GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ 2018 BAHAR DÖNEMİ MEM-220 METALURJİ LABORATUVARI DENEY FÖYÜ 1
İÇİNDEKİLER Laboratuvar Çalışmalarında Dikkat Edilecek Hususlar... 2 Kum Tane Boyutu Ve Dağılımının Elek Analizi İle Belirlenmesi... 3 Mikroskop İle Kum Tane Şeklinin Belirlenmesi... 8 Yaş Kum Deneyleri İçin... 12 Çekiçte Standart Kum Deney Numunesi Hazırlama... 12 Kumun Rutubet Tayini Deneyi... 15 Gaz Geçirgenlik Deneyi... 18 Yaş Dayanım (Sıkılık) Deneyi... 21 Yaş Basınç Dayanım Deneyi... 23 Yaş Kesme (Makaslama) Dayanım Deneyi... 25 Tek Yüzeyli Kesme Dayanım Deneyi... 25 Yaş Kesme (Makaslama) Dayanım Deneyi... 27 Çift Yüzeyli Kesme Dayanım Deneyi... 27 Yaş Kalıp Kumunun Akıcılık Deneyi... 29 Kuru Kum Deneyleri İçin... 31 Çekiçte Standart Kum Kütlesi Hazırlama... 31 Kuru Gaz Geçirgenlik Deneyi... 33 Kuru Basınç Dayanım Deneyi... 35 Kuru Çekme Dayanımı İçin Çekiçte Standart... 37 Kum Kütlesi Hazırlama Ve Kuru Çekme Dayanım Deneyi... 37 Kuru Dayanım (Sertlik) Deneyi... 39 Kuru Eğme (Kırma) Dayanımı İçin Çekiçte Standart Kum Kütlesi Hazırlama Ve Kuru Eğme Dayanım Deneyi... 41 Kumdaki Kireç Taşının Tayini Deneyi... 44 Kumdaki Kilin Bulunması (Kil Tayini) Deneyi... 45 Kumdaki Aktif Kil Miktarının Bulunması Deneyi... 48 (Metilen Mavisi)... 48 Kilin Benzidin Deneyi... 52 Kilin Süspansiyon (Şişme) Deneyi... 53 1
LABORATUVAR ÇALIŞMALARINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Laboratuvar çalışmaları ve deneyler sırasında olabilecek kazaları sıfıra indirmek hepimizin dileğidir. Bunu sağlamak için; tüm uyarılara dikkat etmek, gerekli emniyet tedbirlerini almak, çalışmalar sırasında uyanık ve soğukkanlı olmak gerekir. Alınması gereken belli başlı tedbirler aşağıda belirtilmiştir. Bunlara uymakla hem sağlığımıza hem de çevre ve laboratuvar cihazlarına zarar vermemiş oluruz. 1.Laboratuvarların ciddi çalışma yapılan bir ortam olduğu hiçbir zaman akıldan çıkarılmamalı ve laboratuvarlarda düzeni bozacak veya tehlikeye yol açabilecek şekilde hareket edilmemelidir. 2.Sözlü veya yazılı bütün kurallara dikkatle uyulmalı, anlaşılmayan kısımlar laboratuvar sorumlularına sorulmalıdır. 3.Laboratuvarlarda asla tek başına, izinsiz ve sorumlu kişi yokken çalışılmamalıdır. 4.Laboratuvarda sorumlu kişi izin vermedikçe hiçbir deney düzeneğine, kimyasala ve diğer malzemelere dokunulmamalıdır. 5.Laboratuvarda yemek, içmek ve laboratuvar malzemelerinin bu amaçla kullanılması yasaktır. 6.Deneysel çalışmalar sadece sorumlunun size anlattığı ve gösterdiği şekilde yapılır. Asla anlatılan ve gösterilen deney yönteminden farklı bir yöntem izlenmez. 7.Laboratuvara gelmeden önce ön çalışma yapılmalıdır. Verilen deney kılavuzu dikkatlice okunmalıdır. 8.Laboratuvarda asla şaka yapılmamalı, öğrenciler kendi aralarında sohbet etmemelidir. Bu hem tehlikeli hem de yasaktır. 9.Laboratuvara önlük giymeden girmek yasaktır. Palto, ceket, çanta vb. kişisel eşyaların laboratuvara getirilmesi yasaktır. 10.Laboratuvara izinsiz girip çıkmak yasaktır. 11.Laboratuvarda çalışıldığı sürece çalışmanın özelliğine göre gözlük, yüz maskesi, eldiven v.b. gözü ve cildi koruyucu ekipmanlar kullanılmalıdır. 12.Kimyasal madde dökülmesine ve cam kırıklarına tedbir olarak daima kapalı ayakkabı giyilmelidir. 13.Sorumlu izin vermedikçe laboratuvarda kontak lens kullanılmamalıdır. 14.Uzun saçlar, sallantılı takılar ve bol elbiseler laboratuvar ortamında tehlikeye yol açacaklarından dolayı; uzun saçlar arkada toplanmalı, sallantılı takılar çıkarılmalı, bol elbise giyilmemelidir. 