Taşlama Taşları

Taşlama taşları bağlayıcılı aşındırıcı takımlar arasında yer alır. Bu takımlar kesme işlemini yapan aşındırıcı tanecikleri bir arada tutan yumuşak bir bağlayıcı matris içerir. Bağlayıcı türü aşındırıcı taneciklerin arasındaki boşlukların gözenekli, bağlayıcıyla kısmen dolu ve bağlayıcıyla tamamen dolu şekilde olabilir. Bu takımların özellikleri ve performansı aşındırıcının malzemesine, tane büyüklüğüne, bağlayıcının malzemesine ve boşluk miktarına bağlıdır.

Çeşitli bağlayıcı malzemesi ve bileşiminden dolayı çok geniş bir boyut aralığında ve farklı tipte taneden oluşan taşlama taşları üretilebilmektedir. Yaygın kullanılan taşlar silisyum karbür veya aluminyum oksit aşındırıcıların vitrifiye yada reçine bağlayıcılardan oluşur. Kübik bor nitrürlü (CBN) yada elmas taşlar ise reçine, vitrifiye ve metal bağlayıcılardan oluşmaktadırlar. Geleneksel aşındırıcılı taşlarda oluşan kompozit yapı taşın tamamını oluşturmakta iken, CBN gibi süper aşındırıcılı taşlarda ise maliyeti azaltmak için aşındırıcı yapının miktarı metal veya plastik bir göbek kullanılarak azaltılmaktadır.

3.3.1 Taşların yapısal özellikleri

Aşındırıcı malzeme, bağlayıcı ve boşluk miktarı taşların sertliğini ve yapısını değiştirmektedir. Taşın sertliği ile aşındırıcı sertliği aynı anlama gelmemektedir. Taşın sertliği taşlama süresince aşındırıcı taneciklerin taş bünyesinde tutulabilme derecesini ifade etmektedir. Bağlayıcı miktarı arttırılarak boşluğun azaltılması sertliği arttırmaktadır. Taşlama işlemi için taş sertliği taneciklerin aşından kopmasını engelleyecek kadar sert, körelen tanecikleri tutmayacak kadar yumuşak seçilmesi gerekmektedir. Taş sertliği işlenen parçanın yüzey kalitesini etkileyen önemli bir parametredir. Taşların sertliği harf ile gösterilir ve Z’ye doğru gittikçe taşın sertliği giderek artmaktadır.

Süper aşındırıcılarda da taş sertliği bağlayıcının dayanımını ve sertliğini bağıl olarak belirler. Ancak süper aşındırıcılı taşlar reçine ve metal bağlayıcılı olduğu için gerçekte boşluksuz olarak üretilirler ve taşın sertliği bağlayıcı malzemesi değiştirilerek sağlanmaktadır.

Taşların işaretlenmesi için kullanılan yapı numarası aşındırıcı tanelerin hacimsel olarak taş içindeki miktarını göstermektedir. Yükselen numaralar taş içindeki aşındırıcı miktarının az olduğunu göstermektedir.

Süper aşındırıcılılı taşlarda geleneksel taşlardan farklı olarak “konsantrasyon” terimi kullanılmaktadır. 4.4 karat/cm3 aşındıcı içeren bir taşın konsantrasyonu 100 olarak kabul edilerek, farklı taşlar için konsantrasyon hesaplanır. Elmas aşındırıcılar için geliştirilen bu ölçeğin konsantrasyon numarası dörde bölündüğünde hacimsel olarak taşın içindeki elmas miktarı hesaplanır. Reçine ve metal bağlayıcı içeren süper aşındırıcıların konsantrasyon değerleri 50 ile 150 arasında değişir bu konsantrasyon değerleride elmas için hacimsel olarak sırasıyla %12.5 ile %37.5’ e karşılık gelmektedir.

3.3.2 Aşındırıcı tane malzemesi

Aşındırıcı tane malzemeleri geleneksel aşındırıcılar ve süper aşındırıcılar olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.

3.3.2.1Geleneksel aşındırıcılar

Geleneksel aşındırıcılar alüminyum oksit (Al2O3) ve silisyum karbür (SiC) olmak üzere ikiye ayrılır. Geleneksel aşındırıcılardan Al2O3 granüler özelliklerini ve taşlama davranışlarını etkileyen farklı tiplerde üretilebilirken, SiC iki farklı tipte üretilebilmektedir. Farklı taşlama işlemleri için bu farklı özellikteki aşındırıcılar kullanılabilmektedir. Taşlama da tanecik seçimi yapılırken genel özellikler tokluk, sertlik ve kırılganlıktır. Tokluk darbeli taşlama için uygundur. Yüksek kırılganlıktaki taneler ise sürekli kırılıp yeni keskin köşelerin oluşmasına sebep oldukları için sadece hassas taşlama işlemlerinde kullanılmaktadır. Sert tanelerde diğer tanelere göre daha kırılgandır.

