Kalıp Çeliklerinin Sınıflandırılması

Kalıp çelikleri, kalıp üretiminde kullanılan en kritik malzemelerden biridir ve çeşitli üretim süreçlerinde kalite, dayanıklılık ve performans açısından büyük önem taşır. Kalıp çelikleri, malzeme türlerine, sertlik derecelerine ve kullanım alanlarına göre sınıflandırılarak, doğru seçim yapılması sağlanır. Aşağıda kalıp çelikleri, bu üç kritere göre detaylandırılacaktır.

1. Kalıp Çeliklerinin Malzeme Türlerine Göre Sınıflandırılması

Kalıp çelikleri, alaşım bileşenlerine, ısıl işlem uygulamalarına ve kimyasal özelliklerine göre sınıflandırılır. Temelde soğuk iş çelikleri, sıcak iş çelikleri ve plastik kalıp çelikleri olmak üzere üç ana kategoriye ayrılır.

a) Soğuk İş Kalıp Çelikleri

Soğuk iş kalıp çelikleri, düşük sıcaklıklarda (200°C’yi geçmeyen sıcaklıklarda) yapılan işlem süreçlerinde kullanılır. Bu çelikler yüksek sertlik, aşınma direnci ve darbe dayanımı gerektiren uygulamalar için idealdir. En yaygın kullanılan soğuk iş kalıp çelikleri şunlardır:

• • • D2 Çelik (1.2379 / X153CrMoV12): Yüksek karbon ve krom içeriği ile sertliği ve aşınma direnci mükemmeldir. Sertlik değeri 58-62 HRC’ye kadar çıkabilir. Delme, kesme, bükme kalıplarında yaygın olarak kullanılır.
  • O1 Çelik (1.2510 / 100MnCrW4): Orta karbonlu, yağda sertleştirilen bir çelik türüdür. Sertlik derecesi 58-62 HRC arasında değişir ve mükemmel aşınma direnci sunar. Küçük seri üretim ve kesme kalıplarında tercih edilir.

b) Sıcak İş Kalıp Çelikleri

Sıcak iş çelikleri, yüksek sıcaklıklarda (300°C’yi aşan) çalışan kalıplarda kullanılır. Bu çelikler, yüksek ısıl dirence, iyi sertlik ve darbe dayanımına sahip olmalıdır. Aşırı sıcaklık altında stabil kalabilme kabiliyeti ile bilinirler.

• • • H13 Çelik (1.2344 / X40CrMoV5-1): En çok kullanılan sıcak iş çeliklerinden biridir. Sertlik derecesi 44-52 HRC arasındadır ve mükemmel ısıl dayanım, tokluk ve aşınma direnci sağlar. Döküm, ekstrüzyon ve sıcak dövme kalıplarında yaygın olarak kullanılır.
  • H11 Çelik (1.2343 / X37CrMoV5-1): H13’e benzeyen ancak daha yüksek tokluğa sahip olan bu çelik, sertlik derecesi 45-50 HRC civarındadır. Yüksek ısıl direnç ve darbe dayanımı ile dikkat çeker. Alüminyum döküm kalıplarında sıkça kullanılır.

c) Plastik Kalıp Çelikleri

Plastik kalıpların üretiminde kullanılan bu çelikler, plastik enjeksiyon kalıpları, şişirme kalıpları ve ekstrüzyon kalıplarında tercih edilir. İyi parlatılabilirlik ve korozyon dayanımı, plastik kalıp çeliklerinin temel özelliklerindendir.

• • • P20 Çelik (1.2311 / 40CrMnMo7): Plastik kalıp çelikleri arasında en yaygın olanıdır. Sertlik derecesi genellikle 30-35 HRC civarındadır ve ısıl işleme gerek duymadan kullanılabilir. Plastik enjeksiyon kalıplarında, özellikle büyük boyutlu kalıplarda tercih edilir.
  • 1.2738 Çelik (40CrMnNiMo8-6-4): P20 çeliğinin geliştirilmiş versiyonu olarak kabul edilir. Sertlik derecesi 30-36 HRC civarındadır ve özellikle derin parlatma gerektiren kalıplarda kullanılır.

2. Kalıp Çeliklerinin Sertlik Derecelerine Göre Sınıflandırılması

Kalıp çelikleri, ısıl işlem sonrası kazandıkları sertlik değerlerine göre de sınıflandırılır. Sertlik, malzemenin aşınma direnci ve dayanıklılığı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

a) Düşük Sertlikte Kalıp Çelikleri (HRC 30-40)

Bu gruptaki çelikler, daha esnek ve darbelere karşı dayanıklı olup, genellikle plastik enjeksiyon kalıplarında ve hafif yük taşıyan uygulamalarda kullanılır.

• • P20 Çelik: Sertliği genellikle 30-35 HRC aralığındadır. Plastik enjeksiyon ve döküm kalıplarında yaygın olarak kullanılır.

b) Orta Sertlikte Kalıp Çelikleri (HRC 40-50)

Orta sertlikteki çelikler, daha dengeli bir mukavemet ve aşınma direnci sunar. Hem soğuk iş hem de sıcak iş uygulamalarında kullanılabilir.

• • H13 Çelik: Sertliği 44-52 HRC aralığındadır. Yüksek ısı direnci gerektiren uygulamalarda tercih edilir.

c) Yüksek Sertlikte Kalıp Çelikleri (HRC 50 ve Üzeri)

Yüksek sertlikteki çelikler, aşınmaya ve deformasyona karşı yüksek direnç gösterir. Kesme, delme ve bükme kalıplarında kullanılır.

• • D2 Çelik: Sertlik değeri 58-62 HRC’ye kadar çıkabilir. Yüksek aşınma direnci ve sertliği sayesinde uzun ömürlü kullanım sağlar.

3. Kalıp Endüstrisinde Kullanım Alanlarına Göre Kalıp Çelikleri

Kalıp endüstrisinde kullanılan çelikler, üretilecek parçanın türüne, üretim sürecinin gereksinimlerine ve işletme koşullarına göre seçilir. Bu seçim, kalıpların performansı ve ömrü açısından büyük önem taşır.

a) Kesme ve Delme Kalıpları

Bu tip kalıplar, genellikle ince sacların kesilmesi veya delinmesi için kullanılır ve yüksek sertlik, aşınma direnci ve keskinlik gerektirir.

• • D2 Çelik: Kesme ve delme kalıplarında yaygın olarak kullanılır. Yüksek aşınma direnci ve sertliği sayesinde uzun ömürlüdür.

b) Bükme ve Şekillendirme Kalıpları

Bükme ve şekillendirme işlemleri sırasında kalıbın esneklik ve dayanıklılık gerektiren uygulamalarda kullanılması önemlidir.

• • O1 Çelik: Düşük sertlik ve yüksek süneklik gerektiren uygulamalarda, bükme ve şekillendirme kalıplarında tercih edilir.

c) Sıcak Dövme ve Ekstrüzyon Kalıpları

Bu kalıplar, yüksek sıcaklıklarda şekillendirme işlemlerinde kullanılır ve yüksek sıcaklık direnci, tokluk ve sertlik gerektirir.

• • H13 Çelik: Sıcak dövme ve ekstrüzyon kalıplarında kullanılır. Yüksek sıcaklık direnci ve darbe dayanımı ile dikkat çeker.

d) Plastik Enjeksiyon Kalıpları

Plastik enjeksiyon süreçlerinde kullanılan kalıplar, iyi parlatılabilirlik, sertlik ve korozyon direnci gerektirir.

• • P20 Çelik: Plastik enjeksiyon kalıplarında yaygın olarak kullanılır. Parlatılabilirliği ve dayanıklılığı ile öne çıkar.

4. Sonuç

Kalıp çelikleri, malzeme türlerine, sertlik değerlerine ve kalıp endüstrisindeki kullanım alanlarına göre dikkatle seçilmelidir. Soğuk iş, sıcak iş ve plastik kalıp çelikleri, uygulama alanlarına göre farklı performans gereksinimlerine sahiptir. Sertlik değerleri ise kalıpların aşınma direnci ve ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Doğru kalıp çeliği seçimi, kalıp endüstrisinde yüksek verimlilik ve uzun ömürlü kalıplar elde edilmesi açısından kritik bir faktördür.