BATI ISIL İŞLEM

Karbonitrasyon, yüzey sertliği ve aşınma direncini artırmak amacıyla karbonlaştırmaya benzer şekilde, karbon ve amonyak katkılı ortamda gerçekleştirilen bir yüzey sertleştirme işlemidir. Genellikle %0,05 – %0,25 karbon içeren çeliklerde uygulanır.Proses 780–880 °C sıcaklıkta, karbon kaynağına ek olarak amonyak içeren atmosferde yapılır. Bu işlem sonucunda yüzeyde ince bir sert tabaka oluşur, çekirdek tokluğu korunur.

Islah işlemi, çeliğin dayanımını ve tokluğunu dengelemek amacıyla uygulanan bir ısıl işlemdir. Genellikle %0,30 – %0,50 karbon içeren çeliklerde kullanılır. Proses 830–870 °C sıcaklıkta austenitleme ile başlar, ardından yağ veya polimerle su verme yapılır ve temperleme uygulanır. Bu işlem sonucunda çelik kesit boyunca yüksek dayanım ve yeterli tokluk kazanır.

Direkt sertleştirme, yeterli karbon içeren çeliklerde ilave yüzey karbonlaştırma yapılmadan doğrudan sertleştirme işlemidir. Genellikle %0,35 – %0,70 karbon içeren C45E, C50, C60 ve 100Cr6 gibi çeliklerde uygulanır. Proses 820–870 °C sıcaklıkta gerçekleştirilir ve ardından yağ veya su ile soğutulur. Bu yöntemle çelik kesit boyunca yüksek dayanım elde edilir.

Vakum sertleştirme, oksitsiz ve parlak yüzeyli sertleşme elde etmek için yapılan bir işlemdir. Genellikle %0,35 – %1,60 karbon aralığındaki yüksek alaşımlı çeliklerde uygulanır. 1.2379, 1.2344, 1.2080, 1.2842 ve 440C gibi çelikler bu işleme uygundur. Proses 980–1080 °C sıcaklıkta, vakum ortamında gaz  ile soğutularak yapılır. Bu sayede yüzeyde oksit oluşmaz ve boyutsal stabilite korunur.

Yumuşatma tavı, yüksek karbonlu çeliklerin işlenebilirliğini artırmak amacıyla uygulanan bir işlemdir. Genellikle %0,40 – %1,20 karbon içeren çelikelere uygulanır. Proses 680–750 °C sıcaklıkta gerçekleştirilir ve malzeme yavaş soğutulur. Bu işlem sonucunda karbürler küreselleşir ve talaşlı işlenebilirlik artar.

Normalizasyon, çeliğin tane yapısını homojenleştirmek ve iç gerilimleri gidermek için yapılan bir ısıl işlemdir. Genellikle %0,15 – %0,50 karbon içeren çeliklere uygulanır. Proses 850–920 °C sıcaklıkta gerçekleştirilir ve havada soğutulur. Bu işlem sonucunda çelik ince taneli ve dengeli bir yapı kazanır.

Gerilim giderme tavı, kaynak, talaşlı işleme veya soğuk şekillendirme sonrası oluşan iç gerilimleri azaltmak amacıyla yapılır. Her türlü karbon aralığındaki çeliklerde uygulanabilir. Proses 500–650 °C sıcaklıkta gerçekleştirilir ve malzeme kontrollü şekilde soğutulur. Bu işlem sonucunda parça ölçüsel olarak daha stabil hale gelir.

Tam tavlama, malzemenin iç gerilimlerini gidermek ve en yumuşak ferrit + perlit yapıyı elde etmek için yapılır. Genellikle %0,10 – %0,60 karbon içeren C15E, C35E ve C45E gibi çeliklerde uygulanır. Proses 750–900 °C sıcaklıkta yapılır ve fırında yavaş soğutulur. Bu işlem sonucunda işlenebilirlik artar ve mikro yapı dengelenir.

İzotermik tavlama, faz dönüşümünü belirli bir sıcaklıkta tutarak kontrollü bir yapı elde etmeyi amaçlar. Genellikle %0,20 – %0,60 karbon içeren çeliklere uygulanır..Parça önce 850–950 °C’de austenitleştirilir, ardından 400–500 °C civarındaki ara sıcaklığa indirilip bir süre tutulur. Bu yöntemle homojen ve kontrollü bir mikro yapı oluşur.

İndüksiyonla sertleştirme, yalnızca yüzey tabakasını sertleştirip çekirdeği tok bırakmak amacıyla yapılan bölgesel bir sertleştirme işlemidir. Genellikle %0,35 – %0,55 karbon içeren C45E, 42CrMo4 ve 40Cr4 gibi çeliklerde uygulanır. Yüzey, düşük frekanslı (1–10 kHz) sistemlerde 850 °C civarında derin sertleşme, yüksek frekanslı (100–500 kHz) sistemlerde ise 950 °C civarında yüzeysel sertleşme sağlayacak şekilde ısıtılır ve ardından su ile soğutulur. Bu işlem sadece belirli yüzey bölgelerini etkiler.

Nitrasyon, çelik yüzeyine azot difüzyonu yapılarak yüzey sertliği, aşınma direnci ve yorulma dayanımının artırıldığı bir ısıl işlemdir. Bu işlem genellikle %0,30 – %0,45 karbon içeren ve nitrür oluşturucu elementler (örneğin Al, Cr, Mo, V) içeren alaşımlı çeliklerde uygulanır. 41CrAlMo7 (1.8509), 34CrAlNi7 (1.8550), 31CrMoV9 (1.8519) ve 42CrMo4 gibi çelikler nitrasyona son derece uygundur. Nitrasyon işlemi, 480–530 °C sıcaklık aralığında amonyak gazı (NH₃) veya plazma ortamı kullanılarak gerçekleştirilir. Yüksek sıcaklıkta azot atomları çeliğin yüzeyine difüze olur ve burada Fe₂–₃N (ε-fazı) ile Fe₄N (γ′-fazı) gibi sert nitrür bileşikleri oluşturur.

Nitrürleme tabakası üç ana bölgeden oluşur:

1. Bileşik Tabaka (Beyaz tabaka): Yüzeyde oluşan ve ε (Fe₂–₃N) ile γ′ (Fe₄N) fazlarından meydana gelen sert tabakadır. Kalınlığı genellikle 5–15 µm arasında tutulur. Çok kalın olması durumunda kırılganlık ve soyulma riski artar.

2. Difüzyon Bölgesi: Azotun derine doğru kademeli şekilde yayıldığı, Fe–Al, Fe–Cr ve Fe–Mo nitrürlerinin oluştuğu kısımdır. Bu bölge yüzey sertliğini destekleyen tokluk geçiş bölgesidir ve kalınlığı genellikle 0,2–0,6 mm arasındadır.

3. Çekirdek Bölgesi: Azot etkisinin bulunmadığı, malzemenin orijinal tokluğunu koruduğu ana yapıdır. Yüksek çekirdek dayanımı, yüzeyde oluşan sert tabakanın kırılmasını engeller.

Bu işlem sonucunda yüzey tabakası yüksek sertlik ve mükemmel aşınma direnci kazanırken çekirdek tokluğu korunur. Nitrasyon, düşük sıcaklıkta yapıldığı için parça boyutlarında belirgin değişim olmaz. Dolayısıyla nitrasyon işleminin çarpılma riski çok düşüktür ve çoğu durumda taşlama sonrası düzeltme gerektirmez.

Tambur Tipi Kumlama

Tambur tipi kumlama, küçük ve orta ebatlı parçaların toplu halde yüzey temizliği için kullanılır. Parçalar döner tambur içerisinde sürekli hareket ederken, çelik bilyeler yüzeylere çarparak temizleme işlemini gerçekleştirir. Bu yöntem, seri üretim parçalarında yüksek verimlilik sağlar.

Askı Tipi Kumlama

Askı tipi kumlama, büyük, hassas veya şekil olarak karmaşık parçalar için tercih edilir. Parçalar özel kancalara asılarak sabit veya döner şekilde kumlama kabini içinde işlem görür. Bu sayede tüm yüzey alanları eşit şekilde temizlenir ve parça deformasyonu önlenir.