MMC Magazine

Sıra dışı bir tokluğa sahip çok yönlü bir oyuncu olan TF15’in piyasaya sunulması

Parmak frezeler, 1980’li yılların başında yüksek hız çeliği malzemelerinden üretilmekteydi. Sementelenmiş karbür parmak frezelerin henüz geliştirilmeye başladığı bir dönemde, yerel olarak ayda 700.000 adet üretilen parmak frezelerin pazardaki payı yalnıza %5’ti. Bu dönemde Mitsubishi Materials’a ait ilk çok ince sementelenmiş karbür olan UF20/UF30 serisi kullanılmaktaydı. 
Bu seri, yüksek hız çeliği malzemelerle kullanıldığında kırılmayı engelleyen güçlü yapısı nedeniyle tercih edilmekteydi. Fakat serinin yüksek kobalt içerikli alaşımlar için yetersiz olduğu anlaşıldı. Sementelenmiş karbür parmak frezelerin yaygın şekilde kullanılır hale getirmek için, aşınma direncinin geliştirilmesi gerekiyordu. Tüm sementelenmiş karbür üreticileri, yeni ince parçacıklı sementelenmiş karbür alaşımlarının geliştirilmesi için rekabete girdi. 1980’lerin sonunda aşağı yukarı tüm üreticiler, üretmekte oldukları parmak frezeler için hangi temel bileşenlerin kullanılacağına karar vermişti. Mitsubishi Materials, çok çeşitli ikesme  uygulamalarına yanıt vermek için çok yönlülüğün peşinden gitti ve kesme kenarında sertlikten çok tokluğu güvence altına alan bir malzeme tasarımını seçti. Ayrıca, grup şirketlerimizden biri olan Japan New Metals Co., Ltd. ile birlikte geliştirilen çok ince parçacıklı WC tozunu da kullandık ve 1989’da, sertlik ve tokluk arasında çarpıcı bir dengeye sahip güçlü bir sementelenmiş karbür olan TF15 kalitesi üretildi.

MF10: İnce parçacıklı sementelenmiş karbürün standardı - Takım gücünde çarpıcı bir artış

MF10, baskılı devre kartlarında delikler açmak için kullanılan minyatür delme uçlarına ait büyümekte olan pazarı hedefleyerek TF15’le neredeyse aynı anda piyasaya sürüldü. Sementelenmiş karbür frezeler ve standart frezeler, birbirlerinden farklı özelliklere sahiptir. Oldukça katı ve sert olmaları nedeniyle kullanıma uygun malzemelerdir. Pahalı devre kartlarında delikler açmak için kullanılacak takımların sahip olması gereken en önemli durum, güçlü olmaları ve kolayca kırılmamalarıdır. Buna ek olarak, açtıkları deliklerin hassasiyetleri kesin net olmalıdır. Standart çaplı takımımız HTi10, küçük çaplı takımlarımız ise 
UF20’ydi. Fakat, ne HTi10’un dayanımının ne de UF20’nin rijitliğinin devre kartlarının gereksinimleri için yeterli olmadığı anlaşıldı. Bütünleştirildiğinde dayanımı yeterince yüksek olan yeni malzemeler gerekliydi. Sementelenmiş karbür alaşımını geliştirmekteki orijinal hedefimiz olan kusurları en aza indirme konusu üzerine odaklandık. Gevrek sementelenmiş karbürün dayanımı en küçük iç hatalardan bile etkilenir. Sementelenmiş karbür alaşımların toz metalurjisi yöntemiyle üretilmeleri nedeniyle,üretim sürecinde ne kadar dikkat edilirse edilsin mikrogözenekler kalacaktır. Bu probleme yanıt vermek için sinterleme teknolojisinde önemli bir ilerlemeye ihtiyaç duyuldu. Buna benzer kusurları önleyebilsek bile, bileşenler eşit olmayan parçaları içeriyorsa, mukavemet çeşitliliklerini azaltmak oldukça zor oluyordu. Buna çözüm getirmek adına, Japan New Metals Co., Ltd. ile standart WC tozuna göre daha küçük parçacık boyutlarına sahip olan ince parçacıklı WC tozunu geliştirmek için güçlerimizi birleştirdik. Aynı zamanda, mikro gözenekleri en aza indirmek için sinterleme teknolojimizi başarılı bir şekilde geliştirdik. 
Sonuç, güçlü ve rijid MF10 oldu. MF10, küçük çaplı minyatür matkap piyasasında kendine sabit bir konum edindi. Dahası, süper sertlikteki çelikleri işlemedeki üstün performansı, TF15’in zayıflığından doğan ihtiyaçlara yanıt verdi. O günden beri, MF10 süper sertlikteki çelikler için, TF15 ise genel kullanımlarda kullanılmaktadır.

SF10 - SF10: Standart çaplı minyatür matkaplar için küresel bir standart

1990’ların sonlarında elektronik cihazların kullanımının artmasıyla birlikte standart çaplı minyatür matkaplara olan talep, daha küçük çaplı MF10’a olan talebe göre artış gösterdi. Aynı dönemde devre kartları da oldukça sertleştirildi ve bu durum HTi10’un geliştirilmesini gerektirdi. SF10 geliştirilirken, minyatür matkap malzemelerinde ince parçacıklar popülerken biz, daha sert bir malzeme tasarımı tercih ettik. Bu, MF10’un geliştirilme sürecinde elde edilen üretim teknolojisi ile stabil bir mukavemet kazandı ve devre kartı dolgularının açığa çıkarttığı kesme kenarındaki ufalanmayı düşürdü. Standart çaplı SF10, Mitsubishi Materials’a ek olarak birçok başka minyatür matkap üreticisi tarafından kullanılmıştır ve temel bir malzeme olarak kullanılmaya devam etmektedir.

