Metal Dünyası

Çelik

Demir

Maden

Alüminyum

Döküm

SEKTÖRLER HABERLER ÜRÜN TANITIMLARI TEKNİK YAZILAR DOSYALAR RÖPORTAJLAR BAŞARI HİKAYELERİ UZMAN GÖRÜŞÜ YAZARLAR FUARLAR ETKİNLİKLER PROFİLLER Editörden Künye YAYIN KURULU ARŞİV ABONELİK İLETİŞİM
Metal Enjeksiyon Uygulamalarında Hasar Mekanizmaları ve Yüksek Performanslı Yeni Bir Kalıp Çeliği: SITHERM S361R

M. Önder Yücel
Akademi Metalurji - Genel Md.

 

Öncelikli olarak metal enjeksiyon kalıplarında oluşan hasarları özetlemek ve daha sonra yüksek performanslı yeni kalıp çeliğimiz SITHERM S361R’in özellikleri üzerinde durmak isterim. Metal enjeksiyon kalıplarında başlıca 4 ana hasarı gözlemleriz. Bu hasarlar ve oluşma yüzdeleri yaklaşık olarak aşağıdaki gibidir.

 

• Termal yorulma (Kılcal çatlak oluşumları)    %58

• Erozyon                                                        %27

• Yapışma                                                       %10

• Gerilme çatlakları (büyük çatlaklar)               %5

 

Bu hasar mekanizmaları kalıp çeliğinin özelliklerine, kalıp çeliğinin ısıl işlemine, kalıp dizaynına, dökümde üretim koşullarına, kalıbın yüzey işlemine, ve kalıbın bakımına bağlı olarak kalıp ömrünü sınırlar.

 

Thermal Yorulma Çatlakları:
Metal enjeksiyon kalıbının yüzeyi sürekli ısınma ve soğuma çevrimi  (Şekil 1.) altındadır. 

 

Kalıba sıcak metalin dolduğu baskı esnasında, kalıp yüzeyinde sıcaklık artar ve kalıp yüzeyinde genleşme gerçekleşir, takip eden adımda parçanın kalıptan çıkartılması ve kalıp yüzeyinin ısınmaya devam etmemesi için, yüzeyin soğutulması amacı ile soğutucu ve yağlayıcı sıvı püskürtülmesi ile de yüzeyde kısmi bir soğuma ve büzülme gerçekleşir. Bu sıcak-soğuk çevrimi bir yorulma prosesidir. Kalıp çeliğinin sıcak mukavemetine (sıcak sertlik) bağlı olarak kalıp yüzeyi zaman içinde sertliğini yitirecektir. Ancak kalıbın iç bölgeleri aynı oranda ısınmadığından, yüzeyin genleşmesine ve büzülmesine izin vermeyecek, böylece kalıp yüzeyi ile çekirdeği arasında çekme ve basma gerilimi doğar. Bu gerilim, ısınarak mukavemetini yitiren kalıp çeliğinin akma mukavemetinden daha yüksek ise, kalıp yüzeyinde çatlaklar oluşmaya başlar. Ortaya çıkan çatlaklar ağ biçiminde, kılcal çatlaklardır ve bu çatlaklar Thermal Yorulma Çatlakları (Şekil 2.) olarak anılır.

 

Termal yorulma çatlakları yorulma sonrasında oluştuğu için, tamamen önlemek ne yazık ki olanaklı değildir. Ancak çatlak oluşumlarının ve çatlakların ilerlemesini geciktirmek için kullanılan kalıp çeliğinden aşağıdaki özellikler beklenir.
• Yüksek sıcak akma mukavemeti
• Yüksek süneklik
• Yüksek ısıl iletkenlik

 

Erozyon:
Erozyon, kalıp yüzeyinde sıcak metalin akışı ile oluşan sıcak aşınmadır. Erozyonun kontrol altına alınması aşağıdaki parametrelere bağlıdır:

• Kalıp malzemesinin sıcak mukavemetine

• Kalıp yüzeyine uygulanan yüzey işlemlerine

• Sıvı metalin ilerleme hızına

• Sıvı metal sıcaklığına

• Sıvı metalin kimyasal bileşimine (Si, Fe oranları)

• Kalıbın yağlanmasına

Yapışma:
Genelde pimlerde ve yolluk girişlerinde ortaya çıkan yapışma, sıvı alüminyum içinde demirin çözünmesinden kaynaklanır. Metal enjeksiyon kalıplarının, yüzey alanı ve temas süresi yüksek bölgelerinde ortaya çıkar. Yüksek hızdaki aşırı sıcak sıvı metalin kalıp çeliğine yapışması şeklinde görülür. Engellemek için çelik-sıvı metal ara yüzeyi temasının engellenmesi ile çözülebilir. Bunun için yüzey işlemleri (nitrürleme, oksidasyon, AlCrN, CrAlN, TiAlN, vb. PVD kaplamalar) önerilir.

