Sementasyon ve Karbonitrürleme

Sementasyon (Karbürleme) işlemi nedir?

Sementasyon işlemi 800- 950 dereceler arasında yapılan termokimyasal bir işlemdir. Karbürleme işleminde çelik ısıtılarak sıcaklığı östenitik nokta üzerine çıkarılır, prosesin yapıldığı ortamda karbon olarak zengin koruyucu atmosfer oluşturularak çeliğin yüzeyden çekirdeğine doğru karbon difüzyonu sağlanır. Yüzeyinde karbonu zenginleşen çelik ardından yağa daldırılıp hızlıca soğuması sağlanır. Su verme işlemi (hızlı soğutma) direkt yapılabileceği gibi atıklığı azaltma adına farklı ara basamaklarla da yapılabilmektedir. Bu işlemlerin ardından, çeliğin yüzeyinden başlayarak belirli bir derinliğe kadar, malzemede martenzitik dönüşüm sağlanmış olur. Bu dönüşümün olduğu bölgeler sertleşirken çekirdek kısmı yumuşak veya çeliğin cinsine bağlı olarak yüzeye göre daha düşük sertlik değerindedir. Bu işlemde kullanım özelliklerine göre çeliğe 0,05 -2 mm derinliğe kadar sertlik verilir.

Karbürleme işlemi sonrası çelik menevişlenerek malzemede bulunan gerilimler azaltılır ve istenen nihai sertlik değeri elde edilir.

Karbonitrürleme işlemi nedir?

Karbonitrürleme işlemi, karbürleme işleminin modifiye edilmiş bir biçimidir. Sementasyona ek olarak fırın atmosferine amonyak ilave edilir, böylece çelik yüzeyine karbon ile birlikte azot ilavesi yapılır. İşlemin karbürlemeye göre farkı, daha düşük sıcaklıklarda, daha kısa işlem sürelerinde yapılması ve sonuç olarak daha ince sertlik tabakasının oluşturulmasıdır. Karbonitrürleme işlemi, genellikle 0,05-0,5 mm. sertlik derinliğinin istendiği durumlarda ve sementasyona uygun olmayan çeliklerin seçilmesi durumunda uygulanır.

Karbürleme işlemi sonrası çelik menevişlenerek malzemede bulunan gerilimler azaltılır ve istenen nihai sertlik değeri elde edilir.

Önerler'de Sementasyon ve Karbonitrürleme İşlemleri

Firmamızda karbürleme ve karbonitrürleme işlemleri için atmosfer kontrollü kamara tipi fırınlar kullanılmaktadır. Isıtma kamarasında ortam atmosferinde ki karbon ve azot zenginleştirilerek çelik yüzeyine difüzyon sağlanır.

  • Şarj kapasiteleri 600 – 1000- 2000 kg olan çeşitli fırınlarla müşterilerimize esnek şarj miktarı fırsatı sunmaktayız.

  • Toplamda 5 adet  fırınımızın tümü Alman menşei olup konusunda dünya öncüsü olan IPSEN markadır.

  • Fırınlarımızda bulunan Carb-o Prof programı ile proses için kritik öneme sahip gaz akışı, sıcaklık, koruyucu atmosfer kompozisyonu, yağ sıcaklığı,  soğutma hızı gibi parametreleri kontrol ederek bu sayede yüksek tekrarlanabilirlik ve izlenebilirlik imkanı sağlanmaktadır.

  • Rapid-quench sistemi sayesinde malzemeler, daha hızlı soğutularak ulaşılabileceği maksimum sertlik değerini kazanmaktadır.

Firmamızın kurulduğu 1967 yılından beri, 50 yıllık süre boyunca yapmakta olduğumuz karbürleme işlemi konusunda, uzman personelimiz, son teknoloji ekipmanlarımız ve tecrübe ile müşterilerimize en iyi kaliteyi sunmaktayız.

