Çelik, CNC işleme endüstrisinde en yaygın kullanılan temel malzemedir. Sunduğu kapsamlı avantajlar; CNC'nin yüksek hassasiyet, yüksek verimlilik ve çok çeşitli işleme senaryoları gerektiren yapısıyla son derece uyumludur; bu da onu çeşitli parçaların işlenmesinde ilk tercih haline getirir:
Sınıf: AISI 1018, Q235, 20# çeliği
Özellikler: Düşük sertlik (HB 120–160), iyi şekillendirilebilirlik, kolay kesilebilirlik, kolay kaynaklanabilirlik, iyi soğuk şekillendirilebilirlik; orta düzeyde mukavemet, paslanmaya yatkın
İşleme: Yüksek hızda kesme kapasitesi, düşük takım aşınması; kaba işleme sırasında yüksek ilerleme hızları ve kesme derinlikleri sağlanabilir; pas önleyici işlem gereklidir
Uygulamalar: Braketler, bağlantı elemanları, muhafazalar, yük taşımayan yapısal bileşenler, sac metal parçalar
Sınıf: AISI 1045, 40# çeliği
Özellikler: Dengeli mukavemet, sertlik ve tokluk; su verme ve temperleme işlemleriyle genel performans önemli ölçüde artırılabilir; iyi işlenebilirlik
İşleme: Söndürme ve temperleme işlemlerinden sonra doğrudan işleme veya son işlem; orta düzeyde kesme parametreleri; tornalama, frezeleme, delme ve taşlama dahil tüm işlemler için uygundur
Uygulamalar: Şaftlar, dişliler, cıvatalar, bağlantı çubukları, kalıp tabanları, yük taşıyan yapısal bileşenler.
Sınıflar: 65Mn, AISI 1095, T8, T10
Özellikler: Yüksek sertlik, iyi aşınma direnci, iyi esneklik; yüksek mukavemet ancak zayıf tokluk ve kırılganlık; zayıf işlenebilirlik
İşleme: Çoğunlukla tavlanmış halde kaba işleme yapılır; su verme işleminden sonra sadece taşlanabilir; aletler kolay aşınır, bu nedenle düşük hız ve az kesme derinliği gerekir.
Uygulamalar: Kesici aletler, zımbalar, yaylar, aşınma blokları, ölçüm aletleri
Sınıflar: 12L14, 1215, Y15, Y40Mn
Özellikler: Kesme sırasında kolay talaş kopması, yüksek yüzey kalitesi, uzun takım ömrü, yüksek işleme verimliliği; mukavemet ve tokluk, sıradan karbon çeliğine göre biraz daha düşüktür.
İşleme: Yüksek hızda ve yüksek ilerlemeli işleme için uygundur; otomatik torna tezgahları ve küçük hassas parçaların CNC ile seri üretimi için uygundur.
Uygulamalar: Hassas şaftlar, pimler, somunlar, elektronik bileşenler, alet parçaları.
Sınıflar: 40Cr (AISI 4140), 20CrMnTi, 35CrMo
Özellikler: Mukavemet, yorulma mukavemeti ve aşınma direnci karbon çeliğinden çok daha üstündür; ısıl işlemden sonra iyi sertleşebilirlik ve minimum deformasyon; iyi işlenebilirlik
İşleme: Söndürme ve temperleme işlemlerinden sonra mükemmel işlenebilirlik; ağır hizmet tipi, yüksek hassasiyetli parçalar için uygundur; uygun kesici takımlar ve parametreler gerektirir
Uygulamalar: Dişliler, yivli şaftlar, yüksek mukavemetli cıvatalar, kalıp ekleri, hidrolik bileşenler
Sınıflar: Cr12, Cr12MoV, D2, SKD11
Özellikler: Yüksek sertlik (HRC 58–64), yüksek aşınma direnci, yüksek basınç dayanımı; orta düzeyde tokluk.
Uygulamalar: Soğuk damgalama kalıpları, kesme kalıpları, çekme kalıpları, şekillendirme kalıpları, aşınma blokları.
