Döküm Kalıp Döküm Teknolojsi DÖKÜM TEKNOLOJİSİ Dökümün tanımı, Üstünlükleri ve Dezavantajları Tanım :Eritilmiş sıvı metal veya alaşım çıkacak parçanın negatif olan bir boşluğa dökülüp onu katılaştırmak suretiyle istediğimiz şekli elde etme yöntemine döküm denir. Döküm yönteminin diğer imalat yöntemlerinden üstünlükleri : ? Yöntemin sınırları çok geniş olup, hem çok küçük, hem de tonlarca ağırlıktaki büyük parçaların üretimine uygun değişik teknikler bulunmaktadır. ? Çok karmaşık biçimli ve içi boş parçaların üretimi mümkündür. ? Hemen hemen tüm metal alaşımlarının dökümü mümkündür. Bazı malzemeler (dökme demir) ise sadece döküm yoluyla ede edilebilir. ? Seri üretime uygun döküm yöntemleri geliştirilmiştir. Döküm yönteminin sınırları : ? Çok ince kesitlerin elde edilmesi güçtür. ? Az sayıda parça üretimi için genellikle ekonomik değildir. ? Aynı malzemenin plastik şekil verme yöntemiler ( dövme ) ile elde edilmiş olanı, dayanım bakımımdan genellikle daha üstündür. ? Genellikle hassas boyut toleranslarının ve iyi yüzeyin kalitelerinin sağlanması güçtür. ? Çevre dostu ir imalat yöntemi değildir. Dökümün Temel Tanımları:Derece: Kalıp malzemesinin ve imal edilecek parça kalıbının yerleştirildiği kısımdır Maça: Kalıp boşluklarına yerleştirilen ve kapladıkları kısımların dökümden sonra boşluk olarak çıkmasını sağlayan şekillerdir. Yolluk: Sıvı metali döküm potasından kalıp boşluğuna ulaştırmaya yarayan kanallardır. Besleyici: Katılaşma esnasında büzülmeyi en aza indirmek için kalıp içerisinde oluşturulan sıvı metal depodur. Havsa: Yolluk sisteminin başlangıcıdır ve sıvı metalin kalıpla ilk temas ettiği bölgedir. Mala yüzeyi: Alt ile üst dereceyi birbirinden ayrır. Çıkıcı: Döküm sırasında kalıptan havanın ve dökümün esnasında da ortaya çıkan gazların çıkmasını sağlayan aynı zamanda sıvı metalin fazla olan kısmını alan ve kalıp içerisinde yükseldiğini gösteren kısımdır. Dökümün Temel Esasları ? Model yapmak. ? Maça Yapmak. ? Metali eritmek ? Kalıp yapmak- Sıvı metali dökmek ve katılaştırmak ? Biten döküm parçalarını temizlemek Döküm Teknikleri ? Kum Kalıba Döküm ? Yaş Kum Kalıplar ? Kuru Kum Kalıplar ? Yüzeyi Kurutulmuş Kalıplar ? Çukur Kalıplar ? Kabuk kalıplar ? Co2 Yöntemiyle Hazırlanmış Kalıplar ? Vakumlu Kalıplar ? Havada Sertleşen (Air-sert) Kalıplar ? Çimento Bağlayıcı Kalıplar ? Kalıcı Kalıplara Döküm ? Kokil Kalıba Döküm ? Basınçlı Döküm ? Savurma Döküm ? Sürekli Döküm ? Hassas Döküm ? Alçı Kalıba Döküm ? Seramik Kalıba Döküm ? Dolu Kalıba Döküm Kum Kalıba Döküm Demir, çelik veya demir dışı metallerin dökümünde en çok kullanılan bir tekniktir. Çok farklı büyüklükteki parçalara uygulanma kolaylığı vardır.Kalıplama maliyeti düşüktür Kalıp malzemesi olarak refraktör özelliğine sahip silis kumu kullanılmaktadır. Kum Kalıba Dökümün Aşamaları ? Model Yapımı ? Maça Yapımı ? Kalıplama ? Ergitme ve DökümKum Dökümde işlem sırası Model Yapımı Tanım: Dökülecek parçanın benzeri olup, boyut olarak birazcık daha büyük olan, kuma gömülerek sıvı metalin döküleceği boşluğu temin eden parçalara, model denir. Her dökülecek parça için mutlaka bir model gerekir. Model Türleri ? Serbest modeller ? Levhalı modeller ? Özel Modeller Serbest model Serbest modeller tek kopya halinde dökülmek istenen şekli temsil ederler. Genellikle tahtadan yapılırlar ancak metal veya diğer malzemelerden de yapılabilirler. Bu tür modeller kullanıldığında yolluklar sonradan el ile oluşturulabileceği gibi model içerisinde direkt olarak da bulunabilirler. Doğal olarak ikinci tür daha pratik ve kullanımı rahattır. Serbest modellerin boyutlandırılmasında çekme ve işleme payları dikkate alınır. Serbest modelLevhalı model Levhalı modeller ufak döküm parçaları için parçaların yarısına ait modeller metal veya tahta bir plakaya monte edilirler. Bir başka deyimle alt ve üst dereceler parçaların yarısı monte edilir ve birleştirildiğinde kalıbın arasında tam parçanın boşluğu oluşur. Levhalı Model Özel Modeller Özel/kompleks parçaların dokumu için tasarlanmış modellerdir. Altlık Bölüm yüzeyi düzgün olmayan modellerde kalıplama sırasında kum veya tahta altlıklardan faydalanılır.Kalıplama sırasında uygulanan kuvvetler etkisiyle biçimi bozulabilecek veya kırılabilecek hassas modellerin desteklenmesidir.Altlık, alt derecenin hazırlanmasında modele destek olur ve bölüm yüzeyini belirler. Model Tasarımı Modelin tasarlanmasında dikkate edilmesi gereken bir takım .Bunlar; Çekme Payı: model boyutlarına çekme payının eklenmesindeki metalin kalıp içerisinde katılaşması bittikten sonra, oda sıcaklığına soğuması sırasında boyut değişimlerini en aza indirmek. Bazı dokum malzemeleri için yaklaşık çekme payları İsleme Payı: Eğer döküm sonrasında parçadan talaş kaldırılacaksa, bu durumda yüzeylere yeterli bir isleme payının bırakılması gerekir. Bu pay aşağıdaki faktörlere bağlı olarak değişebilir.? Kullanılan metal ? Parçanın biçimin ? Parçanın büyüklüğü ? Çarpılma eğilimin Bazı malzemelerde parça boyutlarına göre seçilmesi gereken işleme payları Eğim ve Köşelerin Yuvarlanması: Modellerin kalıptan sıyrılması sırasında kalıbın bölüm yüzeyine dik kısımlarının bozulmaması için bu yüzeylere eğim verilmesi gerekir. Makine ile sıyrılan modellerde bu eğim daha düşük seçilir. Model çok düzgün ve temiz ise makine ile 200mm’ye varan dik yüzeyler temiz olarak sıyrılabilir. Model üzerindeki köşeler keskin olmamalı ve buralarda kendini çekme çatlakları ile gerilme yığmalarının oluşması önlenmelidir. Köşe yuvarlatma yarıçapları, parçanın et kalınlığına göre seçilir. Model Malzemeleri Model dökülecek şeklin tahtadan, metalden veya uygun bir malzemeden hazırlanmış kopyasıdır. Ayrıca alçı, plastik ve balmumu da model malzemesi olarak kullanılmaktadır. Model malzemesi olarak kullanılacak tahtanın kuru sert ve kumun nemin, çekip deforme olmaması, için az gözenekli olması gerekir. Kalıplamada düzgün bir yüzey elde edilebilmesi için tahtanın sert olması, istenir. Tahta malzeme olarak genellikle gürgen ve çam kullanılır. Karışık sekili, parçaların modelleri, ayrı ayrı imal edilen parçanın birbirine vida veya geçme yoluyla tespit edilmesiyle yapılır. Basit modeller ise, tek parçalı, olarak gerçekleştirilir. Mümkün olduğu kadar çok parçalı model yapımından kaçınılmalıdır. Çok ince kısımlar, mevcut olan veya seri imalatta kullanılacak ve uzun müddet aşınmadan kalıplamaya dayanması istenen modellerin metalden yapılması gerekir. Metalik model malzemesi olarak; dökme demir, pirinç, bronz, kurşun, kalay alaşımları veya alüminyum kullanılır. Metalik model olarak kullanılacak malzemenin kolay işlenebilmesi ve uçaklık değişimlerinde büzülmesi az olmalıdır. Kolaylıkla kesilip şekillendirilebilmesi veya bir kalıba dökülerek doğrudan şekil alabilmeleri sebebiyle alçı modeller büyük üstünlüğe sahiptirler. Mukavemetlerini artırmak üzere içlerine teller konulabilir. Model yapımı için çok kullanılan diğer bir malzemede Plastiklerdir. Plastik malzeme metalik bir kalıp içerisine enjekte edilerek veya bir bloktan kesilerek model yapımı gerçekleştirilebilir. Model Malzemesi seçiminde Şu kriterler dikkate alınır: ? Üretilecek parça sayısı ? İstenen boyut hassasiyeti ? Uygulanacak kalıplama yöntemi ? Parçanın boyut ve biçimi ? Modelde düzeltme yapılıp yapılmayacağı. Model Renk Kodları Ahşap modellerin nemden ve ortam etkisinden korunması için boyanması için boyanması gerekir, bu sırada modelin değişik bölgelerine ait yüzeyler için değişik renkler kullanılarak işaretlenme yapılır. Bu kodlar sayesinde kalıpçı yıllar sonra dahi her bir kalıbın yüzeyini tanır ve değişik kalıp elemanlarının yerlerini kolaylıkla belirlemesi mümkün olur. 1 SARI (Dökümden sonra işlenmeyecek yüzeyler) 2 KIRMIZI (Dökümden sonra işlenecek yüzeyler) 3 METALİK (Serbest parçaların olduğu Yüzeyler) 4 SİYAH (Maça yuvaları) 5 YEŞİL (Modelin dayanımını artırmak için ilave takviye, kalıpta bıraktığı boşluğu daha doldurulacak) Modellerin boyanarak kodlanmasına bir örnekMaçalar İçi boş çıkarılacak parçaların döküldükten sonra boş çıkabilmesi için dökülen parçanın bu boş kısmının şeklini oluşturan negatif parçalara maça denir. Maça malzemesi çoğunlukla kumdur. Fakat bu kumlar kalıp kumundan farklıdır. En önemli farkta kalıp kumundaki kil yerine bağlayıcıların kullanılmasıdır. Bağlayıcılar iki grupta toplanır organik ve inorganik bağlayıcılar. Maça kumlarında su da bulunur fakat su bağlayıcı görevi yapmaz.Çok enteresandır su katılmadığı taktide bağlayıcı görev yapmaz. Az su katılırsa Maçalar piştikten sonra istenen özellik elde edilemez. Çok su katılırsa pişme süresi uzar. Yüzeyde kabuklaşma olur ve bağlayıcı katmerleşir. Maça Sandığına Maça yapımı Maça’dan Beklenen Özellikler ? Dayanım - şeklini koruması ve erozyona direnmesi için ? Geçirgenlik - sıcak hava ve gazların, kumdaki boşluklardan geçmesine izin vermek için ? Isıl kararlılık - erimiş metalle temasta kırılmaya direnmek için ? Dağılabilirlik - dökümün çatlamadan büzülmesine izin verme kabiliyeti ? Tekrar kullanılabilirlik - bozulan kalıptan çıkan kumların diğer kalıpların yapımında kullanılabilirliği ? Çabuk pişmeli ve bu sırada biçimleri bozulmamalı ? Yüzeyleri düzgün olmalı ? Depolanma sırasında özellikleri değişmemeli Maça imali Maçaların imali ya maça sandığı ile yada çevirme şablon ile olmaktadır. Maça sandığı ile maça yapımında, içerisinde maçanın dış şekline sahip bir boşluk bulunan sandıklardan faydalanılır. Şekil de bir örneği verilen maça sandığı iki veya daha çok parçalı olup, bu parçalar birbirine pimlerle geçirilir ve yay veya diğer bir yolla tespit edilirler. Sandık düz bir yüzey üzerine konur ve içerisine maça malzemesi konarak herhangi bir vasıta ile sıkıştırılır. Mukavemeti artırmak üzere maça içerisinde tel parçalan konur. Sıkıştırma sırasında şişleme ve tekrar sıkıştırma yapılır. Dönel şekilli büyük maçalar, genellikle çevirme şablonla imal edilirler. Bunun için maça tornaları ve maça demiri olarak üzeri delikli bir gaz borusundan faydalanılır, Bu boru şablon mili vazifesi görür ve aynı zamanda gazların dışarı çıkmasını sağlar. Borunun üzerine maçaya elastiklik vermek gayesiyle saman veya ağaç talaşından yapılmış halat sarılır. Bunun üzerine de balçık sıvanarak şablonladır. Sandıkta maça imalinde çeşitli makinelerden faydalanılır. Böylece maçalar daha çabuk ve sıhhatli olarak yapılmış olur. Bunlar; doldurma, sürme, pres, sarsma ve üfleme makinalandır. Şablonla maça imali. Doldurma makineleri: küçük ve orta çapta maçaların imalinde kullanılır. Huniden konulan maça kumu gövde içerisine düşer. Burada dönel vidayla sıkıştırılarak, değiştirilebilen kovandan dışarıya çıkarılır. Vida ucunda . bulunan pim maça içerisinde bir gaz deliği meydana getirir. Sıkıştırma vidası bir el çarkı vasıtasıyla hareket ettirilir. Büyük doldurma makinelerinde bu hareket bir elektrik motoru ve transmisyon ile sağlanır. Sürme makineleri: Silindirik, altı köşe, dört köşe veya oval maçaların imalinde kullanılır. Maça kumu kovana doldurulur ve kılavuzlu piston vasıtasıyla sıkıştırılır. Üst yüzeyi kapak yardımıyla sıyrılarak düzlenir, şişlenir ve içerisine maça demiri konur. Daha sonra sürgü kolunun hareketiyle maça dışarıya alınır. Maçanın boyu, sürgü üzerindeki taksimat vasıtasıyla ayarlanır. Doldurma makinesi Sürme makinesi Pres makineleri: Maçanın dış şekline sahip dikine konmuş sandıklara üstten basınçlı hava ile maça kumu doldurulur. Diğer taraftan presle yanlardan sıkıştırılır. Bu tür makineler küçük maçaların imalinde kullanılır. Pres makinesi Sarsma makinesi Sarsma makineleri: Şekil …..da şematik olarak verilmiş olan bu tür makineler; yüksek maça sandıklarını bağlamaya yarayan, vidalı, basınçlı, hava pistonlu bir bağlama tertibatı ve maçanın sandıkta gevşemesini temin eden bir sarsıcıdan meydana gelir. Üfleme makineleri: Maça kumu, basınçlı bir hava ile karıştırılarak bir enjektör memesinin ağzından maça sandığına üflenir. Küçük ve orta büyüklükte maçaların imaline elverişlidir Büyük maçalar için uygun değildir, çünkü sınırlı değerdeki basınç sıkıştırma için yeterli değildir. Üfleme makinesiMaça Kumları Maça Kumları=Si(%80-90)+Bağlayıcılar+Su(%3-7)+Kil(%1 den az) Bağlayıcılar Organik ? Yanıcı ? 