Kalıp Parçaları (Soğuk iş kalıpları)

Soğuk İş Kalıpları PVD Kaplama

Kalıp sektöründeki yüksek hızda üretim beklentileri, aşınmaya daha dirençli kalıp malzemesi, proses ve kaplama geliştirilmesini gerekli kılmaktadır.

Zorlaşan çalışma koşulları kaplama ihtiyacını arttırmaktadır. Bu gereklilik aşağıdaki koşullara bağlı şekillenmektedir:

  • Özellikle otomotiv ve beyaz eşya sektöründe daha yüksek mukavemete ve korozyon dayanımına sahip sacların kullanımı yaygınlaşmıştır
  • Daha hızlı üretim için pres hızları arttırılmıştır
  • Progresif kalıplarda adım sayısı azaltılmaktadır; yani her kademede parçadaki deformasyon miktarı artmaktadır. Bu da aşınma hızını arttıran bir etkendir
  • Çevresel faktörler nedeniyle yağlayıcılar kısıtlanmakta ve bunun sonucu yağlama miktarı ve verimi azaltılmaktadır

Genel olarak sıvama, form, derin çekme ve kesme-delme kalıpları üzerine PVD kaplama uygulanarak, yüksek yüzey sertliği, yüksek aşınma direnci ve düşük yüzey sürtünme katsayısı hedeflenmektedir. Tüm bu beklentileri aynı anda en üst düzeyde karşılayan tek çeşit kaplama mevcut değildir. Bu nedenle pres özellikleri, kalıp çeliğinin türü, kullanılan sacın özellikleri, presin yağlama koşulları ve kalıp parçalarının baskın aşınma karakteristiği incelenmeli ve bu bulgular doğrultusunda hangi kaplama çeşidinin daha uygun olacağı belirlenmelidir.

Soğuk iş kalıp parçalarında meydana gelen genel aşınma-hasar mekanizmaları ve bu mekanizmalara göre tercih edilmesi gereken kaplama nitelikleri yandaki tabloda özetlenmiştir.

Hata mekanizmasıKaplamadan beklenen baskın özellik
Abrazif Aşınma (Çizilme, yolunma, serbest yüzeyde aşınma, keskin köşede körelme)Yüksek sertlik ve tokluk
Adhesif aşınma (Sarma, sıvanma, serbest yüzeyde yapışmalı aşınma, keskin köşeye iş parçası yapışması)Düşük sürtünme katsayısı, yüksek yüzey kayganlığı
Ağız dökülmesi, çentiklenme, kırılmaYüksek tokluk ve sertlik, kaplama öncesi doğru ısıl işlem
Plastik deformasyon (Şekil değişimi, kırılma, kütlesel hasar)Tokluğu, sertliği ve mukavemeti yüksek kalıp çeliği ve kaplama seçilmesi, kaplama öncesi doğru ısıl işlem

Kaplama Öncesi Isıl İşlemin Önemi

PVD kaplamalar tabakalı kompozit ince film yapıda olduğu için, mekanik yükler altında taban malzemeyle birlikte hareket etmekte ve tek bir yapı davranışı sergilemektedir. Bundan dolayı taban malzemenin yeterli sertliğe ve tokluğa sahip olması ve kaplama filmini desteklemesi, kaplamanın çatlamaması açısından kritik öneme sahiptir.

Bu sebeple kaplamanın yeterli dayanıklılığa sahip olabilmesi için taban malzemenin uygun ısıl işlemlere tabi tutularak, kaplamayı destekleyecek sertlik ve tokluk özelliklerinin kazandırılması gereklidir. Yumuşak taban malzemenin yük altında kaplama çatlamalarına yol açması yandaki tabloda gösterilmiştir.

PVD kaplama öncesi ısıl işlem önemi

Kalıp Parçaları | Soğuk İş Kalıpları PVD Kaplama Çeşitleri

Kaplama AdıKimyasal BileşimSertlik (HV)Sürtünme katsayısıKalınlık (μm)Bozunma Sıcaklığı (°C)RenkÖzellikler
Super TiNTiN bazlı26000,402 – 5600Altın SarısıGenel amaçlı kullanım, geniş uygulama alanı, tüm mekanik-kimyasal özellikler orta seviyede
AntrazitTiCN bazlı38000,251 – 4400Eflatun-GriYüksek sertlik, düşük sürtünme katsayısı
Zafir PlusAlTiN bazlı36000,551 – 4900Siyah-MorYüksek sertlik, yüksek oksidasyon direnci, yüksek sıcak sertlik
Moldex ExtraCrN bazlı24000,352 – 10700Gümüş GriDüşük sürtünme katsayısı, yüksek yüzey kalitesi, çok yüksek kaplama tokluğu, kalın uygulanabilme
AlternaZrN bazlı30000,301 – 5450Açık SarıMükemmel yüzey özellikleri, çok yüksek adhesif aşınma, yapışma, sarma direnci
PotentaTiCrN bazlı30000,301 – 7600Altın SarısıMükemmel yüzey özellikleri, düşük sürtünme katsayısı, yüksek sertlik, iş parçası yapışmasına, sarmaya dayanıklı
Lubrica TriboAlCrTiN bazlı37000,302 – 10900Mavi-GriDüşük sürtünme katsayısı, yüksek sertlik, yüksek tokluk, yüksek sıcaklık dayanımı, yüksek sıcak sertlik

*: Sürtünme katsayısı çeliğe karşı ölçülmüştür

Hangi Kaplamayı Seçmeliyim