Sınıflar: H13, SKD61, 4Cr5MoSiV1
Özellikler: Yüksek sıcaklık mukavemeti, termal yorgunluğa karşı direnç, iyi ısı iletkenliği; mükemmel tokluk.
Uygulamalar: Basınçlı döküm kalıpları, sıcak dövme kalıpları, ekstrüzyon kalıpları, enjeksiyon kalıplarının çekirdekleri/kavitetleri.
Sınıflar: S136, NAK80, P20
Özellikler: S136 korozyona dayanıklıdır ve ayna parlatılabilir; NAK80 önceden sertleştirilmiştir ve ısıl işlem gerektirmez; P20 ise son derece çok yönlüdür.
Uygulamalar: Parlak ayna cilalı kalıplar, korozyona dayanıklı kalıplar ve standart enjeksiyon kalıpları.
| Malzeme | Sınıf | Karbon İçeriği | Avantajlar | Uygulamalar |
|---|---|---|---|---|
| Düşük Karbonlu Çelik | 1018, Q235, 20# çeliği | ≤0,25% | İşlenmesi kolay, uygun fiyatlı | Destekler, sabitleme elemanları |
| Orta Karbonlu Çelik | 1045, 40# çeliği | 0.45% | Genel olarak iyi performans | Şaftlar, dişliler, kalıp tabanları |
| Yüksek Karbonlu Çelik | 65Mn, 1095, T8, T10 | ≥0,61 TP3T | Yüksek sertlik, aşınma direnci, iyi esneklik | Aletler, zımbalar, yaylar |
| Kolay işlenebilir çelik | 12L14, 1215, Y15, Y40Mn | 0.15% | Hızlı kesim, yüksek yüzey kalitesi | Hassas şaftlar, pimler, elektronik bileşenler |
| Alaşımlı Çelik | 40Cr (4140), 20CrMnTi, 35CrMo | 0.40% | Yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı | Dişliler, yivli şaftlar, hidrolik parçalar |
| Soğuk İşleme Kalıp Çeliği | Cr12, Cr12MoV, D2, SKD11 | 1.5% | Yüksek sertlik, aşınmaya dayanıklı | Soğuk şekillendirme kalıpları, kesme kalıpları, şekillendirme kalıpları |
| Sıcak İşlem Kalıp Çeliği | H13, SKD61, 4Cr5MoSiV1 | 0.4% | Isıl yorgunluğa dayanıklı | Basınçlı döküm kalıpları, sıcak dövme kalıpları, enjeksiyon kalıbı çekirdekleri |
| Plastik Kalıp Çeliği | S136, NAK80, P20 | 0.3%-0.4% | Yüksek çok yönlülük, parlatılabilir/önceden sertleştirilebilir | Yüksek parlaklıkta ayna cilalı kalıplar, genel enjeksiyon kalıpları |
Araç Uyumluluğu: Takım aşınmasını ve kırılmasını azaltmak için, kaplamayı çeliğin sertliğine uygun hale getirerek (örneğin, sıradan karbon çeliği için TiAlN kaplama, yüksek sertlikli çelik için CBN takımları) karbür takımların kullanımına öncelik verin.
Kesme Parametreleri: "Yumuşak çelik için yüksek hız ve geniş ilerleme, sert çelik için düşük hız ve az kesme derinliği" ilkesini göz önünde bulundurarak, aşırı kesme kuvvetlerini veya termal deformasyonu önlemek için iş mili hızını, ilerleme hızını ve kesme derinliğini uygun şekilde ayarlayın.
Soğutma ve Yağlama: İşleme süreci boyunca uygun soğutma ve yağlamayı sağlamak için çeliğe uygun bir soğutma sıvısı kullanın (örneğin, yüksek alaşımlı çelik için aşırı basınçlı soğutma sıvısı) ve kesme ısısını azaltmak ve takımın yapışmasını en aza indirmek amacıyla bu sıvıyı doğrudan kesme bölgesine püskürtün.