 

Gerilme Çatlakları:
Gerilme çatlakları, yorulma çatlaklarında bahsettiğimiz, sıcak-soğuk çevriminde oluşan basma ve çekme gerilmelerinin şiddetinin çok yüksek olması durumunda ortaya çıkan çatlaklardır. Bunun temel nedeni, kalıp yüzeyi sıcaklığı ile kalıp çekirdeği sıcaklığı arasındaki çok yüksek farklılıklar yanında kalıbın görmüş olduğu mekanik gerilmelerdir. Kalıp ön ısıtma sıcaklığının çok ciddi etkisi vardır. Bununla beraber kalıp dizaynı, büyük kesit farlılıkları, kalıp üzerindeki gerilim konsantrasyonunu artıran keskin köşeler gibi etkenleri de sayabiliriz. Kalıp çeliğinden beklenilen özellikler:

 

• Yüksek sıcak akma mukavemeti

• Yüksek süneklik

• Yüksek darbe ve kırılma tokluğu

 

YÜKSEK PERFORMANSLI SICAK İŞ KALIP ÇELİĞİ: SITHERM S361R
Normal olarak metal enjeksiyonda yüksek süneklik özelliklerin elde edilebilmesi için ESR dediğimiz ve ilk elde edilen çelik ingotun ikinci defa ergitilerek ve yapısındaki empüritelerden temizlenerek daha temiz bir çelik elde edilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu nedenle, klasik 1.2343, 1.2344 ve 1.2367’nin ESR’li üretilmiş halleri standart uygulama haline gelmiştir. Ama kalıp performasının artırılması ihtiyacı ile son yıllarda birçok çalışma yapılmış, özellikle de termal yorulma çatlaklarının geciktirilmesine yönelik olarak klasik çeliklerin modifiye versiyonları üretilmiştir. Temelde Si içeriğinin düşürülmesi ve mikro alaşımlandırma uygulamaları yapılmıştır.

 

Size tanıtmak istediğim Metal Ravne’nin SITHERM S361R sıcak iş kalıp çeliği ise kimyasal kompozisyon ve bunun getirdiği mekanik özelliklerdeki ekstra özellikler nedeni ile kendini bugüne kadar üretilmiş olan diğer çeliklerden ayırt etmektedir.

Kimyasal Kompozisyon (%):

SIJ Metal Ravne                  SITHERM S361R
C            Si         Mn         Cr         Mo         V         Ni         N
    
0.37      0.25       0.40         4.90       1.80       0.60      1.60      +

 

Düşük silisyum (Si) oranı ısıl iletkenliği, ısıl yorulmaya direnci ve tokluğu artırır. 

 

SITHERM S361R nikel (Ni) içeriği nedeni ile kendisini son yıllarda üretilmiş diğer çeliklerden ayırt etmektedir. Bilindiği gibi nikel çeliklerde yüksek tokluk ve ısıl işlemde yüksek sertleşebilirlik sağlayan bir elementtir.

 

Kimyasal kompozisyonu nedeni ile, daha geç karbür çökelmesi ve beynit oluşum bölgelerine sahip olması sayesinde büyük kesitlerde bile yüksek martenzit oluşumunun gerçekleşmesi yüksek sertleşebilirliğini sağlamakta, yine benzer koşullar yüksek tokluk özellikleri sağlamasına da neden olmaktadır.

SITHERM S361R azot (N) ile mikro alaşımlandırılmış ve bünyesindeki vanadyum (V) ile vanadyum nitrür (VN) oluşturarak tane sınırlarını stabilize etmektedir. Bu sayede, yüksek sertleştirme sıcaklıklarında tane büyümesine engel olmakta ve yüksek sıcaklıklarda sertleştirme yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Yüksek sıcaklıklarda sertleştirme ise, matriste daha fazla karbür çözülerek güçlü matris elde edilmesini sağlamaktadır. Güçlü matris, yüksek sıcak mukavemet, yüksek aşınma direnci gibi özelliklerin artmasına yardımcı olmaktadır.

 

Tokluk:
KV darbe numuneleri (EN ISO148-1:2017 / ASTM A370-05-17) enine yönde kullanılmıştır. Numuneler 45+/-1 HRC sertleştirilmiş ve temperlenmiş, testler 20 ̊C’de gerçekleştirilmiştir. 800x400 mm. ye kadar dövülmüş malzemelerde darbe tokluğu ortalama 33 joule’den yüksektir. NADCA#229-2016 ya göre SITHERM S361R premium bir sıcak iş kalıp çeliği olup, yüksek tokluğu ile sıcak yorulma çatlakları ve kırılmaya karşı dirençlidir.

Isıl İşlem:
NADCA#229-2016 standartına uyulmasını tavsiye ederiz. 

Tavlama: 800-850 ̊C

Gerilim Giderme: 600-650 ̊C

Sertleştirme: 1030-1050 ̊C (Şekil 5. CCT eğrisini inceleyiniz).

Temperleme:  Şekil 8. Temperleme eğrisini inceleyiniz.

Kullanım Alanları:
SITHERM S361R özellikle hafif metal ve alaşımlarının enjeksiyonu için geliştirilmiştir.

Çok iyi sertleşebilirliği nedeni ile büyük kalıplarda kullanılabilir. Yüksek tokluğu nedeniyle yüksek stres altındaki uygulamalarda önerilir. Bu nedenle, dövme ve ektrüzyon uygulamalarında da kullanılabilir.

İyi parlatılabilirliği nedeni ile, plastik kalıp uygulamalarında ve cam proseslerinde kullanılabilir.

Uygun ısıl işlem sonrası Nitrasyon ve PVD kaplama yapılabilir.

 

Not: Akademi Metalurji SITHERM S361R’nin Türkiye’deki tek yetkili satıcısıdır.
 

Paylaş Tweet Paylaş
429 kez okundu
GÜNCEL YAZILAR
Sert Krom ve Oksit Kaplamanın Namlu Performansına Etkisi*
Özge Alkılınç*, S.Osman Yılmaz**, Mustafa Aksoy*** *AKKAR AR-GE Merkezi Müdürü,  ** Prof. Dr., Namık Kemal Üniv. Öğr. Üyesi,   *** AKKAR AR-GE, Pr DEVAMI...
Yassı Ürün Haddelemede Şerit Malzeme Profil ve Kalınlık Kontrol Teknikleri
Kemal ERKUT1 Elektrik Kontrol & Otomasyon Müh. 1e-posta: kemalerkut@gmail.com *Flat Strip Material Profile and Thickness Control Techniques   ÖZET Ferro (çelik) DEVAMI...
Demir Çelik Fiyatları Düşer Mi?
Niye arttığından başlanmak lazım. Yaklaşık onar yıllık periyotlarla şiddetli krizler etkiler demir çelik sektörünü ve hemen her kriz öncesi fiyatlar şişer, krizde d&uum DEVAMI...
Karbon-Kükürt Analizi — Kullanım Alanları, Çalışma Prensibi ve Uygulama Prosedürü
Dr. Öğr. Üyesi Onur BALKAN1, Dr.-Ing. Savaş YAVUZ2 1- Kapadokya Üniversitesi, Uygulamalı Bilimler Yüksek Okulu, Uçak Gövde ve Motor Bakımı Bölümü, 50420 DEVAMI...
3 büyük Türk Firması, Birleşerek Alpha Metalurji Markasını Yarattı
Türkiye, elektrikli otomobil, savunma sanayi, beyaz eşya, havacılık sanayi gibi alanlarda dünya ile rekabet edebilecek konuma doğru ilerlerken; bu sektörlerde kullanılan malzemeleri DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Alüminyum Enjeksiyon Döküm Prosesinde Hata Türleri ve Olası Nedenleri Analizi ve Pompa Sektöründe Kullanılan Örnek Bir Parçadaki Hatalar ve Önlemleri*
Kamil Can İŞTAR, Sercan ŞAHİN, M.Emir YILDIRIM, Mehmet UYGUN kamilcanistar@kormetal.com, sercansahin@kormetal.com, emiryildirim@kormetal.com, mehmetuygun@kormetal.com Kormetal San. Ve Tic. A.Ş., Arge DEVAMI...
Metal Enjeksiyona Pandemi Aşısı Büyüme Sağlıyor
Global gelişmeler, Türkiye’yi metal enjeksiyonda gelişmeye ve sıçramaya zorluyor. Daha çok proje, daha büyük parçalar, daha teknik kalıplar… Yeni s DEVAMI...
Bükme Prosesi Modeli ve Ardışık Tekrarlı Makina Tasarımı
Genel Müdür Sinan KILIÇ*, Dr. Öğretim Üyesi Fatih ALEMDAR** Mak. Müh. Süleyman KILIÇ*,  Metal. ve Malz. Müh.Serra KILIÇ*  Mak. Mü DEVAMI...
Yüksek Basınçlı Dökümde Proje Yönetimi ve Örnek Aydınlatma Parçası Üzerinde Proje Yönetimin Uygulanması*
Yazar: Tolga Özbey, Murat Demirhan, Dr. Gökhan Başman tolgaozbey@kormetal.com, muratdemirhan@kormetal.com, gokhanbasman@kormetal.com  Kormetal San. ve Tic. A.Ş., Arge Merkezi Müd DEVAMI...
Döküm Kumu ve Atık Döküm Kumundan Silika Esaslı Aerojel Toz Eldesi*
Yazar: Ahmet Emre ÇİMEN ve Nil TOPLAN Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği   *Silica Based Aerojel Powder Production&nb DEVAMI...
Alüminyum İşlemede İyileştirmeler
Birden fazla takımdan ziyade tek bir frezeleme takımı ile alüminyum parçalarda işleme uygulaması gelişiyor.    Otomotiv sanayi ağırlık ikilemiyle karşı karşıya kalıyor. DEVAMI...
Metal Sanayi Çevreye Zarar Vermiyor
Yazar: Nicole Kareta   Egzoz düzenlemelerinden ve uçan vergilerden plastik torbaların yasaklanmasına kadar - çevre korumanın yönü siyasete ve topluma geldi. DEVAMI...
Yapısal Alüminyum Parçalar İçin Yüksek Basınçlı Dökümünde Gerekli Olan Kalıp Malzemesinin Temel Özellikleri*
Yazar: S. Sivertsen, R. Oliver, K. Anantha, G. Maistro, Uddeholms AB, Sweden Çeviri: Met. Müh. İmge Akar, Uddeholm Türkiye   *Key properties of die material needed for str DEVAMI...
Farklı Oranlarda Sic Takviyesinin Sıcak Pres ile Üretilen Magnezyum Matrisli Kompozitlerin Sertlik ve Aşınma Özelliklerine Etkisi*
Beyza BİÇER(a,b)  Muzaffer ZEREN(a)  (a) Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü (b) Ferro Dök&uu DEVAMI...
Sert Lehimlemede Standardizasyon Süreci — BQTC, pBPS, BPS ve BPAR İşlemleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *Standardization Procedure on Brazing — BQTC, pBPS, BPS, and BPAR Pr DEVAMI...
PMT vs CMOS: Metal Analiz Dedektör Teknolojilerinde Paradigma Değişimi
Yazan: Spectro Çeviren: Bes Mühendislik   1. Giriş Metal numunelerin analizi, her zaman kolay değildir. Zorlayıcı örnekler genellikle büyük dökümh DEVAMI...
3-Boyutlu Katmanlı İmalat ve Otomotiv Uygulamaları*
Şüheda ÖZEL, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Muzaffer ZEREN, Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği B&o DEVAMI...
2020 Yılı ve Sonrasında Gerçekleştirilecek Tahliyeler için Binaları Nasıl Hazırlayabiliriz?
Yılmaz Özcan  Eaton Elektrik Türkiye Ülke Müdürü   Herhangi bir binanın tahliyesindeki temel hedef insanları korumaktadır. Bina içinde kişiler DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlamada Potansiyel Bir Yenilik —Lazer—Optik Emisyon Spektrometre Teknolojisi*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.- Ing. Savaş YAVUZ TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti.   *A Novel Potential Technique for Po DEVAMI...
Preparation of Silica Aerogel by Ambient Pressure Drying Process using Perlite and Quartz*
Nazan Saraç Çoban, Nil Toplan Sakarya Üniversitesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği *Perlit ve Kuvars Kullanılarak Atmosfer Basıncında Kurutma ile Silika Aerojel Sentezi DEVAMI...
Pozitif Malzeme Tanımlama Spektrometreleri*
Dr.–Müh. Onur BALKAN, Metalürji & Malzeme Müh. Dr.–Ing. Savaş YAVUZ - Metalürji Yük.Müh. TEKNOLAB®, Teknoloji Laboratuvar Hiz. Ltd. Şti. &nbs DEVAMI...
En Çok Okunanlar Son Eklenenler
Döküm Demir / Çelik Otomotiv Sanayi
YAYIN AKIŞI
FACEBOOK
TWITTER
INSTAGRAM