Kalıp İşlemenin Temelleri

1. Kalıplama Yöntemi – Seçim iki temel malzeme türünden yapılabilir.

A) Basınçlı döküm, dövme ve ekstrüzyonda karşılaşılan nispeten yüksek sıcaklıklara dayanabilen sıcak iş takım çeliği.

B) Körleme ve kesme, soğuk şekillendirme, soğuk ekstrüzyon, soğuk dövme ve toz sıkıştırma için kullanılan soğuk iş takım çeliği.

Plastik Malzemeler – PVC gibi bazı plastik malzemeler aşındırıcı yan ürünler üretir. Korozyona ayrıca plastik malzemenin enjeksiyon makinesi haznesinde uzun süre kalması, aksama süresinden kaynaklanan yoğuşma, aşındırıcı gazlar, asitler, soğutma/ısıtma döngüleri, su veya saklama koşulları gibi faktörler de neden olabilir. Bu gibi durumlarda paslanmaz çelik kullanılması tavsiye edilir.

Kalıp Boyutu – Büyük kalıplarda genellikle önceden sertleştirilmiş çelik kullanılır. Küçük kalıplar için sıklıkla sertleştirilmiş çelik kullanılır.

Kalıp Hizmet Ömrünün Özeti

Uzun süreli kullanıma (>1.000.000 çevrim) yönelik kalıplar, sertliği 48–65 HRC olan yüksek sertlikte çelikten yapılmalıdır.

Orta ila uzun vadeli kullanıma (100.000 ila 1.000.000 döngü) yönelik kalıplarda, sertliği 30–45 HRC olan önceden sertleştirilmiş çelik kullanılmalıdır.

Kısa süreli kullanıma (<100.000 çevrim) yönelik kalıplar, sertliği 160–250 HB olan yumuşak çelikten yapılabilir.

Yüzey Pürüzlülüğü – Birçok plastik parça kalıp üreticisi mükemmel yüzey kalitesine öncelik verir. Örneğin işlenebilirliği artırmak için kükürt eklendiğinde yüzey kalitesinden ödün verilir. Yüksek kükürtlü çelik de daha kırılgan hale gelir. Bu sülfit kalıntıları sert parçacıklar gibi davranır; Kalıp boşluğunun müteakip cilalanması sırasında bunlar dışarı çekilebilir veya mikroskobik çukurlar bırakabilir, bu da 'iğne delikleri' veya 'portakal kabuğu' gibi yüzey kusurlarına yol açarak yüksek parlaklıkta ayna kaplama elde edilmesini engeller. Bu nedenle, kalıp tasarımcıları ve alıcıları için malzeme seçimi yalnızca 'işleme kolaylığına' odaklanmamalıdır. Nihai kalıbın yüzey kalitesi gereksinimlerine ve genel hizmet ömrüne öncelik verilmeli, böylece kuruş ve saçmalık olacak yüksek kükürtlü çelik kullanımından kaçınılmalıdır.

2. Malzemelerin İşlenebilirliğini Etkileyen Birincil Faktör Nedir?

Çeliğin kimyasal bileşimi çok önemlidir. Genel olarak çeliğin alaşım içeriği ne kadar yüksek olursa işlenmesi o kadar zor olur. Karbon içeriği arttıkça işlenebilirlik azalır.

Çeliğin yapısı da işlenebilirlik açısından oldukça önemlidir. Farklı yapılar arasında dövme, döküm, ekstrüzyon, haddelenmiş ve işlenmiş yapılar bulunmaktadır. Dövme ve döküm parçalar genellikle işlenmesi çok zor olan yüzeylere sahiptir.

Sertlik işlenebilirliği etkileyen önemli bir faktördür. Genel kural, çelik ne kadar sertse işlenmesinin de o kadar zor olmasıdır. Yüksek Hız Çeliği (HSS), sertliği 330-400 HB'ye kadar olan malzemeleri işlemek için kullanılabilir; Titanyum Nitrür (TiN) kaplamalı HSS, 45 HRC'ye kadar malzemeleri işleyebilir; sertliği 65-70 HRC olan malzemeler için semente karbür, seramik, sermet veya Kübik Bor Nitrür (CBN) takımların kullanılması gerekir.

Metalik olmayan kalıntılar genellikle takım ömrü üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. Örneğin saf bir seramik olan Al2O3 (alümina) oldukça aşındırıcıdır.

Son olarak, artık gerilim işlenebilirlik sorunlarına neden olabilir. Kaba işlemeden sonra genellikle gerilim giderme işlemi önerilir.

3. Çeliğin Kalıplara Etkisi ve Gelecek Trendleri

Kalıpların performansı, ömrü ve maliyeti doğrudan çelik seçiminden etkilenir. Anahtar faktörler şunları içerir:

Kimyasal Bileşimi ve Yapısı: Karbon ve alaşım içeriği sertliği, tokluğu ve aşınma direncini belirler. Yüksek alaşımlı çelikler aşınma direnci sunar ancak işlenmesi zordur ve performans ile maliyet arasında bir denge gerektirir. Dövme veya dökümden kaynaklanan yüzey kusurları işleme zorluklarını artırır.

Sertlik ve İşlenebilirlik: Yüksek sertlik, aşınma direncini artırır ancak işleme maliyetlerini artırır. Takım malzemeleri (ör. HSS, karbür, CBN) kalıp ömrüne göre seçilmelidir (ör. >1 milyon döngü HRC 48-65 çeliği gerektirir).

Yüzey Kalitesi Gereksinimleri: Yüksek cila talepleri (örn. ayna cilası), sülfür kalıntılarının neden olduğu kusurları önlemek için düşük kükürtlü, temiz çelikler gerektirir.

Özel Ortamlara Uyarlanabilirlik: Aşındırıcı plastikler (örn. PVC) paslanmaz çelik gerektirir; Büyük kalıplarda genellikle ısıl işlem bozulmasını en aza indirmek için önceden sertleştirilmiş çelik kullanılır.

4. Kalıp İşleme Geleceğin Trendleri

Yüksek Performanslı Malzeme Geliştirme: Yüksek sertliği, tokluğu ve işlenebilirliği birleştiren yeni kalıp çelikleri (örneğin, toz metalurji çelikleri).

Gelişmiş Yüzey İşlemleri: Aşınma ve korozyon direncini artıran, aşırı baz malzeme özelliklerine olan bağımlılığı azaltan kaplamalar (örn. TiN, DLC).

Dijital ve Akıllı Malzeme Seçimi: Çelik özelliklerini kalıp çalışma koşullarıyla tam olarak eşleştirerek maliyeti ve kullanım ömrünü optimize eden büyük veri ve yapay zeka simülasyonları.

Sürdürülebilir Üretim: Kaynak tüketimini azaltmak için tamir edilebilir kalıp çeliklerinin ve düşük karbonlu alaşımların teşvik edilmesi.