Sementasyon ya da genel olarak gaz sementasyon karbon maddesinin katı demir alaşımlarına girmesine yardımcı olarak gerçekleştirilmekte olan bir yüzey sertleştirme uygulaması olarak tanımlanabilmektedir.
Sementasyon işlemleri metalin, önceden hesaplanmış bir süreç içerisinde karbonlu ortam kapsamında dönüşüm sıcaklığının üstüne çıkana kadar ısıtılmasıyla meydana gelmektedir. Sementasyon işlemlerinin diğer bir aşamasında ise sementasyon katmanının yüzeyini sertleştirmek adına parçalara su verilmektedir ve bu durumdan genellikle çekirdek etkilenmemektedir.
Gaz sementasyon ya da sementasyon işlemleri düşük karbon değerlerine sahip olan çeliklerde çok sık tercih edilen bir yüze sertleştirme prosesidir. Sementasyon tekniği endüstriyel anlamda da önemli bir pazar payına sahip olmaktadır. Hatta öyle ki neredeyse bütün sertleştirme işlemlerinin üçte birlik kısmı sementasyon tekniği ile sağlanmaktadır.
Gaz Sementasyon İşlemlerinin Faydaları Nelerdir?
Sementasyon ve su verme işlemleri neticesinde aşınmaya dirençli sert yüzeyler kazanılmaktadır. Bunun çok daha ötesinde ise yumuşak çekirdek yapılarının bulunması sonucunda darbe ile oluşabilecek potansiyel zararlar engellenebilecektir. Diğer yüzey sertleştirme işlemine kıyasla bu işlem genelde derin kabuk derinlikleri elde etmek maksadıyla uygulanmaktadır.
Sementasyon Uygulamaları ve Malzemeleri
Sementasyon işlemleri çok farklı çeliklerde de uygulanabilen ve başarılı olan bir uygulamadır. Bu bağlamda bakıldığında da genel olarak sementasyon uygulamalarının aktarım dişlileri, otomobil şaftları, rüzgar türbinleri, pompa parçaları gibi çok uzun süreli görev yapmakta olan ve ağır darbelerle karşılaşan parçalarda kullanıldığı görülebilmektedir. Alaşım elementleri ve işlem parametreleri söz konusu olduğunda bunların seçimiyle sert aşınmaya karşı güçlü bir duruş sergileyebilen yüzey ve tok çekirdeğin eşsiz birleşimi sağlanmaktadır.
Sementasyon Uygulama Proseslerinin Detayları
Sementasyon uygulamaları genellikle diğer alaşım elementlerini de bünyesinde barındıran düşük karbon değerli çeliğin yüzeyine karbon eklemesi yapılarak gerçekleştirilen bir termokimyasal difüzyon işlemi olmaktadır. Karbon difüzyon derinlik oranı ve ilgili etkin kabuk sertlik derinliği (ECD), genelde 2mm’den az olan sığ derinliklerde olabilmektedir. Aynı zamanda da 4mm’den 6mm’ye kadar derinlik oranları da değişebilmektedir. İşlem süreçlerinin bütünü yaklaşık üç temel fazda gerçekleşebilmektedir. Bu fazlar, su verme ile entegre halde çalışan kamaralı bir yapıya sahip fırında, 880° ile 980°c sıcaklıkları arasında gerçekleşmektedir. Bu kapsamda karbonlu bir ortam içerisinde yüzeyin karbonca zenginleştirildiği termokimyasal bir süreç olduğu söylenebilmektedir.
Ayrıca, yağ, polimer, su çözeltisi ya da tuz ile su verme işlemleri de sertleştirme süreçlerinin bir parçasını oluşturmaktadır. Sertleştirme uygulamasını takip eden menevişleme süreci ise meneviş sıcaklığı ve süresini üründen istenen isteklere, uygulamalara göre değiştirmektedir. Böylelikle pik gerilimi minimum düzeye çekilerek çatlaklar belirli oranlarda engellenebilmektedir.