500ºC de özellik kaybolur ? Maça yağı ? Reçine ? Un ? Melas ? Zift İnorganik ? Yanmaz ? Yüksek sıcaklıklara dayanır ? Ateş Kili (%2) ? Bentonit (%0.5-2) ? Silis Tozu (%30) ? Demir Oksit (%1-2) Maçaların Pişirilmesi Bağlayıcıların özelliklerini ortaya çıkması için maçaların 2 ile 6 saat süreyle 200-250ºC sıcaklıkta pişirilmesi gerekir böylece sertleşmiş dayanıklı maçalar meydana gelir. Az pişen Maçalar sarı renkte, çok pişen maçalar koyu sarı-kahverengi rengindedir. Normal maçalar hava maçalar hava dolaşımı düzgün olan adi fırınlarda pişirilir.Maçaları sert yapmak için oksijen gereklidir. Fırına taze hava verilir.Özel bağlayıcıların kullanıldığı maçalar 90-140ºC sıcaklıkta bir elektrik pişirme fırınında pişirilir ve pişme süreleri birkaç dakikayı geçmez. Az Pişmiş Maçalar Çok Pişmiş MaçalarMaçaları Yerleştirilmesi Maçalar döküm esnasında sıvı Metelin içinde kalırlar sıvı metal maçanın üzerine ağırlığının 3-5 katı kadar bir kaldırma kuvveti etkisi karatır. İşte maçaların bu kuvveti karşılayacak şekilde desteklenmesi gerekir. Bunun için maçalar maça başlarıyla ve içlerinde teller yerleştirilerek asılmak suretiyle desteklenir. Maçaları Yerleştirilmesi Maçaların Döküm Parçasının İçinden Çıkarılması Maçalar sıvı metal katılaştıktan sonra dökülmüş olan parçanın içine pnömatik çekiç veya normal çekiçle sarsılarak çıkarılmaya çalışılır. Maçaların dağılma özelliklerinden istifade edilerek iç kısım boşaltılır. Maçaların karışık tipte olanları için basınçlı su kullanılır. Maçalara Bağlı Oluşan Hatalar Maçaların Yapışması: Maça kendisi, maça sandığından yapılırken sandığa yapışabilir. Bunu Önüne geçmek içi önceden yüzeyine benzin sürülür. Maçalarda Karıncalaşma: Gaz geçirgenliği az olan maçaların yüzeyinde karıncalaşma oluşur. Maçaların Yüzmesi: Maça başı yeterli yapılmayan, iyi şekilde desteklenmeyen maçalar, sıvı Metalin içinde yüzebilir. Maçaların Kırılması:Maçalarda yeterli mukavemet yoksa sıvı metal maçayı kırabilir Maçalarda Damarlar: Maçanın üzerindeki küçük çatlaklara sıvı metal girerek parça yüzeyinde çıkıntılı damarlar meydana gelmesine sebep olurlar. Maçaların Çatlaması: Pişirme sırasında maçada çatlama olmuşsa o maça kesinlikle kullanılmamalıdır. Kalıplama: Modeller ve maçalar vasıtasıyla, çeşitli ortamlarda (kum, metal) kalıp adı verilen ve içerisine döküm yapılan boşlukların oluşturulmasına “kalıplama” denir. Kalıplamada model ve maçadan başka yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden de faydalanılır. Kalıplamanın ayrıntıları her bir döküm usûlünde ayrı ayrı ele alınacaktır. Burada yalnız yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden söz edilecektir.Yolluklar: Döküm sırasında ergimiş metalin kalıp boşluğuna akışını kontrol ederek, kalıp boşluğunun tamamen doldurulmasını sağlamak üzere açılan yatay ve dik kanallara "yolluk" adı verilir» şematik olarak bir yolluk sistemi görülmektedir. Düşey yolluklar; yatay düzleme dik olarak yerleştirilirler, direkt olarak kalıp boşluğuyla temas etmezler. Yatay yolluklar; yatay düzlemde bulunur ve kalıp ile direkt temas halindedirler. Ergimiş metalin kalıbı bozmadan sakin bir biçimde kalıbı doldurmasını, bazı pislik ye cürufun kalıp boşluğuna girmemesini sağlarlar. Bir yolluk sistemi. Yolluklar testere, merdiven biçimlerinde olabilir. Testere yolluklar küçük parçaların aynı anda dökülebilmesi maksadıyla kullanılır. Merdiven yolluklar, kalıbın çabuk doldurulması istenen hallerde kullanılır. Testere yolluk. Merdiven yolluk.Çıkıcılar ve besleyiciler: Metaller katılaşırken; sıvı, sıvı-katı ve katı hallerinde büzülürler ve hacimleri ufalır. Bu durum ise; dökülen parçalarda iç ve dış büzülme boşluklarına sebep olur. Bu tür hatanın önlenebilmesi için, besleyici ve çıkıcı adı verilen boşluklardan faydalanılır. Böylece, şekil de görüldüğü gibi büzülme boşluklarının çıkıcı ve besleyiciler içerisinde meydana gelmesi sağlanarak, sağlam bir döküm elde edilmiş olur. Döküm parçanın katılaşmasından sonra çıkıcı ve besleyiciler kesilir. Uzun katılaşma aralığı olan malzemelerden parça dökümlerinde büzül- meleri önlemek çok zordur. Çıkıcı ve besleyiciler. Genel olarak çıkıcı ve besleyicilerin görevleri aynıdır. Atmosfere açık olanlara çıkıcı, kapalı olanlara besleyici adı verilmektedir. Çıkıcılar kendi aralarında üst ve yan çıkıcı olarak ikiye ayrılmaktadır. Çıkıcı ve besleyicilerin görevlerini tam olarak yapabilmeleri için, atmosfer basıncı altında olmaları gerekir. Bunun sağlanabilmesi için, besleyicilerde kalem maçalar kullanılmaktadır. Ayrıca atmosfere açık olan çıkıcıların üst yüzeylerinde oluşacak bir kabuk tabakaya engel olabilmek için, yalıtkan veya egzotermik örtülerden faydalanılır Çıkıcıda kabuk oluşması ve bunu engellemek amacıyla kullanılan örtüler.Maça kalemlerinin kullanılışı. Soğutucu levhalar ve iç soğutucular Katıp içindeki katılaşmanın, istenilen bir yönde oluşmasını sağlayabilmek ve böylece çekme boşluğu meydana gelmesini önlemek için, çelik, dökme demir gibi malzemelerden hazırlanan soğutucu levhalar kullanılır. Soğutucu levhaların kullanım zorluğu gösterdiği yerlerde, iç soğutuculardan faydalanılacağı gibi, aynı etki, çabuk soğuyan bölgelerin yalıtılması yoluyla da elde edilebilir Çekme boşluklarının soğutma plakaları yardımıyla önlenmesi Soğutucu plakalar ve yalıtkanların kullanılması.Kum Esaslı Kalıp Türleri Yaş Kum Kalıplar Yaş kum kalıba döküm, dökümhanelerde en yaygın kullanılan döküm yöntemdir. Bu yöntemde erimiş metal yeniden kullanılabilir, sıkıştırılmış bir kum kalıba dökülür ve katılaşana kadar kalıp içinde tutulur. Katılaştıktan sonrada kalıp bozularak parça dışarı çıkarılır. Yaş kum kalıba döküm yönteminde kalıp malzemesi; kum tanecikleri, kil, su ve diğer katkıların bir karışımıdır. Kum tanecikleri kalıp malzemesinin esasını, kil ile su ile birleşerek kumların bir arada tutulması için bir bağlayıcı vazifesi görür. Kalıplama, küçük parçalar için tezgah üzerinde, iri parçalar için yerde kum havuzlarında yapılır. Elde edilen parçanın kalitesi belli ölçüde kalıpçı ustasının becerisi ile belirlenir. Saatte 60 kalıptan fazla üretmemiz gerektiğinde makineli kalıplamaya geçmek zorunlu olur ve bu durumda işlemler mekanik olarak yapıldığından kalıpçıların deneyimli olmasına gerek yoktur. Yaş kum kalıba döküm işleminin bazılarını yukarıda da belirttiğimiz genel karakteris- tiktiklerini şu şekilde kısaca özetleyebiliriz: ? Genelde kalıp boşluğunu sıvı metalle doldurabilmek için yer çekimi kuvvetinden yaralanılır. ? Kum bağlayıcı madde içerir. ? Yeniden kullanılabilir bir model gerektirir. Ve modelin kalıptan çıkabilmesi için gereken eğimler daha önceden düşünülmelidir. ? Genelde kaba ve pürüzlü bir yüzey elde edilir. Kalıplama yöntemi Parça ağırlığı (kg) En az cidar kalınlığı (mm) Yüzey pürüzlülüğü (µm) Boyu hassasiyeti (mm/m) Çekme dayanımı (mpa) Üretim hızı (parça/saat) Gözeneklilik Hurda miktarı Yaş kum 0,1 - 2000 3 – 4 6 - 25 30 - 60 130 1 - 300 5 5 Dökümden sonra çıkıcı ve yollukların parçadan ayrılması gerekmektedir. Günümüzde kalıplama çoğunlukla makinelerde ve seri olarak yapılmaktadır. Ancak temel kalıplama bilgisi verebilmek amacıyla elle kalıplamanın aşamaları aşağıdaki resimlerle özetlenmiştir.Elle Kalıplamanın Aşamaları: Altlık-Model-Derece İnce Kum Serpimi İri Kumu Eleme İri Kumu Karıştırma Derecenin doldurulması Derecenin düzeltilmiş hali Derecenin ters çevrilmesi Derece pimlerinin takılmasıYolluk ve çıkıcıların montajı ve tamamlanması Yatay yolluk (meme) hazırlanışı Modelin çıkartılışı Derecelerin kapatılması Kalıbın kesit görünüş Dökümün yapılışı Çıkan ürün Yaş Kum Kalıba Dökümün Avantajları: ? Kalıp malzemesi ucuzdur ve tazelenerek defalarca kullanılabildiğinden en ekonomik kalıplama yöntemidir. ? Yöntem basittir, gerektiğinde mekanizasyon da uygulanabilir. ? Değişik metallerin dökümü için elverişlidir.Yvyaş Kum Kalıba Dökümün Dezavantajları: ? İnce, uzun, karmaşık biçimli ve iri parçaların dökümünde kalıp malzemesinin dayanımı yetersiz olur ? Kalıp, taşıma sırasında bozulabilir. ? Erimiş metal dökümü sırasında nemli kalıpta oluşan buhar kusurlara neden olabilir. ? Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi çok iyi değildir. ? Kalıbın optimum dayanıma sahip olabilmesi için nem miktarının iyi kontrol edilmesi gereklidir Kuru Kum Kalıplar: Kuru kum kalıplar, yaş kum kalıplara benzer şekilde hazırlanır ve 15-350°C arasındaki sıcaklıklarda kurutulurlar. Bağlayıcı görevi yapan kilin tüm suyunu kaybetmemesi için 400°C sıcaklığın üzerine çıkılmamalıdır. Zira tüm suyun kaybolması kumların mukavemeti üzerinde yıkıcı bir etki yapar. Kurutma öncesinde metalin döküleceği kalıp boşluğunun yüzeylerine uygun bir karışım sürülerek veya püskürtülerek bu bölgede daha yüksek sertlik ve refrakterlik elde edilebilir. Kurutmada kaybedilen zaman başlıca dezavantajı teşkil eder. Kalıp boşluğu yüzeyinin 2-2,5 cm. Derinliğine kadar kurutulması ile hazırlanan “kabuğu kurutulmuş” kalıplar, kuru kum kalıp yönteminin bir başka türü olmaktadır. Kuru kum kalıplarda serbest nem buharı olmadığından kalıp havalandırması problemi çok azalmaktadır. Daha düşük geçirgenlikli kumların kullanılabilmesi, bu yöntemle daha iyi döküm yüzeyi elde etmek imkanı sağlar. Yaş kum kalıp yöntemine nazaran, nem kontrolü daha az kritiktir. Ayrıca kalıbın dökümünden önce bir müddet beklemesi, yaş kum kalıplarda olduğu gibi kuruma ve yüzeyin gevrekleşmesi gibi sorunlara yol açmaz. ARABIC 1 Kurutma sıcaklığının nem dağılımına etkisiYüzey kurutmada, ısıtma esnasında buharlaşan nem, kum içinde her yöne yayınabileceğinden, kurutma kendi kendine havada değil fakat bir ısı kaynağı ile yapıldığında, sıcaklık artışına paralel olarak önemli oranda bölgesel nem konsantrasyonu meydana gelebilir. Bunun nedeni, ısıtılan yüzeyden uzak, soğuk bölgedeki kondensasyon olayıdır. Oda sıcaklığında nem yalnız kurutulan yüzeyden dışarı çıkar, oysa daha yüksek sıcaklıklarda nemin hareketi her iki yönde olmakta ve kondensasyon bölgeleri meydana gelmektedir. Bu bölgelerde nem oranının, orijinal değerinin %60 üzerinde bir değere ulaşabildiği gösterilmiştir. Dolayısı ile bu tür kısmen kurutulmuş kalıplarda, vakit kaybetmeden döküme geçmek gereklidir. Yüzey kurutma işlemi hamlaçlar, ısıtıcı lambalar veya elektrikli ısıtıcı elemanlarla yapılabilir. Havadan tekrar nem kapmak ki, bu yalnız havadan değil, kurutulmamış kısımlardan gelen nem’i de içerir, kurutma işleminden sonraki ilk 24 saat içinde yaklaşık olarak %0,5-0,8 oranlarında nem olacak şekilde meydana gelir. Nemdeki bu yükseliş mukavemette bir azalmaya neden olmakla beraber çok kısa süreli bir ısıtmayla giderilebilir. Özetlemek gerekirse: Kalıplama yöntemi Parça ağırlığı (kg) En az cidar kalınlığı (mm) Yüzey pürüzlülüğü (µm) Boyu hassasiyeti (mm/m) Çekme