Impact Miracle: Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation ile ortak olarak geliştirilmiş olan süper yüksek sertlikte malzeme

Kobelco’nun Takım Departmanı (günümüzde, Akashi Fabrikası), Mitsubishi Materials Kobe Tools Corporation olarak 2000 yılında Mitsubishi Materials grubuna dahil edildi. Kobelco’nun güçlü yanı, yüksek sertlikte çeliklerin işlenmesine uygun parmak frezeleriydi. Birlikte çalışmanın gücünden ve Mitsubishi Materials’ın sahip olduğu malzeme teknolojisinden yararlanmak için, parmak frezeleri geliştirmek adına ortak bir yenilikçi proje başlattık. 
Kobelco, Mitsubishi Materials’ın MF10’una denk, ince parçacıklı sementelenmiş karbür KRZX8’i kullanıyordu. HRC60 sınıfı kalıp çeliklerine yanıt verebilmek için malzemenin sertliğini arttırmak gerekiyordu. 
Bunlara ek olarak, parmak frezelerde kullanılabilmeleri için kesme kenarlarının sertliğinden emin olmamız gerekiyordu. Ayrıca, sementelenmiş karbür parçacıklarının boyutlarını yarı yarıya azaltmamız gerekliydi. Buna ulaşmak için, WC tozu parçacıklarının boyutunu yarıya indirmek zorundaydık ve parçacık boyutu dağılımının da az olması gerekliydi. Piyasada bu gereklilikleri karşılayacak WC tozları olmadığı için, Japan New Metals ile ortak bir şekilde ortalama parçacık bo-yutu 0,1 μm olacak ince parçacıklı WC tozları geliştirmek üzerine çalıştık. Bu yeni toz MF10’a kıyasla hem çok daha fazla sertlik, hem de eşit derecede sağlamlık özellikleri gösterdi. 
Bu toz, 2005’te piyasaya sürülen Impact Miracle serisinin üretiminde temel malzeme olarak kullanıldı.

Yeni nesil ince parçacıklı sementelenmiş karbürün geliştirilmesi

Günümüzde minyatür matkap geliştirmek iki yönlü bir süreçtir. Bir yandan standart çaplı matkaplar yaygınlaşmışken, diğer yandan küçük çaplı matkapların boyutları daha da küçülmüştür. Biz, çapları 0,15 mm’nin altında olan matkaplar üretiyoruz. Oldukça küçük çaplara sahip matkaplar, sadece birkaç μm eninde merkezlere sahiptir. MF10’a dönüştürmek için 100’den fazla WC parçacığı yerleştirmek imkansızdır. Buradaki en büyük mesele, seri üretime uygun bir teknolojiye sahip olmaktır. WC parçacıkları 0,1 μm boyutundayken üretim yapmak giderek daha zor hale gelmektedir. Daha küçük parçacıklar kolayca katılaşmakta ve reaktiflikleri yükselmektedir; bu da alaşım homojenliğiyle çatışmaktadır. 

Minyatür matkap malzemelerini etkileyen dolaylı etkiler de sorun teşkil etmektedir. 2000’lerin başlarında WC içerik fiyatlarında görülen dik yükseliş, sementelenmiş karbürden yapılan yekpare matkaplardan, çelik sap ve sementelenmiş karbür kesme kenarlarına sahip kompozit matkaplara geçişi teşvik etmiştir. 2000’lerin sonlarına doğru, 2 mm sap çaplı matkaplar haricinde neredeyse tüm matkaplar kompozit olarak üretilmekteydi. Bu, daha küçük çaplı ve daha uzun boylu matkapların üretilmesini hızlandırdı. Aynı zamanda matkap üretiminin zorluğunu da artırdı. Sonuç olarak karıştırma, haddeleme ve sinterleme gibi tüm işlemlerimizde kullandığımız teknolojiyi önemli ölçüde geliştirmeye ihtiyaç duyduk. Bu teknik ilerleme sayesinde geliştirdiğimiz yeni malzemeler, 2012 yılında bazı üreticiler tarafından benimsendi ama, matkaplarımızın popülerliğini arttırmak için daha çok çalışmamız gerekiyor.

Ürün geliştirme sürecimizin geçmişine geri dönüp baktığımızda, gücümüzün ham maddelerden malzeme üretme becerimiz olduğunun farkına varıyoruz. Ürünlerimiz, ham madde geliştirmenin malzeme tasarımına yansıtılmasının birer sonucudur. Sementelenmiş karbür ürünlerimizin popülerliğinin de sürekli stabil kalan kalitelerine dayandığına inanıyoruz. Yüksek güvenilirlik, sadece malzeme tasarımında değil, ham maddelerin üretiminde ve yüksek hassasiyetli ürün imalatında da üst düzey bir kalite yönetimi gerektirir. Ürünlerin yapıldığı malzemeler ürettiğimiz her şeyin temelini oluştururken, kusur ve hataları saklamamız olası değildir. Fakat, sementelenmiş karbürlerin geliştirilmesindeki asıl zevkli kısım da budur. Bugüne kadar biriktirdiğimiz güçlü yanlarımızı kullanarak, sementelenmiş karbürün potansiyelinin peşinde olmaya devam edeceğiz.