Seramik uçlar, tornalama işlemlerinde ayna parlaklığını andıran yüzey cilalarına ulaşmak için son derece etkili araçlardır. Öncelikle cermet (seramik-metal kompozit) malzemelerin ne olduğunu tanımlayalım.

Kelime anlamıyla, bu terim metalik ve seramik malzemelerin birleşimini ifade eder. ASTM standartlarına göre, cermet; bir metal veya alaşımdan ve bir veya daha fazla seramik fazdan oluşan heterojen bir kompozit malzemedir; seramik faz toplam hacmin yaklaşık ila ’ini oluşturur.

Bu malzemeler, metal karbür tozları (örneğin WC, TiC vb.) ile bağlayıcı maddeler (örneğin Co, Ni vb.) karıştırılarak, ardından basınçlı şekillendirme ve sinterleme yöntemiyle üretilir.

I. Cermetlerin Özellikleri

1. Yüksek sertlik: Titanyum karbonitrit (TiCN) esaslı cermetler, tungsten karbür (WC) esaslı çimentolu karbürlerden daha yüksek sertliğe sahiptir. Bu nedenle genellikle cüruf döküm, yumuşak döküm, düktil demir, karbon çeliği, alaşımlı çelik ve titanyum alaşımları gibi malzemelerin işlenmesinde kullanılır.

2. Mükemmel aşınma dayanımı ve krater aşınması dayanımı: Yüksek hızda çelik kesme işlemleri sırasında çok düşük aşınma oranlarına sahiptirler.

3. Yüksek ısı direnci: Bu malzemelerden üretilen kesme aletleri 1100°C ile 1300°C arasında çalışabilir. Kesme hızları WC esaslı karbürlerle aynı düzeyde veya onu geçebilir; 200–400 m/dakika değerlerine ulaşabilir.

4. Yüksek oksidasyon direnci: TiC’nin oksidasyonu sonucu oluşan TiO2, bir yağlayıcı görevi görür; bu nedenle Ti(C,N) esaslı cermetlerin oksidasyon seviyesi WC esaslı çimentolu karbürlere kıyasla yaklaşık daha düşüktür.

5. İyi kimyasal stabilite: Kesme sırasında TiCN esaslı cermet aletler, alet-çip arayüzünde Mo2O3, nikel molibdat ve TiO2’dan oluşan ince filmler oluşturur. 700–900°C sıcaklıklarda bile yapışma minimaldir ve kenar birikimi (BUE) oluşma olasılığı düşüktür. Bu durum, iş parçasının yüzey kalitesini artırarak ayna parlaklığını elde etmeyi mümkün kılar.

Bu özelliği, üretim maliyetlerini düşürmeye yardımcı olan kuru kesim için son derece uygun hale getirir.

2. Doğru Cermet Kesici Uçları Seçmek

Tipik Sermet Malzemeler

İşleme süreçlerini planlarken, çimentolu karbür uçlar ile cermet uçlar arasında doğru seçimi yapmak son derece önemlidir.

Kaplama uygulanan çimentolu karbürün aksine, cermet düzgün kesme işlemlerinde uygun değildir. Büyük talaşlar oluştuğunda, kesme eylemi ve kesme direncinde önemli dalgalanmalar meydana gelir; bu sürekli darbe etkisi boyut doğruluğu kaybına ve nihayetinde alet kırılmasına yol açabilir.

Ayrıca, büyük kesme derinlikleriyle gerçekleştirilen işlemler sırasında, büyük çip sargılarının takım yan yüzeyine çarpması, çentik aşınmasını şiddetlendirir ve bu da sermet takımın zarar görmesine yol açar. Bu tür ağır çentik aşınması, özellikle nikel, demir ve kobalt esaslı ısıya dayanıklı alaşımlar gibi işlenmesi zor malzemelerin işleme sürecinde ortaya çıkma olasılığı yüksektir.

Bundan dolayı, sermet takımlar genellikle işlenmesi zor malzemelerin işleme işlemi için uygun değildir. Bu nedenle, hem hammadde çıkarma (roughing) işlemleri hem de işlenmesi zor malzemelerin işleme süreçlerinde, sermet takımlara kıyasla kaplamalı sinterlenmiş karbür takımlar daha iyi bir seçenektir.

Yukarıdaki şekil, karbon çeliği tornalarken sinterlenmiş karbür, kaplamalı sinterlenmiş karbür ve sermet takımların takım ömrünü ve malzeme kaldırma hacmini karşılaştırmaktadır. Görüldüğü gibi, yüksek hızda kesim, daha fazla malzeme kaldırılması sayesinde maliyet açısından daha avantajlıdır. CVD kaplamalı sinterlanmış karbür takımlar gibi, sermet takımlar da yüksek hızda kesim için son derece maliyet-etkin seçeneklerdir.

Araç Sınıflarına Örnekler

Yaygın örnekler arasında Seco’nun TP1020 ve TP1030; Sandvik Coromant’ın CT5015 ve GC1525; Kennametal’in KT5020; ve Iscar’ın IC20N ve IC520N modelleri yer almaktadır.

Aşağıdaki markaların NX2525, NX3035, NS730, GT720, TN60, CT3000, CN1000, TT9080, TC430 ve PV3010 gibi sınıflandırma numaralarının hangi markalara ait olduğunu hatırlıyor musunuz? Bunları hiç kullandınız mı?