcaklık kararlılığını artırır.
Bu alaşım elementlerinin tam yüzdeleri ve kombinasyonları bir takım çeliğinin nihai özelliklerini belirler. Ağır kesme veya sıcak iş uygulamaları için tasarlanan kaliteler daha fazla alaşım elementi içerirken, genel takımlama için olanlar daha az alaşım elementi kullanır.
Isıl İşlem
Isıl işlem, bir takım çeliğinin bileşiminin tam potansiyelini gerçekleştirmek için kritik öneme sahiptir. Tümü takım çelikleri östenitleme sıcaklığına kadar ısıtılarak ve ardından genellikle yağ içinde su verilerek sertleştirilir. Bu işlem çeliğin mikro yapısını çok sert ancak kırılgan bir faz olan martensite dönüştürür.
Kırılganlığı gidermek için su verilmiş takım çelikleri daha sonra temperlenmelidir. Temperleme, belirli bir süre boyunca 350-700°F arasında değişen sıcaklıklarda yeniden ısıtmayı içerir. Bu işlem martenziti, sade karbon çeliğinden daha sert ve dayanıklı ancak su verilmiş martenzitten daha az kırılgan olan temperlenmiş martenzite dönüştürür.
Temperleme sıcaklığı ve süresi nihai özellikleri belirler. 350-450°F civarındaki düşük sıcaklıklar maksimum sertlik üretirken, 500-700°F'lik yüksek sıcaklıklar bir miktar sertlik pahasına tokluğu en üst düzeye çıkarır. Çoğu takım çeliği, bu ikisinin optimize edilmiş bir dengesini elde etmek için temperlenir.
Isıl işlem tepkisi kaliteler arasında büyük farklılıklar gösterir. Yüksek hız çelikleri, daha yüksek sıcaklıklarda temperlendiklerinde bile sertliklerini koruyacak şekilde tasarlanmıştır. Sıcak iş kaliteleri çok yüksek sıcaklıklarda stabilize olur. Doğru ısıl işlem, her takım çeliğinin tam potansiyelini ortaya çıkarır.
Uygulamalar
Farklı takım çeliği kaliteleri, beklenen gerilimler, sıcaklıklar ve aşınma koşullarına bağlı olarak belirli uygulamalar için optimize edilmiştir:
- Karbon/düşük alaşımlı çelikler - Genel takımlar, kılavuzlar, raybalar, broşlar. İyi mukavemet ve tokluk.
- Yüksek hız çelikleri (HSS) - Demirli metaller için kesici takımlar. Yüksek hızlarda ve sıcaklıklarda keskin bir kenar tutarlar.
- Soğuk iş çelikleri - Zımbalar, kalıplar, ekstrüzyon kalıpları. Oda sıcaklığında aşındırıcı aşınmaya karşı dayanıklıdır.
- Sıcak iş çelikleri - Şekillendirme ve dövme kalıpları. 2000°F'ye kadar sıcaklıklarda kararlıdır.
- Plastik kalıp çelikleri - Enjeksiyon kalıpları. İyi yüzey sertliği ile ısıya dayanıklıdır.
- Kalıp çelikleri - Boş ve şekillendirme kalıpları. Yüksek mukavemet, tokluk ve aşınma direnci.
- Damgalama çelikleri - Progresif ve bileşik kalıplar. İyi yüzey sertliği ile dayanıklıdır.
Kesilen/şekillendirilen malzeme, sıcaklıklar, basınçlar ve daha fazlası gibi faktörlere dayalı doğru seçim, optimum takım performansının anahtarıdır.
Ortak Notlar
En yaygın kullanılan takım çeliği kalitelerinden bazıları şunlardır:
| Sınıf | Kompozisyon | Anahtar Özellikler | Yaygın Kullanımlar |
|---|---|---|---|
| O1 | 0,95% C | Genel takımlama için çok yönlü iyi özellikler | Kesme, şekillendirme ve ölçme aletleri |
| A2 | 0,95% C, 5% Cr | O1'den daha yüksek sıcaklık kararlılığı | Soğuk iş aletleri, kalıplar |
| D2 | 1,5% C, 12% Cr | Aşırı aşınma direnci | Plastik kalıplama ve şekillendirme kalıpları |
| M2 | 6% Cr, 5% Mo, 1% V | Yüksek sertlik ve mukavemet | HSS matkaplar, raybalar, kılavuzlar |
| M42 | 2,9% C, 5,5% Cr, 1% Mo | Mükemmel aşınma direnci | Metal kesme aletleri |
| S7 | 1.5% C, 5% Cr, 1.5% Mo | Yüksek temperleme sıcaklıklarında sert kalır | Plastik kalıplama ve sıcak iş kalıpları |
Kalitelerin tam potansiyel aşınma direnci ve sertlik özelliklerini elde etmek için yine de uygun ısıl işlem gereklidir.
Sonuç: Takım Çeliği Özellikleri
Çok sayıda mevcut kalite ile takım çelikleri karmaşık görünebilir. Ancak bileşim, ısıl işlem yanıtları ve yaygın uygulamalar gibi temel özelliklerinin anlaşılması, seçim için sağlam bir temel sağlar. Her kalitenin potansiyelini tam olarak ortaya çıkarmak için ısıl işlemde de uygun özen gösterilmelidir. Bu kılavuz, takım çeliği metalürjisinin temellerini anlaşılır bir şekilde kapsamlı olarak ele almayı amaçlamıştır. Bu bilgilerle donanmış olan kullanıcılar artık zorlu endüstriyel ortamlara dayanacak doğru takım çeliğini güvenle seçebilirler.
SSS
Takım çeliği ile yüksek hız çeliği arasındaki fark nedir?
Tüm yüksek hız çeliği bir tür takım çeliği olsa da, tüm takım çeliği yüksek hız değildir. HSS, normal takım çeliklerinden daha yüksek sıcaklıklarda sertliğini ve kesme kabiliyetini korumasını sağlayan tungsten ve molibden gibi alaşım elementleri içerir. HSS kaliteleri metal kesme uygulamaları için optimize edilmiştir.
Takım çeliğini nasıl düzgün bir şekilde ısıl işleme tabi tutabilirim?
Östenitleme sıcaklığının, yağ söndürmenin ve çift temperlemenin dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Belirli sıcaklıklar ve süreler dereceye göre değişecektir - her zaman üreticinin tavsiyelerine uyun. Tutarlı ve hatasız sonuçlar elde etmek için bir ısıl işlem tesisi kullanmak en iyisidir.
Plastik kalıplama kalıpları için en iyi takım çeliği hangisidir?
D2, S7 ve T1 gibi plastik kalıp çeliği kaliteleri, ısı direncini yüksek sertlik ve mukavemetle birleştirdikleri için yaygın olarak kullanılır. D2 en yüksek aşınma direncini sunarken, S7 yüksek temperleme sıcaklıklarında iyi mukavemet koruması sağlar.
Takım çeliğinin kullanım sırasında çatlamasına veya talaşlanmasına ne sebep olur?
Yaygın nedenler, uygulama/gerilimler için uygun olmayan bir kalite kullanılması, kusurlara yol açan yanlış ısıl işlem, aşırı basınçlar veya sıcaklıklar veya titreşim/şok yüklemesine izin veren yetersiz kelepçelemedir. Optimum kesme parametrelerinin korunması da erken arızaları önler.