dayanımı (mpa) Üretim hızı (parça/saat) Gözeneklilik Hurda miktarı Kuru kum >0,1 3,4 6,25 30-60 130 1-300 5 5 ARABIC 1 Kuru kum kalıplama yönteminin bir takım özellikleri Kuru kum kalıplara döküm yönteminin başlıca üstünlükleri: ? Dayanımı ve metal erozyonuna karşı dayanıklılığı vakumdan daha yüksektir. ? Taşınırken bozulma tehlikesi daha azdır. ? Yaş kum kalıplardaki gibi kalıplama sırasında nem miktarının kontrolü kritik değildir. ? Döküm sırasında buhar oluşmayacağından, bu nedenle ortaya çıkan döküm kusurları söz konusu değildir. ? Gaz geçirgenliği daha iyidir. ? Kalıp havalandırması problemi çok azdır. ? Daha düşük geçirgenlikli kumların kullanılabilmesi sayesinde daha az yüzey pürüzlülüğü sağlanabilir. Yöntemin sakıncası ise kurutma işleminin kalıp hazırlama süresini uzatması ve maliyeti arttırmasıdır. Yüzeyi Kurutulmuş Kalıplar: Bazı durumlarda yaş kum kalıpların sadece yüzeyleri (6...25 mm kalınlığında bir tabaka) kurutularak dökümde nemden kaynaklanan sorunlar azaltılabilir. Bu işlemde üfleç, sıcak hava veya elektrikli ısıtıcılardan yararlanılır. Yüzey kalitesini arttırmak ve kalıp boşluğu yüzeylerindeki kumun kalkmasını önlemek için kalıp yüzeyi, refrakter bir malzeme püskürtülerek kaplanabilir. Püskürtülen bu sıvılar genellikle su, refrakter malzeme ise Bentonit, tahıl veya melas gibi bir bağlayıcının karışımıdır. Kalıp yüzeyine fırça ile grafit tozu da sürülebilir. Bazen su yerine alkol veya diğer uçucu sıvılar kullanılır. Bu şekilde kalıp hazırlandıktan sonra yüzey tutuşturularak hem bu çözücüler giderilir, hem de açığa çıkan ısı ile yeterli bir kurutma sağlanır. Ancak döküm sırasında gaz oluşumuna engel olmak için bu çözücü sıvıların tam olarak yakılması çok önemlidir. Yüzeyi kurutulmuş kalıplarda iç kısımlardaki nem, zamanla yüzeye ilerleyeceğinden, bu kalıpların yüzey kurutma işleminden hemen sonra kullanılmaları çok önemlidir. Yüzey kurutmada, ısıtma esnasında buharlaşan nem, kum içinde her yönde yayınabileceğinden, kurutma kendi kendine havada değil fakat bir ısı kaynağı ile yapıldığında, sıcaklık artışına paralel olarak önemli oranda bölgesel nem konsantrasyonu meydana gelebilir. Bunun nedeni, ısıtılan yüzeyden uzak, soğuk bölgedeki kondensasyon olayıdır. Oda sıcaklığında nem yalnız kurutulan yüzeyden dışarı çıkar, oysa daha yüksek sıcaklıklarda nem'in hareketi her iki yönde olmakta ve kondensasyon bölgeleri meydana gelmektedir. Bu bölgelerde nem oranının, orijinal değerinin % 60 üzerinde bir değere ulaşabildiği gösterilmiştir. Dolayısı ile bu tür kısmen kurutulmuş kalıplarda, vakit kaybetmeden döküme geçmek gereklidir. Yüzey kurutma işlemi hamlaçlar, ısıtıcı lambalar veya elektrikli ısıtıcı elemanlarla yapılabilir. Havadan tekrar nem kapmak ki, bu yalnız havadan değil, kurutulmamış kısımlardan gelen nemi de içerir, kurutma işleminden sonraki ilk 24 saat içinde yaklaşık olarak % 0.5-0.8 oranlarında nem olacak şekilde meydana gelir. Nemdeki bu yükseliş mukavemette bir azalmaya neden olmakla beraber çok kısa süreli bir ısıtmayla giderilebilir. Yüzeyi Kurutulmuş Kalıp Örnekleri Toprak Kalıplar: Biçimlendirmenin genellikle şablonla taranarak yapıldığı toprak kalıplar,büyük silindirler, kağıt makinesi merdaneleri gibi dönel simetriye sahip ağır parçaların dökümü için uygundur. Bu yöntemde dereceye sığmayacak büyüklükte parçalar için, önce dökülecek parçanın biçimine yakın tuğla veya diğer uygun malzemelerden bir alt yapı hazırlanır. Kum, kil, su ile diğer katkıların bir karışımı olarak hazırlanan harç bu yapıya sıvanır ve kabaca biçimlendirilir. Daha sonra kalıp boşluğunun dönel simetri ekseni çevresinde döndürülen tarama şablonları yardımıyla kalıp son biçimine getirilir. Son işlem, kalıbın üfleç veya sıcak hava ile kurutulmasıdır.Toprak kalıplamada üç boyutlu model kullanımına gereği olmadığından, büyük parçalarda önemli tasarruf sağlanır. Ancak tüm işlemler elle yapıldığından, kalıpçıların deneyim ve becerileri çok önemlidir. Bir toprak kalıbın alt yarısını şablonla taranarak hazırlanması Çukur Kalıplar: Çukur kalıplar, derecelere sığmayacak kadar büyük dökümlerin gerçekleştirilmesi için kullanılır. 1 tondan 100 tona kadar olan dev dökme parçaları, dereceler içinde kalıplamak mümkün olmamaktadır. Bu şekildeki parçaların dökümünü gerçekleştirebilmek için kutu biçiminde, duvarları beton ile örülen, boyutları birkaç metreye kadar çıkabilen havuzlar içinde kalıplama yapılır. Kalıbın yapılması uzun zaman alır, parçanın şekline göre kalıbın yapılması günleri alabilir. Kalıplama sırasında model bir çukura yerleştirilir ve kalıp kumu modelin altına ve çevresine dökülür, kum orada tamponlaşıp sıkıştırılır. Daha sonra üst kalıp yerleştirilerek bölüm yüzeyinde metal sızmasını önlemek için yere bağlanır. Bölüm yüzeyi zemin seviyesinde veya üzerinde olabilir. Birçok dökümhanede sürekli olarak ürettikleri iri parçalar için hazır beton çukurlar vardır. Parçanın biçimi modelin kalıptan çıkmasını engelliyor ise, kalıplamada maçalardan yararlanılabilir. Kalıbın yapılması uzun zaman alır, parçanın şekline göre kalıbın yapılması günleri alabilir. Büyük iç gerilmelerin ortaya çıkmasını önlemek için, bu tür büyük dökümler yavaş soğutulmalıdır. Dolayısıyla dökümden sonra kalıbın açılması için birkaç gün beklenmesi gerekebilir. Bu yöntemde de kalite, kalıpçıların becerisine bağlı olup, boyut hassasiyeti düşüktür. Çukur kalıba dökümde boyut toleransları 1-2 cm’ye çıkabilir. Çukur Kalıp Örnekleri Çukur kalıplama CO2 Yöntemi İle Kalıplama: Bu yöntemde kalıp ve maça kumlarına % 1.5 - 6 cam suyu (sodyum silikat) karıştırılır ve kalıba şekil verildikten sonra kısa bir süre CO 2 gazı geçirilir. Kimyasal reaksiyon gereği cam suyu, silikajele dönüşerek kalıbı sertleştirir.Bu işlem yapıldıktan sonra dökümün en geç 24 saat içinde tamamlanması gerekir.Bu yöntemle hazırlanan döküm parçalarının yüzey hassasiyetleri iyi olup, ekonomiklik için sayı önemli değildir; ayrıca kalıbın kurutulması gibi bir başka işlem de yoktur. Her tip dökümhanede kolayca uygulanabilir.Yukarıdaki avantajlarının yanında, yeniden ortamdan nem kapabilmesi tehlikesinden dolayı, bekleme süresi az olup kalıp ve maçaların, döküm işlemi bittikten sonra dağılma özelliği tatmin edici değildir. CO 2 yönteminin avantajları özetle aşağıda verilmektedir : ? Sodyum silikat - kum karışımının mukavemeti nedeniyle, alt ve üst derecede kum içine destek koymak ihtiyacı kalmamaktadır. ? Pahalı teçhizat gerekmez. Kum ile sodyum silikat karışımı konvensiyonel teçhizatlarla kolayca yapılabilir. CO2 kolay temin edilebilir. Gaz gönderme cihazları ise pahalı değildirler. ? Kalıp ve maça yapım tekniği, geleneksel kum kalıplamadaki gibi olduğundan bu teknik her dökümhanede kolaylıkla uygulanabilir. ? Yöntem hem az sayıda parça için, hem de seri üretimde kullanılabilir. ? Karmaşık biçimlerin kalıptan çıkarılması yaş ve kuru kum kalıplardan daha kolaydır. ? Üretilen parçaların boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi yaş ve kuru kum kalıplardan daha iyidir. ? Kalıp kurutma işlemine gerek kalmadan, dayanımı yüksek kalıplar elde edilir. Fırınlar için yatırım yapılması gerekmez, yer ve zamandan tasarruf edildiğinden kuru kum kalıplamadan daha ekonomiktir. ? Yöntemde rahatsız edici gaz ve kokular çıkmaz. ? Maça üretiminde CO2 - gazı geçirilmeden önce maçaların içi boşaltılarak kabuk kalıplanıp yöntemindekine benzer şekilde maça üretimi yapılabilir. Yöntemin dezavantajları ise şöyle sıralanabilir : ? Konvensiyonel yönteme nazaran daha pahalı bir yöntemdir. ? Hazırlanmış (sertleştirilmiş) kalıplar normal atmosfer basıncında depolandıklarında, 24 saatte veya daha uzun bir sürede bozulmaktadırlar. ? Hazırlanan kum karışımının ve sertleştirilen kalıpların bekletilebilecekleri süreler çok kısadır. ? Kalıp ve maçaların dökümünden sonra dağılabilme özellikleri çok kötüdür. Kabuk Kalıplar: İnce taneli kum ile yüksek sıcaklıkta sertleşen termoset reçine karışımı kalıplama malzemesidir.Kullanılan modeller, metal ve levhalı olup kalıplama işleminden önce yüzey- lerine özel bir sıvı püskürtülür. Böylece modelin kalıptan çıkarılması kolaylaşır. Modeller 230 °C civarında pişirilir ve döndürme tertibatı yardımıyla, üzerlerine kum reçine karışımından oluşan 5-10 mm’lik bir kabuk meydana getirilir. Kabuk modelden sıyrılmadan önce 315°C’de birkaç dakika pişirilir ve modelden ayrılır. Bu yöntemle karışık bir şekle ait kalıp hazırlamada, iki veya daha çok parçalı kabuk hazırlanır; daha sonra yapıştırılarak pişirilir. Sıvı metalin dökülmesi sırasında kabuk kalıbın deformasyonunu önlemek için, kabuk kalıptan hazırlanarak son şeklini alan kalıp, iri taneli kum, çakıl veya metal bilye içine yerleştirildikten sonra döküm işlemine geçilir.Bu yöntemle + % 0,2 mm ’ ye varan hassas toleranslar elde edilebilir. Kalıplar hafif olup, daha önce hazırlanarak depolanabilir ve yüzey kaliteleri çok iyidir. Buna karşılık metal malzemeden hazırlanan modeller pahalı olup çok sayıda döküm için ekonomik olur; parça boyutları sınırlı olup altyapı yatırımı fazladır.Kabuk kalıplamada aşamalar: Bir levhalı model veya üst ve alt derece modeli ısıtılarak, termoset reçineli kum içeren bir kutu üzerine yerleştirilir. Kum ve reçinenin sıcak model üzerine düşerek kısmen sertleşmiş, dayanıklı bir kabuk oluşturabilmesi için kutu ters çevrilir. Gevşek,sertleşmemiş tanelerin düşerek uzaklaşması için kutu eski haline getirilir. Kum kabuk,sertleştirme tamamlanana kadar fırın içinde birkaç dakika ısıtılır.Kabuk kalıp modelden ayrılır. Kabuk kalıbın iki yarısı,birleştirilir, bir kutu içinde kum veya metal bilyelerle desteklenir ve döküm gerçekleştirilir. Yolluklu bitmiş ürün döküm çıkarılır. Kabuk Kalıplama Tüm İşlemleriKabuk kalıpların diğer kum kalıplara üstünlükleri: ? Hassas toleransların elde edilmesi mümkündür. Çelik dökümlerde 0,25 mm'lik, dökme demirlerde ise 0,35 mm'lik boyut hassasiyetlerine ulaşmak mümkündür. ? Çok ince kum kullanıldığından yüzey kalitesi yüksektir. ? Makinelerle üretildiğinden seri üretime uygundur ve deneyimli çalışana ihtiyaç duyulmaz. ? Döküm daha düşük sıcaklıklarda yapılabilir ve yaş kum kalıplardan daha ince cidarlar elde edilebilir. ? Kalıplar hafiftir ve depolanabilir. Kabuk kalıba dökümün dezavantajları: ? Metal malzemelerden üretilen modeller pahalıdır. Bu nedenle yöntem ancak seri üretim de ekonomik olabilir. ? Kabuk kalıplama makinelerinin maliyeti yüksektir. ? Dökülebilen parça boyut ve ağırlıkları sınırlıdır. ? Kuma bağlayıcı madde olarak reçine katıldığından kalıp malzemesi masrafı yüksektir Vakumlu Kalıplama: Kalıp malzemesi, hiçbir katkı içermeyen kuru kumdur. Bu yöntemde vakum düzeneği üzerine yerleştirilen levhalı model ısıtılarak üzerine ince bir plastik fol-ye kaplanır. Bu sırada vakum tatbik edilerek tam modelin şeklini alması sağlanır. Bunların üzerine, içinde vakum borusu bulunan derece yerleştirilir ve kuru kum konur. Vakum tatbik edilerek derecenin en üst yüzeyi de plastik folye ile tam olarak kaplanır. Bu arada alt kutudaki vakum kaldırılır; derece modelden ayrılır. Böylece hazırlanan iki derece bir araya getirilir, ikisine de vakum tatbik edilirken döküm yapılır. Katılaşma süreci sona erdiğinde vakum kaldırılır ve kum tanecikleri dağılır. Vakum Kalıplamada İşlem Aşamaları: Model yerleştirildikten sonra üzerine bir plastik film konur.Kum doldurulur. En üste ikinci plastik film yerleştirilir. İki plastik arasına vakum uygulanır. Alt ve üst kalıp yarıları aynı şekilde