Kalıp ve maça yapımında kullanılan döküm kumlarının yaş basma ve yaş kesme mukavemetlerinin ve nem miktarlarının tayin edilmesi.

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Kalıp ve maça yapımında kullanılan döküm kumlarının yaş basma ve yaş kesme mukavemetlerinin ve nem miktarlarının tayin edilmesi."

Tülay İnci
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 8.DÖKÜM KUMLARININ MUKAVEMET VE NEM MİKTARI TAYİNİ 8.1. Deneyin Amacı Kalıp ve maça yapımında kullanılan döküm kumlarının yaş basma ve yaş kesme mukavemetlerinin ve nem miktarlarının tayin edilmesi. 8.2.Deneyin yapılışı Numune Hazırlama 1305 g silis, 82,5 g su ve 112,5 g bentonit tartılır. Bentonit ve silis miksere konur. Karıştırma işlemi başlatılır ve biraz su eklenir. Karıştırmaya devam edilirken yavaş yavaş su eklenir. Karıştırma işlemi 15 dakika boyunca yapılır. Karıştırma yapılırken bir taraftan da çubuk ile kenarlara biriken karışım malzemesi, mikserin karıştırıcı ucuna doğru ittirilerek yardım edilir. Karıştırma işlemi bittikten sonra mikserdeki karışım minimum kayıpla boşaltılır. 20 g numune ayrılır ve 105 C de olan fırına konur. Numune fırından 30 dakika sonra çıkarılarak nem tayini yapılacaktır. Karışımdan 8 adet 150 g lık numune tartılır. Her bir 150 g lık numune, silindirik numune hazırlama kalıbına konur. Makinaya yerleştirilen kalıbın üst kısmından, kolu üç defa çevirmek suretiyle basınç uygulanır. Kalıbı taşırken alt tarafın gövdeden ayrılmamasına dikkat edilir. Bu şekilde hazırlanan numunelerden 4 tanesi yaş basma, 4 tanesi ise yaş kesme mukavemeti ölçümünde kullanılacaktır Yaş Basma Mukavemeti Tayini 5 cm boyunda ve 5 cm çapında hazırlanan 4 numune yaş basma mukavemeti için kullanılır. Numuneler, kalıptan çıktıktan sonra sıkıştırılmadan mukavemet ölçme makinasına yerleştirilir. Numune yerleştirildikten sonra, referans olması açısından mıknatıs, makinanın skalasına yerleştirilir. Makina çalıştırılır ve numune hasar görene kadar devam edilir. Numune de hasar meydana geldiğinde makina durdurulur ve tersi yönde çalıştırılarak eski haline döndürülür. Bu sırada mıknatıs, numunede hasarın meydana geldiği noktada kalır. Yaş basma mukavemeti skalasından basınç değeri psi olarak okunur. Böylece yaş basma mukavemetş bulunmuş olur.

Karıştırmaya devam edilirken yavaş yavaş su eklenir. Karıştırma işlemi 15 dakika boyunca yapılır.

2 Numune No: Basma Mukavemeti (psi) Basma Mukavemeti (kg/m 2 ) 1 8, , , Tablo 1: Yaş basma mukavemeti değerleri (kg/m 2 ) Yaş Kesme Mukavemeti Yaş kesme mukavemeti ölçümü, yaş basma mukavemeti ölçümünde olduğu gibi yapılır. Burada ki fark, makina üzerindeki numunenin yerleştirildiği ağız farklıdır ve mıknatısın kaldığı yerde, yaş mukavemeti skalasından psi değeri okunarak yaş kesme mukavemeti belirlenir. Numune No: Kesme Mukavemeti (psi) Kesme Mukavemeti (kg/m 2 ) 1 2, , , , , Tablo 2: Yaş kesme mukavemeti değerleri (kg/m 2 ) Nem Miktarı Tayini Hazırlanan kalıp kumu numunesinden 20gr alınarak C deki kum kurutma fırınına konulur. 30 dakika fırında bekletilen numune fırından çıkartıldıktan sonra yeniden tartılır. İlk ve son ağırlık arasındaki farkın 20 ye bölümü nem miktarını verir[1].

Numune No: Kesme Mukavemeti (psi) Kesme Mukavemeti (kg/m 2 ) 1 2,1 1476.44 2 2,2 1546.75 3 2,4 1687.36 4 2,2 1546.75 5 2,6 1827.98 Tablo 2: Yaş kesme mukavemeti değerleri (kg/m 2 ) 8.2.4. Nem Miktarı Tayini Hazırlanan kalıp kumu numunesinden 20gr alınarak 105 0 C deki kum kurutma fırınına konulur.

