Bileme (Zımpara) Taşları

Taşlama en önemli aşındırma yöntemi olup metallerin kesilmesinde ve kesicilerin bilenmesinde kullanılır. Bileme; çok yüksek yüzey hızlarında çalışan ve içinde  aşındırıcı parçacıkların bağlanmış olarak bulunduğu taşlama taşı ile yapılan malzeme  kaldırma işlemi ile kesici kenarların keskinliğinin arttırılması işlemidir. Taşlama taşı genellikle disk şeklindedir ve  yüksek dönme hızları için hassas  olarak dengelenmiştir (balance).  Ayrıca, özel amaçlarda kullanılmak üzere, çelik bir mil ucuna sabitlenmiş bir şekilde silindirik veya konik olan türleri de mevcuttur. 

Şekil 1: Oval bileme taşı çeşitleri

Taşlar, aşındırıcı tanecikler ve bağlayıcı malzemeden meydana gelir. Kesme  (talaş kaldırma) aşındırıcı parçacıklar (tanecikler) tarafından  gerçekleştirilir.  Bağlayıcı malzeme, aşındırıcı tanecikleri tutar ve taşın şekli ve yapısını oluşturur.  Aşındırıcı taneciklerde Yüksek Sertlik, Aşınma direnci, Tokluk (bir malzemenin kırılmadan önce sönümlediği enerjinin bir ölçüsüdür. Bir malzemenin kırılmadan bir darbeye dayanması yeteneği söz konusu olduğunda önem kazanan bir mühendislik özelliğidir)  ve Kırılganlık   (kesme kenarı körleştiğinde, kolay  kırılma kapasitesi, böylece yeni bir keskin  kenar açığa çıkması) aranır. 

Şekil 2: Saplı bileme taşı çeşitleri

Bileme Taşının  Değişkenleri

• Aşındırıcı malzeme 

• Tane boyutu 

• Bağlayıcı malzeme 

• Taş sınıfı 

• Taşın yapısı  

1) Aşındırıcı malzemeler

Alumina(Al2O3) 

En yaygın kullanılan aşındırıcı malzemelerdendir.  Çelik ve diğer demir esaslı yüksek mukavemetli alaşımları taşlamak için kullanılır. 

Seramik

Semente karbürler, cam gibi sert ve aşındırıcı özellikli malzemelerin taşlanmasında kullanılır.

Silisyum karbür (SiC) 

(Al2O3) dan daha sert ama onun kadar tok değil. Alüminyum, pirinç, paslanmaz çelik, bazı dökme demirler ve seramiklerde kullanılır.

CBN (CUBIC-BORON NITRIDE)

Bor ve Nitrojen elementlerinin kimyasal işlemlerinden elde edilmiş bir aşındırıcı türüdür. Fiziksel konum, atomik yapı ve kristalleşme özellikleri elmasla büyük benzerlik gösterir., Yüksek hız çeliği, takım çelikler, karbon çelikleri, sert ferro-titanyum alaşımlarının aşındırılmasında çok iyi sonuç verir. Silisyum Karbür ve Koredondan daha sert ve mükemmeldir. Oksijen varlığında CBN, 1400 C ye kadar direnç gösterir. Sentetik elmasa oranla daha farklı akustik ve elastikli tiplere sahiptir. Yüzeyi kaplı çeşitleri vardır. CBN’de de titanyum, nikel, bakır, gümüş kaplı olanlar bu türlerdir.

Kullanım Alanları; Yüksek Hız Takım Çelikleri, Yüksek Alaşım Takım Çelikleri, Krom Çelikler (%25 Cr),  Isıl İşlemli çelikler

ELMAS

Organik orijinli Karbon minerallerinin  başlıcasıdır.  Serttir: 10, Öz. A.3.51, Şekil: Kübik, Kırılma Kat:2.5, Ergime N:3845 C . Renksiz ve saydam olduğu gibi sarı gri, kırmızı, mavi ve siyah renkte de olabilir. Sürtmekle elektriklenme olmasına karşın, elektriği ve ısıyı iletmez. Saf Karbondur. 770 C da kül bırakmadan yanar. Sanayide kullanılan tipi sentetik olanıdır.

ELMAS TİPLERİ

Tabii Elmas: Elektroliz ile kaplamada, ince taşlamalarda kullanılır.

Sentetik Elmas: Organik ve Mekanik bağlantılı disklerde her türlü aşındırma işi için kullanılır. Yüzeyi kaplı tipleri mevcuttur. Süper taşlamalar ve parlatma pastaları sentetik elmas ile gerçekleştirilir. Sentetik elmas tiplerinden titanyum, nikel, bakır, gümüş kaplı olanlar kullanılmaktadır.

