Talaşlı İmalatta Kullanılan Kesme Sıvıları

  • Kesme sıvılarının ve metal kesme tekniklerinin gelişimi, makine tasarımı ve kesici takım malzemeleri ile paralel gelişme göstermiştir.
  • Bir kesme sıvısının, kaliteli bir kesme işleminin yerine getirilebilmesi için ortaya koyması gereken şartlar şunlardır:
  1. Tatminkâr bir kesme hızını sağlaması (hızlı üretim)
  2. Yüzeyi düzgün bir mamul üretimine imkân vermesi
  3. Ekonomik kesici takım ömrünün temini
Talaşlı Üretimde Kesme Sıvısı Kullanımı
  • Bu şartları yerine getirebilmesi büyük ölçüde kesme operasyonunun doğasına bağlıdır.
  • Hız, ilerleme, uygulanan kesme derinliği, kullanılan kesici takımın türü ve en önemlisi işlenen metalin metalürjik özelliklerine bağlıdır.
  • Bu konunun bütün bir tartışması, sürtünme etkisi, basınç, sıcaklık değişimi, ısı akışı, iç gerilmeler vs. gibi talaş kaldırma fiziğinin esaslarıyla ilgilidir.
  • Ayrıca kesme sıvısı iş parçası ve tezgâh üzerinde meydana gelebilecek pası önlemelidir.
  • Duman yapmamalı ve kötü bir kokusu olmamalı, çabuk bozulmamalı, zararlı herhangi bir madde içermemelidir.

Kesme Sıvılarının Görevleri

  • Talaşlı imalat sürecinde karşılaşılan problemlerin çözümünde kesme sıvısı ve uygulanma şekli önem arz etmektedir.
  • Çünkü bu süreçte, kesme sıvıları kesme bölgesinde oluşan ısıyı düşürürken, yağlama etkisi ile takım-talaş ara yüzeyindeki sürtünmeyi azaltır.
  • Çıkan talaşın kesme bölgesinden uzaklaşmasına da yardımcı olur.
  • Bu şekilde kesme sıvıları takım ömrünün uzamasını ve ürün kalitesinin artmasını sağlar.
  • Talaşlı imalat sürecinde kesme sıvılarının asıl görevi soğutma, yağlama ve çıkan talaşı uzaklaştırma sayesinde sıcaklığı kontrol altında tutmaktır.
  • Ancak bu sıvılar başka önemli işlevleri de yerine getirmektedir. Bu işlevlerin başlıcaları şu şekilde sıralanabilir:
    • Takımı ve iş parçasını soğutmak,
    • Takım-talaş ve takım-iş parçası ara yüzeyini yağlamak,
    • Çıkan talaşı uzaklaştırmak,
    • Korozyonu engellemek,
    • Kaynak oluşumunu engellemek (+ + )
    • Güç sarfiyatını düşürmek (+ + )
    • Takım ömrünü ve verimliliğini artırmak (+ + +)
    • Çıkan talaş biçimini değiştirmek (+ + +)

Soğutma Etkisi

  • Bütün talaş kaldırma işlemleri yüksek miktarda ısı oluşumuna neden olur.
  • Kesme hareketi sırasında oluşan ısı; kesici takım ucunda metalin plastik deformasyonundan ve takım-talaş ara yüzeyi boyunca kayan talaşın sürtünmesinden dolayı oluşur.
  • Talaşlı imalat sırasında uygulanan kesme sıvısı ısıyı kesici takım-is parçası ara yüzeyinden uzaklaştırmaktadır.
  • Bu soğutucu etki, takımların akma dayanımının düşmesini sağlamakta ve aşınmanın başladığı kritik sıcaklığı aşmasını geciktirmektedir.

Yağlama Etkisi

  • Kesme sıvısının diğer bir önemli görevi takımı, iş parçasını ve talaşı yağlamasıdır.
  • Yağlayıcılık bağıl hareket halinde bulunan iki yüzey arasında bir film oluşturarak ve sürtünme katsayısını azaltarak hareketi kolaylaştırmak ve bağıl hareket halindeki yüzeylerin aşınmasını engellemektir.
  • Çoğu kesme sıvısı sürtünmeyi azaltarak belli bir malzemeyi işlemek için gereken güç miktarını düşürür.
  • Bu, sadece enerji tasarrufu anlamına gelmemektedir; ayrıca daha az güç, daha az ısı oluşumu demektir.
  • Daha az ısı oluştuğunda da takımın ömrü artar ve iş parçasının yüzey bütünlüğü korunur.

