Dökme Basınçlı Döküm Ders Notları (Hüseyin Sönmez) A B Sekil 7.7 Yolluk girisi kesiti. A normal içeri akis hizlarinda kullanilan bir konstrüksiyon B yüksek içeri akis hizlarinda kuiIanilan bir konstrüksiyon. (a) çinko için 0,07-0,15 mm alüminyum için 1-3 mm magnezyum için 2-5 mm civarinda olmalidir. 7.2. Yolluklar Için Genel Konstrüksiyon Kurallari i. Mümkünse sadece bir yolluk girisi kullanilmali, Birden fazla yolluk girisinde sivi metal qt~~~~irlerini karsilikli engellemelerine dikkat edilmelidir. aki,r 2. Sivi metalin mümkün oldugunca uzun bir süre boyunca serbest ~ olarak kalmasi saglanmalidir. 3. Büyük alanli parçalarda yolluk girisi, metalin esit sekilde dagilabilmesi için, parçanin ortasina yerlestirilmelidir. 4. Hava bosaltim cep ve kanallarinin, içeri akan sivi metal tarafindan ilk anda dolduru!mamasina dikkat edilmelidir. 5. Kalip boslugunun dolmasi, ancak yollugun tamamiyla dolmasindan sorira baslamalidir; böylece yolluk girisinin önünde akintinin yavaslamasi önlenir. Ince cidarli döküm parçalarinda kullanilan genis, bant sekiliideki yolluk girisiyle bu sart nadiren yerine getirilebilir. 6. Ince yolluk giris~ özellikle ince cidarli döküm parçalarinda yüksek akis hizinda kullarulir, kalii1. yollük girisi, küçük içeri akis hiZmda kalin cidarli döküm parçalari için uygundur. 7. Boru seklindeki parçalar, yuvarlak yolluk üzerinden çok noktadan doldurulabilir. ,.Lv.!, 8. Parçada kaburgalar mevcutsa, burilardan mümkün oldugunca, sivi metal ~n! yönlendirmek için yararlanilmahdir. 9. Yolllik: girisi sivi metalin karsi cidara çarpip dagilmasina izin vermeyecek sekilde konumlandirilinalidir. Yolluk girisinin kesit~ döküm yollugu kesitincten büyük olmamalidir, yoksa içinde hava sürüklenen girdaplar olusur. 60iO.Esit kalinlikta, yoIluk girisinin genisligi ne kadar büyükse, yolluk girisinin katilasma süresi o denli uzar, basinç kaybi, döküm yollugundan döküm parçasina o denli büyür, ve döküm yollugu ile döküm parçasi arasindaki sicaklik artisi o denli azalir. ll. Akis hizi çok yüksege *liiri1n~llidrr, yoksa laminar bir~i eldefiilemez; bu kosul kalip boslugunun katilasmadan önce dolmus olmasi gerektigi kosuluna ters düsmemektedir. 12. Büyük yüzeyl~ çok sayida ince bölüm1ü döküm parçalari, birden fazla yolluk girisiyle döküImeli~ir. Bu arada da her bir yo Iluk girisi ekseni büyük yüzeyin orta noktasinda birlesmelidir. 13. Birden fazla yolluk girisinin kullanildigi durumlarda, sivi metalin yolluk girisinden akrnaya baslamasi, gerektiginde tek tek döküm yolluklarinin küçültülmesiyle kontrol edilebilir. 14. Küçük bir piston hizinda, yolluk girisinin büyütülmesi tehlikeli degildir, çünkü dolma süresi ve metal hizi sadece az bir düsme gösterir. 