Sertlik, kırılganlık ve tokluk dışında aşındırıcı seçilirken taş ve aşındırıcı arasındaki kimyasal etkileşimde seçim kriterlerinden biridir. Örneğin SiC dökme demirler hariç çelikler, Ni ve Ti içeren C ilgisi yüksek malzemelerin taşlanmasında kullanılmamaktadır. Ayrıca paslanmaz çeliklerin taşlanmasında paslanmaz çeliklerin yüzeyinde meydana gelen krom oksitlerin aluminyum oksit ile etkileşmesinden dolayı paslanmaz çeliklerin taşlanmasında Al2O3 kullanılmamaktadır [54].

Geleneksel aşındırıcılı taşların standart işaretleme sisteminin tablosu Şekil 3.3’te görülebilir. Buradaki A veya C sembolü aşındırıcı malzemesinin alüminyum oksit (A) veya silisyum karbür (C) olduğunu göstermektedir. Aşındırı tane boyutu ise kaba, orta, ince ve çok ince olmak üzere dört sınıfa ayrılmıştır. Her bir sınıf belirli rakamlar ile ifade edilmektedir. Derece ise taşların sertliğini göstermektedir ve A dan Z’ye doğru gidildikçe taşların sertliği artar.Taşların işaretlenmesi için kullanılan yapı numarası aşındırıcı tanelerin hacimsel olarak taş içindeki miktarını göstermektedir. Yükselen numaralar taş içindeki aşındırıcı miktarının az olduğunu göstermektedir. Bağlayıcı malzemesi de bir harf ile ifade edilmektedir. Bağlayıcı ile ilgili ilave bir açıklama verilmek istenirse, ilave bir notasyonda kullanılabilmektedir.

Şekil 3.3 :Geleneksel aşındırıcılı taşların işaretleme sistemi [1]. 3.3.2.2Süper aşındırıcılar

Süper aşındırıcılar elmas ve kübik boron nitrür (CBN)’den oluşmaktadır. Elmas hem doğal hemde yapay olarak elde edilebilir ancak taşlamada yapay elmas kullanılmaktadır. CBN ise yapay olarak elde edilmektedir.Elmas aşındırıcı taneler atmosferden korunmak ve bağlayıcı içinde tutunmayı arttırmak için nikel ile kaplanırlar.

Elmas çok yüksek sertliğe sahip olmasına rağmen karbona olan ilgisi ve yüksek sıcaklıklardaki kararsızlığından dolayı demir esaslı malzemelerin taşlanmasında kullanılmaz. CBN malzemenin yüksek sıcaklık kararlılığı ise elmastan çok daha iyidir [54].

Şekil 3.4’te görülebileceği gibi süper aşındırıcılar için farklı bir işaretleme sistemi vardır. Aşındırıcı tipinde D elması, B ise kübik boron nitrürü ifade etmektedir. Aşındırıcı tane boyutu kaba, orta, ince ve çok ince olmasını ifade eden rakamlar ile ifade edilmektedir. Süper aşındırıcılılı taşlarda geleneksel taşlardan farklı olarak “konsantrasyon” terimi kullanılmaktadır. 4.4 karat/cm3 aşındıcı içeren bir taşın konsantrasyonu 100 olarak kabul edilerek, farklı taşlar için konsantrasyon hesaplanır.

Şekil 3.4 :Süper aşındırıcılı taşların işaretleme sistemi [1].

Elmas aşındırıcılar için geliştirilen bu ölçeğin konsantrasyon numarası dörde bölündüğünde hacimsel olarak taşın içindeki elmas miktarı hesaplanır. Reçine ve metal bağlayıcı içeren süper aşındırıcıların konsantrasyon değerleri 50 ile 150 arasında değişir bu konsantrasyon değerleride elmas için hacimsel olarak sırasıyla %12.5 ile %37.5’ e karşılık gelmektedir.

3.3.2.3Bağlayıcı malzemeleri

Geleneksel aşındırıcılı taşlarda reçine, seramik, kauçuk, şellak, oksiklorid, silikat olmak üzere altı tip bağlayıcı malzemesi vardır. Geleneksel aşındırıcılı taşların çoğu seramik bağlayıcı kullanır. Çapak alma ve ağır çalışma şartlarında yüksek dayanımı

ve tokluğu nedeniyle bağlayıcı olarak reçine kullanılmaktadır. Kauçuk bağlayıcılar ise ince kesme taşlarında ve puntasız taşlamada ayar çarkı olarak kullanılmaktadır. Süper aşındırıcılı taşlar ise metal, seramik ve reçine bağlayıcılar kullanmaktadır. Süper aşındırıcılarda en yaygın kullanılan bağlayıcı malzemesi reçinedir. Seramik bağlayıcılar ise genellikle CBN taşlarda kullanılmaktadır ve giderek yaygınlaşmaktadır. Metal bağlayıcılar ise sinterlenmiş bronzdan toz metalurjisi ile üretilmektedir.