Döküm Döküm Teknolojisi Giriş İMAL USULLERİ - B DÖKÜM TEKNOLOJİSİ GİRİŞ Yard. Doç. Dr. Erdal KARADENİZ TANIMI: Döküm yöntemi; sıvı halde akıcı olan metallerin,üretilmek istenen parçanın biçimindeki bir boşluğa sahip olan kalıplara dökülerek katılaştırıldığı bir imalat yöntemidir. Döküm Yöntemleri İngot döküm Şekilli kalıba döküm Şekilli kalıba döküm yöntemleri 1. Yaş kum kalıba döküm 2. Kuru kum kalıba döküm 3. Yüzeyi kuru kum kalıba döküm 4. CO2 yöntemi 5. Kabuk kalıplara döküm 6. Havadan sertleşen kalıba döküm 7. Vakumlu kalıplama 8. Dolu kalıba döküm 10. Alçı kalıba döküm 11. Hassas döküm 12. Seramik kalıba döküm 13. Metal ( Kokil ) kalıba döküm 14. Basınçlı döküm 15. Savurma ( Santrifüj ) döküm DÖKÜM TERMİNOLOJİSİ Döküm Yönteminin Diğer İmal Usullerinden Üstünlükleri ve Sınırları Üstünlükleri • Yöntemin sınırları çok geniş olup, hem çok küçük parçaların, hem de tonlarca ağırlıktaki büyük parçaların üretimine uygun değişik teknikler bulunmaktadır. • Çok karışık biçimli ve içi boş parçaların üretimi mümkündür. • Bazı malzemeler ( örneğin dökme demir ) sadece döküm yoluyla elde edilebilir. • Seri üretime uygun ekonomik bir yöntemdir. Sınırları • Çok ince kesitlerin elde edilmesi güçtür. • Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi genelde iyi değildir. • Az sayıda parça üretimi için genellikle ekonomik değildir. • Aynı malzemenin PŞV yöntemleri ( örneğin dövme ) ile elde edilmiş olanı, dayanım bakımından genellikle daha üstündür. • Çevre ve işçi sağlığı problemleri vardır. Döküm Yöntemlerinin Temel Koşulları Çoğu döküm yönteminde, aşağıdaki yedi temel koşulun gerçekleşmesi gerekir: • Kalıp boşluğu, istenen şekil ve boyutta ürün elde edilebilmesi için katılaşma ile oluşacak boyutsal değişimler dikkate alınarak tasarlanmalıdır. • Kalıp malzemesi, dökümü yapılan sıvı metal sıcaklığında çalışma dayanımına sahip olmalı. • Eritme işlemleri, istenen sıcaklıkta, kabul edilebilir kalitede ve makul bir maliyette olmalıdır. • Dökme tekniği, erimiş metali kalıba dökerken hava ve gazların kaçışına uygun olmalıdır. • Katılaşma işlemi üründen istenen özellikler dikkate alınarak uygun şekilde planlanmalıdır. • Dökme parçanın kalıptan çıkarılışı zor olmayacak şekilde işlemler tasarlanmalıdır. • Kalıptan çıkarılan parçaya uygulanacak son işlemler ( temizleme- bitirme-muayene ) dikkate alınmalıdır. Günümüzde Metal Döküm Sanayi A. Dökülen metalin türüne göre • Demir dökümhaneleri • Temper dökme demir dökümhaneleri • Çelik dökümhaneleri • Demir dışı metal dökümhaneleri B. Üretim türlerine göre • Sipariş dökümhaneleri • Ana firma için seri üretim dökümhaneleri C. Kullanılan kalıplama tekniğine göre • Kum kalıba döküm • Kalıcı kalıplara döküm • Basınçlı döküm • Savurma ( santrifuj ) döküm • Hassas döküm • Alçı kalıba döküm • Seramik kalıba döküm • Dolu kalıba döküm Bir Dökümhanenin Bölümleri Uygulanan kalıplama yöntemine ve döküm tekniğine bağlı olarak değişmekle birlikte genel bir fikir vermek amacıyla kum esaslı kalıp kullanan dökümhaneyi inceleyelim: • Modelhane • Maça bölümü • Kalıplama • Eritme ve döküm • Kalıp bozma • Bitirme • Kalite kontrol METAL DÖKÜMÜN ESASLARI Döküm yöntemleri ile şekillendirmede, döküm işlemlerinin kontrollü gerçekleştirilebilmesi için işleme etki eden değişkenler ve bunların etkilerinin bilinmesi yararlıdır. Döküm işlemlerinde metal alaşım ergitilerek sıvı hale getirildiği için faz diyagramı, akıcılığı, katılaşması ve soğuma koşulları gibi konularının bilinmesi ile işlem sonucu elde edilecek ürün özellikleri kontrollü bir şekilde sonuçlandırılır. KATILAŞMA Mamul özelliklerini kesin olarak kontrol eden yapısal özelliklerin çoğu, katılaşma sırasında belirlenir. Ayrıca gaz gözenekleri ve katılaşma boşlukları gibi çoğu döküm hataları, katılaşma olayıdır ve katılaşma işlemi kontrol edilerek azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Katılaşma; çekirdeklenme ve büyüme olarak iki aşamada gerçekleşir. Her biri ayrı bir çekirdek etrafındaki büyüme sonucu meydana gelen taneler, metalin iç yapısını oluşturur. Çekirdeklenme, erimiş sıvı içinden kararlı bir katı parçacık oluştuğu zaman oluşur. İnce taneli malzemeler gelişmiş mekanik özellik sağladığından, çekirdeklendirme artışı istenir. Büyümenin, yönü, hızı ve tipi ürün özelliklerine etkir. SOĞUMA EĞRİLERİ • Kalıba dökme işlemi anındaki ( kalıba ilk girdiği zaman ) eriyik metal sıcaklığı Dökme sıcaklığı olarak ifade edilir. • Dökme sıcaklığının yüksek olması ( aşırı ısıtma ) metalin soğumadan kalıp ince ayrıntılarını doldurması için akıcılığını artırır, fakat kalıp yüzeylerinde bozulmalara neden olabilir. Dökme sıcaklığının düşük olması ise akıcılığı azaltır. Bundan dolayı kalıp ayrıntılarına yeterli malzeme ulaşamayabilir. Sonuç olarak, parça şekli eksik oluşur. Akıcılık Bir metalin bir kalıba akma ve kalıbı doldurma kabiliyeti, akıcılık olarak adlandırılır. Katılaşma Büzülmesi Çoğu metal ve alaşım, kalıp boşluğuna girdiğinde ve soğumaya başladığında, önemli oranda bir kendini çekme (küçülme) oluşur ve hacim azalması meydana gelir. Bu durum, döküm boşlukları, gözenekler, sıcak yırtılmalar iç gerilmelere, boyut değişimlerine, çarpılmalara ve çatlaklara neden olabilir. Büzülmenin üç temel aşaması vardır: (1) Sıvının büzülmesi, (2) Sıvı katıya dönüştükçe oluşan katılaşma büzülmesi (3) Katılaşmış metal oda sıcaklığına ulaşana kadar oluşan katı metal büzülmesi.