hazırlandıktan sonra birleştirilerek kalıp oluşturulur.Vakumlu Kalıplamanın Avantajları: ? Kalıbın kolay dağılması sayesinde karmaşık tasarımların bile sorunsuzca ve bozulmadan kalıptan çıkarılabilmesi ? Homojen derece içi sertliği sayesinde boyut hassasiyetinin yüksek olması ? Döküm yüzeyinin çok düzgün olması ? Kalıp boşluğunun plastik filmle kaplı olması sayesinde kalıp içinde erimiş malzemenin akıcılığının yüksek olması ? Kalıp hazırlama ve bozmada mekanik işlemlerin olmaması sayesinde gürültüsüz, konforlu bir kalıp hazırlama-bozma süreci olması ? Döküm gazlarının vakum sistemiyle kum taneleri arasından geçerek emilmesi ve çalışma ortamına bu gazların yayılmaması ? Herhangi bir tip model kullanılabilmesi ? Bağlayıcı masrafı olmaması ? Az sayıdaki üretimlerde (prototip gibi) yüksek ekonomi Vakumlu Kalıplamanın Dezavantajları: ? Ana model 15-20 defa kullanılabilir, bu sayıdan sonra yeni ana model üretimi gerektiğinden ve yeni ana model üretiminin de uzun sürmesi nedeniyle efektif ve ekonomik imalat yapabilmek için 20 ve katları adette imalat yapılmalıdır ? Vakum, ekstra bir kuvvete sebep olduğundan ince kesitler kırılabilir veya deforme olabilir. Vakumlu kalıplama yöntemi hızlı prototip üretmede, hassas yüzey kalitesine sahip elemanlarda, karmaşık tasarımlı, çok büyük boyutlu olmayan (maksimum 65-70cm civarında boyutlar) parçalarda kullanılır. Havada Sertleşen (Air-sert) Kalıplar: Pişirme işleminin gerekli olmadığı bu yöntemde kalıp malzemesi kum, sıvı bir organik bağlayıcı ile uygun bir katalizatörün karışımıdır. Kalıp dayanımı sıvı reçinenin oda sıcaklığında polimerizasyonu ile sağlanır. Kalıp malzemesi modelin efrefına dökülüp sıkıştırılır ve en az 20 dakika bekledikten sonra model çıkarılır. Kalıp tam sertliğine ulaştıktan sonra döküm yapılır. Bu gruba giren bazı kalıp malzemelerinden sertleşme reaksiyonu kalıp içinden gaz halinde bir katalizörün geçirilmesi ile sağlanır. Çimento Bağlayıcı Kalıplar: Kalıplama yönteminin kum kalıplamaya göre farkı yoktur. Ancak kalıp kumunun içinde % 8 - 12 çimento ve % 4 - 6 su bulunması gerekir. Model kalıptan çıkarılmadan önce çimento sertleşmelidir. Tam bir sertlik için yaklaşık 3 gün gereklidir. Büyük parçaların dökümünde, mukavemeti, yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti yüksek kalıplar elde edilebilir.Kalıcı Kalıplara Döküm Kokil Kalıba Döküm: Kolay ve hassas şekilde açılıp kapatılabilen biçimde tasarlanmış, iki parçalı bir metal kalıp kullanır. Düşük erime sıcaklığına sahip alaşımların dökümünde kullanılan kalıplar genellikle çelik veya dökme demirden yapılır. Çelik dökümü için kullanılan kalıplar, çok yüksek döküm sıcaklıkları nedeniyle refrakter malzemeden yapılmalıdır. Kokil Kalıp Kokil Kalıba Döküm İşlem Aşamaları: Kalıp ön tavlanır ve kaplanır. Maçalar (kullanılıyorsa) yerleştirilir ve kalıp kapatılır. Erimiş metal, içinde katılaşacağı kalıba dökülür. Kokil Kalıba Dökümün Avantajları: ? İnce taneli iç yapı sayesinde mekanik özellikleri daha iyidir. ? Hassas boyu toleransları sağlanabilir. ? Karmaşık parçaların üretimi mümkündür. ? Parçanın yüzey kalitesi iyi olup, temizleme masrafları düşüktür. ? Seri üretim için ekonomik bir uygulamadır. ? Soğuk metal kalıbın yol açtığı hızlı soğuma,ince taneli bir yapı oluşmasını sağlar,böylece dökümler daha dayanıklı olur. Kokil Kalıba Dökümün Dezavantajları: ? Kokil kalıp pahalı olduğundan yöntem ancak seri üretimde ekonomiktir. ? Bu yöntemle her malzeme dökülemez. ? Sadece küçük parçaların üretimi için uygundur. ? Genel olarak düşük sıcaklıkta eriyen metallerle sınırlıdır. ? Yüksek kalıp maliyeti. Basınçlı Döküm: Sıvı metalin çok yüksek basınç altında metalden yapılmış bir kalıba doldurulması esasına dayanır. Uygulanan basınç sayesinde fazla miktarda sıvı metalin kalıba çok hızlı bir şekilde doldurulması sağlanır. Katılaşma tamamlanıncaya kadar basınç uygulanmaya devam edilir ve ardından kalıp açılarak itici çubuklar yardımıyla parça kalıptan çıkarılarak işlem tamamlanır. Bu yöntem sayesinde çok karışık şekilli parçaların dökümü mümkün olur. Genellikle dökülecek malzemelerin erime sıcaklığı 1000 ºC nin altındadır. İşlemler tamamıyla makineler tarafından gerçekleştirildiği için yüksek üretim hızlarına erişilebilir (100...800 parça/saat). Kullanılan basınç 10 - 80 atmosfer arasında değişir. İşlem sonucu elde edilen parçalara genellikle talaşlı işlemeye lüzum kalmaz. Ayrıca parçaların yüzeyleri hızlı soğuma sonucunda ince taneli ve mukavemetli olurlar. Kalıplar pahalı olduğundan dolayı bu yöntem genellikle 5000 parçanın üstünde üretim yapılacaksa uygundur. Kalıp malzemesi olarak dökme demir, karbonlu çelik, alaşımlı çelik ve bazen de demir dışı malzemeler kullanılabilir. Dökülen metalin erime sıcaklığı yüksek ise alaşımlı çelik kalıplar, düşük ise karbonlu çelik kalıplar kullanılır. Basınçlı dökümde kurşun, kalay, çinko, alüminyum ve magnezyum alaşımları kullanılır. Kalıplar genellikle çift parçalıdır ve üzerlerinde parçaları çıkarabilmek için itici çubuklar vardır. Kalıpların sıcaklığının sabit kalması için genellikle su ile soğutulur. Hem kalıp ömrü artar hem de katılaşma esnasında hızlı soğuma sağlanır. Basınçlı Döküm İki temel türü: 1. Sıcak hazneli makine 2. Soğuk hazneli makine Sıcak Hazneli Basınçlı Döküm: Metal, bir kap içinde eritilir ve bir piston, metali yüksek basınç altında metal kalıba enjekte eder. ? Yüksek üretim hızları – Saatte 500 parça yapılması mümkündür. ? Uygulamaları, zımbayı ve diğer mekanik bileşenleri kimyasal olarak etkilemeyen, düşük sıcaklıkta eriyen metallerle sınırlıdır. ? Döküm metalleri: çinko, kalay, kurşun ve magnezyum. Sıcak Hazneli Basınçlı Döküm İşlem Aşamaları: Kalıp kapalı ve piston gerideyken, erimiş metal hazneye doğru akar. Zımba haznedeki metali kalıbın içine akmaya zorlar ve soğuma ve katılaşma sırasında basıncı sürdürür.Soğuk Hazneli Basınçlı Döküm: Erimiş metal, dış bir erimiş kaptan ısıtılmamış hazneye dökülür ve bir piston metali yüksek basınç altında kalıp boşluğuna enjekte eder. ? Döküm aşaması nedeniyle, genellikle sıcak hazneli makinelerdeki kadar olmayan yüksek verimlilik. ? Döküm metalleri: alüminyum, pirinç ve magnezyum alaşımları. ? Sıcak hazneli yöntemin üstünlükleri, düşük erime sıcaklığına sahip alaşımlardaki kullanımda ortaya çıkar (çinko, kalay, kurşun). Soğuk Hazneli Basınçlı Döküm İşlem Aşamaları: Kalıp kapalı ve zımba gerideyken erimiş metal hazneye dökülür. Zımba metali kalıp boşluğuna akmaya zorlarken soğuma ve katılaşma sırasında basıncı sürdürür.Basınçlı Dökümün Avantajları: ? Karmaşık biçimli küçük parçaların dökümüne uygundur. ? İnce cidarlı parçalarda kalıbın tam olarak dolması sağlanır. ? Üretim hızı yüksektir. ? Yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti çok yüksek olduğundan ek bitirme işlemlerine genellikle gerek kalmaz. ? Hızlı soğuma sonucu oluşan ince taneli içyapının mekanik özellikleri iyidir Basınçlı Dökümün Dezavantajları: ? Sadece küçük parçaların üretimi mümkündür. ? Kalıp tasarımı güçtür. ? Döküm makinesi için yüksek bir ön yatırım gereklidir. ? Kalıp masrafı nedeniyle ancak seri üretimde ve çok sayıda parça için ekonomiktir. ? Yüksek sıcaklıkta eriyen malzemelerin dökümü yapılamaz. ? Parça geometrisinin kalıptan çıkarılabilmesi gerekir. Savurma Döküm: Savurma döküm yönteminde erimiş metal, bir eksen etrafında döndürülen kalıplar içine dökülerek biçimlendirilir. Merkezkaç kuvvetlerinin oluşturduğu basınç, metalin kalıp cidarına homojen olarak dağılmasını, parçanın dışının kalıbın iç şeklini almasını sağlar. Oluşan yüksek merkezkaç kuvveti sayesinde dökülen sıvı metal içinde bulunan düşük yoğunluklu kum ve cüruf tanecikleri, metal olmayan kalıntılar ve gazlar dönme eksenine doğru sürüklenir. Dolayısıyla bu yöntemle parça yüzeyinin gözeneksiz temiz ve ince taneli olarak elde edilmesi mümkün olur. Savurma döküm yöntemi üçe ayrılır: ? Gerçek Savurma Döküm ? Yarı Savurma Döküm ? Savurmalı Döküm Gerçek Savurma Döküm: Erimiş metal, borusal bir parça üretmek için dönen kalıbın içine dökülür. ? Bazı uygulamalarda, kalıbın dönüşü, dökmeden önce değil döktükten sonra başlar ? Parçalar: borular, tüpler ve halkalar. ? Dökümün dış yüzeyi yuvarlak, oktagonal, hegzagonal vs. olabilir; ancak içi şekli, radyal simetrik kuvvetler nedeniyle (teorik olarak) mükemmel yuvarlaklıktadır.Gerçek Savurma Döküm Yarı Savurma Döküm: Savurma kuvveti, borusal parçalar yerine dolu dökümler üretmek için kullanılır. ? Kalıplar, merkezden metal besleyecek besleyicilerle birlikte tasarlanır. ? Son dökümdeki metalin yoğunluğu, dönüş merkezine oranla dış kesitlerde daha büyüktür. ? Çoğunlukla, kalitenin en düşük olduğu kısım olan, dökümün merkezi talaşlı işlenerek uzaklaştırılan parçalarda kullanılır. ? Örnekler: tekerlekler ve makara. Yarı Savurma Döküm Savurmalı Döküm: Kalıplar, parça boşlukları dönme ekseninden uzak olacak şekilde tasarlanarak erimiş metalin merkezkaç kuvvetiyle bu kalıp boşluklarına dağıtılabileceği şekilde dökülür ? Küçük parçalar için kullanılır. ? Diğer savurma döküm yöntemlerinde olduğu gibi parçanın radyal simetrik olması gerekmez.Savurmalı Döküm Savurmalı Dökümün Avantajları: ? Boru ve bunun gibi parçalar maça kullanılmadan dökülebilir. ? Gözeneksiz ve temiz bir içyapı elde edildiğinden, bu yöntemle dökülen malzemenin mekanik özellikleri diğer yöntemlerdekinden daha üstündür. ? Parça toleransları dar, yüzeyleri kalitelidir. ? Yolluk sistemi olmadığından, hurdaya atılan malzeme çok azdır. ? Kalıbın ince cidarlı bölümleri kolaylıkla dolar. ? Erimiş metali besleme hızı yüksek olduğundan, döküm sıcaklığı düşük seçilebilir. Savurmalı Dökümün Dezavantajları: ? Dökülebilen parça biçimleri sınırlıdır. ? Döküm makinesi yüksek bir yatırım gerektirir. ? Yoğunlukları farklı olan bileşenler içeren alaşımlarda ağırlık segregasyonu görülebilir. , Sürekli Döküm: Sürekli döküm usulü, ergimiş metalin su ile soğutulan, iki ucu açık bir kalıptan geçirilerek katı hale dönüştürülmesi metodudur Genellikle, şekilsiz veya az şekilli uzun parçaların dökümü yapılmaktadır. Daha çok düşük ergime sıcaklıktı malzemeler ve bakır alaşımlarına tatbik edilir. Şekil’de düşey bir kalıp ile, sürekli döküm vasıtasıyla çubuk mamul imâli görülmektedir. Kalıbın üst ucundan ergimiş metal dökülür, alt ucundan çeşitli çap ve profillerde çubuk elde edilir. Sürekli Döküm Sürekli Döküm Avantajları: ? Düzgün olmayan teşekküller ve bozulmalar önlenmektedir. ? Randıman %100'dür. ? İngotlara göre daha düzgün bir yüzey elde edilmektedir. ? Segregasyonların azalması sebebiyle, yüksek kalitede malzeme elde edilmektedir. ? Soğutma hızı kontrol edilerek, tane büyüklüğü ve yapının ayarlanma imkanı vardır. ? işlem ekonomiktir. Diğer Kalıplara Döküm Hassas Döküm: Hassas döküm yönteminde harcanan bir modelin etrafı oda sıcaklığında sertleşen bir refrakter çamurla sarılarak hazırlanır. Genellikle balmumu veya plastikten hazırlanan model daha sonra ergitilerek veya yakılarak kalıp boşluğu meydana getirilir. Bu nedenle investment döküm yöntemine “kaybolan mum” veya “harcanan mum” anlamında “lost wax” adı da verilir. Hassas Döküm İşlem Aşamaları: Mum modeller oluşturulur.Birkaç model, bir model ağacı oluşturmak üzere birbirine tutturulur. Model ağacı, ince bir refrakter malzeme tabakasıyla kaplanır. Rijitleştirmek için yeterli miktarda refrakter malzeme ile kaplanarak dolu kalıp oluşturulur. Kalıp ters çevrilir ve mumun kalıp boşluğundan eriyerek akması için ısıtılır. Kalıp,yüksek bir sıcaklığa ön tavlanır, erimiş metal dökülür ve katılaşır.Kalıp kırılarak bitmiş döküm çıkarılır ve parçalar yolluktan ayrılır. Hassas Dökümün Avantajları: ? Küçük ve karmaşık biçimli parçaların üretimi uygundur. ? Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi mükemmeldir. ? Genellikle ek işlemlere gerek kalmadığından, işlenmesi güç malzemelerin dökümünde tercih edilir. ? Kalıp tek parçalı olduğundan parça yüzeyinde bölüm düzleminin izi kalmaz. ? Mum tekrar tekrar kullanılabilir. Hassas Dökümün Dezavantajları: ? Her bir parça için ayrı bir modelin üretilmesi gerekir. ? Yöntem mekanizasyona uygun olmayıp, üretim hızı ve kapasitesi düşüktür. ? Model ile kalıp malzemelerinin pahalı olması ve üretimin çok sayıda işlem içermesi nedeniyle parça maliyeti yüksektir. ? Sadece 5 kg.dan küçük parçaların dökümüne uygundur. Alçı Kalıba Döküm: Kum kalıba benzer ancak kalıp Paris alçısından (alçı - CaSO4-2H2O)’den yapılır. Kalıp yapımında, alçı ve su karışımı, plastik veya metal modelin üzerine dökülür ve sertleşmesi beklenir.. Ahşap modelleri, suyla temas ettiklerinde genleştiklerinden genellikle kullanılma. Alçı karışımı, ince detayları ve yüksek yüzey kalitesi oluşturarak modelin çevresinde kolayca akar. Altın, gümüş, alüminyum, magnezyum, bakır gibi demir dışı metallerin dökülmesinde kullanılır. Boyut hassasiyetinin çok iyi, yüzeylerin düzgün olması ve çok detaylı parçaların dökülebilmesi bu usûlün üstünlükleridir. Fakat kum kalıba göre pahalıdır. Ağır metal alaşımlarından 30 kg’a,alüminyumdan ise iki tona kadar ağırlıktaki parçalar bu usûl ile dökülebilir. Kalıplamam malzemesi olan alçı CaSO4 olup, çeşitli oranlarda su ihtiva eder. Alçı KalıpAlçı Kalıba Dökümün Avantajları: ? Üretilen parçaların döküm yüzeyleri çok temiz olup, 0,008 – 0,010 mm/mm’ ye ulaşan dar toleranslar elde edilebilir. ? Alçının ısı iletimi düşük olduğundan, soğuma yavaş ve üniform olur. ? Büyük kesit farklılıklarının bulunduğu karmaşık parçaların dökümü için uygundur. ? Hızlı soğumanın gerektiği bölgelerde soğutma plakaları yerleştirilebilir. ? İnce kesitlerin yapılabilmesi. Alçı Kalıba Dökümün Dezavantajları: ? Alçı kalıpların en zayıf yönü gaz geçirgenliklerinin düşük oluşudur. (Geçirgenliği arttırmak amacıyla değişik teknikler geliştirilmiştir.) ? Bu yöntemle 10 kg’ dan daha düşük parçalar üretilebilir. ? Kalıplar kırılgandır. ? Döküm sırasında problem oluşturabilen nemin uzaklaştırılması için kalıbın pişirilmesi gerekir. ? Eğer aşırı pişirilirse kalıp dayanımı kaybolur. ? Alçı kalıplar yüksek sıcaklıklara dayanamaz, bu nedenle düşük erime sıcaklığına sahip alaşımlarla sınırlıdır. Seramik Kalıba Döküm: Seramik kalıba döküm yöntemi hassas döküm yönteminden türetilmiş olup, farklı modellerin tekrar kullanılabilmesi ve yöntemin standart dökümhane imkanlarıyla uygulanabilmesi avantajlarıdır. Seramik kalıba dökümde hassas dökümde olduğu gibi boyut sınırlaması yoktur ve özellikle yüksek sıcaklıkta eriyen metallerden karmaşık biçimli, yüzey kalitesi yüksek, boyutları hassas ve kusursuz döküm parçalarının üretilmesi mümkündür. Bu nedenle seramik kalıba döküm, boyut bakımından mum modellerin kullanılmasının mümkün olmadığı veya üretilecek parça adedi bakımından mum modelin üretiminde kullanılan metal kalıba yatırım yapmanın maliyet ve zaman bakımından uygun olmadığı durumlarda tercih edilir. Seramik Kalıp Yapımı Gerekli Malzemeler: ? Model ? Model kili ? Plaster ? Turuncu gomalak(hayvansal reçine) ? “Parting agent” ? Talk pudrası ? AlkolProsedür: Kil,ahşap veya plasterden yapılmış model 2-3 kat hayvansal reçine ile kaplanmalıdır. ? İlk önce model olarak kullanılacak parça üzerinde çalışılmalı ve ayırım çizgileri(parting line) yerleştirilmeli. ? Parça çalışma alanının üzerine yarleştirilir böylece ayırım çizgileri çalışma yüzeyine paralel konumlanır. ? Sulu model kilinin üzerine parça konur.Kil iyice yayıldığında, yumuşak bir fırça ile reçinenin iki katmanı parçanın üzerine uygulanır.15-20 dakika sonra da talk pudrası hafifçe uygulanır. ? Yumuşak bir fırça ile parting agent bütün yüzeye sürülür.Fırça kurulanır ve bütün artık “parting agent”lar temizlenir böylece parçada çok parlak ve düzgün bir yüzey oluşur. ? Döküm kalasları hazırlanır, her biri parting agent ile temizlenir ve yüzey ve köşelerin önüne konur.Tahta bir aletle ayırım çizgilerinin kesiştiği yerler(köşeler) kesinleştirilir. ? DÖKÜME HAZIR.Bu şekillerdeki ölçülere sahip bir parça için aşağıdaki oranlar kullanılır: ? 1 galon plastik kavanoz, 1.5 lbs gelir. ? Plasterin iyice ıslanması için 3-5 dakika beklenir, daha sonra mikser yardımıyla 90 saniye çırpılır.Kalasların içine dökülür. ? 20 dakika sonra döküm kalasları alınır, plasterin üstü kazınır ve köşeleri hafifçe eğilir.Plaster kalıp iki ucundan tutulur ve kili uzaklaştırmak için döndürülür.Model ters çevrilir bu işlem model ve plasterin diğer yarısına da uygulanır. ? Eğer reçine plasterin yarısına nüfuz ederse alkol ile temizlenir.Bütün kil parçaları kalıp yüzeyinden temizlenir.Şimdi kalıp boşluğu açılabilir. ? Kalaslar tekrar hazırlanır, talk pudrası dökülür ve Adım 4’te olduğu gibi parting agent ile temizleme işlemi yapılır.Adım 6 ve 7 kalıp diğer yarısının yapımı için tekrarlanır.Döküle plaster 30 dakika kadar bekletilir, kalaslar alınır,yüzey kazınıp köşeler eğilir. ? Şimdi kalıp açılmaya hazırdır.Kalıbın ilk yarısına akabilecek olan plasterler kazınır.Bir tornavida ayırım çizgisinden sokulur ve çekiçle hafifçe vurulur.Kalıp ayrılmaya başlayınca, kalıp ters çevrilir ve işlem tekrarlanır.Kalıp yeterince gevşediğinde iki yarısından tutulur ve yavaşça ayrılır ? Model genellikle kalıbın ilk yarısında kalır.Bu noktada ayırım çizgilerinizin ne kadar yanlışsız olduğu, modelinizin hangi malzemeden yapıldığı, ve malzemenin sertliği modelin ne kadar kolaylıkla plaster yarısından çıkarılacağını tayin eder. ? Eğer model kumdansa, model kolaylıkla tornavida yardımıyla çıkarılabilir.Eğer model metal, seramik veya camdan yapılmışsa bu kez hava basıncı veya bütün modele tahta çekiçle hafifçe vurmak gibi diğer yöntemlere başvurulabilir.Bazı durumlarda model çıkarılırken zarar görebilir ama burada önemli olan kalıptır çünkü iyi, kullanışlı bir kalıp 50 ila 150 kadar parça imalinde kullanılabilir ? Kalıbın her iki yarısının bütün köşeleri eğilir; çünkü bu, eğilen köşeyi çentiklerden korur. ? Her iki kalıp yarısı da kontrol edilir.Kalıp hava koşullarına da bağlı olarak yaklaşık 4-5 gün kurumaya bırakılır.ARTIK KALIP HAZIR.Seramik Kalıba Dökümün işlem Aşamaları: Seramik kalıba dökümde kalıcı kalıplar kullanılır. Hassas dökümde olduğu gibi seramik kalıba dökümde de kalıplar harcanabilirdir. ? Seramik bulamaç kalıba dökülür ? Daha sonra yukarıda anlatılan adımlardan sonra kalıp sonra çıkarılır ? Uçucu maddeler (volatiles) üfleç yardımıyla uzaklaştırılır. ? Daha sonra 1000 ° C sıcaklıkta bir ocakta fırınlanır. ? Kalıp şimdi yüksek sıcaklığa dayanıklı hale gelmiştir Bu işlem çok pahalıdır fakat, parçanın çok ince detaylarına kadar, düzgün yüzeyli ve çok yüksek boyutsal kararlılıkta üretimini sağlar. Minimum parça kalınlığı: 0.050 inch (1.27 mm)Dolu Kalıba (Polyester ) Döküm: Erimiş metal kalıba döküldüğünde buharlaşan bir polistiren köpük model çevresine sıkıştırılmış bir kum kalıp kullanır. ? Diğer isimleri: kayıp-köpük yöntemi, kayıp model yöntemi, buharlaşan köpük yöntemi ve dolu kalıba döküm yöntemi ? Polistiren köpük model, düşey ve yatay yolluklar,besleyiciler ve (gerekirse) iç maçalardan oluşur. ? Kalıbın alt ve üst derece kesitlerinin açılması gerekmez. Polyester Dökümde İşlem Aşamaları: Polistiren model, refrakter bileşenle kaplanır. Köpük model bir kalıp kutusuna yerleştirilir ve modelin çevresine kum sıkıştırılır. Erimiş metal, modelin döküm ağzı ve düşey yolluğu oluşturan kısmına dökülür. Metal kalıba girdikçe, ilerleyen sıvının önündeki polistiren köpük buharlaşır, böylece kalıp boşluğu dolar.Polyester Döküm Kalıplamanın Avantajları: ? Modelin kalıptan çıkarılması gerekmez. ? Geleneksel yaş kum kalıptaki gibi iki yarı kalıp gerekmediğinden, kalıp yapımı basitleşir ve hızlanır. ? Otomobil motorlarının dökümünde seri üretim yapılır. Polyester Döküm Kalıplamanın Dezavantajları: ? Her döküm için yeni bir model gerekir. ? Yöntemin ekonomikliği, büyük oranda model yapım maliyetine bağlıdır. Eritme Ocakları Metalin ısıtılarak eritilmesi için eritme ocaklarından yararlanılır,Döküm teknolojisinde bu amaçla değişik eritme ocaklarından yararlanılır: ? Potalı ocaklar ? Kupol ocakları ? Alevli Ocaklar ? Elektrikli Ark Ocakları ? Endüksiyon Ocakları ? Elektrik Direnç Ocakları Bir dökümhane için en uygun eritme ocağının veya ocaklarının seçiminde dikkate alınması gereken başlıca kriterler şunlardır: ? Dökülecek metal veya metallerin türü ve miktarı ? ilk yatırım ve işletme giderlerinde ekonomiklik, ? Döküm parametrelerini kontrol imkanları ve metalürjik temizlik. Potalı Ocaklar: Metal ergitme işleminde kullanılan en basit ve en eski yöntemdir.Ocakların içi ateş tuğlası (Refrakter) ile örülmüştür ve üzerinde bir kapak bulunur. Kapasiteleri 15-1000kg dır. Bu tür ocaklarda genellikle Al ve Cu ergitmesi yapılır. Kapasiteleri 15 kg ile 1000 kg arasında değişen potalı ocaklarda, ısı kaynağı olarak çoğunlukla katı, gaz ve sıvı yakıtlar veya elektrik enerjisinden yararlanılır. Potalı ocaklarda en önemli bir dezavantaj,yanma gazları ve ortamdaki nemden kaynaklanan buhar ile eriyen metalin temasta olmasıdır. Bu gazların (özellikle hidrojen gazının) metal içinde çözünmesini önlemek için ortamın nemden tam olarak arındırılması, fırın atmosferinin hafif oksitleyici olarak ayarlanması ve yanma gazlarının eriyikle mümkün olduğu kadar az temas etmesinin sağlanması büyük önem taşır.Potalı Ocak Potalı ocakların üç türü: kaldırmalı pota, erimiş metalin kepçeyle alınması gereken sabit pota, ve eğilen potalı ocak. Kaldırmalı Sabit Eğilen Kupol Ocakları: Kupol ocağı saçtan yapılmış ve içi refrakter tuğla ile örülerek astarlanmış,silindirik düşey bir ocaktır. Sıvı dökme demir elde etmek için kullanılan Kupol ocaklarının dış çap, genellikle 1-2 m arasındadır, kapasiteleri ise 20 ton/saat'e kadar çıkabilir. Ocak için pik,hurda,kok ve kireç taşı belirli oranlarda birbirini izleyen tabakalar halinde üst üste yüklenir. Ocağı çalıştırmak için taban kapatılır ve üzerine bir kum yatak oluşturulur. Bunun üzerine uygun bir kok tabakası doldurularak ateşlenir. Ateşleme sonrasında yükleme kapısından belirli oranlarda pik, hurda, kok ve kireçtaşı ilavesi yapılır. Şarj malzeme alttan erimiş metalin alınmasıyla kendi ağırlığı ile aşağıya iner. Dökme demirin eritilmesinde yaygın olarak kullanılan bu ocağın en önemli özellikleri söyle sıralanabilir:Süreklilik: Sıvı metal, ocaktan istenilen aralıklarda ve miktarlarda alınabilir. Kalıp hazırlama hızı ile metal eritme hızının birbirine uygun olarak seçilmesiyle seri üretimde süreklilik sağlanabilir. Ekonomiklik: Diğer bütün eritme ocaklarından hem ilk yatırım, hem de işletme giderleri bakımından çok daha ekonomiktir. Basitlik: Az yer tutar, kullanışı kolay, eritme süresi ise kısa olan bir ocaktır. Özelliklerin Kontrolü: Ocaktan alınan dökme demirin bileşimi ve sıcaklığı, fırın şartlarının ayarlanması ile ancak belirli sınırlar içinde kontrol edilebilir.Bileşimin ve sıcaklığın daha hassas ayarlanması ile içyapı değişimlerinin en aza indirilmesi istenirse, erimiş metal önce ikinci bir ocağa alınır, gerekli düzeltmeler burada yapıldıktan sonra döküme geçilir. Kupol OcağıAlevli Ocaklar: Bu ocaklar, dökme demirin kimyasal bileşiminin hassas olarak ayarlanmasının gerektiği (örneğin temper döküm) durumlarda kullanılır. Kapasiteleri 7-30 ton arasında değişen tavalı tip ocaklarda sığ ve uzun bir eritme bölgesi vardır. 