Isıl işlem adları birbirine karışır ve çoğu zaman “sertleştirme” tek bir işlem sanılır. Oysa dört farklı yöntem, dört farklı sonuç verir; yanlış seçim parçanın ömrünü kısaltır ya da gereksiz maliyet yaratır.
Kısaca: ıslah parçanın tamamını güçlendirir, sementasyon yüzeye karbon emdirerek sert bir kabuk oluşturur, nitrasyon çok ince ama çok sert bir tabaka verir, indüksiyon ise sadece istenen bölgeyi hızla sertleştirir.
Islah (sertleştirme + meneviş)
Parça sertleştirilip menevişlenir. Sonuç, kesitin tamamında dengeli bir sertlik ve tokluktur. Miller, pinyonlar, bağlantı elemanları ve darbe alan parçalar için uygundur.
Islah, yüzeyde sementasyon kadar yüksek sertlik vermez. Yüksek temas basıncı altında çalışan dişli yüzeylerinde tek başına yetersiz kalabilir.
Sementasyon
Düşük karbonlu çeliğin yüzeyine karbon emdirilir ve sertleştirilir. Yüzey çok sert, çekirdek tok olur. Şanzıman ve redüktör dişlilerinin standart çözümüdür.
Dezavantajı, uzun işlem süresi ve çarpılma riskidir; hassas parçalarda sonrasında taşlama gerekir. Ayrıntı için sementasyon yazımıza bakın.
Nitrasyon
Düşük sıcaklıkta, azot difüzyonuyla yapılır. Tabaka çok incedir ama çok serttir ve aşınma direnci yüksektir. En büyük avantajı düşük sıcaklıkta yapıldığı için çarpılmanın neredeyse olmamasıdır.
İnce tabaka, yüksek temas basıncı altında altındaki yumuşak malzemeye çökebilir. Bu yüzden nitrasyon öncesinde parçanın ıslah edilmiş olması istenir.
İndüksiyonla yüzey sertleştirme
Bobinle hızlı ısıtma ve ani soğutma yapılır. Sadece istenen bölge sertleşir: örneğin milin yalnızca yatak oturan kısmı ya da dişlinin yalnızca diş yüzeyi. Hızlıdır, seri üretimde ekonomiktir ve çarpılma sınırlıdır.
Malzemenin sertleşebilir karbon oranına sahip olması gerekir; bu yüzden genellikle ıslah çelikleriyle (C45, 42CrMo4) birlikte kullanılır.
Karşılaştırma
| Yöntem | Etki bölgesi | Çarpılma | Tipik kullanım |
|---|---|---|---|
| Islah | Tüm kesit | Az | Mil, pinyon, bağlantı elemanı |
| Sementasyon | Yüzey, derin tabaka | Belirgin | Şanzıman ve redüktör dişlisi |
| Nitrasyon | Yüzey, çok ince | Çok az | Kalıp, hassas parça, mil |
| İndüksiyon | Seçili bölge | Az-orta | Diş yüzeyi, yatak bölgesi |
Karar sırası
- Parçanın hangi bölgesi aşınıyor? Tüm kesit mi, sadece yüzey mi?
- Temas basıncı ne kadar yüksek?
- Darbe var mı? Varsa tok çekirdek şart.
- Ölçü hassasiyeti ne kadar kritik? Çarpılma tolere edilebilir mi?
- Sonrasında taşlama yapılabilir mi?
- Adet kaç? Seri üretimde indüksiyon ekonomik olabilir.
İşlem sırası neden önemli?
Isıl işlem, üretim adımlarının ortasına yerleşir ve sırası sonucu belirler. Yaygın sıra şudur: kaba işleme, gerilim giderme, ince işleme, ısıl işlem, taşlama. Kaba işlemede alınan büyük talaş, malzemedeki iç gerilmeleri serbest bırakır; bu yüzden hassas yüzeyler bu aşamada bitirilmez.
Isıl işlemin en sona bırakılması da tek başına çözüm değildir: sertleşmiş bir parçada artık talaş almak zordur, yalnızca taşlanabilir. Bu nedenle taşlama payı önceden bırakılır. Pay çok az olursa çarpılma telafi edilemez, çok fazla olursa sert tabaka kalkar.
Dişlilerde ayrıca bir ayrıntı vardır: diş açma işlemi ısıl işlemden önce yapılır, işlem sonrası diş yüzeyi taşlanarak düzeltilir. Taşlamanın yapılmadığı durumlarda çarpılma, diş boşluğu ve ses seviyesi olarak kendini gösterir.
Yaygın hatalar
- Sertliği artırmanın her sorunu çözeceğini düşünmek; yanlış ölçü sertlikle düzelmez.
- Sementasyon sonrası taşlama payı bırakmamak.
- Nitrasyonu ıslah edilmemiş parçaya uygulamak.
- Kaynaklı parçaya ısıl işlem yaptırmak; kaynak bölgesi çatlayabilir.
- Sertlik değerini belirtmeden “sertleştirin” demek.
Talepte ne yazmalı?
En az şu üçü: yöntem (biliyorsanız), beklenen yüzey sertliği ve hangi yüzeylerin sert olması gerektiği. Bilmiyorsanız makinenin yükünü, devrini ve parçanın nasıl bozulduğunu yazın; uygun işlem önerilir.
Sık sorulan sorular
Sertleştirme parçayı kırılgan yapar mı?
Meneviş yapılmazsa evet. Islahta meneviş, gevrekliği alarak tokluk kazandırır.
Isıl işlem sonrası ölçü değişir mi?
Değişebilir. Bu yüzden hassas yüzeylerde taşlama payı bırakılır.
Paslanmaz çelik sertleştirilebilir mi?
304 ve 316 ısıl işlemle sertleşmez. 420 gibi martenzitik paslanmazlar sertleştirilebilir.
Parçanızın hangi işlemi gerektirdiğinden emin değilseniz teklif formunda çalışma koşulunu anlatın; 42CrMo4 yazımız da sık kullanılan bir alternatifi tanıtıyor.