Kullanım Alanları; Karbür Takımlar,  Seramik Taşlama Takımları, Refrakter Malzemeler, Doğal ve Sentetik Taşlar, Grafit-Karbon Malzemeler, Cam, Kuvars, Porselen Malzemeler,  Güçlendirilmiş Plastikler,  Sert Kaplama Alaşımlar, Değerli ve Yarı Değerli Taşlar, Yarı İletken Materyaller, Cam, Safir.

Taşlamada aşındırıcı tanelerin işlevleri

Kesme: Aşındırıcı taneleri talaş oluşturmak  için yüzey içine doğru yeterince uzanır ve  malzeme kaldırılır.

Ezme(Kazıma): Aşındırıcı taneleri yüzey içine doğru uzanır fakat talaş oluşturmaya yetecek  kadar değil, yüzey deforme olur ve enerji tüketilir, ama malzeme kaldırılmaz.

Ovalama: Aşındırıcı taneleri yüzeye temas  eder ancak sadece sürtme/ovalama  sürtünmesi oluşur, enerji tüketilir, ancak yüzeyden malzeme kaldırılmaz. 

2) Tane Boyutu 

• Küçük tane boyutları daha iyi bir yüzey kalitesi verir.

• Büyük tane boyutları daha büyük malzeme kaldırma hızlarına izin verir.

• Daha sert malzemeleri etkin bir şekilde kesmek için daha küçük tane boyutları gerekir.

• Yumuşak malzemeler ise büyük tane boyutları gerektirir. 

3) Bağlayıcı Malzemeler

Seramik (V), Sentetik reçine/bakalit (B), Magnezit (MG), Kauçuk (R), Elyaf takviyeli sentetik reçine (BF), Elyaf takviyeli kauçuk  (RF), Şellak (E) ve  Silikat (S) en genel bağlayıcı malzemelerdir. 

Bağlayıcı malzemelerden aşağıdaki özellikler beklenir;

• Merkezkaç kuvvetlerine ve yüksek sıcaklıklara dayanması gerekir.

• Şok yüklemeler sırasında  taşın parçalanmasını engellemelidir.

• Katı aşındırıcı taneleri bir arada tutarken verimli   kesme için yeni keskin taneleri açığa çıkarmak  üzere aşınmış tanelerin yerinden çıkıp gitmesine  izin vermelidir.

4) Taş sınıfı 

Kesme sırasında aşındırıcı tanelerin taşa bağlanma gücünü gösterir. Taşın yapısındaki bağlayıcı malzeme miktarına bağlıdır. Sert ve yumuşak arasında değişen bir ölçekte ölçülür. Yumuşak taş, taneleri kolayca kaybeder, düşük malzeme kaldırma oranlarında sert  malzemeler için kullanılır. Sert taşlar, taneleri daha uzun korur, yüksek talaş kaldırma hızlarında yumuşak malzemeler için kullanılır. Taşın yapısı açık ve yoğun olarak belirtilir. Açık yapıda gözenek oranı  nispeten büyük ve tanelerin oranı nispeten küçük anlamına gelir. Talaşların temizlenebilmesi için  yeterli açıklık sağlanması önerilir. Yoğun yapıda gözenek oranı  nispeten küçük ve  tane oranı büyük  anlamına gelir. Daha iyi bir yüzey bitirme ve boyutsal kontrol elde etmek için tavsiye edilir. 

Bileme amaçlı taşlama, çok daha keskin bir kenar elde etmek için yapılır. En iyi yüzey /kenar kalitesi küçük tane boyutları , yüksek taş hızları ve yoğun taş yapısı (taş yüzeyi başına daha fazla tane) ile elde edilir.

5) Taşın Yapısı 

Taştaki aşındırıcı tanelerin göreli hacmini belirtir. Aşındırıcı taneleri ve bağlayıcının yanı sıra,  taşlar, hava boşlukları ya da gözenekler içerir. Tanelerin, bağlayıcı malzeme ve gözeneklerin hacimsel oranları yoğunluğu oluşturur. 

İş Parçası Yüzeyinde Sıcaklık 

Taşlama, yüksek sıcaklık ve yüksek sürtünme ile karakterize edilir.  Enerjinin  çoğu  bileme yüzeyinde kalır ve  yüksek  yüzey sıcaklıkları meydana getirir.  Oluşan yüksek sıcaklığın  zararlı etkileri şunlardır: 

• Yüzey yanıkları ve çatlaklar 

• Yüzeyin hemen altında metalurjik hasar 

• Isıl işlem görmüşse, iş parçası yüzeyinin yumuşaması 

• İş parçası yüzeyinde kalıntı gerilmeler

Taşlama Sıcaklığı nasıl düşürülür? 

• Kesme derinliği (d) Paso azaltılır. 

• Taş hızı (v) azaltılır.

• Taşlama taşının inç karesi başına aktif aşındırıcı tane sayısı (C) azaltılır.

• İşlem gören parçanın hızı  artırılır.

• Taşlama (soğutma) sıvısı kullanılır.