15.Laboratuvar önlüğü daima kapalı olmalıdır. Önü açık önlükle çalışmak tehlikeli ve yasaktır. 16. Elektrikli cihazların kablo, fiş ve anahtarlarına dikkat edilmeli, çalışmalar bittiğinde enerji kesilmelidir. 17.Deneysel çalışma bittikten sonra kullanılan malzemelerin, deney düzeneğinin ve deney tezgahının temizliği gereken özenle yapılmalıdır. Eller su ve sabun ile yıkanıp, sorumlunun izni ile laboratuvardan çıkılmalıdır. 18. Yangın söndürme cihazlarının kullanılması ve yerleri öğrenilmelidir. 19. İçerisinde sıvı bulunan şişelerin üzerinde mutlaka etiket ve tanıtıcı yazı bulunmalı. 20.Hafta içi mesai saatleri dışında ve hafta sonları danışman olmaksızın öğrencilerin laboratuvarlarda çalışmaları yasaktır 2
KUM TANE BOYUTU VE DAĞILIMININ ELEK ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ 1. DENEYİN AMACI Kalıp kumlarının ana maddesi silistir. Silis Kumu, minimum %98 SiO 2 içermektedir. Silisyum ve O 2 dünyada en çok bulunan elementlerdendir ve birlikte Silika`yı, dünyada kaya formunda bulunan üç mineralden birini oluşturur. Silika 3 ana kristal formunda bulunur. En çok mineral Quartz formunda bulunur. Fakat bu cevher aynı zamanda kristobolit ve tridimit halindedir. Bu cevherler sıcaklığa ve kimyasal etkilere karşı çok dayanıklıdır. Bu özelliğinden dolayı endüstrilerin farklı kollarında her zaman kullanılır. Silis çok sert ve 1700 C sıcaklıklara kadar dayanır. Silis tanelerinin irilikleri ve dağılışları; kumun gaz geçirgenlik, dayanım ve ısıya karşı dayanımları ile yüzey kalitesini etkiler. Bilindiği gibi aynı irilikte olan kum taneleri arasında küçük boşluklar oluşur. Buna karşılık tane iriliği farklı olan kumda, küçük taneler ara boşlukları doldurarak kapatırlar. Döküm anında meydana gelen kalıp, bu boşluklardan geçeceğinden gaz geçirgenliğini olumsuz yönde etkilerler. Bunun içinde yeni kalıp kumlar kullanılmadan önce, hatta satın alınmadan önce tane iriliği deneyine tabi tutulmalıdırlar. Atölyede kullanılan kumlarında, kil tayini yapılıp kum yıkandıktan sonra kurutularak elek analizine geçilebilir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Laboratuvar eleği Yeni silis kumu veya kili yıkanmış silis kumu Hassas terazi Fırça Döküm kumunun ana maddesini oluşturan silis tanelerinin irilik ve dağılışlarını belirlemek için Şekil 1 de görülen elekler kullanılır. Bunlar, titreşimli ve salınımlı olarak çalışırlar. Bunların çalışma şiddeti çalışma zamanı ayarlanabilir şekildedir. Cihazın üst kısmında sıralanmış numaralı elekler vardır. En üstte iri gözlü elek olmak üzere sıralama DIN a göre ve (mm) cinsinden şu şekildedir: 1,40-1,00-0,71-0,50-0,355-0,25-0,18-0,125-0,09-0,063- Tava. 1. Zaman ayar saati Şekil 1. Laboratuvar elekleri 2. Sarsma şiddetini ayarlayan anahtar 3. Gövde 4. Numaralı standart elekler 5. Elekleri bağlama sistemi. 3
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - Kum şeklinin elek analizine uygun olup olmadığının bilinmesi gerekmektedir. - Mesh kavramını anlayabilmek için ölçü birimlerinde dönüşümlerin iyi bilinmesi gerekmektedir. - Mikron altı tozlar ile çalışılıyor ise ekstra güvenlik önleminin alınması (maske takılması, eldiven giyilmesi gibi). - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Cihaz üzerindeki elekleri, en iri gözlüsü üstte ve tava en altta olmak üzere numara sırasına göre yerleştiriniz. 2. Analizi yapılacak kumdan 50 veya 100 gr tartınız. (Kullanılmış kumlarda, kil oranı yıkanarak bulunmuş ve kum kurutulmuş olmalıdır.) 