Ergitme ve ergitme sonrası sıvı metalin açık atmosferle ilişkisini kesen ve katılaşma sonrası Mikro-yapıyı kontrol eden maddelere flaks denir. Koruma ve temizleme flaksları olarak ikiye ayrılırlar.

Koruma Flaksları

Sıvı alüminyumun üzerini örterek atmosfer gazlarına karşı döküme kadar koruma sağlar. Demir dışı alaşımlar gaz alma ve oksitlenmeye karşı duyarlıdırlar. Bu hassasiyetten dolayı sıvı metal ile atmosferin temasının kesilmesi gerekir. Açık atmosferle sıvı metalin temasını kesen maddelere “koruma flaksları” denir. (odun kömürü, cam, silis, boraksit, boraks, sodyum karbonat, baryum karbonat, kalsiyum karbonat, sodyum klorür, kalsiyum florür v.b.) koruyucu flakslar potaya veya ocağa yükleme yapılırken konur. Ergitme sırasında bazıları katı olarak kalır (odun kömürü ve silis gibi). Bazıları da eriyerek sıvı metalin yüzeyinde tabaka oluşturur. Flaks miktarı sadece sıvı metalın yüzeyini örtecek kadar konulmalı ve nemsiz olarak saklanmasına özen gösterilmelidir.

Alüminyum alaşımlarının ergitilmesinde, koruyucu olarak kullanılan flakslar klorür ve flüorür‘lü tuzlardır (%90 NaCl+ %10 CaF2, %85 CaCl2 + %15 CaF2, %60 NaCl+ %30 NaF2 + %10 CaF2 ve % 70 MgCl2 % 20 MgF2 %10 NaCl). Bunlar, oksitlenmeye ve gazların emilmesine engel olurlar.

Temizleme Flaksları

Ergimiş metal içerisinde ergitme sırsında ve ergitme sonrası sıvı metal içerisine difüz etmiş gazları ve oksitleri gidermede kullanılan maddelere “temizleme flaksları” denir.

Temizleyici flakslar, sıvı metalin içindeki oksit ve gazları gidermek için kullanılır. Bu flakslar genellikle, magnezyum ve sodyum klorür (NaCl) ve fIüorürlü (NaF) olurlar. Bunların sıvı halde iken metale yakın bir özgül ağırlıkları vardır. Karıştırma ile metalin üzerinde toplanırlar.

Her ne kadar eğritme işlemi sırasında önlemler alınsa da sıvı metalin içerisine karışmış gaz ve oksitler bulunabilir. Sıvı metalin kalıplara dökülmesinden önce gaz ve oksitlerin temizlenmesi gerekir. Temizleme işleminde metal oksitleri veya oksijenli filizleri kullanılır. Ayrıca bazı metaller ve gazlar da oksit giderici olarak kullanılırlar. Çeşitli gazlar (azot, argon, helyum, klor, v.b.) verilerek temizleme yapılabilir. Azot gazı, 710 0 C’de 3-15 dk. ve klor gazı, 710  0 C’de 4-5 dk. verilir. Bunlar nitrin ve klorürler oluşturarak temizleme yaparlar.

Maden içine girmiş hidrojenin dışarı atılmasında “klor” ve ”flüor” gibi gazlar kullanılır. Bu gazlar, grafit bir boru yardımı ile sıvı metalin, içine gönderilirse, sıvı metali kaynatarak yükselir ve hidrojenin sıvı metalden uzaklaştırılmasını sağlar. Oksit giderici olarak kullanılan metallerin bazıları ise; magnezyum, manganez, çinko, fosfor, baryum, v.b.dır. Bunlar sıvı metale katılmadan önce genellikle bir ön alaşım şekline getirilirler (%10-15 fosforlu, bakır-fosfor gibi).

