16.1-) PLASTĠK KALIPLARINDA ÖNSERTLEġTĠRME VE NĠTRÜRASYON’UN ÖNEMĠ:
Plastik kalıplarında önsertleştirilmiş çelikler kullanılır. Önsertleştirme Takım Çeliğinin üretimi esnasında ısıl işlemden geçmesidir. Önsertleştirme, kalıp imal edildikten sonra ısıl işleme girmemesi için gereklidir. Çünkü ısıl işlem sırasında malzemelerde çarpılma ve çatlama oluşuyor. Bu da kalıbın imal edilen ölçülerin dışına çıkması, hassas toleransların kaybolması anlamına gelir.
Enjeksiyon kalıplarında kullanılacak olan Takım Çeliklerinde işlenebilirliğin rahat olabilmesi için alaşım içine belli oranlarda kükürt ilave ediliyor.
Plastik Kalıp Çelikleri çok iyi nitrürlenen çeliklerdir ( Nitrürasyon, malzemenin yüzey bölgesine azot emdirilmesi diyebileceğimiz ―azotça zenginleştirme‖ – N difüzyonu ) esasına dayanan bir yüzey sertleştirme işlemdir ). Nitrürasyon plastik kalıplarında çok kullanılır. Nitrürasyon kalıpta yüzey sertleştirmenin yanı sıra, sürtünmeyi ortadan kaldırır, malzemenin kolay akışını sağlar, aşınmaya karşı dirençli olur, kalıbın ömrünü artırır.
Kalıbın çalışma sıcaklığına göre belirli aralıklarla Nitrürasyon yapılır ( ayda bir balım yapılır ). Nitrürasyon olan kalıp içeride daha yumuşak ( 40 HRC ), dış yüzeyde ise daha serdir ( 62 HRC ).
16.2-) Plastik Kalıp Takım Çeliklerinin Seçiminde Dikkate Alınması Gereken Hususlar:
Kalıp Büyüklüğü;
İşlenebilirlik;
Kaynak Edilebilirlik;
Nitrürleme - Yüzey Sertleştirme;
Desen uygulamaları;
Beklenen Baskı Sayısı;
Parlatılabilirlik;
Hafiflik;
Kalıp Hamili ve Destek Plakaları;
IsıI İletkenlik;
Plastiğin enjekte sıcaklığı;
Enjekte edilen plastiğin kalıp içerisinde durma süresi;
Plastik malzemenin aşındırıcılık özelliği;
Plastik malzemenin korozif özelliği;
16.2.1-) Kalıp Büyüklüğü: Kalıp ölçüleri büyüdükçe, kalıp çeliğinden daha yüksek tokluk talep edilir. Ayrıca kalıp boyutu arttıkça ısıl işlem ile sertleştirme, çarpılma/ölçü değişimi sorunu nedeniyle giderek zorlaşır. Bu yüzden, kalıp boyutu büyüdükçe önsertleştirilmiş plastik takım çelikleri tercih edilmelidir. Önsertleştirilmiş malzemelerden Impax Supreme ve Holdax 30-35 HRc aralığında bir sertliğe sahiptir.
Bu çelikler, bu sertlik ile kolayca işlenebilir yada Nitrürleme ile yüzey sertleştirme yapılarak kullanılır.
16.2.2-) İşlenebilirlik: Önsertleştirilmiş olmalarına karşın Holdax (30-35 HRc) ve Ramax 2 (yaklaşık 36 HRc) özel olarak bileşimlerine katılan kükürt nedeniyle, bu sertliklerine rağmen kolay işlenebilen malzemelerdir. Yüksek yüzey kalitesi, yüzey parlaklığı ve asit dağlanma özelliği istenmediği koşullarda bu malzemelerin kullanımı büyük bir işleme kolaylığı sağlar.
16.2.3-) Kaynak Edilebilirlik: Kalıplardaki hatalı işleme, dizayn değişikliği yada tamirat gibi gerekçelerle kalıpların kaynak edilebilirliği son dönemde oldukça önemli bir hale gelmiştir. Özellikle Impax Supreme, Orvar Supreme, Calmax ve Stavax ESR gibi plastik kalıp takım çeliklerinin kaynak edilebilirliği aynı bileşimde hazırlanmış kaymak elektrotları sayesinde oldukça iyidir. Ayrıca bu çeliklerin kaynak sonrası yüzey kalitelerinde bir bozulma olmamaktadır. Unutulmaması gereken, zorunlu önısıtma prosedürünün takibidir. Kükürt katkılı Ramax S ve Holdax ise kaynakta iyi sonuç vermez.