Sıkıştırma Sertliği: İşleme sırasında parçanın sağlam bir şekilde sabitlenmesini sağlayın, takımın sarkmasını en aza indirin ve titreşimi ve yer değiştirmeyi önleyin. Yüksek sertlikteki çeliklerde boyutsal doğruluğu sağlamak için özel fikstürler gereklidir.
İşlem Özellikleri: Kaba işlemeyi ve ince işlemeyi ayrı ayrı gerçekleştirin. Kaba işleme, fazla malzemeyi kaldırır ve iç gerilimi giderirken, ince işleme ise yüzey hassasiyetini ve boyutsal kararlılığı sağlar; bu süreçte tırmanma frezeleme öncelikli olarak uygulanır.
Adaptör Bağlantı Parçasının CNC Torna İşlemi
Pistonun CNC Torna İşlemi
Yeni enerji araç parçaları
Yeni enerji araç parçaları
C: Sıradan karbon çeliği (düşük karbonlu çelik, orta karbonlu çelik) için, en iyi aşınma direnci ve uyumlulukları nedeniyle TiAlN kaplamalı semente karbür aletler tercih edilir. Yüksek sertlikli çelik (yüksek karbonlu çelik, kalıp çeliği) için ise, aletin ufalanmasını ve aşınmasını etkili bir şekilde önlemek amacıyla TiCN kaplamalı CBN veya seramik aletlerin kullanılması gerekir.
C: Bunun üç ana nedeni vardır: Birincisi, takım sertliği çelikle uyumlu değildir; uygun olmayan bir takım seçilmiştir. İkincisi, kesme parametreleri uygun değildi; sert çelik için devir hızı ve kesme derinliği azaltılmadığı için aşırı kesme kuvvetleri ortaya çıktı. Üçüncüsü, sıkıştırma sağlam değildi ve işleme titreşimi yontulmaya neden oldu.
A: Kaba işleme, iş parçası malzemesinin büyük kısmını uzaklaştırır; bu işlem sırasında açığa çıkan kesme ısısı ve oluşan iç gerilmeler, iş parçasında hafif deformasyona yol açabilir. Kaba ve hassas işleme süreçlerinin birbirinden ayrılması, kaba işlemenin ardından iş parçasındaki iç gerilmelerin tamamen açığa çıkmasına olanak tanır; sonrasındaki hassas işleme süreci ise boyutsal doğruluğu ve yüzey kalitesini titizlikle kontrol ederek, işleme sonuçlarını olumsuz etkileyebilecek deformasyonların önüne geçer.
C: Özel bir soğutma iyileştirmesi gerekmez. Kolay kesim çeliği kükürt, kurşun ve diğer elementler içerir; bu sayede talaşlar daha kolay kırılır ve takıma yapışmaya daha az meyillidir. İşleme için sıradan emülsiyonlar yeterlidir. Önemli olan, talaşın sorunsuz bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlamaktır. İş mili hızını ve ilerleme hızını uygun şekilde artırmak verimliliği artırabilir.
C: İşleme sırasında titreşimi ve iş parçasının yer değiştirmesini önlemek için, sıkıştırma sağlamlığını garanti altına almak ve takım çıkıntısını azaltmak (L/D≤3) amacıyla özel tutucular kullanılmalıdır. Ayrıca, iş parçasının deforme olmasını önlemek ve boyutsal doğruluğun gereksinimleri karşıladığından emin olmak için aşırı sıkıştırma kuvvetinden kaçınılmalıdır.
C: Temel ilke, çelik türünü doğru seçmektir. Sıradan karbon çeliği, sıradan emülsiyonlarla işlenebilir; yüksek alaşımlı çelik ve kalıp çeliği ise kükürt/klor katkı maddeleri içeren aşırı basınçlı soğutma sıvıları gerektirir. Bu sıvılar, kesme ısısını etkili bir şekilde azaltır, takımın yapışmasını önler ve takım ömrünü uzatır.