Talaşı Kesme Bölgesinden Uzaklaştırma Etkisi

  • Kesme sıvılarının önemli işlevlerinden biri de talaşı kesme bölgesinden uzaklaştırmak, aynı zamanda talaşı soğutmak ve toz gibi küçük parçacıkların havaya karışmasını önleyerek sıvının içinde kalmasını sağlamaktır.
  • Bitirilmiş yüzeyin bozulmasını önlemek için, işleme sırasında kesme bölgesinin oluşan talaşlardan sürekli olarak temizlenmesi gerekmektedir.
  • Kesme sıvısı sayesinde talaşın takım ile is parçası arasında sıkışması önlenerek, yüzeyde oluşabilecek çiziklerin önüne geçilmiş ve yüzey kalitesinin bozulması da engellenmiş olur.
  • Yüksek basınçlı soğutma sistemlerinde sıvı bir talaş kırıcı rolü oynarlar.
  • Talaşın arkasından yapılan püskürtme talaşı soğutmakla kalmayıp aynı zamanda talaşın küçük parçalara ayrılmasını da sağlar.
  • Yüksek basınçta takım içinden uygulama, özellikle delmede iki kat fayda getirir. Talaşın soğutulması ve küçük parçalara ayrılmasının yanında, delikten hızlı bir şekilde dışarı atılması da sağlanır.
  • Böylece delikte oluşabilecek çizilmeler ve talaşın takım helislerinin içinde sıkışma ve tıkama yapmasından kaynaklanabilecek sürtünmenin oluşturacağı fazladan ısı oluşumu azaltılmış olur.

Korozyonu Engelleme Etkisi

  • Kesme sıvıları bir miktar korozyon koruması özelliği sunmalıdır.
  • Demir esaslı malzemelerin işlenmiş yüzeyi, koruyucu tabakanın ortadan kalkmasından dolayı hızlı bir şekilde paslanma eğilimi gösterir.
  • İyi bir kesme sıvısı, paslanmayı önleyerek tezgâh parçalarının ve iş parçasının zarar görmesini engeller.
  • Ayrıca talaş üzerinde koruyucu bir tabaka oluşturarak, bakımı zorlaştıran topaklanma ve cüruf gibi oluşumların da önüne geçilir.

Kesme Sıvılarının Sınıflandırılması

  • Kesme sıvıları kimyasal bileşimlerine göre kesme yağları ve su esaslı kesme sıvıları olarak ikiye ayrılabilir.
  • Su esaslı kesme sıvıları ise kendi içinde; çözülebilir yağlar, yarı sentetik ve sentetik kesme sıvıları olarak sınıflandırılabilir.

Kesme yağları

  • Kesme yağları, su katılmamış mineral, hayvansal, bitkisel ve sentetik yağlardır.
  • Düşük maliyetlerinden dolayı petrol esaslı mineral yağlar, hafif çözücüler, nötr yağlar ve ağır yağlar sıkça kullanılan yağlardandır.
  • Kesme yağları kararlıdır ve iyi bir pas koruyuculuğu sağlar.
  • Yüksek hızdaki işlemlerde uygulanabilirliği düşüktür, çünkü duman ve yangın oluşumu riski vardır.
  • Cilt hastalıklarına ve başka sağlık sorunlarına yol açabilirler.
  • Genel olarak düşük kesme hızlarındaki işlemlerde soğutucu özelliği daha az önemli olduğu için kesme yağları kullanılır.
  • Kesme yağları, soğutucu özelliklerinden çok yağlayıcı özellikleriyle etkilidirler.
  • Taşlama ve honlama gibi işlemlerde su bazlı sıvılara göre daha iyi yüzey kalitesi ve daha düşük yüzey hasarı sağladıkları için yaygın olarak kullanılırlar.
  • Genel olarak düşük kesme hızlarındaki işlemlerde soğutucu özelliği daha az önemli olduğu için kesme yağları kullanılır.

