Karbürizasyon işlemi nasıl yapılır ?

Atölyenin kapısını açtığımda, sıcak fırının nefesi yüzüme vurdu. “Bugün bir dişliyi yeniden doğuracağız,” dedi Zeynep, gözlerinde o herkesin fark edemediği sabırla parlayan ışıltı. Arda ise çoktan tezgâha çizimlerini sermiş, süre–sıcaklık grafiğini duvara iğnelemişti. İkisi de aynı hedefe koşuyordu: karbürizasyon ile çelik yüzeyi sertleştirip, kalbini sünek bırakmak. Bu yazıda, onların hikâyesi üzerinden “Karbürizasyon işlemi nasıl yapılır?” sorusunu hem duyguyla hem mühendislikle anlatıyorum.

Karbürizasyon işlemi nasıl yapılır? (Hikâyenin kalbi)

Zeynep parmak uçlarıyla dişlinin omzunu yokladı; üretim bandındaki yorulmuş izi sezdi. “Bu parça, yük altında kırılmak istemiyor; yüzü ağır işlere dayanıklı, içi ise esnek kalmalı,” dedi. Arda ona gülümseyip beyaz tahtaya yazdı: Amaç: Yüzeyde yüksek karbon, çekirdekte düşük karbon. Yani “yüzey sertliği + çekirdek tokluğu” dengesi. Bu denge, karbürizasyonun özüdür.

1) Malzeme seçimi ve hazırlık: Sahne kuruluyor

Arda kısa, net cümlelerle anlattı: “Düşük karbonlu çelik seçiyoruz: 16MnCr5, 20MnCr5 gibi. Parça temiz olacak; yağ, pas, oksit yok.” Zeynep, temizliğin yalnızca teknik değil, ritüel olduğunu hatırlattı; parça, yeni bir ömre hazırlanıyordu.

– Temizlik: Alkali banyo veya solvent ile yağdan arındırma.

– Ön kontrol: Keskin köşeler, kaynak izleri ve gerilim odakları yuvarlatılır.

– Maskleme (gerekirse): Karbürize olmasını istemediğiniz bölgeler bakır kaplama/stop-off ile korunur.

2) Karbürizasyonun yolu: Paket, gaz, vakum

“Bir dişli için en tekrarlanabilir yöntem gaz karbürizasyondur,” dedi Arda, tabloyu göstererek. Zeynep, her yöntemin parçada bıraktığı ‘iz’i anlattı; çünkü her parça bir hikâye taşır.

– Paket (kutu) karbürizasyon: Parça, karbonca zengin ortam (odun kömürü + aktivatör) içinde 900–950°C’de tutulur. Basit ve gelenekseldir; ince kontrol sınırlı.

– Gaz karbürizasyon: Kontrollü fırında karbon potansiyeli (CP) ayarlı gaz karışımı (endotermik gaz + metan/propandan zenginleştirme) ile 880–940°C. Avantaj: CP ve süre ile etkin karbon derinliği (ECD) hassas yönetilir.

– Vakum/Alçak basınç karbürizasyon: 920–1050°C’de asetilen/propilen ile, oksidasyon yok denecek kadar az; karmaşık geometrilerde homojenlik ve düşük distorsiyon.

Hikâyede karar anı

Dişli, yüksek çevrimli yükler görecekti; toleransları sıkıydı. Zeynep, distorsiyonu azaltmak için vakum karbürizasyon + inert gazla söndürmeyi önerdi. Arda, maliyet–zaman–performans üçgenini çizdi ve gaz karbürizasyon + yağ söndürme ile aynı sertlik profilini yakalayabileceklerini hesapladı. Ekip, gaz karbürizasyonda karar kıldı.

3) Sıcaklık, süre ve derinlik: Ateş ve zamanın dansı

Arda tahtaya formülü yazdı: Case depth ≈ k · √t. Zamanın kareköküyle artan bir derinlik… “900–930°C aralığında 120–180 dakika, hedef efektif derinlik 0,8–1,2 mm,” dedi.

– Sıcaklık: 880–950°C (östenitleme bölgesi)

– Karbon potansiyeli (CP): %0,9–1,2 aralığında tutulur; yüzey karbonunu ~%0,8–1,0 civarına taşır.