16.2.4-) Nitrürlenme-Yüzey Sertleştirme: Plastik kalıp takım çeliklerinin kullanımın Nirtürlemenin özel bir önemi vardır. Özellikle önsertleştirilmiş Impax ve Holdax gibi malzemelerle Calmax, Orvar Supreme gibi meneviş dayanımı gösteren malzeme yüzeylerinin nitrürlenmesi sonucunda, korozyona dayanıklı, sert tabakalar oluşturulur. Bu tabakalar özellikle plastiğin kalıba yapışmasını önlediği için tercih edilir. Sert plastikler sıcak yolluk gibi uygulamalarda aşınma dayanımını arttırmak için yine nitrürleme uygulanabilir. Nitrürleme sonrası kalıplarda genelde çarpılma meydana gelmemektedir.
16.2.5-) Desen uygulamaları: Yapı ne kadar homojense o kadar güzel desen alır. İçyapıları temiz malzemelerin foto-dağlama (asit ile dağlama) ile desen alma özelliği de iyidir. Özellikle Impax Supreme, Nimax, Orvar Supreme, Elmax, Calmax, Stravax ESR gibi içyapıları özel proseslerle kalıntılardan arındırılmış ve homojenize edilmiş çelikler desen için mükemmel sonuç ceren malzemelerdir. Kükürt katkılı olarak öretilen Holdax ve Ramax 2, parlatma ve foto-dağlama istenen uygulamalarda tercih edilmemelidir.
16.2.6-) Beklenen Baskı Sayısı: Kalıp kalitesi olarak da anlaşılabilecek kalıptan beklenen baskı sayısı, kalıbın işlenmesi, ısıl işlemi ve kullanıma dair diğer parametrelere de önemli ölçüde bağlı olmakla birlikte, kalıp malzemesine de bağlıdır.
Yüksek baskı sayıları için önsertleştirilmiş malzemelerden ziyade sertleştirilerek kullanılan Yüksek Sertlik Malzemeleri tercih edilmelidir.
16.2.7-) Parlatılabilirlik: Kalıp çeliğinin çok iyi parlatılabilir olması öncelikle plastik ürünün yüzeyinden beklenen parlaklığı garanti eder. Şeffaf imalat parçalarından, gözlük camları gibi optik parçalara kadar farklı uygulamalar için farklı parlaklık sağlayabilen pek çok malzeme bulunmaktadır. İkinci olarak kalıp çeliğinin iyi parlatılabilirliği baskı sırasında viskoz plastiğin çelik yüzeyindeki gözeneklere dolmasını yani yapışmayı engellemektedir. Bu malzemelerin mikro yapıları Cüruf Altı Ergitme işlemi ile denetimli olarak temizlenmiş olmalıdır. Ayrıca bu işlemlere ek olarak paslanmaz çelik bileşimindeki çelikler de yüksek parlaklık sağlarlar.
16.2.8-) Hafiflik: Kalıpların olabildiğince hafif tutulması istenir. Bu yüzden sert alüminyum alaşımları plastik kalıpçılığında ve özellikle de şişirme ve vakum kalıplarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Prodax, ön sertleştirilmiş ve kolay işlenebilen bir AI alaşımı olmasının yanısıra son derece hafif bir malzemedir.
16.2.9-) Kalıp Hamili ve Destek Plakaları: Kalıp ömrünü ve kalitesini belirleyen sadece çekirdekte kullanılan çelik değildir. Gerek kalıp hamilleri gerekse de arka plakalar-destek plakaları çekirdeklerin ömürlerinde belirleyicidir. Buralarda oluşacak ezilmeler, esnemeler çekirdeklerin oynamasına ve kalıbın rijitliğini kaybetmesine yol açmaktadır. Ayrıca kalıp hamillerindeki aşınma, ezilme ve esnemeler çapaklanmaya sebep olur. Bu nedenlerle, kalıp hamillerinin Holdax ve Ramax S gibi önsertleştirilmiş malzemelerden seçilmesi, destek plakalarında ise 1.1730 gibi kaliteli imalat çeliklerinin kullanılması önerilmektedir.
16.2.10) Isıl iletkenlik: Plastik kalıpçılığında soğutmanın önemi çok büyüktür. -Dizayn açısından bazı durumlarda, Alüminyum ve Cu-Be alaşımları gibi ısıI iletkenliği yüksek metallerin kalıp malzemesi olarak kullanılması ya da belli bölgelerin bu tür malzemelerden yapılması neredeyse zorunludur.
16.3-) Plastik Kalıplarında Takım Çeliklerinin Kullanım Yerleri:
UHB 11(Karbon Takım Çeliği): İyi işlenebilirlik gösteren alaşımsız takım çeliği olarak, plastik kalıplarında kalıp hamilleri, kalıp destek plakaları, kalıp taşıyıcısı, üst ve alt plakalar ile zaman zaman da düşük ömürlü kalıplarda kalıp çekirdeği olarak kullanılır.
UHB ISO/DIN AISI C Si Mn S P Teslim Sertliği UHB11 1.1730 1045 0.46 0.2 0.6 0.035 0.035 200 HRB
NIMAX (Önsertleştirilmiş Plastik Kalıp Çeliği): Impax kadar kolay işlenebilen, buna karşın mukavemet, tokluk, aşınma vs. gibi mekanik özellikleri daha yüksek olan Nimax, yüksek baskı adedi istenen uygulamalarda çökme, ezilme, aşınma gibi problemleri engellemek için kullanılır. Parlatılabilme yeteneği ve yüzey işlemlerine uygunluğu nedeniyle Beyaz Eşya, Otomotiv ve Ambalaj sektörlerindeki görsel parçaların imalatında ideal bir kalıp malzemesidir. Kolay işlenebilir olması enjeksiyon kalıplarında özellikle işleme maliyetini düşürmek için tercih edilir.
UHB ISO/DIN AISI Kimyasal
Bilesim Teslim Sertiği NIMAX Patent Özel Alaşım 38-40HRc
CALMAX (Krom-Molibden-Vanadyum Alaşımlı Takım Çeliği): Yüksek Tokluk. İyi Aşınma Direnci. Yüksek Sıvanma Direnci, Kaynak Yapılabilme ve Alevle Sertleşebilme Özelliklerine sahip özgün bileşimli (Patent) takım çeliği. Uzun ömür beklenen plastik kalıplarında; sert plastiklerin enjeksiyonunda kullanılır.
UHB ISO/DIN AISI C Mn Cr Mo V Si Teslim Sertliği CALMAX Patent Patent 0.6 0.8 0.4 0.5 0.2 0.35 200HRB
PRODAX (Önsertleştirilmiş Al Alaşımı): Hafiflik, çok iyi işlenebilirlik, Homojen sertlik, yüksek ısıl iletkenlik, Yüksek korozyon direnci, İyi parlatılabilirlik sağlar. Prodax, kısa ve orta ömürlü plastik kalıpları ile prototip kalıpları için ideal bir malzemedir.
UHB ISO/DIN Mn Mg Cr Zn Cu Al Teslim Sertliği Prodax 3.4345 0.1 2.6 0.13 4.3 0.7 kalanı 164-168 HRB
CORRAX (Çökelme İle Sertleşebilir Paslanmaz Takım Çeliği): Hem yüksek aşınma direnci hem paslanmaz çelik olma özelliğiyle birlikte çok iyi parlatılabilirliği hem de 50 HRc'ya kadar sadece % 0.08 Ölçü Değişimi ile sertleştirilebilir olması sayesinde, her türlü plastik kalıpçılığına uygun bir malzemedir.
Cam elyafı takviyeli plastiklerin sert aşındırıcı plastiklerin şekillendirilmesinde enjeksiyon kalıplarında kullanılır. Çok ince cidarlı parçalarda, yüksek ölçü hassasiyeti istenen parçaların kalıplarında kullanılır.
UHB ISO/DIN C Si Mn Cr Ni Mo Al Teslim sertliği Corrax Patent 0.03 0.3 0.3 12 9.2 1.4 1.6 34 HRc
HOLDAX (Önsertleştirilmiş Cr-Mo Alaşımlı Takım Çeliği): 30-35 HRc'ye önsertleştirilmiş buna rağmen çok iyi işlenebilirlik gösteren, Homojen Sertlik Nitrürleme ile, Alev ve İndüksiyon ile Yüzey Sertleşebilme özellikleri gösteren hamil çeliği. Ayrıca destek plakaları, pres takımlarında da kullanılır. Ancak yüksek yüzey kalitesi istenmeyen uygulamalarda da kalıp çekirdeği olarak kullanılması mümkündür.
Plastik enjeksiyon kalıplarında kalıp hamili ve enjeksiyon plakası, ayrıca parlak yüzey istenmiyorsa kalıp çekirdeği olarak da kullanılmaktadır.
UHB ISO/DIN AISI C Si Mn Cr Mo S Teslim Sertliği Holdax 1.2312 4130-35 0.4 0.4 1.5 1.9 0.2 0.07 290-330HRB
ORVAR SUPREME(Sıcak İş Takım Çeliği): Sert ve takviyeli plastiklerin enjeksiyon kalıpları ile sıcak yolluklarda çok iyi parlatılabilir bir takım çeliği olarak ısıl işlem yapılarak kullanılır. Ayrıca plastik enjeksiyon makinalarında (ıslah edilmiş ve nitrürlenmiş olarak) kovan ve vida olarak kullanılır.
UHB ISO/DIN AISI C Si Mn Cr Mo V Teslim Sertliği iletkenliğe sahip. 190 HB'e serleştirilmiş Bakır-Berilyum alaşımıdır. Enjeksiyon ve şişirme kalıplarında çekirdek malzemesi ve aşınan bölgelerde kullanılır.
HB Be Ni Cu Teslim Sertliği
Protherm 0.4 1.8 Kalanı 190 HRB
Takım Çelikleri;
Uygulama Önerileri: