Sementasyon (Karbürleme)
Yüzeyi sert, çekirdeği tok parçalar için karbon zenginleştirmeli sertleştirme. Dişli, mil ve pim gibi aşınmaya ve darbeye birlikte maruz kalan parçaların standart çözümü.
Sementasyon, düşük karbonlu alaşımlı çeliklerin yüzeyine 900-950 °C sıcaklıkta karbon emdirilmesi, ardından su verilip menevişlenmesiyle yapılan bir yüzey sertleştirme işlemidir. Sonuçta parçanın dış kabuğu 58-62 HRC sertliğe ulaşırken çekirdek 30-45 HRC aralığında kalır.
Bu ikili yapı, tek bir malzemeden iki farklı özellik elde etmenizi sağlar: dış yüzey aşınmaya ve yüzey yorulmasına direnir, tok çekirdek ise darbeyi ve eğilme gerilmesini karşılar. Komple sertleştirilmiş bir parça ise sert olur ama gevrektir; darbe aldığında çatlar.
Sementasyon hangi durumlarda tercih edilir?
- Dişli çarklarda diş yüzeyi aşınmaya, diş dibi ise eğilme yorulmasına dayanmalıysa
- Mil, pim, burç gibi parçalarda yatak ve temas yüzeyleri aşınıyorsa
- Parça hem sürtünme hem darbe altında çalışıyorsa
- Yüzey sertliği yüksek olmalı ama parça kırılgan olmamalıysa
- Sertleştirme sonrası taşlama ile hassas tolerans tutturulacaksa
Teknik künye
| Yüzey sertliği | 58-62 HRC |
|---|---|
| Çekirdek sertliği | 30-45 HRC (malzeme ve kesite göre) |
| Sertlik derinliği (CHD) | 0,2 - 2,0 mm |
| İşlem sıcaklığı | 900 - 950 °C |
| Meneviş sıcaklığı | 160 - 200 °C |
| Uygun karbon oranı | C ≤ %0,25 |
| Ölçü değişimi | Tipik %0,05 - 0,15 büyüme; çarpılma kesite bağlı |
| Standartlar | EN 10084 (malzeme), TS EN ISO 2639 (CHD ölçümü) |
Uygun malzemeler
| Malzeme | Kullanım alanı |
|---|---|
| 16MnCr5 (1.7131) | En yaygın sementasyon çeliği. Orta yüklü dişli, mil ve pimler. |
| 20MnCr5 (1.7147) | Daha yüksek çekirdek mukavemeti. Ağır yüklü dişliler. |
| 18CrNiMo7-6 (1.6587) | Büyük kesitler ve ağır sanayi dişlileri; derin sertleşme. |
| 8620 / 20NiCrMo2-2 | Otomotiv ve genel makine parçalarında yaygın. |
| C15 / C20 | Alaşımsız; düşük yüklü, ucuz parçalar için. |
İşlem adımları
- Ön hazırlık ve maskelemeParça yağdan arındırılır. Sertleşmemesi istenen bölgeler bakır kaplama, maskeleme macunu ya da işleme payı bırakma yöntemiyle korunur.
- Karbürleme900-950 °C sıcaklıkta, karbon verici ortamda (gaz, vakum veya plazma) yüzeye karbon emdirilir. Süre ve sıcaklık, istenen sertlik derinliğini belirler.
- Su verme (sertleştirme)Parça yağ, polimer ya da yüksek basınçlı gaz ile hızla soğutulur. Vakum karbürleme + gaz ile soğutma, çarpılmayı belirgin şekilde azaltır.
- Meneviş160-200 °C arasında menevişlenerek iç gerilmeler alınır, gevreklik düşürülür. Yüzey sertliğindeki kayıp ihmal edilebilir düzeydedir.
- Kontrol ve raporlamaYüzey sertliği, sertlik derinliği (CHD) ve gerekirse metalografik yapı kontrol edilir; sonuçlar rapor olarak teslim edilir.
Parça tasarlarken dikkat edilecekler
- Sertleştirme sonrası çarpılma kaçınılmazdır. Kritik çap ve yüzeylere 0,2-0,4 mm taşlama payı bırakın; işlem sonrası taşlama ile ölçüye inilir.
- Sertlik derinliğini modüle göre seçin. Dişlilerde pratik kural: CHD ≈ modül × 0,15-0,25. m3 bir dişli için tipik değer 0,5-0,8 mm'dir.
- Keskin köşeler çatlama başlangıcı olur. Diş dibi ve kesit geçişlerine mutlaka radyus verin.
- Vida dişi, yatak oturma yüzeyi gibi sertleşmemesi gereken bölgeleri teknik resimde açıkça belirtin.
- İnce cidarlı ve uzun ince parçalar daha çok çarpılır; bu parçalarda vakum karbürleme ya da fikstürlü yükleme tercih edilmelidir.
Fiyatı ne belirler?
- Parça ağırlığı ve fırın yükündeki hacmi (fiyatlama çoğunlukla kg üzerindendir)
- İstenen sertlik derinliği — derinlik arttıkça çevrim süresi uzar
- Karbürleme yöntemi: gaz karbürleme ekonomiktir, vakum karbürleme çarpılmayı azaltır ama maliyetlidir
- Maskeleme ihtiyacı ve maskelenecek yüzey sayısı
- Parti büyüklüğü — tek parça ile 100 parça arasında birim maliyet ciddi fark eder
- Talep edilen belgeler: sertlik raporu, CHD profili, metalografi
Kalite kontrol ve belgeler
- Yüzey sertliği ölçümü (HRC / HV)
- Sertlik derinliği profili — TS EN ISO 2639'a göre 550 HV sınırında CHD
- Çekirdek sertliği kontrolü
- Talep üzerine metalografik inceleme: kalıntı ostenit, karbür ağı, tane yapısı
- Her partide işlem kartı ve kalite raporu
Sık sorulan sorular
Sementasyon derinliği nasıl seçilir?
Parçanın taşıdığı yüke ve temas gerilmesine göre seçilir. Dişlilerde pratik kural sertlik derinliğinin modülün 0,15-0,25 katı olmasıdır; m3 bir dişlide tipik olarak 0,5-0,8 mm uygulanır. Miller ve pimlerde 0,3-0,8 mm aralığı yaygındır. Gereğinden derin sertleştirme hem maliyeti artırır hem de diş dibinde gevrekliğe yol açar.
Hangi çelikler sementasyona uygundur?
Karbon oranı %0,25'in altındaki sementasyon çelikleri uygundur: 16MnCr5, 20MnCr5, 18CrNiMo7-6, 8620, 20NiCrMo2-2 ve alaşımsız C15/C20. Karbon oranı yüksek çeliklere (örneğin 4140 ya da C45) sementasyon uygulanmaz; bunlar için ıslah veya indüksiyon sertleştirme tercih edilir.
Sementasyon sonrası çarpılma olur mu, ne kadar pay bırakmalıyım?
Evet, ısıtma ve su verme nedeniyle çarpılma kaçınılmazdır. Miktarı parçanın geometrisine, kesit farklarına ve yükleme şekline bağlıdır. Hassas yüzeyler için 0,2-0,4 mm taşlama payı bırakmak, sertleştirme sonrası silindirik ya da dişli taşlama ile ölçüye inmek standart uygulamadır.
Sementasyon mu nitrasyon mu tercih etmeliyim?
Sementasyon daha derin ve yük taşıyabilen bir sertlik tabakası verir, ancak yüksek sıcaklık nedeniyle çarpılma yaratır ve sonrasında taşlama gerekir. Nitrasyon 500-550 °C civarında yapıldığı için çarpılma çok azdır ve genelde son işlem olarak uygulanır; fakat tabaka incedir (0,2-0,5 mm) ve ağır temas yüklerini taşımaz. Yüksek yüklü dişlilerde sementasyon, ölçü hassasiyeti kritik ve yükü düşük parçalarda nitrasyon uygundur.
Parçamın bazı bölgeleri sertleşmesin istiyorum, mümkün mü?
Mümkün. Üç yöntem kullanılır: bakır kaplama, maskeleme macunu veya o bölgeye işleme payı bırakıp karbonlanmış tabakayı sonradan talaşla kaldırmak. Hangi yüzeylerin sert olmaması gerektiğini teknik resimde belirtmeniz yeterlidir.
Sementasyon işlemi ne kadar sürer?
Fırın çevrimi sertlik derinliğine göre birkaç saatten 20 saate kadar uzayabilir. Buna yükleme, soğuma ve meneviş süreleri eklenir. Toplu yükleme yapıldığı için tipik teslim süresi 3-7 iş günüdür; acil işlerde tek parti çalışma ile kısaltılabilir.
İlgili sayfalar
Sementasyon için teklif alın
3D modelinizi ya da elinizdeki yarı mamulü yükleyin; rotadaki tüm operasyonlar tek fiyatta ve tek faturada toplansın, üretimi tek panelden izleyin.
Anında Fiyat Alın