Otomat Çelikleri

 

Otomat çelikleri, hızlı talaşlandırma işlemine tabi tutulduğunda kırılan talaşlar nedeniyle işleme maliyeti düşük olan çeliklerdir. Bu çelikler kolay işlenebilirlik özellikleri sayesinde çok milli ve revolver torna tezgahlarında gerçekleştirilen boyuna ve alın tornalama, diş açma, delme, raybalama gibi talaşlı imalat işlemleri için en uygun çelikler olarak tanımlanmaktadır. Otomat çeliği ingilizce'de free cutting steels veya free machining steel olarak adlandrılır.

İşlenebilirlik yeteneği, çelik malzemelerden istenen özellikler arasında daha çok öne çıkmaktadır. Üretim aşamasında, yüksek kesme hızları ve buna bağlı işlem süresi, kullanım ömrü, iyi yüzey kalitesi, daha düşük kesme kuvvetleri, diğer faktörlerin yanı sıra doğrudan malzeme kalitesine bağlıdır. Otomat çelikleri bu kaliteyi elde etmek için tasarlanmıştır.

Otomat çelikleri, karbon oranı %0,07 ile %0,60 arasında değişen, kükürt oranı %0,15 ile %0,40 arasında ve fosfor oranı %0,07 ile %0,10 arasında değişen çeliklerdir. Diğer tüm kaliteler için kükürt ve fosfor oranını düşürmeye çalışsak da, işleme kabiliyetini arttırdıkları için özellikle otomat çeliklerine eklenirler. Bu eklenen elemanlar, malzemede metalik bir kırılganlık yaratır ve kısa kırılgan talaşlar sağlar. Ayrıca kükürt ve fosfor ilavesi yağlama etkisi yaratarak parça mukavemetini artırarak temiz yüzeyler elde edilmesini sağlar.

Otomat çelikleri ayrıca kurşunla alaşımlanabilir. Eklenen kurşun çeliğin mekanik özelliklerini değiştirmez ancak yağlama özelliklerini arttırır.
 

Otomat çelikleri, hızlı ve toplu üretimin gerçekleştirildiği hem tornalama hem de otomat tezgahlarında aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Torna işleme hızı ile uyumlu daha uzun kesici takım ömrü;
İş parçalarının kolay işlenmesini ve torna üzerinde kolay hareket etmesini sağlayan iyi bir talaş kırılganlığı
Çok düşük kesme kuvveti gereksinimi
İşlenen kısımda iyi yüzey kalitesi
Düşük ölçüm toleransları
 

Otomotiv endüstrisi için çeşitli bağlantı elemanları imalatında
Sanayi imalat makine ve teçhizatı alanları ve inşaat sektöründe
İnşaat malzemeleri imalatında
Hassas mekanik bileşenler (optik cihazlar ve ölçüm cihazları) üreten endüstri alanları için.

İşlenebilirlik Nedir?

Genellikle işleme operasyonları olarak bilinen tornalama, frezeleme ve delme operasyonlarında talaş oluşumundan ziyade takım/iş parçası arayüzünde deformasyon/kaynak meydana gelir. İşleme operasyonları sırasında yüzey kalitesi bozulur, kesme sıcaklığı artar ve takım ömrü önemli ölçüde azalır. Çok düşük kükürt içeriklerinde takım ucunda büyük bir birikmiş kenar oluşur. Bu, sık sık takım değiştirme veya takım değiştirme, azaltılmış üretkenlik ve daha yüksek maliyetler gerektirir.

İşlenebilirlik terimi, aşağıdaki üç parametre ile karakterize edilir.

İşleme hızı
İşlenmiş bileşenlerin yüzey kalitesi
İşleme işlemi için kullanılan kesici takımların takım ömrü.

İşlenebilirlik terimi, işlenmiş parçalar için bir üretim planına ulaşmanın kolaylığı ve maliyeti ile ilgilidir. Ürün özelliği özelliklerini ve hizmet performansı gereksinimlerini minimum maliyetle karşılayabilen makinede işlenmiş bileşenlerin tutarlı üretimi ile ilgilenir.

İşlenebilirlik, yüzey kalitesi, talaş formu, takım ömrü, güç tüketimi ve üretim hızı açısından ölçülebilir. İşlenebilirlik, seçilen kritere, malzeme tipine, kesici takım tipine, kesme işlemine, kesme koşullarına ve takım tezgahı gücüne bağlı olduğundan, çekme mukavemeti gibi benzersiz bir malzeme özelliği değildir.

Çeliğin mukavemeti ve sertliği ne kadar yüksek olursa, kesme kuvvetleri ve sıcaklığı o kadar yüksek ve işlenebilirliği o kadar düşük olur. Ancak çeliğin gevrekleşmesi, talaş oluşum sürecini kolaylaştırarak ve talaş yığılmasını azaltarak işlenebilirliğini artırır.

Bununla birlikte, maksimum işlenebilirlik için bir optimum sertlik vardır. Çok düşük sertlik seviyelerinde (HV 100'den az), çelikler çok yumuşak ve sünektir ve kesici kenarda büyük bir kararsız yığma kenarı oluşur. Sonuç olarak işlenebilirlik, yumuşak ve kırılgan olan çeliklerde en iyisidir. Bu nedenle, normalde kullanılan çeliklerin güçlü ve tok olması gerektiğinden, işlenebilirliği en üst düzeye çıkarmaya çalışırken bir uzlaşmaya varılmalıdır.

Otomat çelikleri tasarımının amacı, kesme işlemleriyle metalin çıkarılma kolaylığını arttırmaktır. Bununla birlikte, işleme performansındaki iyileştirmeler genellikle mekanik özellikler pahasına olur.

Otomat çelikleri genellikle kükürt (S), kurşun (Pb), bizmut (Bi), selenyum (Se), tellür (Te) veya fosfor (P) eklenmiş karbon çelikleridir. Bu elemanların varlığı, temel olarak işleme sırasında talaşların kolay dağılmasını sağlayarak işleme kuvvetini azalttığı ve takım ömrünü ve işlenmiş bileşenin yüzey kalitesini iyileştirdiği için serbest işleme için gerekli özellikleri verir.
 

Karbon ve alaşımlı çeliklerin kesme davranışı, kimyasal bileşim, mikro yapı, inklüzyonların miktarı ve tipi ve işleme sertleşme hızından etkilenir. Normalleştirilmiş ferritik/perlitik çeliklerde, karbon içeriğinin artması, talaş oluşumu bir akış mekanizmasından bir kesme mekanizmasına dönüşerek takım ömrünü hızla azaltır. Bununla birlikte, % 0.15'ten daha az C içeren çelikler için, takımın talaş yüzeyinde büyük birikmiş malzeme kenarları gelişebilir ve bu da öngörülemeyen işleme özelliklerine yol açabilir.

Gerinimle sertleştirme oranlarındaki azalma, daha düşük takım aşınmasına, daha kısa talaş uzunluğuna ve üstün bir yüzey kalitesine neden olabilir ve bu, soğuk işlem veya P ve nitrojen (N) seviyelerindeki artışlarla desteklenebilir. Perlit yerine sert ikinci faz (örn. beynit) miktarları mevcutsa, takım üstünün önündeki kesme bölgesi kısıtlanır, bu da daha yüksek sıcaklıklara ve daha düşük besleme kuvvetlerine yol açar. Su verilmiş ve temperlenmiş martensitik/beynitik yapılar, çoğu orta karbonlu çelik bu durumda işleniyor olsa da, yüksek sertlik seviyeleri nedeniyle daha düşük işleme özellikleri sergiler.

Belirli bir matris yapısı için, işleme performansını artırmanın en popüler yöntemlerinden biri, çelikte bulunan inklüzyonların doğasını ve dağılımını değiştirmektir. İnklüzyonlar, kesme davranışı üzerindeki etkilerine göre genel olarak aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.

Zararlı (aşındırıcı, sert) Al2O3, SiO2, Cr2O3, TiN vb.
MnS, MnSe, MnTe, Pb, Bi gibi uygun
FeO, MnO, yumuşak bazik silikatlar gibi küçük veya hiç etkisi olmayan

İşlenebilirliği geliştirmek için en yaygın tekniklerden biri S seviyesini arttırmaktır. S, yumuşak olan ve talaş kırma süreksizliği görevi gören bileşik manganez sülfür (MnS) oluşturur. S, deforme olabilen MnS inklüzyonlarının hacmini arttırır. Tipik olarak en yüksek ticari S seviyeleri %0.35 civarındadır ve kükürt en ucuz işlenebilirlik katkı maddesidir. Eklemeler aşağıdaki şekillerde faydalıdır.

Talaş oluşumunda yer alan kesme işi azaltılır.
Takım/talaş arayüzünde güçlü bir yağlama etkisi oluşur.
Talaş gevrekliği teşvik edilir.
Çok çeşitli kesme hızlarında karbür takımlarda koruyucu sülfür birikintileri oluşur.
Yerleşik kenar stabilitesi artırılır ve boyut küçültülür, bu da iyileştirilmiş yüzey kalitesi sağlar.

İşlenebilirlik, artan kükürt içeriği ile iyileşir. Manganez sülfür inklüzyonları, kesme işlemlerinde talaş oluşumu sırasında meydana gelen yoğun deformasyon ve yüksek sıcaklıklar sırasında dahili çatlak başlatma yerleri olarak işlev görür ve talaş kıvrılmasını azaltır. Talaşların daha fazla kıvrılmasını sağlar ve talaş kırıcı görevi görür. Ayrıca talaş ile takım arasında dahili bir yağlayıcı görevi görürler. Bu aynı zamanda yığılmış kenar oluşumunu da azaltır. Bu nedenle, otomat çeliğindeki yüksek hacimli mangan sülfür kapanımları talaşı oluşturmak için gereken kuvveti azaltır. Bu, talaş ile takım arasındaki sürtünmeyi azaltır, kesme sıcaklığını düşürür, takım aşınmasını azaltır ve yüzey kalitesini iyileştirir. Sonuncusu, alet üzerinde büyük bir dengesiz yığma kenarı nedeniyle bozulur.

Bazı karbür kesici takım tiplerinde, takımın talaş yüzeyinde bir manganez sülfür tabakası oluşabilir, bu da talaş ile takım arasında koruyucu bir bariyer görevi görür ve işlenebilirliği daha da artırır.

İşlenebilirlik, dağılımı döküm ve deoksidasyon uygulamalarından güçlü bir şekilde etkilenen büyük küresel sülfitlerin düzgün dağılımı ile optimize edilir. Se ve Te, karışımlar oluşturmak için kükürtün yerini alabilir ve bunların yüksek S aktiviteleri, matris/sülfit arayüzlerinde daha düşük yüzey enerjilerine yol açar, böylece mikro boşluk oluşumunu ve çatlamayı teşvik eder. Te, aynı zamanda, ara fazlı sınırlarda ince bir film olarak da kalabilir, böylece kesmeye karşı direnci daha da azaltır.

Pb, Sülfür'e benzer şekilde çalışır. Erimiş çelikte Pb'nin çözünürlüğü yaklaşık %0.3 olmasına rağmen, katı halde hemen hemen çözünmezdir ve düşük S çeliklerinde rastgele bir inklüzyon dağılımı oluşturur. Yeniden kükürtlü kalitelerde, Pb ilaveleri ayrıca MnS kapanımlarında kuyruklar oluşturur. Pb, dahili bir yağlayıcı görevi görerek sürtünmeyi azaltır, talaş gevrekliğini destekler, talaş formunu ve yüzey finişini iyileştirir. Yüksek kesme sıcaklıklarında kurşunlu çelik, kurşunsuz çeliğe benzer şekilde davranmaya başlar.

Pb, gelişmiş işleme performansına yol açan sülfitlerin faydalı küreselleşmesini aktif olarak teşvik edebilir. % 0,35'in üzerindeki ekleme, ayırma fenomeni nedeniyle genellikle mümkün değildir. Bununla birlikte, % 0.10'a kadar Bi'nin birlikte verilmesi, toplam çözünmeyen faz içeriğinin daha da arttırılmasına izin verir. Pb yoksa Bi normal olarak MnS kapanımlarının kuyrukları ve ince bir dağılım olarak mevcuttur.

Kurşun kullanımının tercih edilmediği (veya aşırı durumlarda yasaklandığı) yerlerde Bi eklenir. Ayrıca kurşun için bir ek olarak kullanılır. Bi, kesimi yağlamak için mikrosaniyenin bir bölümü için ince bir sıvı film halinde eriterek çeliklerde serbest işleme kabiliyetine ulaşır. Bi'nin diğer avantajları arasında, yoğunluğunun demire benzer olması, kurşuna kıyasla daha çevre dostu olması ve hala kaynak yapılabilir olması nedeniyle düzgün dağılım sayılabilir.

P ve N gibi diğer elementler de otomat çeliğinin genel işleme performansının belirlenmesinde tamamlayıcı bir rol oynar. P ve N sadece çeliğin sertliğini arttırmakla kalmaz aynı zamanda çeliği gevrekleştirir. Sertlikteki bu artış, optimum sertliği elde etmek için yeterlidir. Bu nedenle, düşük C'li otomat çeliklerinde de önemli bileşenlerdir.
 

Otomat Çeliği Fiyatları

Otomat çeliği fiyatları istenilen malzemenin cinsine, ebatlarına ve ağırlığına göre değişiklik göstermektedir. Otomat çelikleri fiyatları almak için WhatsApp hattımızdan veya iletişim sayfamızdaki diğer seçeneklerden bizlere ulaşabilirsiniz.