Temizleme amaçlı kullanılan flakslar toz veya briket halindeki flakslar sıvı metalin üzerine konur. Sıvı metalin üzerine konan flaksların temizleme etkisi yapabilmesi için delikli bir daldırma aparatı yardımıyla sıvı metalin dibine doğru bastırılır. Çıkan gazların etkisi ile sıvı metal fokurdayarak kaynar. Hareketlilik bitince delikli aparat çıkartılır. Bu işlemle birlikte (mekanik ve kimyasal) oksitler ve cüruflar sıvı metal yüzeyine çıkar. Bir “temiz” ile sıvı metalin yüzeyinde biriken cüruflar alınır ve döküm işlemi gerçekleştirilir.

Alınması gereken önlemler;

1. Nemsiz ve kuru bir ortamda saklanmalıdır.

2. Sıvı metale atılmadan önce flakslar ısıtılmalıdır.

Demirli alüminyum bronzları için kullanılan temizleme flaksları; kireç, kalsiyum, mangan klorür ve magnezyum

Ayrıca titan, titan tetraklorür şeklinde karıştırılır. Karıştırma sıvı metalin normal ergime sıcaklığında yapılır. Titanın bir kısmı alaşımın içinde kalır. Klor sıvıdan ayrılarak çıkar. Klor gazının çalışanlara bir tehlikesi olmaz. Klorun iri Mikro-yapı oluşumuna etkisi varsa da, bileşimde kalan titan taneleri inceltir.

ERGİTME İŞLEMİ

Alüminyum ve alaşımlarının ergitilmesinde oksitlenme ve gaz emme tehlikesinden sakınılması gereklidir. Bunun için ergitmede aşağıdaki hususlara dikkat etmek gereklidir:

  • Kullanılan gereçler çok temiz olmalı
  • Aşırı ısıtmadan özellikle kaçınılmalı
  • Potaya önce büyük parçalar, ergitmeden sonra da küçük parçalar yüklenmeli
  • Koruyucu flaks kullanılmalı
  • Temizleme flaksı kullanılmalı
  • Gaz giderme işlemi yapılmalı
  • Sıvı haldeki metal hemen dökülmeli
  • Nemden kaçınılmalı
  • Sıvı metal fazla karıştırılmamalı
  • Metal sıcaklığı pirometre ile ölçülmeli
  • Curuf dökümden hemen önce temizlenmeli
  • Ergitme sırasında ve daha sonraki işlemlerde metalin hava ve gazlarla teması titizlikle önlenmelidir.

Flakslar

Alüminyum alaşımlarının ergitilmesinde koruma ve temizleme flaksları kullanılır. Koruyucu flakslar flüorür ve klorür içeren tuzlardır. Koruyucu flakslar ocak içerisinde oluşan oksitlerin ve gazların sıvı metal ile temasını keserek gazların emilmesine engel olurlar. Temizleme flaksları sıvı metalin içindeki oksit ve gazları gidermek için kullanılır. Bu flakslar genellikle mağnezyum, sodyum klorür ve flüorür içerirler. Özgül ağırlıkları metale yakındır, karıştırılarak sıvı metalin üzerinde toplanırlar. Tamamen nemsiz olmaları gerekmektedir.

Döküm kalitesinin iyi olması gaz giderme işleminin yapılmasına bağlıdır. Döküm parçada oluşan gaz boşlukları kullanım esnasında kırılmalara yol açmaktadır. Bu sebepten dolayı parçalarda gaz boşlukları istenmemektedir. Alümiyumdaki gaz boşluklarının asıl sebebi hidrojendir. Hidrojenin sıvı alüminyumdaki çözünülürlüğü yüksektir; fakat katı metalde çüzünürlük çok azdır. Bundan dolayı ergimiş metalde çözünmüş gazın tamamı katılaşma esnasında açığa çıkar ve ergiyikten kaçamazsa gaz boşlukları oluşturur. Koruma ve temizleme flakslarının kullanılmasına rağmen sıvı metalde yine de gaz bulunabilir. Bunun için sıvı maden içine çeşitli gazlar (azot, argon, helyum, klor) verilerek temizleme yapılabilir. Metal ergitilirken dikkat edilecek güvenlik kuralları

  • Yakıt ocaktan uzak yerde depolanmalıdır.
  • Ocak çalıştırma talimatına uyulmalıdır.
  • Ocak çevresi temiz ve düzenli olmalıdır.
  • Koruyucu kıyafetler (gözlük, tozluk, eldiven, baret, önlük vb. ) ocakta çalışma     ve döküm esnasında kesinlikle kullanılmalıdır.
  • Ocak gereçleri sıvı metale soğuk olarak daldırılmamalıdır.
  • Ergitme işlemi tamamlandıktan sonra yakıt ve elektrik kesilmelidir.
  • Pota ocaktan çıkarılmadan, kavramanın potayı sıkıca tutması sağlanmalıdır.
  • Pota ocaktan sarsılmadan ve ocak duvarına çarptırılmadan çıkartılmalıdır.
  • Dökümden sonra pota ocak içerisine konularak kendi halinde soğuması sağlanmalıdır.

Alüminyum Alaşımlarının Hazırlanması
Alüminyum alaşımlarına giren elementlerin ergime dereceleri alüminyumunkinden yüksektir. Direk olarak alüminyuma katılması zordur. Ergime derecesi yüksek olan elementlerin katılabilmesi için ön alaşım yapmak gereklidir. Ergime derecesi alüminyumunkine yakın olan elementler (Mg, Zn gibi) sıvıyı flakslarla koruyarak katılabilir. Bakır, titanyum, silisyum, krom, manganez, v.b. elementlerin katılmasında ön alaşım hazırlanırken özel döküm yöntemleri kullanılır. Önce ergime derecesi yüksek elementler ergitilir, alüminyum buna karıştırılır. İlave azar azar yapılır, aynı zamanda sıvı metal karıştırılır. Karışık Alüminyum Alaşımları Hazırlanmasına ait örnekler

Bileşimi %92.5 Al – %4 Cu – %2 Ni – %1.5 Mg olan bir alaşım hazırlayalım. Ergitmede grafit pota kullanılır. Ayrı ayrı Al-Ni, Al-Cu ön alaşımları hazırlanır. Alüminyum ergitilir. Önce bakırlı ön alaşım sonra nikelli ön alaşım sıvı alüminyuma katılır. Metalin sıcaklığı 750 ºC nin altında tutulur. Mağnezyum en sonra katılır. Döküm sıcaklığı 690 – 730 ºC arasında olur. Alüminyum Alaşımlarının Ergitilmesi Alaşımların ergime özellikleri, fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Alaşımın ergimesi için gerekli ısı miktarı aşağıdaki ısıların toplamından oluşur:

  • Katı haldeki alaşımın ısınma ısısı,
  • Ergime ısısı,
  • Sıvı haldeki alaşımın ısınma ısısı,

Alüminyumun ergime derecesi 658 ºC’dir. Gizli ergime ısısı 93 cal/gr’dır. Isınma ısısı 0,24cal/gr’dır. 1000 Kg’lık metali ergitmek için 25.500 kaloriye ihtiyaç vardır. Alüminyum alaşımlarının ergitilmesinde sıvı, katı, gaz yakacak ve elektrikle çalışan pota ocakları kullanılmaktadır

Basınçlı dökümde en önemli faktörlerden biri de kalıp sıcaklığıdır. Basınçlı döküm kalıplarında kalıp dizaynına ve kesit kalınlığına bağlı olarak ısısal şartlar ayarlanır. Kalıbın devamlı çalışması esnasında tutulması gereken optimum sıcaklık limitleri; alaşımın sıcaklığı, preslenecek metalin ağırlığı, döküm hızı, kalıp boşluğunun yüzey alanı ve kesiti ve soğutma şartlarına bağlı olarak seçilir. Kalıbın istenen alanları, örneğin çıkıcılar, bakır ilâveler ve sıyırma tipi ısıtıcılar kullanılarak ısıtılır, ince kesitler metal giriş ağzından uzak­ta ise döküm çevresine kanallar ilâve ederek ince kesitli bölgelerde metal akışı arttırılabilir. Kalıp gereğinden soğuk ise, tam dolmama veya yetersiz besleme iç porozite gibi döküm hataları oluşur. Kalıp sıcaklığı yeterinden fazla sı­cak ise kalıbın tahrip olması söz konusudur. Kalıp sıcaklığının artması so­ğutma kanallarıyla kontrol edilir.

- Çinko alaşımları : Çinko esaslı alaşımlar için en uygun kalıp sı­caklığı (165-245°C)’dir. İnce kesitli parçalar için yüksek ağır kesitli par­çalar için ise düşük sıcaklıklar kullanılır.

- Alüminyum alaşımları : Bunlar için çinko esaslılara nazaran ka­lıbı daha yüksek sıcaklıkta tutmak gerekir (220-315°C), ortalama ola­rak (230°C) kullanılabilir. Alüminyum alaşımlarında yüksek sıcaklık ih­tiyacı ve oksitlenme karakterinden dolayı iyi döküm elde etmek, çinko esaslılara nazaran çok daha zordur. Alüminyumun çelik kalıplara etkisi kalıp sıcaklığındaki artış ile artar, kalıba yapışma olur.

- Magnezyum alaşımları : Magnezyum esaslı alaşımlar için opti­mum kalıp sıcaklığı (245-275°C) arasındadır. Döküm parçasının kesit kalınlığına ve kalıp malzemesi cinsine bağlı olarak (300°C)’a kadar yük­sek olabilir.

- Bakır alaşımları : Bakır esaslı alaşımlar için kalıp sıcaklığının (315-700C) civarında olması istenir. Kalıp içinde yerleştirme durumu­na göre sıcaklık seçilir, kalıp ömrünün uzun olması bakımından kalıp sı­caklığının alt sınırda veya civarında tutulması tercih edilir. Son yularda geliştirilen (Thixo – Casting) yöntemi ile yüksek sı­caklık gerektiren alaşımların pres dökümünde büyük kolaylık sağlanabil­miştir

Alüminyum döküm, kokil döküm ve döküm proseslerinde döküm işleminin kalitesini etkileyen başlıca faktör kokil kalıp tır.

Bunların başlıcaları; dönme hızı, döküm sıcaklığı, döküm hızı ve kalıp sıcaklığıdır. Bu faktörlerin etkileri daha çok gerçek savurma döküm için incelenmiştir. Dönme hızının ayrıca döküm yapısı gerek tane boyutunu küçültücü  gerekse mikro bileşenlerin  homojen dağılımını sağlayıcı bir etki de vardır.

Döküm sıcaklığı ise katılaşma şeklini etkilediğinden bu sıcaklığın seçiminde, dökümden istenen yapıda olması göz önünde tutulmalıdır. Düşük sıcaklık maksimum tane küçülmesi ve eşekseni kristallerin oluşumuna yol açar. Yüksek sıcaklık ise bir çok alaşımda kolonsal yapıyı teşvik eder. Genel uygulamada seçilen sıcaklık, yeterli metal akışını sağlayan, iri taneli oluşumuna ve sıcak yırtılmaya sebep olmayacak yükseklikteki sıcaklıktır.

Döküm hızını kontrol eden birinci faktör, döküm işleminin, sıvı metalin soğuyup hamur haline geçmeden bitirilmesi gereğidir; bununla beraber çok yüksek döküm hızları türbülans’a ve hatta sıvı metalin saçılmasına yol açabilir. Oysa yavaş hızla dökümün, yönlenmiş katılaşmayı ve beslemeyiteşvik etmek ve sıcak yırtılma eğilimini azaltmak gibi uygulamada büyük önem taşıyan avantajları vardır.

Kalıp malzemesinin kım yerine metal oluşu önemli oranda tane küçülmesine neden olur. Ancak kalıp sıcaklığının yapı üzerindeki etkisi ikinci derecededir. Birinci ve en önemli etki kalıbın sıcaklık etkisiyle genleşebilme  kabiliyetidir; genleşme miktarı  ne kadar fazla olursa, özellikle gerçek  savurma dökümde, sıcak yırtılma  riskide o kadar az olacaktır.

Gerçek savurma döküm uzun yıllardır boru  üretiminin başta gelen yöntemi olmuştur. Gerek dökülmüş halde kullanılan dökme demir veya çelikten borular, gerekse dökülüp işlenerek kullanılan silindir laynerleri, piston ringleri  uygulamaya örnek olarak verilebilir. Yarı savurma döküm için, bakır dişli çelik makara dökümleri; savurmalı döküm için ise  CO-Cr alaşımından dişçilikte gereksinilen dökümler, uygulama alanlarına örnektir.

Döküm Kalıbı Tasarımını Etkileyen Faktörler Nelerdir ?

  • Kalıp oyuğu (iş parçasının son şeklini gösterir)
  • (Core) Maça
  • (spru system) Kalıba dökülmüş bir metalin içine, atık metalin dışarı çıkmasını sağlamak amacıyla açılmış oyuk ya da açıklık.
  • (Runner system) Yolluk kombinasyonu -Kalıba dökülen metalin içinden aktığı kanal sistemi.
  • (Ingate System) Yolluk kalıplanan metalin içinden geçip ve kalıp oyuğuna döküldüğü ve sertleşme sonrası atık metalin atıldığı kalıpta açılan kanal.
  • Eklenecek ekstra metalin giriş ya da havanın çıkışını sağlamak için genişletilmiş açıklık ya da kanallar. Bu kanallar metalin katılaşması sırasında ortaya çıkacak eksikliği tamamlamak amacıyla açılırlar.
  • Belirli bir noktada katılaşma oranını artırmak veya büyük miktarlardaki ısıyı absorbe etmek amacıyla kalıba yerleştirilen objeler (chills)

Şirvanlı Alüminyum Döküm, üretimden önce ve üretimden sonra ürünlerinin analizinde profesyonel çözümler sunmaktadır. Döküm kalitesi yüksek parçalar üretilmesini gerçekleştiren firmamızda, döküm sonrası oluşabilecek hataları ve mikro, makro sorunları tasarım aşamasında giderebilmek amacıyla döküm simülasyonu programlarını aktif olarak üretilecek her parçada kullanmaktadır.

Alüminyum Döküm Simülasyonu Alüminyum Döküm Simülasyonu Alüminyum Döküm Simülasyonu

Karmaşık şekilli ve farklı kesit kalınlıklarından oluşan üretilecek parçalarda yolluk ve besleyici tasarımını prosesin modellenmesi sağlanarak döküm sırasında kalıp içinde oluşabilecek durumlara hızlı ve doğru tahmin yapılmaktadır.

Şirvanlı Alüminyum Döküm üretimden önce ve üretimden sonra ürünlerinin analizinde profesyonel çözümler sunmaktadır.

Döküm simülasyon programı kullanarak üretimin bütün parametreleri kontrol altında tutulur, kullanılan bazı parametreler aşağıda listelenmiştir;

  • Dökülecek malzemenin alaşım miktarları ve özellikleri
  • Yolluk ve besleyici sisteminin konumu, kesit ve akış parametreleri
  • Döküm yönteminin seçimi
  • Döküm sıcaklığı
  • Cüruf ve empürite partikülleri
  • Kalıp çevirim sayıları
  • Kalıpta ısı akışını kontrol eden parametreler

Döküm Simülasyonu Videoları:

You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.
_
You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.

* * *

You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.
_
You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.

* * *

You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.
_
You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.

* * *

You need to install or upgrade Flash Player to view this content, install or upgrade by clicking here.