İşlemlerin Faydaları

  • Yüksek kırılma dayanımı

  • Yüksek aşınma dayanımı

  • Yüksek yüzey sertliği

  • Yüksek tokluk

  • Yüksek yorulma dayanımı

Düşük karbonlu çelikler hem kolay işlenebilir hemde maliyet olarak diğer çeliklere kıyasla daha ucuzdur.  Bu tarz çeliklerin kullanım yerine göre, ihtiyaç duyduğu mekanik özellikler (sertlik, mukavemet vb.) ve aşınma dirençleri sementasyon ve karbonitrürleme işlemleri sağlanmaktadır . Sementasyon ve karbonitrürleme işlemleri sonrasında sert bir yüzey ve nispeten düşük çekirdek sertlikleri ile yüksek aşınma direnci ve yüksek tokluk değerleri elde edilmektedir.

Sementasyon ve karbonitrürleme işlemlerinin bir diğer özelliği ise parçanın kısmi olarak sertleştirilmesinin sağlanmasıdır. Yüzeye uygulanan özel pasta ile karbon veya azot difüzyonu engellenerek sadece istenen bölgelerin sertleştirilmesi sağlanabilmektedir.

İşlemlerin Uygulanabileceği Çelikler

Sementasyon işlemi genel olarak %0,2 ve altında karbon içeren çeliklere uygulanmaktadır. Aşağıdaki tabloda piyasada yoğun kullanılıp, Sementasyon işlemi uygulanan çelikler ve sementasyon işlemi sonrası alabileceği maksimum sertlik değerleri rockwell cinsinden verilmiştir.

1010      58 – 62 HRc Sementasyon

1020      58 – 62 HRc         Sementasyon

9SMnPb28          60 – 63 HRc         Sementasyon

11SMnPb30       60 – 63 HRc         Sementasyon

16MnCr5             62 – 65 HRc         Sementasyon

20MnCr5             62 – 65 HRc         Sementasyon

20MoCr 4            62 – 65 HRc         Sementasyon

25MoCr 4            62 – 65 HRc         Sementasyon

15CrNi6                62 – 65 HRc         Sementasyon

18CrNi8                62 – 65 HRc         Sementasyon

17CrNiMo6         62 – 65 HRc         Sementasyon

8620      62 – 65 HRc         Sementasyon

20 MnB5             62 – 65 HRc         Sementasyon

St 52      58 – 63 HRc         Sementasyon

1010      700 – 800 HV     Karbonitrasyon

1020      700 – 800 HV      Karbonitrasyon

9SMnPb28          750 – 850 HV      Karbonitrasyon

11SMnPb30       750 – 850 HV      Karbonitrasyon

16 MnCr5            750 – 850 HV      Karbonitrasyon

8620      750 – 850 HV      Karbonitrasyon

20 MnB 5            750 – 850 HV      Karbonitrasyon

St 52      750 – 850 HV      Karbonitrasyon

İşlem Sonrası Oluşabilecek Problemler

Sementasyon işleminde en çok sıkıntı yaratan problemlerin başında malzemelerde boyut değişikliği, yani atıklık gelmektedir. Sementasyon işlemi termal bir işlemdir. Malzeme yüksek sıcaklıklara ısıtılıp çok hızlı soğutulur ve bu durumda malzemede doğal olarak önce genleşir daha sonra hızlıca büzülür ayrıca malzeme ulaşabileceği maksimum sertliğe ulaştığında malzeme içindeki gerilimlerde aşırı derecede artar.  Malzeme homojen ısınsa bile malzeme şekli (özellikle ince- kalın kesitler), ısıl işlem öncesi yapılan işlemler sonucu malzeme içinde oluşan homojen olmayan gerilimler atıklığın artmasına ve hatta malzemenin çatlamasına sebep olabilir.

Sementasyon işleminde martenzitik dönüşüm sonrası sertlik maksimumda ve iç gerilimler en üst seviyededir. Bu durumdaki bir çelik,  ısıl işlem öncesideki proseslerden kaynaklı kalıntı gerilmelerde içeriyorsa atıklık daha fazla olabilir veya malzemede çatlama görülebilir.

İç gerilimleri yüksek bir çeliğe ıslah işlemi uygulanması gerekli ise bu durumda öncesinde gerilim giderme tavlaması yapılarak çeliğin iç gerilimleri giderilmelidir.

Kalite.
Güven.
Hız.
Performans.
Tecrübe.
tr_TRTürkçe