– Zaman: Hedef derinliğe göre ayarlanır; dişlinin modülü ve yük profili dikkate alınır.

Zeynep, fırın camından turuncuya çalan parıltıyı izledi: “Metal nefes alıyor,” dedi. Bu, yalnızca faz diyagramı değil; bir karakter dönüşümüydü.

4) Söndürme: Sertliğin doğduğu an

Fırın kapakları açıldığında zaman bıçak gibi keskinleşir. Yağ söndürme ile yüzeyde martenzit oluşur; çekirdek daha yumuşak kalır.

– Yağ (60–80°C): Homojen ve hızlı; distorsiyon riski orta.

– Basınçlı gaz (10–20 bar): Vakum hattıyla uyumlu; distorsiyon düşük, fakat soğutma hızı malzemeye göre sınırlı.

– Polimer: Ayarlanabilir soğutma; karmaşık parçalar için ara çözüm.

Arda, söndürme eğrisini izlerken sertlik hedefini mırıldandı: Yüzey 58–62 HRC, çekirdek 30–40 HRC. Zeynep, dişlinin “şok”u sağ salim atlatması için fikstürlerin doğru seçildiğini, yağın temiz ve yaşının genç olduğunu kontrol etti.

5) Temperleme ve son işlemler: Kırılganlığı al, hikâyeyi tamamla

Söndürmeden sonra 150–200°C temper ile iç gerilmeler düşürülür. Ardından

– Düzeltme/gerdirme (gerekirse),

– Taşlama/honlama ile toleranslara dönüş,

– Mikrosertlik (HV0.3) profili ve mikroyapı (martenzit + kalıntı östenit) kontrolü yapılır.

Arda, kesitten aldığı numunede etkin derinliği doğruladı; Zeynep ise diş yüzeyine parmağını gezdirip “pürüzsüzlük hissini” dinledi. Teknik rapor tamamlandı, ama asıl rapor parçanın titreşimindeki sükûnetti.

Kalite ve riskler: Denge sanatı

– Karbon kazancı kontrolsüzse: Yüzeyde ağ karbürler—kırılganlık.

– Süre kısa kalırsa: Yetersiz derinlik—temas yorulması.

– Söndürme agresifse: Distorsiyon—diş profili bozulur.

Çözüm, Arda’nın stratejik planı ile Zeynep’in parçayla kurduğu ilişkinin birleşiminde bulundu: ölç–gözle–düzelt döngüsü.

Atölyede son sahne: Yeni bir ömür

Dişli, test tezgâhında dönerken metalik bir şarkı söyler. Zeynep kulağını yaklaştırır: “Artık yükten korkmuyor,” der. Arda, grafiğe bakıp onaylar: 58,8 HRC yüzey, 0,95 mm etkin derinlik, çekirdekte 34 HRC—tam istenen. Teknik başarı, insan emeğiyle birleştiğinde yalnızca bir işlem değil, yeniden doğuş olur.

Özet adımlar (SEO dostu kontrol listesi)

– Parça ve çelik seçimi: 16MnCr5/20MnCr5 gibi düşük C; temiz yüzey.

– Yöntem seçimi: Paket, gaz veya vakum; tolerans, distorsiyon, maliyete göre karar.

– Sıcaklık & süre: 880–950°C; hedef derinliğe göre t ≈ (ECD/k)².

– Karbon potansiyeli: %0,9–1,2; yüzey C ≈ %0,8–1,0.

– Söndürme: Yağ/gaz/polimer; ardından 150–200°C temper.

– Doğrulama: HRC, mikrosertlik profili, metallografi; taşlama ile ölçüye dönüş.

Birlikte konuşalım

Sizin atölyenizde karbürizasyon işlemi nasıl yapılır sorusunun cevabı hangi ayarlarda saklı? CP kontrolü mü, söndürme medyası mı, yoksa fikstürleme mi size en çok farkı getirdi? Distorsiyonla baş etmek için hangi yöntemleri önerirsiniz? Yorumlara tecrübelerinizi yazın; Zeynep’in dikkatini ve Arda’nın stratejisini bir araya getiren bir bilgi halkası oluşturalım. Çünkü her iyi dişlinin arkasında, iyi bir hikâye ve doğru ayarlı bir süreç vardır.