Bilgiler

Tasarımda Takım Çelikleri

TAKIM ÇELİKLERİ

Yüksek alaşımlı ve yüksek oranda karbon içeren çeliklere takım çelikleri denir. DIN normunda kısa gösterimdeki simgelerin başında X bulunursa bu çeliğin yüksek alaşımlı olduğunu belirtir. Örnek: X36 Cr Mo17 (1.2316).
Bu malzemelerin ıslah çeliklerinden en önemli farkı iç yapılarındaki temizlik nedeni ile belirtilen mukavemet ve sertlik değerlerinde sapmanın minimum olmasıdır. Bu nedenle takım çelikleri ıslah çeliklerinden çok daha fazla pahalıdır. Takım çeliği pahalı olduğu için kullanıcıların takım çeliği satın alırken menşeine dikkat etmeleri ve mutlaka sertifika talep etmeleri gerekir.

Bu malzemeler ısıl işlem görmemiş olarak satın alınır ve kullanıcı tarafından işlendikten sonra ısıl işlem uygulanır. Bu çelik ancak ısıl işlemden sonra kendinden beklenen özellikleri sağlayabilir.

Takım çeliklerinin genel özellikleri aşağıdaki gibi sıralanabilir. Bunlar;
•    Yüksek mukavemet
•    Yüksek sertlik
•   Yüksek tokluk
•    Yüksek süneklik
•    Yüksek aşınma  direnci
•    Yüksek sıcaklıklarda çalışabilme
•    Yüksek ısı iletim kabiliyeti
•    Yüksek işlenebilirlik
•    Yüksek Parlatılabilirlik
•    Yüksek şekilendirilebilirlik
•    Düşük  termal genleşme
Yukarıda sıralanan olumlu özelliklerin bazıları bazı takım çeliği gruplarında yoktur. Takım çelikleri beş gruba ayrılır. Bunlar;
1.    Karbonlu takım çelikleri
2.    Yüksek hız takım çelikleri
3.    Soğuk iş takım çelikleri
4.    Sıcak iş takım çelikleri.
5.    Darbeye mukavim takım çelikleri
8.1 KARBONLU TAKIM ÇELİKLERİ
Bu takım çeliklerine Türkiyede Su çelikleri de denilir.  Bu malzemede Karbon 0.16% ile 1.4%  arasında değişen ana unsurdur. Bu malzemede Cr ve V (vanadyum) çok azdır.
Karbonlu takım çeliği çok sert bir kabuk altında yüksek mukavemette bir öz gerektiren yerlerde kullanılır. Yüksek sıcaklıklara dayanıklı değildir.

Kullanıldığı yerler; şekillendirme ve şişirme kalıpları,  kesme kalıpları, ahşap işleme kesici takımları (rende iskarpile vs.), eğe, kılavuz, rayba vs. olarak sıralanabilir.

DIN normuna göre karbonlu takım çelikleri kimyasal kompozisyonu  Tablo 10 da, mekanik özellikleri ise Tablo 29 da verilmiştir.
8.2 YÜKSEK HIZ TAKIM ÇELİKLERİ
Yüksek hız takım çelikleri derin sertleşebilir çeliklerdir. Bunlar yüksek mukavemetli ve aşınmalara karşı dirençli malzemelerdir.
Bu çeliklerin hepsinde 4%  Cr bulunur. Bazı Yüksek hız çelikleri Molbden (Mo) esaslı bazıları ise Wolfram (W) esaslıdır. Not: Wolfram bazı kaynaklarda Tungsten olarak geçer

Kullanıldığı yerler: Freze çakıları, torna kalemleri, rayba, kılavuz, azdırmalar, zımba ve kalıplar.

DIN normuna göre yüksek hız takım çelikleri  kimyasal kompozisyonu Tablo 11 de, mekanik özellikleri ise Tablo 30 da verilmiştir.
8.3 SOĞUK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ
Bunlar normal sıcaklıklarda yüksek mukavemet ve aşınma direnci gösteren malzemelerdir. Bunlarda başlıca element mangan (Mn), Krom (Cr) ve Wolfram (W) dır. Su verme sırasında çarpılma riskleri çok düşüktür.

Kullanıldığı yerler: Soğuk zımbalar, mastarlar, makaslar. Örnek: 1.2379 (X155 CrV Mo12 1) Rulo sacların boya kesilmesi veya dilinmesi için kullanılan soğuk makas bıçaklarının imalatında kullanılan çeliktir.

DIN normuna göre soğuk iş takım çelikleri kimyasal kompozisyonu  Tablo 12 de,
mekanik özellikleri ise Tablo 31 de verilmiştir.

Türkiyede en çok kullanılan soğuk iş takım çelikleri;

SAE 1390      (DIN 90 Mn V 8)
SAE 5190      (DIN 105 MnCr4)
SAE 7245      (DIN 45 W Cr 7)
SAE 512200  (DIN X 210 Cr 12)

8.4 SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ
Bunlar adı üstünde sıcaklığı yüksek ortamlarda mukavemetlerini, aşınmaya karşı direnç özelliklerini ve tokluklarını kaybetmeden çalışabilirler. Bunların karbon oranları düşük olup 0.3% ile 0.5% arasındadır. Başlıca elementleri Krom (Cr) ve Wolfram (W) ve Molibden (Mo) dır.

Sıcak iş takım çeliklerinin özellikleri aşağıdaki gibidir.
•    Darbelere karşı dayanıklıdırlar ancak yüksek sıcaklıklarda darbe mukavemetleri düşer.
•    Yüksek sıcaklıklarda 40-55 HrC arası sertlik değerlerini korurlar.
•    İşlenmeleri kolaydır,
•    Sıcaklıktan ötürü genleşmeleri düşüktür
•    Su verme sırasında çarpılma minimum seviyededir.
•    550ºC de 1750-2500 (N/mm2) arasında akma mukavemetini sürekli olarak korurlar.

Kullanım yerleri: Beyaz eşya sektöründe extrusyon kalıpları, sıcak rulo sarma mandrelleri, sıcak makaslar, sıcak döğme kalıpları, vb.

DIN normuna göre Sıcak iş takım çelikleri kimyasal kompozisyonu  Tablo 13 de,
mekanik özellikleri ise Tablo 32 de verilmiştir.

Türkiyede en sık kullanılan Sıcak iş takım çelikleri

  • SAE 5330   (DIN X 32CrMoV33)
  • SAE 7430   (DIN  X 30WCrV53)
  • SAE 7930   (DIN  X 30WCrV93)
8.5 DARBE TAKIM ÇELİKLERİ
Darbe takım çelikleri darbeli çalışacak takımlarım imalatında kullanılırlar. Bunlarda başlıca element silis(Si), Krom (Cr) ve Wolfram (W) dır. Bu çeliklerde karbon 0.5% yi geçmez. Aşınmaya karşı dirençleri orta seviyededir.
Kullanıldığı yerler: Keskiler, zımbalar, çekiçler. Bunlarda yüksek sıcaklıklarda çalışma özellikleri yoktur.
Örnek: 1.2550 (60WCrV7)