Bir dişlinin yüzeyi sert olmalıdır ki aşınmasın; çekirdeği tok olmalıdır ki darbede kırılmasın. Bu iki isteği aynı anda karşılamanın yolu sementasyondur.
Sementasyon çelikleri, düşük karbonlu ve alaşımlı çeliklerdir. Düşük karbon, çekirdeğin tok kalmasını sağlar; işlem sırasında yüzeye karbon emdirilerek o bölge sertleştirilir.
Sementasyon nasıl yapılır?
Parça, karbon verici bir ortamda yüksek sıcaklıkta bekletilir. Karbon, yüzeyden içeriye doğru yayılır ve belirli bir derinliğe kadar karbon oranını yükseltir. Ardından parça sertleştirilir: yüksek karbonlu yüzey sertleşir, düşük karbonlu çekirdek tok kalır.
Bekleme süresi, tabaka derinliğini belirler. Derin tabaka daha uzun süre demektir; bu da maliyeti artırır. Bu yüzden tabaka derinliği ihtiyaca göre seçilir, “ne kadar derin o kadar iyi” değildir.
Yaygın sementasyon çelikleri
| Kod | Karşılığı | Tipik kullanım |
|---|---|---|
| 16MnCr5 | 5115 | Orta boy dişli, mil, pinyon |
| 20MnCr5 | 5120 | Daha yüksek yüklü dişliler |
| 8620 | 21NiCrMo2 | Nikel katkılı, tok çekirdek |
| 18CrNiMo7-6 | — | Ağır sanayi, büyük dişliler |
Neden dişlide tercih edilir?
Dişli yüzeyi, her temasta yüksek basınca maruz kalır. Yumuşak bir yüzey kısa sürede çukurlaşır (pitting) ve profil bozulur. Sert yüzey bu basınca dayanır.
Aynı zamanda diş dibi, her turda eğilme gerilmesine maruz kalır. Gevrek bir çekirdek burada çatlar. Sementasyonlu yapı, iki ihtiyacı aynı anda karşıladığı için şanzıman ve redüktör dişlilerinin standart çözümüdür.
Çarpılma ve taşlama
Sementasyon yüksek sıcaklıkta yapıldığı için parça bir miktar çarpılır. Delik daralabilir, diş profili kayabilir. Bu yüzden hassas dişlilerde işlem sonrası diş yüzeyi ve delik taşlanır.
Taşlama, hem ölçüyü geri kazandırır hem yüzey kalitesini yükseltir. Ancak tabaka derinliği yeterli değilse taşlama sırasında sert tabaka kalkabilir; bu yüzden derinlik, taşlama payı düşünülerek seçilir.
Sertlik ve derinlik nasıl belirtilir?
Talepte iki bilgi verilir: yüzey sertliği ve sementasyon derinliği. Sertlik genellikle HRC cinsinden, derinlik ise milimetre olarak belirtilir. Derinlik, dişli modülüne bağlı olarak seçilir: modül büyüdükçe daha derin tabaka gerekir.
Emin değilseniz modül, diş sayısı ve çalışma koşulunu yazmanız yeterlidir; uygun değerler önerilir.
Sementasyon mu indüksiyon mu?
İkisi de yüzeyi sertleştirir ama farklı çalışır. Sementasyon, malzemenin kimyasını değiştirir ve daha derin, daha homojen bir tabaka verir; işlem uzun sürer ve çarpılma riski taşır. İndüksiyon, sadece ısıtıp soğutur; hızlıdır, daha az çarpıtır ama ıslah çeliği gerektirir.
Karşılaştırma için ısıl işlem rehberimize bakabilirsiniz.
Maliyet etkisi
Sementasyon, parçaya ek bir süreç ekler: fırın süresi, taşlama ve ek ölçüm. Bu yüzden sementasyonlu bir dişli, ıslah çeliğinden yapılmış eşdeğerine göre belirgin şekilde pahalıdır. Karar verirken parçanın çalışma koşulunu ve beklenen ömrü dikkate almak gerekir.
Sipariş verirken
- Malzeme kodunu yazın (16MnCr5, 20MnCr5 gibi).
- Yüzey sertliği beklentisini belirtin.
- Sementasyon derinliğini yazın; bilmiyorsanız modülü belirtin.
- Taşlanacak yüzeyleri işaretleyin.
- Delik toleransını belirtin; ısıl işlem sonrası taşlanacaksa not düşün.
Sementasyon sonrası ölçü kontrolü
İşlem dönüşünde parçanın ölçüsü mutlaka doğrulanır. En çok değişen ölçüler delik çapı, eş eksenlilik ve diş profilidir. Delik, ısıl işlem sırasında genellikle bir miktar daralır; bu yüzden hassas deliklerde işlem öncesi pay bırakılır ve dönüşte taşlanır.
Diş profilindeki kayma ise çıplak gözle görülmez; çalışırken ses ve düzensiz temas izi olarak kendini belli eder. Bu yüzden hassas dişlilerde işlem sonrası profil kontrolü, sadece bir formalite değil üretimin parçasıdır.
Kontrol sonucunda çarpılma kabul sınırının dışındaysa taşlama payı devreye girer. Pay yoksa parça hurdaya ayrılır; bu, sementasyonda payı önceden planlamanın neden önemli olduğunu gösterir.
Sık sorulan sorular
Sementasyonlu parça kaynak edilebilir mi?
Önerilmez. Sert tabaka kaynakta çatlar; onarım gerekiyorsa tabaka kaldırılmalı ve işlem sonrası yeniden uygulanmalıdır.
Eski dişlimin sementasyonlu olup olmadığını nasıl anlarım?
Sertlik ölçümü kesin sonuç verir. Kırık yüzeyde sert tabaka ile tok çekirdek arasındaki renk ve doku farkı da ipucu verir.
Her dişli sementasyonlu olmalı mı?
Hayır. Düşük ve orta yüklü uygulamalarda ıslah çeliği yeterlidir ve daha ekonomiktir.
Dişlinizin hangi işlemle üretilmesi gerektiğinden emin değilseniz teklif formunda makineyi anlatın; malzeme yazımız da seçenekleri karşılaştırıyor.