3 İlk ağırlık = 20 gram Fırından çıktıktan sonraki ağırlık = 18,85 gram Nem miktarı = [( 20 18,85 ) / 20 ] x 100 ] = % 5, İstenenler Dökümhanelerde kalıp kumunun mukavemet değerlerinin bilinmesine neden gerek vardır? Açıklayınız. Döküm sürecinin sorunsuz işleyişi açısından kalıbın mukavemeti büyük önem arz etmektedir. Döküm sürecinde döküme şeklini veren döküm kalıbının; yüksek sıcaklık ve içerisindeki malzemenin beraberinde getirdiği yüke karşı şeklini koruyabilmesi-mukavemetli olması gerekir. riyiğin kalıbı doldurması esnasında ve kalıp içindeki katılaşma süresi boyunca kalıp duvarında erozyonun meydana gelmemesi, kum kalıbın dağılmaması gerekir.bunun için de kumun yaş basma mukavemeti ve kuru basma mukavemeti kum kalıba dökümde hayati önem teşkil eden özelliklerdir.bu özelliklerin yeterli değerlerde olması için döküm şekline, miktarına göre uygun bileşenlerden oluşan kumun kullanılması gerekmektedir. Kalıp yapımında kullanılan kumun niteliği şu şekilde belirlenir [2]: Yaş Basma Mukavemeti >1250 gr/cm 2 ise Kalıp malzemesi çok iyi Yaş Basma Mukavemeti = gr/cm 2 ise Kalıp malzemesi iyi Yaş Basma Mukavemeti < 300 gr/cm 2 ise Kalıp malzemesi zayıf olarak nitelendirilir Ülkemizde kum kalıba döküm yapan dökümhanelerde kullanılan bentonitler hakkında bilgi veriniz. Döküm sanayinde kuvars kumunun kullanımı, kum kalıba döküm metodu ile gerçekleşmekte olup geçmişi döküm tekniği kadar eskidir. Kuvars kumunun bazı diğer malzemelerle (kil, grafit, reçine gibi) harmanlanarak hazırlanan karışım ve dökülecek parçanın modeli yardımıyla hazırlanan kalıb içine sıvı metalin dökülmesi şeklinde uygulanır. Kuvars kumu yüksek sinterleşme sıcaklığı, uygun termal geçirgenliği, gaz geçirgenliği, kolay

Döküm sürecinde döküme şeklini veren döküm kalıbının; yüksek sıcaklık ve içerisindeki malzemenin beraberinde getirdiği yüke karşı şeklini koruyabilmesi-mukavemetli olması gerekir.

4 şekillendirilebilirliği ve döküm sonrası parça üzerinden kolay temizlenebilmesi sayesinde döküm prosesinin vazgeçilmez bir unsuru haline gelmiştir. Silis döküm kumları kullanılma yerlerine göre kalıp ve maça kumları olarak incelenebilir. Hatasız döküm yapılabilmesi için kalıp ve maça kumunun belirli özellikleri ihtiva etmesi gerekmektedir. Dökümlerin ihtiyaçlarına cevap verecek şekilde silis kumları yıkanarak kil miktarı düşürülür, tane boyutlarına göre ayrıştırılır. Kil miktarının en fazla % 0,3 SiO 2 en az % 96.0 olması gerekmektedir. Silis döküm kumlarının başlıca avantajları daha yüksek refrakterliği, daha yüksek sinterleşme sıcaklığı, tane boyut ve dağılımının istenildiği gibi seçilmesi, kontrollü nem, daha az bağlayıcı ihtiyaç doğurur. Pik ve çelik dökümlerinde kalıp ve maça kumu olarak AFS arasında olmak üzere nemli ve kurutulmuş olarak üretilip satışa sunulmaktadır Nem içeriğinin (minimum ve maksimum nem içeriğinde karışımdaki değişimleri gözönüne alarak) mukavemete etkisini açıklayınız. Nemin mukavemete etkisi, kilin bağlayıcılığı özelliğini artttırıp, böylece döküm kumuna mukavemet kazandırmasından ileri gelir. Bu yüzden artan nem miktarıyla birlikte mukavemet de artar. Ancak,kalıp kumunun kaldırabileceği nem de sınırlıdır ki optimum nem miktarı aşıldıktan sonra malzemenin mukavemeti düşmeye başlar.bu yüzden kalıp kumunun nem miktarı ayarlanırken, diğer bileşenlerle birlikte bu optimum değer veya ona yakın bir değer elde etmek gerkmektedir.diğer bir deyişle, temper suyu maksimum olmalı ve olabildiğince az serbest su miktarı ihtiva eden bir kalıp kumu oluşturmalıyız Elde edilen mukavemet değerlerinden yola çıkarak hazırlamış olduğunuz kalıp kumu karışımıyla değişik kaynaklardan yararlanarak hangi alaşımların dökümünün yapılabileceği hakkında bilgi veriniz. Döküm yapılamıyorsa nedeni ve çözüm öneriniz nedir? Kalıp kumu mukavemetinin yeterli olup olmadığı şu kıyaslamaya göre belirlenir[2]. Yaş Basma Mukavemeti >122 kn/m 2 ise Kalıp malzemesi çok iyi

Dökümlerin ihtiyaçlarına cevap verecek şekilde silis kumları yıkanarak kil miktarı düşürülür, tane boyutlarına göre ayrıştırılır. Kil miktarının en fazla % 0,3 SiO 2 en az % 96.0 olması gerekmektedir.

5 Yaş Basma Mukavemeti = kn/m 2 ise Kalıp malzemesi iyi Yaş Basma Mukavemeti < 29.4 kn/m 2 ise Kalıp malzemesi zayıf olarak nitelendirilir. 1 psi = kn/m 2 Numune No Yaş Basma Mukavemeti (psi) Yaş Basma Mukavemeti (kn/m 2 ) Tablo 3: Yaş basma mukavemeti değerleri (kn/m 2 ) Numune No Kesme Mukavemeti (psi) Kesme Mukavemeti (kn/m2) Tablo 4: Yaş kesme mukavemeti değerleri (kn/m 2 ) Deneyde hazırladığımız kum kalıplarından elde ettiğimiz mukavemet değerleri ile olması gereken mukavemet değerlerini karşılaştırdığımızda deneyde hazırladığımız kalıplar ile döküm yapamayacağımızı gördük. Bunun nedeni kalıbımızın yaş mukavemetinin döküm esnasında sıvı malzemenin mukavemetine karşı koyamayacak kadar düşük olmasıdır. Kalıp kumunun mukavemetini arttırmak için bir miktar daha bentonit eklenmeli ve nem miktarı arttırılmalıdır.

157 Tablo 3: Yaş basma mukavemeti değerleri (kn/m 2 ) Numune No Kesme Mukavemeti (psi) Kesme Mukavemeti (kn/m2) 1 2.1 14.478 2 2.2 15.168 3 2.4 16.547 4 2.2 15.168 5 2.6 17.

6 Kesme Mukavemeti (kg/m 2 ) Basma Mukavemeti (kg/m 2 ) Ortalama yaş basma mukavemeti ve yaş kesme mukavemeti grafiklerini çiziniz Yaş basma - Numune sayısı , , ,55 Yaş basma - Numune sayısı , Numune Sayısı Grafik 1: Yaş basma mukavemeti grafiği Yaş kesme - Numune sayısı , , , , , Numune Sayısı Yaş kesme - Numune sayısı Grafik 2: Yaş kesme mukavemeti grafiği KAYNAK [1] İTÜ Metalurji ve Malzeme Mühündisliği Bölümü Met. Lab III Deney Föyü, 2012 [2] Çavuşoğlu,. N., Atasoy, A., Döküm Teknolojisi Kum Deneyleri, İTÜ, 1976

mukavemeti grafiği Yaş kesme - Numune sayısı 1900 1850 1800 1827,98 1750 1700 1650 1687,36 1600 1550 1546,75 1546,75 1500 1476,44 1450 1400 0 2 4 6 Numune Sayısı Yaş kesme

Benzer belgeler

DENEYİN ADI: Döküm Kumu Deneyleri. AMACI: Döküme uygun özellikte kum karışımı hazırlanmasının öğretilmesi.

DENEYİN ADI: Döküm Kumu Deneyleri AMACI: Döküme uygun özellikte kum karışımı hazırlanmasının öğretilmesi. TEORİK BİLGİ: Dökümlerin büyük bir kısmı kum kalıpta yapılır. Dökümhanede kullanılan kumlar başlıca