3. Tarttığınız kumu, en üstteki elek içerisine boşaltınız ve elek kapağını kapatarak bağlama sistemini sıkınız. 4. Kumun tane durumuna göre, sarsma şiddetini ayarlayarak cihazı 15 dakika (kum miktarına ve boyut dağılımına göre değişebilir) çalıştırınız. 5. Zaman dolup cihaz durduğunda, bağlama sistemini sökünüz ve en üstteki elekten başlamak üzere, her elek üzerinde kalan kumları tek tek hassas terazide tartınız. 6. Bulduğunuz değerleri analiz tablosundaki yerlerine elek numarasına göre yazınız (Tablo 1). *NOT: Kullandığınız eleğin AFS veya DIN normuna göre olan tablosunu doldurunuz. 7. Deneye 100 gramdan az kum girmişse bunu % 100 e tamamlayınız. (Örneğin; deneye 50 gr kum girmişse, her elek üzerinde kalan miktarın 2 katını alarak % kolonuna yazınız.) 8. Tartım sonuçlarını alta toplayınız ve deneye giren kum miktarı ile karşılaştırınız. 9. Yüzde (%) kolonunda bulunan rakamları, her elek hizasındaki sabit faktör sayılan ile çarpınız. Bulunan değerleri, toplam çarpım sonucu kolonuna alt alta yazınız ve sonra hepsini toplayınız. 10. Aşağıdaki formüle göre, kumun tane incelik numarasını bulunuz. TANE İNCELİK NO = TOPLAM ÇARPIM SONUCU ELEK ÜSTÜ % TOPLAMI 11. Yine tartım sonuçlarına göre, kumun tane dağılım diyagramını çiziniz. Sonuçlan tane incelik ve tane dağılım yönünden yorumlayınız (Tablo 2). 4
Tablo 1. Kumun elek analiz tablosu. KUMUN CİNSİ TANE ŞEKLİ ASİT DENEYİ % KİL MİKTARI % RUTUBET MİKTARI % KAYIP DENEYİ ELEK CİNSİ AFS DIN No. mm. mm. Gr. % AFS FAKTÖR DIN TOPLAM ÇARPIM SONUCU 6 1,68 1,40 5 6 12 1,19 1,00 7,5 9 20 0,841 0,71 11,5 15 30 0,595 0,5 20 25 40 0,420 0,355 30 35 50 0,297 0,25 40 45 70 0,210 0,18 50 60 100 0,193 0,125 70 81 140 0,105 0,09 100 118 200 0,074 0,063 140 164 270 0,053 Tava 200 275 Tava 300 TOPLAM TANE İRİLİĞİ Açıklamalar: 5
Tablo 2. Kum taneleri dağılım diyagramı çizim tablosu. Genelde döküm kumlarının tane incelik numarası 40-220 arasındadır. Bulunan değer küçük olursa (örneğin 40-50 gibi) kum tanelerinin büyük, bulunan değer büyük olursa da kum tanelerinin küçük olduğu anlaşılır. Diyagramda çıkan eğrinin biçimine göre kumla ilgili bilgiler ve alınacak önlemler belirlenir. Eğrinin tek çan biçiminde olması arzu edilir. Bu, kum tanelerinin irili ufaklı olarak karışık olmadığını, gaz geçirgenliğe elverişli olduğunu ve çoğunluğunun eşit irilikte olduğunu gösterir. Diyagramda birden fazla çan eğrisi oluşursa, kum karışık tanelidir. Kalıp kumları tane iriliklerine göre şu şekilde sınıflandırılır; İri taneli kum; 0,2 mm den büyük tanelerin miktarı %50 den fazla ise, Orta taneli kum; 0,1 mm den büyük tanelerin miktarı %50 den az ise, İnce taneli kum; 0,1 mm büyüklüğündeki taneler %50 den az ise. 6
7
MİKROSKOP İLE KUM TANE ŞEKLİNİN BELİRLENMESİ 1. DENEYİN AMACI Döküm kumları yaş ve kuru halde iken çeşitli deneylerden geçmeleri gerekir. Çünkü döküm anında kalıp; sıvı metalin akışı ve hidrostatik basınçtan dolayı basma, eğme, çekme, kesme gerilimlerine maruz kalır. Kalıp bütün bu gerilimlere karşı koyabilmelidir. Ancak bu arada, dayanımların fazla olması gaz geçirgenliğini de düşürür. Dayanımların miktarına en çok etki eden faktörler kil, nem ve sıkıştırma derecesi deneylerle döküm öncesi belirlenir. Bütün bu adı geçen gerilimlere karşı dayanımların belirlenebilmesi için standart kum kütlelerine ihtiyaç vardır. Sıkıştırma çekiçleri birbirine benzer olup, sıkıştırma başlıkları değiştirilerek ve diğer yardımcı aparatlar kullanılarak, yaş ve kuru kumlara uygulanan deneyler için kum örnekleri hazırlanır 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Stereo mikroskop Kum çeşitleri ve kil 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Stereo mikroskop kullanımının bilinmesi gerekmektedir. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). Şekil 1. Stereo mikroskop. 8