15 ton kapasiteye kadar çıkabilen dönen tip ocaklarda ısıl verimi daha iyidir. Ocak, eritme başlangıcın da zaman zaman , metal eridikten sonra ise sürekli döndürülür. Genellikle çelik hurdası, pik demir ve temper döküm hurdasıyla yüklenen bu ocaklarla, doğrudan sıvı metal yüklenerek dublex çalışmada yapılabilir. Yakıt olarak genellikle pülverize kömür ve hava karışımı kullanılır. Alevli ocakların tavalı ve döner olmak üzere değişik tipleri vardır. Tavalı tip ocaklarda sığ ve uzun bir eritme bölgesi vardır; döner tip ocaklarda ise ocak eritme başlangıcında zaman zamanı metal eridikten sonra ise sürekli döndürülür. Elektrikli Ark Ocakları: Demir çelik üretiminde alternatif bir başka sistemdir, sıcak metal yerine soğuk metal kullanılır ki burada soğuk metal kaynağı olarak genelde hurda malzemelerden faydalanılır. Hurda çelik bir vinç yada bir pota sayesinde ocağın içine boşaltılır ardından ocağın üstü kapatılır ve üç elektrot ocağın içine daldırılır bu elektrotlar genelde kapağa montajlıdır. Elektrotlarda oluşan ark ısı oluşturur ve soğuk metali eritir. Bu sırada gerekli metalürjik kombinasyonların sağlanması için bazı kimyasal eklemeler yapılır ve metalin saflık derecesinin arttırılması için oksijende enjekte edilir. Metalin saflık kontrolünden sonra eriyik metal potalar alınır. elektrik ark ocağı kullanımı diğer demir ve çelik üretim metotlarına göre çok daha ekonomik ve hızlıdır yaklaşık 1,5 saatte 180 ton soğuk metal saf eriyik metale dönüşebilir. Elektrikli Ark OcaklarıEndüksiyon Ocakları: Metal içinde manyetik alan oluşturmak için bir bobinden geçen alternatif akım kullanır. İndüklenen akım, hızlı ısıtma ve eritme sağlar.Elektromanyetik kuvvet alanı, ayrıca sıvı metalde karıştırma etkisi oluşturur.Metal, ısıtıcı elemanlarla temas halinde olmadığından, yüksek kalitede ve saflıkta erimiş metaller üretmek için ortam sıkı şekilde kontrol edilebilir.Erimiş çelik, dökme demir ve alüminyum alaşımları, döküm işlerindeki yaygın uygulamalardır. Endüksiyon ergitme ocaklarının diğer ocaklara olan üstünlükleri: ? Daha temiz ergitme ? Kalite üstünlüğü ? Daha iyi çevre koşulları ? Daha yüksek verim ? Otomatik başlatma ? Hızlı ergitme ? Tabii karıştırma ? Düşük refrakter aşınması ? İşletme şartları açısından üstünlük ? Enerji Tasarrufu Endüksiyon ocaklar,, çekirdeksiz ve çekirdekli (kanallı) olmak üzere iki gruba ayrılır: Çekirdekli veya kanallı tipte ise sıvı metal, primer sargının çekirdeği çevresinde bir kanal oluşturur. Genellikle hat frekansında çalışan bu ocakların güçleri daha düşük, elektriksel verimleri ise daha yüksektir. Kanallı endüksiyon ocaklarında çalışmaya ilk baslarken kanalı dolduracak kadar bir sıvı metalin doldurulması gerekir. Bu tip ocaklar genellikle eritme için değil, bekletme ve aşırı ısıtma gibi işlerde tercih edilirler. Çekirdeksiz Endüksiyon OcağıÇekirdekli (Kanallı) Endüksiyon Ocağı Elektrik Direnç Ocakları: Bu ocaklarda elektrik akımının bir direnç üzerinden geçmesi sırasında oluşan ısıdan yararlanılır. Direnç ocaklarının uygulama alanları sınırlı olup, genellikle erime sıcaklığı düşük malzemeler için tercih edilirler. Direnç olarak tel veya içinden yüksek akım geçirilen grafit ve silisyum karbür çubuklar kullanılabilir. Elektrik Direnç Ocakları Kalıpçı Takımları Kalıp yapımında kullanılan takımlar, genel olarak iki kısma ayrılır. ? Meydan takımları ? El takımları Meydan Takımları Kalıpçıların ortaklaşa kullandıkları takımlardır. Bunlar sırası ile aşağıda verilmiştir. Kalıpçı Küreği:Kalıp kumunun tavlanmasında elenmesinde karıştırılmasında, derece içine kum konulmasında kullanılır. Dökümhanelerde daha çok fayrap kürek adı verilen kürekler kullanılır. Kalıpçı KüreğiKalbur: Bozulan kalıpların ve tavlanan kumların elenmesinde kullanılır. Kalburun göz aralıkları 5-20 mm arasında olur. Genellikle dikdörtgen şekilde gürgenden yapılır. Az kişinin çalıştığı küçük döküm atölyelerinde tavana asılarak bir kişi ile kullanılabilir. Kalbur Elek: Kalburların küçük olanına elek denir. Elek telinin göz aralığı 1-5 mm arasında olur. Tokmak: Kalıp yaparken derece içerisine konan kumun sıkıştırılmasında kullanılan takımdır. İki kısma ayrılır ? Sivri Tokmak : Derecenin içindeki kumun sıkıştırılması için kullanılır. ? Düz Tokmak : Düz tokmak derecenin üst yüzeyinden sonraki sıkıştırmayı yapmak amacı ile kullanılır. Genellikle tokmakların bir ucu düz, diğer ucu sivri olarak yapılır. Boyları değişik olabilir. Küçük dereceler tezgahta kalıplandığından, buralarda kullandığımız tokmakların boyu 50 cm civarında olur. Yerde kalıplanan büyük işlerde, kalıpçının boyuna göre, 100-120 cm civarında olur. Küçük işlerde kullanılan tokmağa el tokmağı da denir. Basınçlı Hava Musluğu veya Körük: Kalıp içine düşmüş olan kum tanelerinin çıkartılmasında kullanılır. Basınçlı Hava Musluğu veya Körük El Takımları Kalıpcıya ait olan takımlardır. Her kalıpcının, kalıp yaparken yanında bulundurulması gerekli takımlardır. Bu takımların bazıları aşağıda verilmiştir.Mastar: Derecenin düz tokmakla sıkıştırılmış fazla kumlarını, derece üst yüzeyinden sıyırmak için kullanılır. Ölçüleri derece ölçülerine bağlı olarak değişir. Derecenin Üst Yüzeyindeki Fazla Kumların Mastarla Sıyrılması Çeşitli Meydan Takımları Şiş: Kalıp kumuna hava kanallarının açılmasına yarayan bir takımdır. Kalıp kumunun fazlası mastarla sıyrıldıktan sonra üst dereceye şiş çekilir. Bazen alt dereceye de şiş çekilebilir. Döküm esnasında kalıp kumunun neminin buharı ve kum içindeki yanıcı maddelerin gazları, şiş kanallarının yardımı ile kalıptan uzaklaştırılır. Şiş çekerken şişin ucunun, modele yakın ancak değmemesi istenir. Şişler 2-3 mm kalınlığındaki çelik tellerin bir ucuna sap dökülmek sureti ile yapılır. Boyları derecelerin yüksekliğine göre değişir. ŞişFırçalar: Fırçaların büyük olanları, model kalıptan çıkarılmadan önce kalıp ayırma yüzeyinin kumlarının ortamdan uzaklaştırılması ve geniş yüzeyli kalıpları boyamak için kullanılır. Küçük olan fırçalar ise modelin etrafına su sürmekte veya kurutulacak işlerin dar yerlerinin boyanmasında kullanılır. Çeşitli Boyda Fırçalar Takalama Demiri ve Modeli Kumdan Çıkarma Demiri: Modelle kalıp kumunu birbirinden ayırmak için takalama demiri kullanılır. Bu el aletine de takalama demiri adı veriyoruz. Modelin, uygun ölçülerdeki takalama demiri ile takalanması modelin yıpranmasını önler. Model çıkarma demiri ise takalama demirine benzer, ancak ucu trifon vidalı veya normal diş açılmış vidalıdır. Takalama Demiri ve Model Çıkarma Vidası Mala: Mala yüzeylerinin perdah edilmesinde ve kalıpların tamirinde kullanılır. Malalar çeşitli şekillerde yapılabilir. Kalıpcının en önemli el takımları arasındadır. Çeşitli Malalarİspatül: En sık kullanılan takımlardan birisi de ispatüldür. İki çeşidi vardır. ? Düz İspatül ? Kaşıklı İspatül Düz İspatül : Düz ispatüllerin bir tarafı yaprak, diğer tarafı dikdörtgen şeklindedir. Kalıbın düz yüzeylerinin tamirinde, yolluk ve havşaların açılmasında kullanılır. Bazı durumlarda malanın görevlerini yapar. Düz İspatül Kaşıklı İspatül: Bu takımın bir tarafı yaprak diğer tarafı kaşık şeklindedir. Çeşitli boylarda olabilir. Kaşık kısmı kalıbın iç bükey kısımlarını tamir etmeye ve havşayı parlatmaya yarar. Kaşıklı İspatül Kum ve Ütü Kancalar: Sap kısmının bir tarafı düz, diğer tarafı kavisli lama şeklinde olan bu takımlardan tabanı ince olanına kum kanca denir. Derin kalıpların tamirinde ve tabana düşen kumların alınmasında kullanılır. Ütü kanca ise kalıbın derin yerlerindeki düz kısımların perdah edilmesinde kullanılır. Bu alet alınamayacak kadar derinde küçük kum tanelerini ütü gibi kullanılarak tabana yapıştırır. Ütü KancaBoru (Kasnak malaları): Bu takımlar, ismini kasnakların kol aralıklarının, mala yüzeylerini perdah etmekte en kullanışlı takım olduğundan almıştır. Buralarda normal malaların kullanılması zor olur. Onun için değişik biçim ve ölçülerde bu malalar kullanılır. Kasnak malaları Tek ve Çift Başlı Kaşıklar: Bu takımlar, şekli kaşığı andırdığından bu ismi almıştır. Değişik şekilde yapılanları vardır. İç bükey, küre parçası, vb. yerlerin tamirinde kullanılır. İç ve Dış Köşebentler: Kalıpların iç ve dış köşelerinin tamirinde kullanılır. Tamir yapılacak köşeye göre uygun şekil ve ölçüdeki köşebent seçilir. İç ve Dış Köşebentler Kaz Ayakları: Kalıpların derin yerlerindeki tamiratların yapılmasında kullanılır. Değişik büyüklükte olup çelikten veya bronzdan yapılabilir. Kordon Takımları: Bu takımlar, kalıpların iç ve dış kordonlarının tamirinde kullanılır. Kordon takımlarına DEVEBOYNU adı verilir.Maçabaşı Avadanlıkları: Kalıp yüzeyine dik gelen maça başlarının tamirinde kullanılır. Bu takımlardan başka, kalıpların içine bakmak için seyyar lamba, ölçümlerde kullanılan iç ve dış kumpaslar, kalıpların yüzeylerini nemlendirmek amacı ile kullanılan, suyu pülverize atan su üfleçleri, pense ve kerpeden gibi diğer takımlar da kullanılmaktadır. Kumu Kontrollü Nemlendirmek İçin Sulak ve Çeşitli Pergeller Bitirme İşlemleri Sıvı metalin kalıba doldurulduğu andan başlayarak parçanın mamul haline gelinceye kadar olduğu tüm işlemler Bitirme işlemleri olarak tanımlanır. İmal edilen parçaların özelliklerine ağlı olarak bitirme işlemleri; kalıbı soğutma, bozma, yolluk ve çıkıcıların ayrılması, temizleme, çapak kesme, onarım, ısıl işlemler ve yüzey işlemleri önemli kademelerdir. Kalıp Bozma: Kalıp içinde katılaşması biten parçanın, belirli bir sıcaklığa kadar kalıp içinde soğuması gereklidir. Kum kalıp içindeki çelik ve kır dökme demir parçaların kalıp açma sıcaklıkları Kalıbın türü, parçanın biçimi ve döküm malzemesine bağlı olan bu sıcaklık, aşağıdaki kriterler dikkate alınarak belirlenir: ? Kalıp bozulduğunda, parça katılaşmış ve biçimini koruyabilir bir dayanıma sahip olmalıdır. ? Parçanın kalıptan çıkarılacağı sıcaklığın seçiminde, malzemenin faz diyagramı ile belirli olan içyapı değişimleri de dikkate alınmalıdır. ? Kalıbın bozulmasından sonra oluşacak hızlı soğumanın çarpılma ve iç gerilmelere neden olabileceği düşünülmelidir. ? Kalıp içinde katılaşması tamamlanmış parçanın serbestçe büzülebilmesi için kalıp mümkün olduğunca erken bozulmalıdır. Kalıp bozmada kullanılan yöntemlerin başlıcaları şunlardır: ? Döküm yerinde elle bozma ? Sarsma ızgaraları üzerinde bozma ? Parçayı dereceden presleyerek çıkarma ? Parçacık veya basınçlı su püskürtme Bu yöntemler yardımıyla kalıptan çıkarılan parçaların, iç boşluklarında kalan maça parçalarının tam olarak temizlenebilmesi için de bazı ek işlemler gerekebilir: Elle veya sarsma yöntemiyle temizleme, basınçlı su püskürtme, ısıl veya kimyasal işlemler. Döküm yerinde elle bozma Yolluk ve Çıkıcıların Ayrılması: Parçaların üzerindeki yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parça üzerindeki yerinin kolay ayırmaya uygun biçimde düzenlenmesi gerekli olup rahat uzaklaştırılabilmeleri için en azından ayırma bölgelerindeki yapışmış sert kum tabakalarının da temizlenmesi gerekir Bu nedenle kalıp bozma işlemini genellikle granül püskürtme (basınçlı hava veya savurma çarkları ile parça üzerine hızla püskürtülen belirli tane büyüklüğünde sert malzeme) işlemi takip eder. Yolluk, çıkıcı ve besleyiciler parçadan; el ve havalı çekiçler, keskiler, testereler, kesme presleri, özel ayırma makinaları gibi mekanik ayırma vasıtaları ile ayrılırlar. Bunlara alevle yakarak, elektrik arkı ile eriterek kesme donanımlarını da ilave etmek gerekir.Yolluk ve Çıkıcıların Ayrılması Yüzey Temizleme: Kesilen yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parçalar üzerindeki izleri ve çapaklar taşlanır. Gerekirse bir kere daha granül püskürtme işlemi yapılabilir . Çapak temizlemede Mekanik yöntemler (Keski, taşlama, pres, freze, eğeleme, fırçalama, ince taşlama, granül püskürtme), Elektrokimyasal yöntemler ve termik yöntemler kullanılmaktadır. Taşla kesme işleminde ayırma yeri normal olarak temizdir. Diğer ayırma yöntemleriyle (kırma, mekanik kesme, yakarak kesme gibi) yolluk ve besleyicilerin ayrılması daima ilave bir temizleme işlemini gerektirir. Döküm yüzeyinden kumun temizlenmesi ve yüzey görünümünün iyileştirilmesi için : Temizleme yöntemleri: yuvarlama, kaba kum taneleriyle veya metal bilyelerle hava üfleme, tel fırçalama, silme ve kimyasal dağlama yapılır. Çelik bilye savurma ile temizlemede tüm demir alaşımları dökümlerin üzerindeki kumu giderme ve ayrıca her tür demir alaşımı parçaların yüzeyindeki kiri ve pası (oksidi) gidermek ve de boyanacak parlak yüzeyleri pürüzlendirmekte kullanılır. Bu makinelerde kum püskürtme makinelerindeki silis yerine çelik bilye kullanılır. Çelik bilye ile temizlemede daha az toz oluşur ve çelik saçmalar kum tanelerine göre çok daha uzun ömürlüdür. Ayrıca kum basınçlı hava ile püskürtülürken bu makinelerde çelik bilyeler çok hızla dönen savurma başlıkları (türbin) ile savrulur. Savurma başlığı da bir elektrik motoru ile döndürülür. Savurma Başlığı Çelik bilye ile temizleme sistemleri Çelik bilye ile temizleme sistemi basitleştirilmiş şekliyle beş ana bölümden oluş.Çelik bilye ile temizleme sistemleri Çapak Kesme: Çapak kesme işlemi, yüzey temizlemeden önce veya sonra yapılarak, parçanın son biçimine ait olmayan yolluk ve çıkıcıların kırılma yüzeyleri, maça destekleri, teller, bölüm yüzeyi çapakları gibi kısımlar uzaklaştırılır. Bu amaçla keski ile ayırma, taşlama, eğeleme, frezeleme gibi yöntemler kullanılabildiği gibi, çapaklar kalıpta pres altında da kesilebilir. Çapak Kesme Isıl İşlem: Dökülen parçalara bir ısıl işlem uygulanması düşünülmüş ise, bu işlem genellikle çapak kesmeden sonra yapılır. Döküm parçalara uygulanan ısıl işlemlere örnek olarak: temper dökme demir ile küresel grafitli dökme demirde uygulanan grafitleme, dökme çeliklerin normalizasyonu ve/veya ıslahı, demir dışı metallerde yapılan yaşlandırma ısıl işlemleri gösterilebilir.Son Yüzey İşlemleri: Parçaya uygulanan son işlemler; talaşlı işlemlerin son pasoları, kimyasal yüzey işlemleri, kaplama, parlatma, boyama gibi uygulamalar olabilir. Onarım: Döküm yöntemiyle üretilmiş parçalarda görülen hataların bazılarının onarılması ve parçanın hurdaya ayrılmasının önlenmesi mümkün olabilir. Ancak bu onarımların parçanın kullanım özelliklerini olumsuz etkilememesi ve parçayı kullanacaklara bilgi verilmesi esastır. Aşağıda bazı onarım örnekleri verilmiştir: Eksik Döküm: Kalıbın tam dolmamış bölgelerinin onarımı için genellikle iki seçenek vardır: Kaynak yöntemiyle doldurma (oksi-asetilen veya elektrik ark kaynağı yöntemleri kullanılabilir). Döküm yöntemiyle onarım (bir onarım kalıbı hazırlanarak, sıvı metal, onarılacak bölgedeki parça yüzeyi eriyene kadar akıtılır ve daha sonra kalıbın alt çıkışı kapatılarak katılaşma beklenir. Mikrogözeneklilik: Değişik çözelti ve karışımlar içinde tutularak gözeneklerini doldurulan parçalarda, sızdırmazlık sağlanır. Yüzey Hataları: Yüzey hatalarının onarımı için kullanılan değişik dolgu karışımları vardır. Bu tür bir onarım, yük taşıyan bölgeler için değil, sadece dış görünümü iyileştirmek için kullanılmalıdır. Çok büyük boşluklarda ise parça koyarak onarım yapılabilir Döküm Hataları Döküm Hatalarının Genel Oluş Nedenleri Döküm parçada istemediğimiz ölçü, şekil, doku değişikliği ve diğer bazı olumsuzlukların bulunması halinde bu parça, hatalı döküm olarak kabul edilir. Hatanın derecesine göre, parçanın çalışacağı şartlar dikkate alınarak ya onarımı yapılarak kullanılır veya hurda olarak değerlendirilir. Hatalı parçalarda bir veya daha fazla hata bir arada olabilir. Döküm hatalarının oluş nedenleri doğru tespit edilirse, çözüm kolaylaşır. Hataların nedenleri aşağıda belirtilen konular taranarak bulunabilir. ? Döküm parçanın tasarlanması yanlış, ? Model ve maça sandıkları hatalı, ? Yolluk sistemi, besleyici, soğutucu, çıkıcı uygulaması hatalı, ? Kalıp ve maça kumu uygun değil, ? Kalıplama ve maça yapımı tekniği hatalı,? Sıvı metalin bileşimi uygun değil, ? Bitirme işlemleri hatalar, ? Ergitme ve döküm tekniği hatalıdır. Gaz Boşlukları: Kalıp boşluğunda varolan veya sıvı metal içinde çözünmüş gazların metali ve kalıbı terk edememesi sonucu parça içinde veya yüzeyinde oluşur. Bazı durumlarda bu kusur parka yüzeyinin hemen altında gözeneklilik olarak ortaya çıkar. Çekme boşluklarından farkı, cidarlarının düzgün oluşudur. Metal içinde çözünmüş gaz miktarının yüksek ve kalıbın gaz geçirgenliğinin düşük olması bu hatanın başlıca nedenleridir. Bu kusurun bir başka nedeni de kalıp içinde nem bulunması ve buhar haline geçen nemin kalıp geçirgenliği yeterli olmadığı için parçada boşluklara neden olmasıdır. Bu olaya, özellikle geçirgenliği düşük yaş kum kalıplarda sıkça rastlanır. Gaz Boşluklarının Oluş Nedenleri ? Kalıp kumunun neminin fazla olması, ? Kalıp havasının iyi alınmaması , ? Maçanın yaş olması, havasının iyi alınmaması, ? Sıvı metal sıcaklığının yüksek veya düşük olması , ? Kalıbın fazla sıkıştırılması , ? Kalıba sıcak maça yarleştirilmesi , ? Kalıbın sıcak kapatılması , ? Derece traverslerinin, firkete ve kancaların kalıp yüzeyine çok yakın olması , ? Kalıplamada kullanılan soğutucu, çivi ve maça desteklerinin yağlı paslı ve nemli olması, ? Gidici çapının ve yüksekliğinin yeterli olmaması, ? Sıvı metal bileşiminin uygun olmaması, ? Taşıma potalarının iyi kurutulup ısıtılmaması, ? Sıvı metalin kalıba hızlı yavaş doldurulmasıdır. Gaz BoşluklarıÇukurluklar, Çizgiler, Pullar: Kalıp boşluğundan atılamayan gazların yerini sıvı metal dolduramaz ve burada çukurluklar oluşur.Kalıp içerisindeki gaz basıncından dolayı iş yüzeyinde soğuk birleşme görüntüsü veren ince çizgiler oluşur. Bu hataların tamamı bir yüzey hatasıdır. Sıvı metalin, gaz basıncının bıraktığı çukurlara girerek pulları oluşturur. Çukurluklar, Çizgiler, Pullar Oluş Nedenleri ? Sıvı madenin kesik dökülmesi, ? Üst derecenin sarkması, ? Yolluk sisteminde meme sayısının az olması, ? Kalıp kumunun gaz geçirgenliğinin az olması, ? Kalıp havasının iyi alınmaması, ? Kalıp kumunun dayanımının düşük olması, ? Maça kumunun gaz geçirgenliğinin az olması, ? Maça havasının iyi alınmaması, ? Kalıp kumunun fazla sıkıştırılması, ? Kalıpta gereksiz ve aşırı perdah yapılması, ? Sıvı metalin akıcılığının iyi olmaması, ? Sıvı metalin soğuk cüruflu ve gazlı olması, ? Ağırlığın fazla yüklenmesi, ? Kalıbın forsa yapmasıdır. Dart: Sıvı metal, kalıp içerisindeki havayı ısıtarak genleştirir. Kalıptaki yanıcı maddelerin oluşturduğu gaz ve su buharı bunlara eklendiğinde kalıptaki basınç değeri artar. Sıvı metal, kalıp içerisinde bu basıncın etkisiyle çalkalanır. Bu sırada bazı parçalar kalıptan koparak yer değiştirir. Kalıp kumu kalıp içerisine doğru genleşerek sıvı metal, kalkan kum parçaları arasına girerek katılaşır. Çalkantı ile kopan kum taneleri sıvı metal içerisinde yükselerek üst derecede toplanır. Dart bir yüzey hatasıdır. Sıvı metalin kum arasına girmesiyle oluşan dartlar bir keski ile kolayca temizlenebilir. Dart hatası daha çok geniş yüzeyli ve kalın kesitli döküm parçalarda görülürse de ince kesitli olanlarda da meydana gelebilir. DartDartın Oluş Nedenleri ? Derece federlerinin kalıp boşluğuna çok yakın olması, ? Meme sayısının gereğinden az olması, ? Yolluk sisteminin uygun yerden verilmemesi, ? Kalıp kumunun fazla nemli olması, ? Kalıp kumu bileşiminin hatalı olması, ? Kalıp kumunun gaz geçirgenliğinin az olması, ? Kalıp kumunun aşırı sıkıştırılması, ? Kalıplamada kullanılan firkete ve kancanın kalıp yüzeyine çok yakın olması, ? Kalıp yüzeyinin aşırı perdah edilmesi, ? Kalıp ve maça havasının iyi alınmaması, ? Kalıp boyasının kalitesinin iyi olmaması ve kalın boya atılması, ? Maçanın iyi kurutulmaması veya iyi pişirilmemesi, ? Sıvı metalin kalıba çok yavaş veya çok hızlı dökülmesi, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olmasıdır. Koparma ve Sürüklemeler Sıvı metalin kalıba girişte kumu aşındırması veya koparması neticesinde bu hata oluşur. Kalıp içerisinde sıvı metalin akışını zorlaştıran yerlerde daha çok görülür. Kalıp içerisinde sıkışan gazların çıkıcı ve besleyiciye doğru hareketi, kalıp ile çıkıcı ve besleyicinin birleşme yerlerindeki kumların kopmasına neden olabilir. Koparma ve Sürüklemeler Koparma ve Sürüklemelerin Oluş Nedenleri ? Döküm parçada çok sayıda girinti ve çıkıntıların bulunması, ? Yolluk sisteminin hatalı düzenlenmesi, ? Meme sayısının az olması, ? Kalıp kumunun aşırı nemli olması, ? Kalıp kumunun dayanıklı olmaması, ? Kalıp kumunda yanıcı maddelerin fazla olması, ? Maça kumu bağlayıcılarının zayıf olması ve maçanın fazla pişirilmesi, ? Maçanın gaz geçirgenliğinin az olması,? Maçanın iyi kurutulmaması, ? Kalıp yüzeyinin az veya fazla sıkıştırılması, ? Geniş yüzeylere çivi atılmaması, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olması, ? Sıvı metalin yüksekten ve hızlı dökülmesidir. Sıvı Metalin Kuma İşlemesi Sıvı metal, kalıp yüzeyindeki kum taneleri arasına girerek katılaşır. Metal içerisinde kalan kum taneleri pürüzlü bir yüzeyin meydana gelmesine neden olur. Bu, bir yüzey hatasıdır. Döküm parçanın dış görüntüsünü olumsuz etkiler. Aynı döküm parça üzerinde pürüzlü ve temiz yüzeyler oluşabilir Sıvı Metalin Kuma İşlemesi Oluş Nedenleri ? Döküm parçanın keskin köşeli fazla girintili ve çıkıntılı olması, ? Yolluk sisteminin hatalı olması, ? İri taneli kalıp kumu kullanılması, ? Kalıbın az sıkıştırılması, ? Kalıp kumu birleşiminde kömür tozu oranının az olması, ? Kalıp yüzeyine grafit tozu atılmaması, ? Kalıbın boyanmaması, ? Maçaların yumuşak olması, normal pişirilmemesi, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olması, ? Kalıbın girinti ve çıkıntılarının dengeli sıkıştırılmamasıdır. Sıvı metalin kuma işlemesi Kum Düşmeleri Sakat döküme neden olan ve pratikte en sık rastlanan hata kum kalıntılarıdır. Kum kalıntıları; genellikle döküm metalinin etkisiyle yerlerinden sökülen kum taneciklerinin başka noktalara sürüklenmesi şeklinde meydana gelirler. Bu kalıntılar sıvı metal ile kaynaşamadıklarından döküm yüzeyine yüzerler. Bu hata türüne genellikle CO - boşlukları ve cüruf partikülleri ile birlikte rastlanır. Kum kalıntıları yine, metal oksit ve cürufla kombine bir şekilde döküm parçası yüzeyinin hemen altında hap solmuş bir şekilde kalabilirler ve bunlar ancak işlemede ortaya çıkarlar.Kum Düşmeleri Kum Düşmelerin Oluş Nedenleri ? Döküm parçanın keskin köşeli, derin, girintili ve çıkıntılı olması, ? Model konikliğinin yeterli olmaması, ? Derecenin esnemesi, ? Üst derecenin dikkatli kapatılmaması, ? Derece pimlerinin hassas olmaması, ? Ağırlığın hatalı ve fazla yüklenmesi, ? Kalıp kumunun dayanımının az olması, ? Kalıbın normal sıkıştırılmaması, ? Kalıpta firkete ve kancaların yeterli sayıda olmaması veya hatalı kullanılması, ? Astar kumunun dolgu kumuna tam olarak kaynamamasıdır. Soğuk Birleşme: Kalıp içinde önceden katılaşmış bölgelerin daha sonra gelen sıvı metal cephesi ile birleştiği ve aradaki oksit tabakası nedeniyle kaynamanın tam olmadığı bölgelerde görülür. Bu hatanın nedenleri arasında metalin dökümündeki kesiklikler, malzeme akıcılığının düşük olması, yolluk sisteminin yetersizliği nedeniyle besleme hızının yavaş olması, döküm sıcaklığının düşük ve cidar kalınlıklarının ince olması sayılabilir. Soğuk BirleşmeEksik Kalmalar: Dökülen sıvı metalin kalıbı tam doldurmaması sonucu oluşur. Döküm sıcaklığının düşük olması, metalin akıcılığının yetersizliği, kalıbın gaz geçirgenliğinin yetersizliği, kalıp doldurma hızının yavaş olması, parça kesitlerinin kullanılan kalıp türü ve malzeme için çok dar olması başlıca nedenlerdir. Eksik Kalmalar Soğuk Birleşme ve Eksik Kalmaların Oluş Nedenleri: ? Döküm parçanın kesit farklılıklarının fazla olması , ? Kalıp kumu rutubetinin fazla olması, ? Yolluk sisteminin yerinin yanlış olması, ? Meme sayısının yeterli olmaması, ? Üst derecenin sarkması, ? Üst derece yüksekliğinin az olması, ? Sıvı metalin kesik dökülmesi, ? Sıvı metalin akıcılığının iyi olmaması, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olması, ? Kalıp ve maça havasının iyi alınmaması, ? Soğutucuların fazla kullanılması ve yüzeylerinin oksitli olması. Sıçramalar: Küçük metal küreciklerin döküm parça içerisinde ergimeden veya kütleye kaynamadan bulunmasıdır. Sıvı metalin kalıba dökülmesi sırasında çalkantı, patlama veya kaynamalardan oluşur. Yuvarlak halde katılaşan parçaları sıvı metal ergitemez ve değişik ölçülerde kalıbın farklı yerlerinde bulunabilir. Parçaya dışardan bakıldığı zaman fark edilemeyebilir. İşlemeden sonra ortaya çıkar ve işlemeyi zorlaştırır. SıçramaSıçramaların Oluş Nedenleri: ? Sıvı metalin kesik dökülmesi, ? Sıvı metalin yüksekten dökülmesi, ? Yolluk sisteminin hatalı düzenlenmesi, ? Gidici dibine meme bağlanması, ? Gidici dibine topuk açılmaması veya çok derin açılması, ? Kalıp kumunun aşırı nemli olması, ? Kalıp kumu içinde metalik çapak ve çivi bulunması, ? Kalıba yeterli şiş çekilmemesi, ? Çıkıcı konmaması, ? Maça hava kanallarına sıvı metalin girmesi, ? Sıvı metalin soğuk ve akıcılığının iyi olmaması, ? Derece federlerinin firkete ve kancaların kalıp yüzeyine çok yakın olması, Kayma: Döküm parçaların, genellikle mala yüzeylerinin bulunduğu yerlerde kaymış durumda elde edildiği dökümlerdir. İşin dış kısmı düzgün olduğu halde, maçalı yerlerde de kaçıklık hatası olabilir. Bu hata, parçanın dış görünüşünü bozar ve kolayca görülebilir. Kayma Kaymanın Oluş Nedenleri: ? Model ve maça sandıklarında kavelyelerin aşınmış olması ? Derece pimlerinin hassas olmaması, ? Derecelerin çarpılması, ? Tamponların dikkatli yapılmaması, ? Maçaların hatalı yerleştirilmesi, ? Modellerin aşırı farklı takalanması, ? Maça desteği ölçüsünün uygun olmaması, ? Üst derecenin ters kapatılması, ? Sabit derecelerde pimsiz sürgü veya kelepçe takılması, ? Kapatılmış sabit derecedeki kalıpların pimsiz durması ve darbe alması.Çapak: Dökümden çıkmış parçaların mala yüzeylerinde ve maça başlarında ince plakalar halinde döküm fazlalıkları bulunur. Bunlara çapak denir. Çapakların çok ince olanları kırılarak giderilebilir. Kalın çapakların kırılması zordur ve döküm parçalarının ölçülerini değiştirir. Kalıpların çatlayan kısımlarına sıvı metalin girmesi ile de çapaklar oluşabilir. Çapak Çapakların Oluş Nedenleri: ? Model ve maça sandığı ölçülerinin uygun olmaması, ? Derecelerin çarpılması, ? Derece pimlerinin hassas olmaması, ? Ağırlığın yeterli olmaması, ? Mala yüzeyinin aşırı perdah edilmesi, ? Onarımlarının düzgün yapılmaması, ? Derecelerin hatalı kapatılması, ? Mala yüzeyine çapak kesilmemesi, kurutulan kalıplarda yağlı grafit ve benzeri malzemelerin kullanılmaması, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olması. Maça Yüzmesi: İyi desteklenmemiş maçaların, sıvı metalin kaldırma veya sürükleme kuvvetleri ile yerinden oynaması sonucu ortaya çıkan biçim değişiklikleridir. Maça YüzesiMaça Yüzmesi nin Oluş Nedenleri: ? Model ve maça sandığı ölçülerinin uygun olmaması, ? Maçaların kesit kalınlığına uygun yeterli maça desteği ile desteklenmemesi, ? Maça içerisine yeterli iskelet demiri konmaması, ? Kalıp ve maça kumu dayanımlarının iyi olmaması, normal sıkıştırılmaması, ? Modellerin aşırı ve dengesiz takalanması, ? Sıvı metalin döküm sıcaklığının yüksek olması, Pislikler: Cüruf, oksit, kum parçacıkları gibi yabancı maddelerin sıvı metale karışmasıyla, genellikle parça yüzeyinde gözle görülebilir kusurlar ortaya çıkar. Genellikle dökülen metalden daha düşük yoğunluklu olan bu pislikler, sıvı metal içinde yükselerek, parçanın üst yüzeyinde toplanırlar. Potanın kirli olması, döküm sırasında gerekli özenin gösterilmemesi, kalıp boşluğunda bağlanmamış kum bulunması, yolluk sisteminin yanlış tasarımı, gevşek kalıplama gibi çok değişik nedenlerle oluşabilir. Kalıntıların Oluş Nedenleri: ? Sıvı metalin dökümden önce iyi temizlenmemesi, ? Yolluk sisteminin cüruf tutucu şekilde düzenlenmemesi, ? Metalin kesik dökülmesi, ? Yolluk sisteminin dolu tutulmaması, ? Ergimiş metale soğuk metal ilave edilmesi, ? Kalıp kumu, maça kumu ve pota harcının ısı dayanımlarının az olması. Metal Penetrasyonu: Sıvı metalin kum tanecikleri arasına sızması nedeniyle pürüzlü bir yüzey ortaya çıkar. Bunu önlemek için ince kum kullanmalı, kalıp daha fazla sıkıştırılman ve kalıp kaplama yapılmalıdır. Metal PenetrasyonuMetal Penetrasyonu Oluş Nedenleri: ? Nem miktarının ve özellikle kumun serbest suyunun yüksek olması . ? Kalıp kumunun kötü hazırlanması (kum içerisindeki suyun çabuk serbest hale gelmesi) . ? Kumun içindeki tozun fazla olması (bu şekilde fazla su bağlanır) . ? Bağlayıcı miktarı fazla ve bu nedenle çok fazla su kullanımı gerekiyor . ? Tane botunun iri olması (buharlaşan suyun neden olduğu azda olsa basınç penerasyona neden olur) ? Parlak karbon yapıcı malzemelerin ve bunların kalıntılarının çok fazla miktarda suyu bağlaması. ? Kalıp kumu çok fazla sıkıştırılmış . ? Bazı bölgelerinde gereğinden fazla sıkıştırılmış, homojen olmayan hazırlanmış kalıp . ? Döküm hızının çok yüksek olması (kondanse su içeren kum bölgelerini sıvı metalin hızlıca doldurarak, ayrı yönlerden gelen metal akıntılarının hızlı olarak birbirine kavuşması) . ? Kalıp ve maça gazlarının, döküm boşluğundan yeterince iyi dışarı atılamaması koparak sıvı metalle taşınıyor . ? Yolluktan akan sıvı metal miktarının yüksek olması. Döküm Parçalarının Kontrolü: ? Döküm parçalarında kontrol edilen başlıca özellikler şunlardır: ? Kimyasal bileşim, ? Mekanik mukavemet, ? Yapı sürekliliği (Boşluksuz, çatlaksız, segregasyonsuz), ? Biçim, boyut ve yüzey tamlığı, ? Fiziksel özellikler. Döküm parçalarının yukarıda belirtilen kontrolleri yalnızca parçaların malzemeleri ve ısıl işlemleri hakkında bir değerlendirme olanağı sağlar Döküm parçası içindeki makro ve mikro boşluklar, kum, cüruf gibi yabancı maddeler, parça dışı ve içi çatlaklar, döküm parçanın çıkartılması için de çeşitli tahribatsız muayene usulleri kullanılır. Kullanılan Tahribatsız usullerin belli başlıları şunlardır: ? Gözle kontrol, ? Ses ve vurma ile kontrol, ? Penetrasyon kontrolü, ? Manyetik toz ile kontrol, ? Dağlama ile kontrol (Ayıraç: % 2 Amonyum asetat + % 15 Kalsiyumbikromat + % 83Su) ? Ultrasonik kontrol, ? Röntgen ışınları ile kontrol, ? Gama ışınları ile kontrol, ? Basınçlı su ile kontrol.Döküm Parçası Tasarlama Bir parçanın döküm yöntemiyle imali kararlaştırıldıktan sonra, parçanın geometrik şeklinin, malzemesinin ve taşıyacağı zorlama seviyesinin, hangi döküm yöntemine uygun olduğunun belirlenmesi gerekir. Her parça, her döküm yöntemiyle imal edilemez. Çok karışık bir şekle sahip parça ile basit bir şekle sahip parçanın aynı döküm yöntemiyle imal edilmesi, hem imalat tekniği açısından ve hem de ekonomiklik açısından uygun değildir. Bir parçanın belirli bir döküm yöntemine uygun olup olmadığına karar verilebilmesi için, parçanın aşağıdaki kriterler bakımından incelenmesi gerekir. a) Zorlamalar b) Malzeme c) Enerji d) Süre e) Maliyet Döküm parçalarının tasarımı, genel imalat tekniği prensipleri yanında, özel döküm tekniği prensiplerinin de gözönünde tutulmasını gerektirir. Bu özel döküm tekniği prensipleri arasında, sıvı haldeki döküm malzemesinin döküm kalıbını doldurmaya yeterli miktarda olması ve soğuma esnasında özellikle katılaşma sıcaklık alanında oluşacak büzülmeye müsaade etmesi gerekir. Döküm parçalarının tasarımında, muhtemel problemleri en aza indirmeye yönelik beş tasarım kural aşağıda verilmiştir: 1. Kural: Doldurma işleminin, türbülans oluşturmayacak şekilde yapılması ve döküm sırasında oluşan gazların ve havanın kalıptan tam olarak çıkması sağlanmalıdır . 2. Kural: Parçanın her tarafının mümkün olduğunca aynı hızla soğuması ve katılaşması sağlanmalıdır. 3. Kural: Büzülmeyi sınırlayıcı nedenler en aza indirilmelidir. 4. Kural: Döküm kalıbının şekli, mümkün olduğu kadar basit olmalıdır . 5. Kural: Sonradan kesilerek uzaklaştırılmaları gereken yolluk, çıkıcı ve besleyici gibi döküm çapakları, kolayca ulaşılabilecek şekilde yerleştirilmelidir . 6.Kural: Maça ihtiyacını azaltır 7.Kural: İçköşelerde büyük radyüslü köşe dolguları tasarlanmalı ve keskin kenarlar yuvarlaklaştırılmalıdır 8.Kural: Gerilme odağı olduklarından ve sıcak yırtılma ve çatlamalara neden olabileceklerinden, keskin köşe ve açılardan kaçınılmalıdır 9.Kural:Döküm üzerinde, talaş kaldırmanın gerekli olduğu tüm yüzeylerde, Talaşlı işleme toleransı olarak adlandırılan ilave malzeme bırakılır. Kum dökümler için tipik talaşlı işleme toleransları 1.5 ile 3 mm arasındadır Biçimlendirme Prensipleri: Tasarımlarda uyulması gereken biçimlendirme prensipleri, döküm kusurlarının ortaya çıkmaması için gerekli olanlar ve imalat kolaylığı bakımından yararlı olanlar şeklinde sınıflandırılarak aşağıda verilmiştir.Döküm Kusurlarının Oluşmasının Önlenmesi için Uyulması Gereken Biçimlendirme PrensipleriDöküm Kusurlarının Oluşmasının Önlenmesi için Uyulması Gereken Biçimlendirme PrensipleriDöküm Kusurlarının Oluşmasının Önlenmesi için Uyulması Gereken Biçimlendirme Prensipleri Boyutlandırma Prensipleri: Tasarımda kullanılan en küçük cidar kalınlığı, boyut toleransları ve yüzey kalitesi uygulanacak döküm yönteminin belirlenmesinde en önemli rolü oynar. Aşırı ve gereksiz taleplerin daha pahalı yöntemlerin uygulanmasını gerektireceği unutulmamalıdır. Küçük deliklerin (örneğin kum kalıba dökümde kalınlığının yarısından veya 6 mm’den küçük) döküm sonrasında talaş kaldırılarak delinmesi, maça kullanımından daha ekonomik olmaktadır.Baz, malzeme ve yöntemler için en küçük cidar kalınlıkları (mm) Bazı kalıplama yöntemleri için yüzey pürüzlülüğü değerleri (µm) Malzeme Seçimi Tasarımcılar parçanın öngörülen işlevini yerine getirmesi yanında imalatının da ekonomik olarak gerçekleştirilebilmesini dikkate almak zorundadırlar. Döküm yöntemi kullanılarak yapılacak bir imalatta, parçanın üretileceği malzemenin döküme uygun olarak seçilmesi çok önemlidir. Kullanılacak kalıplama yöntemi, eritmenin yapılacağı döküm ocakları, katılaşma sırasında çıkabilecek sorunlar gibi birçok önemli husus kullanılan malzemeye bağlıdır. Bu nedenle benzer özelliklere sahip alaşımlar arasında döküm yöntemine en uygun olanının seçilebilmesi için tasarımcı ve dökümcünün işbirliği yapmalıdır.