Bu Yazıyı Dinleyebilirsiniz….

CNC işleme süreçleri için kesme sıvıları

Kesme sıvıları, metal ve diğer işleme süreçleri için hazırlanan ve işlem sırasında yağlama ve soğutma görevi gören maddelerdir. Uygulama genellikle işleme süreci devam ederken gerçekleştirilir. Ek olarak uygulamaları, akıtma, püskürtme, sis vb. yöntemler kullanılarak gerçekleştirilir.

Kesme Sıvısı Türleri

Bileşik, kaynak ve uygulama yöntemlerine göre farklı türlere sahiptir. Sınıflandırma genel olarak aşağıdaki şekildedir.

Çözünür yağlar (emülsiyonlar)

Mineral yağın suya %1 ila %20 oranında eklenmesi ile oluşan kararlı emülsiyonlardır. Bu yağları oluşturan diğer bileşenler ise şunlardan oluşmaktadır:

• Suyun yüzey gerilimini düşürmesini ve yağ damlacıkları ile suyun karışmasını sağlayan sodyum sülfonat gibi emülgatörler,
• Bağlayıcı maddeler gibi hareket ederek korozyon direncine katkı sağlayan maddeler,
• Bakteri üremesine engel olan biyositler,
• Yağlama performansını artıran aşındırıcı önleyici maddeler.

İşleme uygulamalarında kullanılan en ucuz ve yaygın kesme sıvısı türü çözünür yağdır. İyi soğutma ve ortalama yağlama özelllikleri sunmalarının yanı sıra hafif kesme işlemleri için çok uygun kesme sıvılarıdır.

Düz yağlar

Düz yağlar, su eklenmeden kullanılan ve emülsifiye özellikte olmayan mineral yağlardır. Ayrıca geçmişte hayvansal ve bitkisel yağlar metal kesme işlemlerinde saf yağlayıcılar olarak tercih edilmiş ve biyobozunurlukları onları çevre dostu bir çözüm haline getirse de maliyetleri ve hızlı ayrışmaları nedeniyle artık sadece yağlamayı iyileştirici olarak petrol ve mineral yağlara katkı olarak kullanılır.

Ham petrolün rafine edilmesi ile elde edilen mineral yağlar, takım aşınmasını azaltmak için aşırı basınç katkı maddelerinden klor, fosfor ya da kükürt gibi katkı maddeleri içerebilirler.

Sentetik sıvılar

Su bazlı olan sentetik sıvılar, mineral ve petrol bazlı yağlara rakiptir. Ek olarak organik ya da inorganik kimyasal bileşiklerin katkı maddeleri ile suda çözünmesi sentetik sıvıların üretiminde kullanılan yöntemdir. Katkı maddeleri içerisinde yağlayıcı maddeler, pas önleyiciler ve korozyon önleyiciler yaygın olarak yer alır. Tüm katkı maddeleri, su içeriğinin yağlama performansını düşürmesini önlemek için kullanılmaktadır.

Yarı sentetik sıvılar

Yarı sentetik sıvılar, su bazlı sıvıların ve çözünür yağ emülsiyonlarının sentetik sıvılarla bir kombinasyonudur.  Ayrıca %5-50 oranında mineral yağ karışımı, katkı maddesi ve suda çözündüğünde 0,1-0,01 mm partikül büyüklüğünde kimyasal bileşikler oluşmasına neden olan kimyasal bileşikler yarı sentetik sıvıların içeriğini oluşturmaktadır. Ayrıca hem çözünür yağın hem de sentetik sıvıların özelliklerine sahiptir.

CNC işleme proseslerinde kesme sıvılarının işlevleri

Soğutma

Talaşlı imalat işlemleri esnasında kesici takım ve parça yüzeyi arasında gerçekleşen sürtünme, parça, kesici takım ve talaşlarda ısı üretimine neden olur. Kesme bölgesinde metalin deformasyonu da ısı üretiminin bir nedenidir. Isı üretiminin kontrol edilememesi nedeniyle oksidasyon gibi kimyasal reaksiyonlar, termal genleşme, yüzeylerin kaynaklanması ve benzeri pek çok olumsuz etkiyle karşılaşılmaktadır. Dolayısıyla kesme sıvıları, takım ve parçanın soğutulmasına ve daha önce bahsettiğimiz olumsuz etkilerin önlenmesine olanak tanır.