Su esaslı kesme sıvıları

  • Su esaslı kesme sıvıları sulu emülsiyonlar ve su içinde yağ çözeltileridir.
  • Kesme yağlarına göre daha düşük bir yağlama sağlarlar ancak daha iyi bir soğutma ve talaş uzaklaştırma işi görürler.
  • Su, mineral yağlara göre iki-üç kat daha hızlı bir soğutucudur ve iki kattan fazla ısı tutar.
  • Genellikle yüksek kesme hızları gerektiren işlemlerde kullanılırlar.
  • Üç temel tipi vardır. Bunlar:

1) Çözülebilir yağlar,  2) Yarı sentetik k.s.  3) Sentetik k.s.’dır

1) Çözülebilir yağlar:

  • Çözülebilir yağlar (emülsiyonlar ya da suda çözünen yağlar) %60-90 petrol veya mineral yağ, emülsiyon yapıcılar ve diğer katkıları içerir.
  • Bir miktarı suyla karıştırılarak kesme sıvısı oluşturulur.
  • Su:yağ oranı 30:1
  • Çözülebilir yağlar, su ve yağ karışımları oldukları için iyi bir soğutma ve yağlama özelliği gösterirler.
  • Ayrıca çözülebilir yağlar tezgâhın hareketli parçalarının üzerinde bir yağ filmi bırakarak, makine yağı ve kızak yağının emülsiyon oluşturmasını engellerler.
  • Bu özelliklerinin yanında pas önleme özelliğine de sahiptir.
  • Mikrobik saldırılara duyarlılıkları, duman oluşumuna yatkınlıkları, cilt hastalığı oluşturma riskleri ve atık problemi bu sıvıların olumsuz yanlarıdır.

2) Yarı sentetik kesme sıvıları

  • Yarı sentetikler çözülebilir yağlarla kimyasalların bir karışımıdır.
  • %2%30 oranında küçük taneli mineral yağ içerirler.
  • Kalan oranı ise esas olarak emülsiyon yapıcılar ve su oluşturur.
  • Korozyon önleyici, yüksek basınç katkısı ile bakteri ve mantar önleyiciler de diğer katkılardır.
  • Yarı sentetiklerin ıslatma kabiliyetleri yüksektir, ısıyı hızlı bir şekilde uzaklaştırabilirler ve atık olarak uzaklaştırılmaları kolaydır.
  • Ayrıca bu sıvılar küçük emülsiyon taneleri ve daha düşük mineral yağ oranları sayesinde bakteri oluşumuna karşı da dayanıklıdır.
  • Ancak su sertliği, yarı sentetik kesme sıvılarının kararlılığını etkiler ve çökelti oluşumuna neden olabilir.
  • Ayrıca kimyasal katkılardan dolayı köpürme oluşumu da daha kolaydır.
  • Genelde çözülebilir yağlara göre daha düşük bir yağlayıcılıkları vardır.

3) Sentetik kesme sıvıları:

  • Sentetik kesme sıvıları, su esaslı kesme sıvısı içine sadece kimyasallar eklenerek elde edilir.
  • Petrol veya mineral yağ içermez.
  • İçeriğinde kimyasal yağlayıcılar, yüksek basınç katkıları, pas önleyici katkılar ve bakteri önleyiciler bulunur.
  • Bu sıvıların yüksek soğutma kabiliyetleri ve korozyon önleme özellikleri vardır.
  • Ayrıca sentetikler, iyi bir yüzey kalitesi sağlar.
  • Soğutma kabiliyetlerinin iyi olması nedeniyle fazla ısının oluştuğu yüksek kesme hızlarında kullanılırlar.
  • Dumansız bir ortamın gerektiği ve köpük oluşumunun istenmediği uygulamalarda da bu sıvılar çözülebilir yağlara tercih edilir.
  • Ancak yağ içermedikleri için yağlayıcılıkları daha düşüktür.
  • Yağlayıcılığı ve ıslatmayı sağlamak için eklenen katkılar, kızak yağı ve diğer yabancı yağlarla emülsiyon oluşumuna neden olarak sert kalıntıların oluşumuna neden olabilir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir