İmal Usulleri. Fatih ALİBEYOĞLU -5-6-

Transkript

1 Fatih ALİBEYOĞLU -5-6-

2 Kalıcı Kalıba Döküm Döküm sadece bozulabilir kalıplara değil, kalıcı(metal, seramik vs.) kalıplara döküm yapılarak da gerçekleştirilir. Genellikle üretilecek parça sayısı fazla ise ya da karmaşık parçalar ise bu yöntem tercih edilebilir. Tek kalıpla demir esaslı malzemede üretilen parça sayısı 3000 ila arasında değişirken düşük erime sıcaklığına bulunan metaller için bu sayı e kadar çıkabilir. Bozulabilir kalıba dökümün zayıflığı: her döküm için yeni bir kalıp gerekir Kalıcı kalıba dökümde, kalıp pek çok kez yeniden kullanılabilir Yöntem türleri: Kokil (Metal) kalıba döküm Basınçlı döküm Savurma (santrifüj) döküm Kaynak :Ahmet Aran

3 Kokil (Metal) Kalıba Döküm Yöntemi Soğuma daha hızlı olduğu için iç yapı daha ince tanelidir. Açılıp kapanan iki veya daha fazla parçadan oluşur. Kalıp kapandıktan sonra döküm yapılır. 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. Üstünlükleri İnce taneli yapıdan dolayı mekanik özellikleri daha iyidir. İyi boyut toleransı sağlanabilir. Yüzey kalitesi iyidir. Temizleme masrafı düşüktür. Seri üretim için ekonomiktir. Sınırları Az parçada üretim için pahalı bir yöntemdir. Her malzeme dökülemez Sadece küçük parçalar için uygundur. Parça çıkarılması işi zordur. Kaynak :Ahmet Aran Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

4 Kokil Kalıba Döküm Dökümden önce kalıp yüzeylerine refrakter malzeme püskürtülür. Kaynak : Turgut Gülmez

5 Kokil Kalıba Döküm Maça yerleştirilir ve kalıp kapatılır. Döküm yapılır. Kaynak : Turgut Gülmez

6 Kokil Kalıba Döküm Düşük Basınçlı Döküm Kokil kalıba döküm ve boşaltma döküm yöntemlerinde sıvı metalin kalıp boşluğuna dökülmesi yerçekiminden yararlanılarak yapılır.. Vakumlu Kalıcı Kalıba Döküm Vakum kalıplama ile karıştırılmaması gereken bu yöntem, sıvı metali kalıp boşluğuna çekmek için vakum kullanılan bir düşük basınçlı döküm şeklidir. Kaynak :Mikell Grover

7 Kokil Kalıba Döküm Kaynak :Mikell Grover Düşük basınçlı dökümün şematik gösterimi. Diyagramda hava basıncının pota içindeki sıvı metali kalıp boşluğuna alttan nasıl zorladığı gösterilmektedir. Basınç uygulamasına döküm parçası katılaşıncaya kadar devam edilir.

8 Kokil Kalıba Dökümün Uygulamaları Yüksek kalıp maliyeti nedeniyle, yöntem yüksek üretim miktarlarına ekonomik olur ve buna göre otomatize edilebilir Tipik parçalar: otomotiv pistonları, pompa gövdeleri ve belirli uçak ve roket dökümleri Yaygın dökülebilen metaller: alüminyum, magnezyum, bakır esaslı alaşımlar ve dökme demir Kaynak : Turgut Gülmez

9 Basınçlı Döküm Erimiş metalin yüksek basınç altında kalıcı kalıba doldurulması işlemidir. Basınç, katılaşma süresince devam eder ve kalıp açılır parça itici çubuklar yardımıyla çıkarılır. Makineler tarafından yapıldığı için üretim hızı yüksektir. Bu yöntem sıcak hazneli ve soğuk hazneli olmak üzere ikiye ayrılır. Çinko, kalay, kurşun Bakır, Alüminyum, Magnezyum alaşımları

10 Basınçlı Döküm Metali kalıp boşluğuna zorlamak için yüksek basınç kullanılması, bu yöntemi diğer kalıcı kalıba döküm yöntemlerinden ayırır ve bu sayede ince kesitler tam olarak dolar. Sıcak basınçlı dökümde hazne pota içerisine daldırılırken, soğuk basınçlı dökümde eriyik metal soğuk hazneli makinelere dökülür. Bunun nedeni bakır alüminyumun kurşun ve kalaya kıyasla erime noktasının yüksek olmasıdır. Basınçlı döküm ile üretilen parçalar : Karbüratör gövdeleri, saat parçaları, ev aletleri

11 Sıcak Hazneli Basınçlı Döküm Basınçlı Döküm Makinesi

12 Soğuk Hazneli Basınçlı Döküm Kaynak: Ahmet Aran Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

13 Basınçlı Dökümün Üstünlükleri & Sınırları Üstünlükleri Karmaşık biçimli küçük parçaların dökümüne uygundur. İnce cidarlı parçalarda kalıbın tam dolması sağlanır. Üretim hızı yüksektir. Yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti yüksektir. Hızlı soğumaya bağlı olarak ince taneli iç yapının özellikleri daha iyidir. Sınırları Boyut kısıtlaması vardır. Sadece küçük parçalar üretilebilir. Kalıp tasarımı güçtür Parçanın kalıptan çıkarılması zordur. Ön yatırım maliyeti yüksektir. Ancak seri üretimde ekonomiktir. Yüksek sıcaklıkta eriyen malzemelerin dökümü yapılmaz.

14 Savurmalı Döküm Bu yöntemle; bir eksen etrafında döndürülen kalıba merkezkaç kuvvetinin oluşturduğu basınç sayesinde erimiş metalin kalıba dağılması sağlanarak kalıbın biçimini alması sağlanır. Eriyik metal içerisinde bulunan kum ve kalıntılar düşük yoğunluklarından ötürü gaz dönme ekseninde oluşan akım içerisinde kalarak yüzeye yapışamazlar hal böyle olunca parça yüzeyi temiz pürüzsüz ve ince taneli olarak elde edilir. Savurma yöntemleri üçe ayrılır: Gerçek savurma döküm Yarı savurma döküm Savurmalı döküm

15 Savurmalı Döküm Santrifüj (Savurma) Döküm Gerçek Savurma Döküm Yarı Savurma Döküm Yarı savurma döküm (a) Savurmalı dökümün şematik gösterimi-sıvı metal santrifüj kuvveti sayesinde dönme ekseninden kalıp boşluklarına doğu akar ve (b) döküm parçası. Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

16 Savurmalı Dökümün Üstünlükleri & Sınırları Üstünlükleri: Boru ve benzeri parçalar maçasız üretilebilir. Gözeneksiz ve temiz iç yapı elde edildiği için diğer yöntemlere kıyasla mekanik özellikler daha iyidir. Parça toleransları dar, yüzey kalitelidir. Yolluk sistemi olmadığı için hurdaya az malzeme atılır. Kalıbın ince cidarlı yüzeyleri kolay dolar. Kalıp doldurma hızı yüksek olduğundan döküm sıcaklığı düşük seçilebilir. Sınırları: Dökülebilen parça biçimleri sınırlıdır. Döküm makinesi için yüksek yatırım maliyeti gerekir. Farklı yoğunluklardaki alaşımların dökümünde segragasyon görülür.

17 Gerçek Savurma Döküm Erimiş metal, boru benzeri dönel simetrik bir parça üretmek için dönen kalıbın içine dökülür. İç boşluklar maça kullanılmadan elde edilir. Yüksek hızda dönmenin sağladığı merkezkaç kuvvetler sıvı metalin kalıp iç cidarına homojen olarak dolmasını ve kalıbın iç şeklini almasını sağlar Parçalar: borular, tüpler, burçlar ve halkalar Dökümün dış yüzeyi yuvarlak, oktagonal, hegzagonal vs. olabilir; ancak içi şekli, radyal simetrik kuvvetler nedeniyle (teorik olarak) mükemmel yuvarlaklıktadır Dönme ekseni yere paralel, dik yada açılı olabilir. Kaynak: Turgut Gülmez

18 Savurmalı döküm ile boru üretimi Kaynak: Ahmet Aran

19 Yarı Savurma Döküm Dönel simetriye sahip ancak içi boş olmayan tekerlek ve dişli gibi parçaların daha kaliteli dökümü için kullanılır. İç boşluğa ihtiyaç duyulmadığı için sadece merkezkaç kuvvetinin oluşturduğu radyal basınçtan yararlanılır. Kalıplar yaş ya da kuru kumdan yapılabilir.

20 Döküm Ocakları Dökümhanelerde en yaygın kullanılan ocaklar şunlardır: Kupol ocakları Doğrudan yakıt yakan ocaklar Potalı ocaklar Elektrik ark ocakları Endüksiyon ocakları

21 Döküm Ocakları Potalı Döküm Bilinen en eski metal ergitme yöntemidir. Genellikle Alüminyum ve bakır ergitmesi yapılır.

22 Döküm Ocakları Metal, kireç taşı( eritici madde) ve kok kömürün fırın içerisinde yanmasıyla metalin eritilmesi kupol ocağında gerçekleştirilir. Sadece dökme demir elde etmek için kullanılan bir yöntemdir. Kupol Ocağı Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

23 Döküm Ocakları Elektrik Ocakları: Elektrotlar sayesinde 3000 sıcaklığa çıkılabilir. Sıcaklık kontrolü daha kolaydır. Çeşitli elektrikli ocaklar 1.Ark Ocakları 2.İndüksiyon Ocakları 3. Direnç Ocakları İndüksiyon Fırını Elektrik Fırını Fatih Alibeyoğlu, Kafkas Üniversitesi

24 Katılaşmadan Sonraki Aşamalar Budama Maçanın çıkarılması Yüzey temizliği Muayene Tamir (gerekirse) Isıl işlem

25 Budama Düşey ve yatay yollukların, besleyicilerin, ayırma yüzeyi çapaklarının, maça desteklerinin ve diğer fazla metalin döküm parçadan uzaklaştırılması Gevrek döküm alaşımlarda ve kesiti nispeten küçük olanlarda, fazlalıklar kırılarak uzaklaştırılabilir Aksi halde, çekiçleme, kesme, el testeresiyle kesme, bantlı testereyle kesme, taşlama ve değişik alevle kesme yöntemleri kullanılır.

26 Maçanın Çıkarılması Maça kullanılmışsa, bunların uzaklaştırılması gerekir Çoğu maça bağlayıcı içerir ve bağlayıcı tahrip olduğundan, dökümden dökülerek çıkarlar Bazı durumlarda, dökümü elle veya mekanik olarak sarsarak çıkarılabilir Nadiren de, maçalar, bağlayıcı maddeyi kimyasal olarak çözerek uzaklaştırılır Katı maçalar çekiçlemeli veya presle itilmelidir

27 Yüzey Temizliği Döküm yüzeyinden kumun temizlenmesi ve yüzey görünümünün iyileştirilmesi Temizleme yöntemleri: aşındırıcı içinde titreşim, kaba kum taneleri veya metal bilyelerle hava püskürtme, tel fırçalama, silme ve kimyasal dağlama Yüzey temizleme, kum döküm için çok önemlidir Çoğu kalıcı kalıba dökümde bu adımdan kaçınılabilir Dökümde hatalar olabilir ve bunların varlığının ortaya çıkarılması için muayeneye gerek vardır

28 Isıl İşlem Özelliklerini geliştirmek için döküm parçalarına genellikle ısıl işlem uygulanır Bir döküme ısıl işlem uygulama nedenleri: Talaş kaldırma gibi sonraki işlemler için Parçanın servisteki uygulaması için istenen özelliklerin kazandırılması için İç yapısal bozuklukları gidermek

29 Kum Döküm Hataları Kalıp boşluğu tamamen dolmadan, katılaşma sonucu oluşan döküm kusurudur. En son katılaşan bölgesinde bulunabilecek sıvı metal miktarını azaldığından katılaşma büzülmesinin neden olduğu yüzey çökmesi veya iç boşluk Üst derece ile alta derece arasında kaçıklık oluşmasıdır.

30 Kum Döküm Hataları Metalin iki parçası birlikte akar ancak erken katılaşma nedeniyle soğuk birleşme hatası oluşur Döküm yüzeyinde veya yüzeyin hemen altında çok sayıda küçük gaz boşluğunun oluşumu Sıvı metalin akıcılığı yüksek olduğunda, döküm yüzeyinin kum taneleri ve metal karışımı içermesine neden olacak şekilde, kum kalıp veya maçanın içine nüfuz edebilir

31 Döküm Parça Kontrolü Kimyasal ve Fiziksel Özelliklerin saptanması Kimyasal Bileşim: Potadaki sıvı metalden alınan örneklerle yapılır. Mekanik Özellikler: Çekme, basma, eğme, burulma, sertlik ölçme, çentik darbe deneyleri ile saptanır. Yoğunluk: Yoğunluk ölçümü yapılarak malzeme içerisinde boşluk olup olmadığı ve kimyasal bileşim hakkında fikir edilir.

32 Döküm Metalleri Çoğu ticari dökümler, saf metallerden ziyade alaşımlardan yapılır Alaşımlar genelde kolay dökülür ve ürün özellikleri daha iyidir Dökme alaşımları aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir: Demir esaslı Demir dışı

33 Döküm Metalleri Tüm döküm alaşımlarının en önemlisi Dökme demir dökümlerin tonajı, çoğunlukla diğer tüm metallerin toplamının birkaç katıdır Bazı türleri: (1) kır dökme demir, (2) küresel dökme demir, (3) beyaz dökme demir, (4) temper dökme demir ve (5) alaşımlı dökme demirler Tipik dökme sıcaklıkları 1400 C (bileşime bağlıdır)

34 Demir Esaslı Döküm Alaşımları Çelikler Çeliğin mekanik özellikleri, onu aranan bir mühendislik malzemesi yapar. Karmaşık geometrilerin oluşturulma kabiliyeti, dökümü çok kullanılan bir şekillendirme yöntemi haline getirmiştir. Çeliğin dökümündeki zorluklar: Çeliğin döküm sıcaklığı, diğer çoğu metalden daha yüksektir 1650 C Bu sıcaklıklarda çelik kolayca oksitlenir; bu nedenle erimiş metalin havadan izole edilmesi gerekir. Erimiş çelik nispeten düşük akıcılığa sahiptir.

35 Demir Esaslı Döküm Alaşımları Alüminyum Genellikle kolay dökülebilir olarak bilinir Alüminyumun düşük erime sıcaklığı nedeniyle, dökme sıcaklıkları düşüktür T m = 660 C Özellikleri: Hafif yapı Isıl işlemlerle dayanım özelliklerinin değiştirilebilmesi Talaş kaldırma kolaylığı

36 Bakır Bronz, pirinç ve alüminyum bronzu türleri vardır Özellikleri: Korozyon direnci İyi görünüm Yüksek yataklama kalitesi Zayıflığı: bakırın yüksek maliyeti Uygulamaları: boru ek parçaları, tekne uskur kanatları, pompa elemanları, süs eşyaları

37 Çinko Alaşımları Yüksek dökülebilirlik, basınçlı dökümde yaygın kullanım Düşük erime sıcaklığı çinkonun erime sıcaklığı T m = 419 C Döküm kolaylığı için iyi akıcılık Özellikleri: Düşük sürünme dayanımı, bu nedenle dökümler uzun süreli yüksek gerilmelere maruz bırakılamaz

38 Döküm Parça Kontrolü Dökümle elde edilen parçaların kontrolü üçe ayrılır. 1) Yapı süreksizliklerinin kontrolü Gözle kontrol: büyük çatlaklar, pislik, eksik döküm, kalıp şişmesi gibi kusurlar gözle kontrol edilebilir. Vurarak Kontrol: Parçaya darbe uygulanarak, çıkan sesi sağlam parçanın sesi ile karşılaştırılır. 2)Tahribatsız Muayene ile kontrol : Penetran sıvı, manyetik toz, makro dağlama, ultrasonla muayene gibi yöntemler kullanılır. 3) Boyut Biçim Kontrolü : Toleranslar kalıp ve dökülen malzemenin türüne göre standartlar aracılığıyla belirlenir.

39 Biçimlendirme Prensipleri Kaynak: Ahmet Aran