15. Düsük ön birikme basincinda dolma zamani, küçük kesItti yolluk girisinde, içeri akis hizi arttigi halde, uzar. Yüksek akis hizi ve kisa bir dolum süresi isteyen ince cidarlarda, çogu zaman yolluk girisini büyütme olanagi yoktur. En iyi çözüm birikme hasmeini arttirmak:tir. 7.3. Örnek Yolluk Sekilleri Sekil 7.8 Silindirik ve boru sekilli döküm parçalari için yolluk girisleri. A Metalin teget girisini saglayan yaka tipi yolluk girisi. B Yandan yolluk girisi., yollugun sekliyle çekirdege metalin direkt çarpmasini azaltir. C Metali kalip bosluguna yönlendiren ikili yolluk girisi. Daha uzun, boru seklindeki parçalar halka seklinde yolluk kullanilmasiyla iyi sekilde dökülebilir. 61!~~=~~~_=~~_~!~~~2~~~~ geçen isi = DökIi.m parçasind.ankaliba (..,..) geçen isi = Sogutma suyu tarafindan kaliptan çekilen isi (-) =. Kondüksiyon yoluyla ka­ liptan makinanin kalip baglama plakalarina geçen-isi = Kaliptan konveksiyonla havaya ·Qs Problemeaçiklik.getirmik içinisibi~nçosu hesabinda sekil•••• deki gibibasitlilI' kalip ele alinmistir. Kal:i.:bikapa'b. bir sistem olarak düsünüp bu sisteme giren isi po­ zitif sistemden çikan isija ne­ gatif olarak gösterilirse isi bi~.n çosu: /) Gf .f an. -t \.:Ls ==- O Q ~~4t~ 1 ~= Qi.+ Q2 + Q3~~ ~ Burada: ~ = Is1mayla havaya,geçen .isi , . ~ ct.n :::: .,:i-DjF' ~ yel/i:' (JC.e>"duhtyl:> h of- k.on Ln_i::- r(Yo iM + 1" 1 v2 ) k--1 1l.e..) iS •• k...c.y ld (_) Bütün Q'ler teker teker asagidaki gibi hesaplanabilir. !~~~~~~~~~~~~-~~~~: Kaliptan kalip baGlama plakasina kondüksiyon yoluyla geçen isiyi bulabilmek için sica~iik gradyaninin bilinmesi gerekir. Bu isi~kalip baglama plakasinin çevreye verdigi isiya esit olacagindan Burada: ,., - ... f = isi geçis Ka~sayisi k' -bp = baglama plakasi yüzeyi tp = pl~kanin dis yüzeyindeki sicaklik to = ortam sicakli~idir. i-----""'---~-- ""'_ '" ~ - Kcal/mL .h. v c 94 72 i3 -12o 98 \ 84 W ro • c Pratikte alasimsiz ve yüksek alasimli çelik malzemeden yapilmis ~ ~'Sc"'S. pl~kalarda (3 için asa~idaki degerler alinabilir. i n __. --lik iYüksek al. Xonveksiyonlasoguma: ~-~.~-----~~-----~- Y~lip isisininbüyük bir kismi kalip yan yüzeylerinden konveksiyon yoluyla ortamdaki havaya geçer. Bu i.siakisiNewton'un isi geçis kanunuyla bulunabilir •• Burada: eZ = hava içinde serbest ko~veksiyonda F, ~= kalip dis yüzeyixxxakXxgx KQ t,~= kalip dis yüzey sicakligi K~ to = ortam sicakligidir. .' i isi geçi~ sayisi Rava içinde serbest konveksiyonda isi geçis katsayisi tecrübelere göre yaklasik olarak 2 o ro c VI ".17 Kcal 2 o m .h.. c alDiabilir. Kalip dis yüzey sicakligi hesaplamanin bu asamasihda bilinmediginden baslangiçtaiitabul veya tahmin edilen sog~tma suyu çikis sicakligina esit olarak alinabiliro tkd c::::. t - sç Isima ile spguma: ---------~-----~ Isima ile kalip dis yan yüzeylerinden havaya geçen isi miktari da ~lir Stefan-Boltzman kanunundan yararlanarak hesapianiro LT '- Q = eo c F ( ~) 4.:.;. ( To ) 4 1 3 s kd 100 100 J Burada: E.. = emisyon fakt örü (1 ",­ Vs - _...;: "i' rr::. ~ ••••. ~ •....•.•.•..•.... , •.....••.... .: _..:. ~ - "t; •• '" • o.i.,yo..u ~.J.OilU.J_OJ.- .i.i;..w:i 1:;?1IIlE:LsaDi 1;e81 Fk = kalip dis isima ~~zeyi ~d Tkd= kalip dis yüzey sicakligi, Ok . o To = ortam sicakligidir, K i· k" ... c o 2-" " . ., . Taslanmis çe i ~ yuzeyi i çin <:- -= " aii.n.aü1.Liro 96 K Li2 h °c4 5 7- -I 2 04 - C = 4, ca in o o =,'1 itlID •• dir. sDökÜm··pa rÔas1.ndari kaliba geçen ·i8i: ------~~-~7----------;-~~;~~~~---- imtiktim sica)r.iigindaefiaEfMt~·'~~~l;rba']ladoldurulan sivimetalin yarak ka.liba.verdigi to:pla,IJlc~{§i Üç bölÜmden meydana gelir. .sogu- Döküm parçasindan birim zamanda yzliba geçen toplam isi miktari Parçanin kalip doldurma sicakii~indan (t~) katilasma sicakligi­ na (tk) kadar sogurken verdigi isi mikta~i Q 2= Parçanin katilasma esnasinda verdigi isi miktari rr E> Q~3= Parçaninkatilasma sicakligindan (t~) kalip açma sicakligina 6 (t4) kadar sogurken verdigi isi mik~ari G = Döküm parçasinin agirligi ~i:1il·.r -J._~~~.;.,. e ,e = ])öl~Jm parçasinin sirasiyla sivi vekati halde isinma isilari. s k O,C = Döküm ·parçasinin katilasma isisi (KcaijKg) ~h= Eirim zamanda (örnegin saatte) dÖ~Qin sayisi oldugvna göre yuka­ ridaki Q esitligi tekrar yazilirsa g tgt = GeCs• (ta-tk) Qg3 = G.cko(tk-ta) Q = n.G r c (td-tk) + O+C, (ti_ - t )l g 1;;.. S K.L.. a 'J olur. Eger aralarindaki e = e ~ ei s· <;: küçük fark ihDal edilerek; olarak alinirsa, Parantez içindeki ifade her döküm metali için belirli bir sabit degerdir. nWiU q ile gösterirsek 0= c{td'-t )+0 .. a Q = n.G.q oluro g Böylece kalip için toplam isi blfulÇOSilliUtek~ar yazaraki Q +~ +Q =0 g n s Q =Q -Q F~liptan sogutma suyu vasitasiyla çekilmesi gereken s g il .kt isi mi. arini verir. Bundan sonra lJarça cidar kalinligina .göre Sekil ••• t den· sogutma delikle} nin çapi,ve konumlari saptanir.Sogut2a kanal uzunlugu ve sayisi ile bu--=,t.a 1 -:?i S J3.a_~nJ;:;,J... .L-.sl.Qkili:ul.~_ . .k~... 1.. :Lp_'::}j;!.J.nZcej.:.1 f::Le.i.... i , Basinçli dükUMde kalip MalzeMelerini seçerken baslica asa~~daki önunde bulundurulMasi gerekir. 3.) Mai zet"'iede k3ib:i. ] i ye t j b)iyi kabiliyeti clIsil isleM kabiliyeti dJYUksek bip sicaklik ve asinMa dayaniMi riziksel etkilerine karsi iyi bir direnç r}YUksek kalip kapaMa basincina bir direnç iyi Haliteli J<:vllanilrl.l§-~ nda. J.~·:=ii ip f~a.l iyet.id.e ,"Jiptti§incl,:=in kalip elenanl:<:t.pin1n IIa ri 9 j 1 e J'" i n i ri h a n g i t"l.ct 1 zet., e cl e,n y 21. P 1 1. ctca g 1 <:> n Ge d e ri 5-2

.-) "j 1'-:' _,••-__1 { U1--rr r ., .•. " . l!.-.J,.."i. -....: ~"- . . , .(!4 Bill1assa d .i!. 15 rum olan maçalar ,. ol Dli.§ÜllC el er _ i Genelolurak yUk- uek ~orlamülarda se•. ilir. ";( iili •••• Yerine soguk ta­ kilan ka1:i.:p gra vur fieri ve ince ruaça­ lar içinde kull8..;lJ..~ 70 - 55 90 -1lO llO -JAO llO -140 80 -110 130 -160 140 -160 140 -160 130 -150 140 -160 TT------t~ 130 -150 --------~ ,-, 140 -160 140 -160 130 -lS0 i 205 - 250 265 - 320 ~ekanik özellikleri S,}rtlil~ HE r Çekriie c1ayan:i.m:i. K:i:i/nim2 . 290 - 375 100 -130 290 - 375 100 -130 290 - 375 100 ~130 3'5 - 455 130 -1.60 375 - 455 130 -160 320 - 455 320 - 455 235 - 320 ,375 -: 455 i- 405 - 455 405 - 455 375 - 430 405 - 455 375 - 430 405 - 455 405 - 4S5 375 - 430 1740 2311 2323 2343 2341 2567 - 2343 2506 2567 2365 12581 i 2343 2606 2082 - 2581 2662 2365 12567 2516 C60';/3 ~(\t"1 ,. •.•. ~ '7 '+ V v l'i.:.l1•••o 45Cr'l.!.oV67 ~8Cri.i:oV5i X 6CrMo5 X30WCrV53 IX30WCrV53 li20'I'N4 Saf al üwiny'u.iii a1as:imlari X38Cr!cloV51 X37 Crli1oY151 X30WCrV53 X320rMoV33 X30WCrV93 X38Cr1!oVS1 X37CrMo'iiSl X20Cr13 - .Bakir a1as~- IZ30wcrV93 ·iari X30WCrCoV93 ,X32CrMoV33 Hafif metal fY Çinko,1w.lçi.y, ~ •. ,.ursu.nve ha­ if m,etel ala- im1a.ri. • Yönetici maçalar (S'tIp/a/ff4#lor ) !{a.~:i.:P 'bloku -, GraYÜr ,gömlekleri dökümgiris ag%:a, !1~nsi.(mauiesi} iiiaça1ar ~~;il; ; .~ lari ·~~~'"...;~~; .. :-{~.!:~-.~. ' :".,~:_,:.. i f;;'~i:~"j,~:" '.,";~ .<. 0'0 .~ •• ~ •••• t;;~~:i:f~~17:~:~;~~,~ei':\ ..'.~ '~~si:i~iikaiip~~i~em:~e;i (~iii lliai,~'e~e noniiiarindan derlenmistir) .'" ~i.·:.~.'~.:'.~,,::i~;~~'~~i:i ~',l.J)Ö.kilin' ~aizeLlesi i Ç31ik Q.es±di'il,i~i .\E"" ,''',' '" " " ' ,., , •• t 'i' . ~. i ~A~~~.,;r' ,.' .' [Ses eri içi i.• a ze;ue no. • > ",' .----". '~,-~ 'li :;" ...•.. ";".;;..c :;:-,~1.2 KOKIL KALiP MALZEMELERINDE ARANAN bZELLIKLER ****~*********************************************************************** Bas 1ne 1i. elt) kÜm ~u:\lip1~:H'içok bÜyÜk kuvvet 1E'! i" Vt'!! çok yÜksek 1sil ZDr 1anma- lar etkisinde çalisirlar. Bu açidah kalip malzemesinin seçimi çok önemli rol oynar. Kaliteli bir kalibin imalinde kullanilacak çelik aiasimindan su Özellikler beklenir 1.2.1 YAPiSAL SA5LAMLIK VE HOMOJENLIK Basinçli dÖküm kaliplari, ergiyik metalin yUksek basinç altinda enjeksiyonL sonucu, periyodik olarak isil 50ka maruzdurlar. Eger kalip yUzeylerinde çok kUçÜk de olsa bir hata olursa yÜksek basinç nedeni ile bu hata hizla büyUyacaktir. BÖyle bir hatanin varligi anlasilinca kalip ya iskartaya ayrilmali yada mÜmkÜm ise tamir yoluna gidi!melidir. Bu gibi durumlar ile karsilasmamak için kullanilan malzemenin mutlaka homojen" saglam ve çatiaksiz olmasi gerekir. YÜksek kaliteli takimçeliklerinin kullanilma~i bu tip, hatalarla karsilaeilmamasi için tavsiye edilmektedir. 1.2.2 !SLENEBILME KABILtYETI ~ Kalip imalatinin belk de en zor ve pahali yani kalip çeliginin islenmesidir. Islenacek çelik tamamen normalleetirilmie olmalidir. Ancak bu durumda istenilen leleme clana~i sa~ianir. Kalip imalatinda karsilasilan d1ge bir QUçlUk ise biten kalibin sertlestirilmesidir. Cinka ve alasimlarinin :~ / basinçli dökUmÜnde kullanilan kaliplarin yapiminda önceden 200-300 HB'e kadar sertlestirilmie çelikler kul] imkansiz degildir. Tüm bu gw malzemeler mUmkÜn mertebs ~~ 'lir. Bunlarin islenmesi güç olmakla beraber ler gbz bnünde bulundurularak islenmesi kala' h edilmelidir.1.2,3 ISIl KAYNAKLI CATlAMALARA KARSI DAYANiM: Basinçli d6kÜm kaliplari icin en bÜyÜk a~iza riski isiI kaynakli çatlamalardir, Bu tip çatlamalar kalip yÜzeylerinde kÜçÜk çatlaklar halinde ve açi seklinde ortaya çikarlar. Bu çatlaklarin sebebi ergimis metalin yÜksek ba%lnc altirida kaliba banilmasi il~ kalip yÜzeyine çarpan m.talin bu yüzeyler: , çok sicak hale getirmesidir, Ergimi, metal sicakligin. ~rii.n kalip yUz~y kalip yÜzeylerinin crjinal 9içakil~lna Ve ddkUlen alasimin cinsine bagiidir. Bu. tip çatlcllklö;\t': daha çok aluminyum ve bak:I.rgibi y.Üksek et-gime sictallf~t-in' d6ki.:tldiÜ;:iÜ kC'ilipJ.cu-da meydi-.Hict qelit-If.?t-. AluminYLim dökÜmÜnde uygun kalip malzemesi seçimi ile bu sorUnun önÜne gecilmistir ancak bakirin basinçli dÖkÜmÜnde halen IJU çatlamalat- olmaktachr', 1.2.4 DEFDRMASYON DAYANiMi VE SERTlESEBIl!RlIK = Basinçli dbkÜm kaliplari yUksek kapama ve dbkme basinçlarini karsilaya- bilecek sertlik ve dayanirnda olmalidir. DökÜm devresi sonunda kalip yUzeylerinde kUçUk maden parçaciklar yapisik kalabilir. Bunlarin temfzlen- memesi halinde bunlar kapama kuvvetinin etkisinde kalip yÜzeylerine gömÜIUrler. Buna yUzeyin çekiçlenmesi denir ve bu olay kaliplarin kapanma sartlarini bozar ve kalip yUzeylerinin tamirini gerektirir. Kaliplar sertlik bakimindan Uç sinifa ayrilirlar. Yumueak kaliplarin sertligi 85 HB il~ 125 HB arasindadir. Presleme ile kalip boslugu acilan bu kaliplar d0$Uk ~(arbonlii çelj.~~],erd8n yapi11t-lat~ ve dinLirletyj, kisadirn On 5ei~tle$tirmeli ~~alip çelikleri 200 HE il~ 350 HB arasinda bir sertlige sahiptirler ve ergime noktasi dUsUk malzemelerin ddkUmUnde kullanilan kalip çelikleridir. Kalip bmrl uzun.olur. Sert kalip çelikleri ise lsil islamler sonucunda 375 HE il~ 460 HB yUksek olan malzemelerin dbkUmUnde kullanilir.1.2.5 CENT1K DARBE DAYANiMI = Basinçli dökUm kaliplarinda~ kalip malzemesinin kopma dayanimi U~erindeki yUklemeler keskin köselerde ve kUçük yuvarlatmalarda gerilme yigilmalarina ve dolayisi ile çatlamalara neden olur. Zamanla bu çatlamalar bUyUr ve kalip icin tehlikeli durum alir. Bu zorlamalarin ortaya çikmamasi için keskin köse ile gerilim yigilmalarini dagitip dangeleyebilecek kalip çel.igi seçimine iliskin her tUrlU çali~mayi yapmak kaçinilmaz zorunluluktur. Celiklerin gerilim yutma bzellikleri~ onlarin saglamlik, sekil degistirme yetenekleri~ ke~it kUçUltme~ çarpma dayanimi ve çentik duyarliligina bagli bir ~onksiyondur. Genelolarak belirtmek gerekirse bir ceIigin saglamligi sertlikle ters orantilidir ve kalibin çalisma ömrU, isi çatlamalari ve de~ormasyonlari kullanilan çeligin sertllgine baglidir. 1.2.6 DöKüM ALASiMININ A6INDIRICI VE SILici ETKISINE KARSI YüKSEK DAYANiM Kalip içerisine yUksek hizla giren ergimis metalin kalip yUzeylerini a$indirma egilimi vardir. A$inmanin miktar derece ve hizi genis olarak yolluk konstrUksyonuna bagiidir. Ancak tecrUbe, bunun yanisira kali~ çeliginin de rolU oldugL~u göstermistir. üretimden alinan sonuçlara göre eger vanadyum miktarl %0 'dan %1 'e yUkseltilirse %5 krom ve %1 molibdenli çeligin a$inmaya karsi dayanimi artar. Bu tip kalip bozuklugu genellikleoldukça kUçU~ bir alanda meydana gelir. Asinan bölge kaynakla doldurulmak su~eti ile tamir edilebilir. Ancak bu i$lemden önce kalipmutlaka tavlanmalidir. 1.2.7 YüKSEK ISI ILETKENLIGI Basinçli dbkUm isleminde operasyon hizi geni$ ölçUde kalip çeliginin isi iletkenligine bagiidir. Kalip çeliginin isi iletkenligi dökUlen parçanin kalipta donma için ne kadar tutulabileceqinin kararlastirilmasindaki en öneml kriterdir. Parça kalip içerisinde ne kadar kisa zamanda donarsa, kalip boslugi sicakligi o kadar az yUkselir ve bir sonraki dbkUm devresine hazir olur. DbkUm hizi ile kaiibin isi iletmesi birbiri devresine Ula$11mistir. Ancak bu dökUmleri h~~ ~1n1~rl~n rlaha d0sUk olamaz. rlugunda en verimli çalisma nligi temin edecek belirli1.2.8 ISIL GENLESME : Basinçli dbkUm kaliplarinda alasim bilesimlerinde de~ismeler kalip çeli~inin isil genlesmesine bUyUk etkilerde bulunmazlar. Böyle olmakla birlikte austenitik çeliklerin ferritik çeliklere oranla daha bUyUk isii genlesme gösterdikleri de bir gerçektir. Isletme sicakli~ln8a, kalip ölçU deglsmelerinin ve çatlamalarin miriimum dUzeyde kalmasi açisindan çeligin dU5 genlesmeye sahip olmasi istenen bir özelliktir. Ek olarak, kalibin degisik birlesenlerinin degisik sicakliklarda çalistigi da bir gerçektir. Bu sicakli degismeleri sonucu olan blçU farklari kalip çeIiginin isil genlesme katsayisina baglidir. Eger hareketli maçalar ve çekme parçalarinin genlesme katsayilari kalip çeligine göre daha bUyUk ise çalisma kosullarinda kalip sicakligi artacagindar bu parçalar sikisir ve arizalara yol açarlar. 1.2.9 ISIL isLEM SüRESiNCE STABiLITE = Birçok basinçli dbkUm kaliplarinin degisik kisimlari ince ve kalin kesitlerden olusmustur ve bunlar birbirine dökUlecek parçanin karakterine uygun sekilde birlestirilmistir. Bu tip bir parçanin isii islemi karakteristiklerinin oldukça kritik oldugu bir gerçektir. Birçok basinçli dbküm kaliplari islenip taslandiktan sonra ve hatta parltildiktan sonra isi] ielem görür. Bu nedenle 1511 islem sonucu meydana gelebilecek sekil degisiklikleri yeniden talas alma ile dUzeltilemez. Zaten talas olarak kaldirilacak fazlaliki;· yoktur. Istenilen sonuca erisebilmek amaciyla kalip malzemesi seçilirken sil islem gbrUp istenilen sertIigin kazandirilmmasi halinde çarpilma, genieleme ve çbkmenin belli sinirlari asmamasina, karbon almasi veya karbon vermesine, oksitlenme, çukurlasrna, pullanma veya çatlamalarin olmamasini saglayacak malzemenin kullanilmasi gerekir. MümkUnse hava çelikleri kullanilmalidir. KostrUksyon esnasinda, meydana gelebilecek ölçü degismeleri göz bnUnde tutulmalidir. Celigln martensit yapida olmasi , tavsiye edilir. Sonuc olarak celik= azot veya diger elemanlari lsil islem süresince alip vermemelldir. Aksi halde kalip yUzeyi bozulacak veya okside, çukurlasma, pullanma ve benzeri durumlar ortaya çikaçaktir. Bununla birlikte i5il Islem c~tamini kontrol altinda tutmak ve bbylece yUzeyi koruma