Yağlama

İşleme sırasında üretilen ısının ana kaynağı pek tabiidir ki sürtünmedir. Ek olarak ısı ve sürtünmenin birleşmesi ile yüzeylerin birbirine kaynaklanma eğilimi artar. Kesme sıvıları kullanıldığında, talaş ve takım arasında oluşan ince bir tabaka sürtünmeyi azaltırken aralarındaki teması da etkili bir şekilde azaltır. Yağlama ayrıca, kesici takımın aşınmasını ve sürecin tükettiği enerji miktarını da azaltır.

Korozyon önleme

Kesme sıvılarının içerdiği pas ve korozyon inhibitörleri, makine parçalarının ve işlenmiş yüzeylerin korozyon direncini artırmaktadır. Mineral yağ içeren kesme sıvıları, açıkta kalan yüzeylerin çevresini ince bir koruyucu katman ile kaplayarak oksidasyonu engeller.

Takım ömrünün iyileştirilmesi

Isı, sürtünme, aşınma, korozyon ve paslanma, takım ömrünü etkileyen en önemli etkenlerdir. Kesme sıvıları bu etkenleri önemli ölçüde azaltarak takım ömrünün uzamasına katkıda bulunmaktadır.

Talaşların çıkarılması

Talaşlar, özellikle frezeleme ve delme gibi işleme süreçleri esnasında kesme bölgesi çevresinde birikir ve kesim işlemini engelleyebilirler. Kesme sıvıları, asli görevlerinin yanı sıra talaşları kesme bölgesinden uzaklaştırmak için de kullanılır.

Yüzey kalitesinin iyileştirilmesi

Kesme sıvıları, parçanın termal genleşmesi ve özellik değişikliği yaşanmasını engelleyerek parçanın iyi bir yüzey kalitesi ile işlenmesine yardımcı olur.

Kesme sıvısının özellikleri

Aşağıda yer verdiğimiz özellikler, iyi bir kesme sıvısının sahip olması gereken özelliklerin bazılarıdır:

Yüksek termal iletkenlik

Bir maddenin ısıyı ne kadar iyi ilettiğinin bir ölçüsü olan termal iletkenlik kesme sıvıları temelinde, ısıyı parçadan ve takımdan ne kadar iyi ulaştırabildiğinin bir ölçüsüdür.

Yüksek ısı kapasitesi

Kesme sıvısının ısınmadan ya da kaynamadan önce ne kadar sıvı emebildiği, ısı kapasitesinin yüksekliği ile doğru orantılıdır.

Düşük viskozite

Bir kesme sıvısının düşük viskoziteye sahip olması daha kolay akış sağlayacağı anlamına gelir. Ayrıca talaşların sıvıya karışması ile oluşabilecek çamuru da engellmiş olur.

Aşındırıcı olmaması

İyi bir kesme sıvısı, işlenen parça ya da takıma zarar verecek şekilde aşındırıcı olmamalıdır.

Korozyon ve oksidasyon dayanıklılığı

Kesme sıvısının korozif olmaması ve parçaların paslanması ve oksidasyonunu engelleyebilmesi gerekir.

Toksik olmamalıdır

Kesme sıvıları hem insanlarla hem de çevre ile temas eder. Bu nedenle bu olasılık göz önünde bulundurularak hem insan hem de çevre için toksik olmaması çok önemlidir.

Kimyasal olarak reaktif olmamalıdır

Kesme sıvısı temas ettiği yüzey ile kimyasal reaksiyona girerse, bu yüzeylere zarar vermenin yanı sıra sıvının özeliklerini de bozar.

Kokusuz olmalıdır

Makine veya işlenmiş parçalarda kalıcı bir koku kalması istenen bir durum değildir. Bu nedenle tercih edilen kesme sıvısının kokusuz olmamasına dikkat edilmelidir.

Yeterince açık (şeffaf)

Kesme sıvısı, işlenen parçanın görüşünü engellemeyecek şekilde berrak olmalı, operatörün görüşten kaynaklı hata yapmasına sebep olmamalıdır.

İstikrar

Kesme sıvıları atölyelerde yoğun olarak kullanılan malzemelerdir ve bu nedenle depolanmaları gerekir. Ayrıca kullanılan ve depolanan kesme sıvılarının hızla bozulmaması gerekir.

CNC İşlemede Kesme Sıvılarının Uygulama Yöntemleri ve Kullanımı

Yukarıda bahsettiğimiz kesme sıvısı işlevleri, CNC işleme süreçleri için geçerlidir. Ayrıca kesme sıvılarının kullanıldığı farklı uygulama yöntemlerine sahip işleme süreçlerinden bahsetmek de mümkündür.

CNC Freze

CNC frezeleme işlemleri sırasında kesici takım hareketliyken işlenen parça sabittir. Dolayısıyla bu tip uygulamada kesme sıvısının en iyi kullanım şekli akıtmadır.

CNC delme

Kesme sıvılarının CNC delme işlemlerinde talaş kaldırma ve soğutma amacıyla kullanılmaktadır. Kenarlarda birikme gibi sorunların nadiren oluşması nedeniyle yağlama gereksizdir. Ek olarak kesme sıvısının CNC delme işlemlerinde jet uygulaması ile kullanılması tavsiye edilmektedir.

CNC tornalama

Çok yüksek hızlarda gerçekleştirilen CNC tornalama işleminde soğutma sıvısı kullanımı çok önemlidir. İşlem sırasında iş parçasının döndüğü hesaba katıldığında jet uygulaması, kesme sıvısı uygulanırken tercih edilmesi gereken yöntemdir.

CNC işleme süreciniz için doğru kesme sıvısını seçme

Kesme sıvısı tercihi yapılırken, kullanılan kesici takım tipi, işlenecek malzeme ve işleme operasyonu gibi çeşitli faktörler gözetilir.

Kesici alet tipi

Karbürden üretilen takımlar çok ısınabilirler ve bu nedenle takımın farklı parçaları farklı miktarlarda genleşerek termal şoka karşı daha duyarlı olma eğilimindedir. Bu tip takım tercihinde çok yüksek soğutma özelliğine sahip sentetik kesme sıvısı kullanılması önerilmektedir.

Karbür takımlar gibi yüksek hız çelikleri de ısınır ama ürettikleri ısı karbüre göre daha düşüktür. Dolayısıyla çözünür yağlar ve yarı sentetik sıvılar yüksek hız çelikleri için uygundur.

İş parçası malzemesi

Metaller, kesme sıvılarının kullanılmasını gerektiren en yaygın malzemelerdir. Aşağıda en çok işlenen metal türleri ve bu türlere uygun kesme sıvılarının bir listesini bulabilirsiniz.

• Çelik: Yağlayıcı katkı maddeleri içeren mineral yağlar
• Alaşımlı çelikler: Kükürtlü pirinç yağı veya madeni yağ
• Alüminyum: Aktif kükürt içermeyen çözünür yağlar veya mineral yağlar (aktif kükürt alüminyum yüzeyinde leke bırakır)
• Bakır: Çözünür Yağlar
• Paslanmaz çelikler: Mükemmel Aşırı basınç katkı maddeleri içeren mineral yağlar
• Dökme demir: Yok

Bu Yazımızı Okumuş Muydunuz? ▶▶▶▶ Takım İçi Soğutmanın Avantajları Nelerdir?

İşleme yöntemi

Nispeten yüksek hızlarda gerçekleştirilen torna, freze, şekillendirme ve delme gibi nispeten kolay uygulamaları yüksek düzeyde soğutma gereksinimine sahipken orta düzeyde yağlama ve aşırı basınç özellikleri gerekir. Ayrıca tüm bu nedenlerden ötürü, çözünür yağlar da bir tercih gibi görünse de sentetik sıvılar bu tür işleme yöntemlerinde en iyi tercihtir.

Öte yandan broşlama ve diş açma gibi zor işleme süreçlerinde iyi yağlama özelliği de bir gereksinim olarak ortaya çıkar. Ek olarak bu işlemler esnasında düşük hızlar ve yüksek basınçlar gereklidir. Dolayısıyla bu nedenler mükemmel yağlama ve aşırı basınç özelliklerini karşılayabilen kesme sıvılarının kullanılmasını gerektirir. Ayrıca aşırı basınç katkı maddeleri içeren mineral yağlar bu tür zor uygulamalar için en iyi tercihtir.