DENEYİN YAPILIŞI: 1. Deneye başlamadan önce analizi yapılacak kumun örnek almasının doğru bir şekilde yapılması önemlidir. Temsil edebilir nitelikte alınan örnek uygun ekipmanlarla (lam, lamel, saat camı vb.) mikroskopta görüntü alınabilecek düzeye getirilmeli. 2. En küçük büyütmeden başlayarak kum taneleri net bir şekilde görünür düzeye gelinceye kadar mercek seçimi değiştirilmeli Şekil 2-3-4 ve 5 teki gibi uygun büyütmelere gelindiğinde görüntüler alınmalı. 3. Alınan görüntüler hangi amaç için kullanılacaksa (tane sayımı, tane büyüklük oranının hesaplanması vb.) o amaca uygun fotoğraflama yapılmalı. 4. Görüntünün altında verilmiş ölçeğe göre tanelerin boyutu vs. yorumlanmalı. Şekil 2. Silis kumu. 9
Şekil 3. Olivin. Şekil 4. Kil (dağınık halde). 10
Şekil 5. Kil (toplu halde). 11
YAŞ KUM DENEYLERİ İÇİN ÇEKİÇTE STANDART KUM DENEY NUMUNESİ HAZIRLAMA 1. DENEYİN AMACI Döküm kumları yaş ve kuru halde iken çeşitli deneylerden geçmeleri gerekir. Çünkü döküm anında kalıp; sıvı metalin akışı ve hidrostatik basınçtan dolayı basma, eğme, çekme, kesme gerilimlerine maruz kalır. Kalıp bütün bu gerilimlere karşı koyabilmelidir. Ancak bu arada, dayanımların fazla olması gaz geçirgenliğini de düşürür. Dayanımların miktarına en çok etki eden faktörler kil, nem ve sıkıştırma derecesi deneylerle döküm öncesi belirlenir. Bütün bu adı geçen gerilimlere karşı dayanımların belirlenebilmesi için standart kum kütlelerine ihtiyaç vardır. Sıkıştırma çekiçleri birbirine benzer olup, sıkıştırma başlıkları değiştirilerek ve diğer yardımcı aparatlar kullanılarak, yaş ve kuru kumlara uygulanan deneyler için kum örnekleri hazırlanır. Burada temel amaç kalıplamada kullanılan kumu temsil edebilir nitelikte bir kum kütlesi hazırlamaktır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Deney parçası hazırlama çekici Tüp ve altlığı Kum çıkarma desteği Yaş kalıp kumu Fırça Terazi Kum kaşığı Şekil 1. Örnek hazırlama çekici. 12
Standart kum örnekleri ile uygulanabilecek deneyler ise şunlardır: YAŞ KUMLARA UYGULANAN DENEYLER 1. Rutubet tayini deneyi 2. Gaz geçirgenlik deneyi 3. Yaş basınç dayanım deneyi 4. Yaş dayanım (sıkılık) deneyi 5. Yaş kesme (makaslama) dayanım deneyi - Tek yüzeyli kesme dayanım deneyi - Çift yüzeyli kesme dayanım deneyi 6. Akıcılık deneyi KURU KUMLARA UYGULANAN DENEYLER 1. Kuru gaz geçirgenlik deneyi 2. Kuru basınç dayanım deneyi 3. Kuru dayanım (sertlik) deneyi 4. Kuru çekme dayanım deneyi 5. Kuru eğme (kırma) dayanım deneyi KUMLARA UYGULANAN DİĞER DENEYLER 1. Kireç taşı tayini deneyi 2. Kil tayini deneyi 3. Elek analizi deneyi 4. Aktif kil miktarının bulunması deneyi (metilen mavisi testi) KİLLERE UYGULANAN DENEYLER 1. Benzidin deneyi 2. Süspansiyon deneyi 13
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Terazinin huni kefesinde 160 gr. (135-170 gr. arasında değişebilir) yaş kum tartınız. 2. Tüpü; altlık üzerine, çizgili uç alta gelecek şekilde oturtunuz. 3. Tartılan kumu tüp içerisine boşaltınız ve yapışan kumu fırça ile temizleyiniz. 4. Tüpü, altlığı ile birlikte sol elinize alınız; sağ elinizle çekiç kaldırma kolunu çekerek çekici yukarı kaldırınız. 5. Tüp ve altlığını çekiç altındaki yuvasına oturtunuz ve kolu yavaşça bırakarak sıkıştırma başlığını tüp içerisine indiriniz. *NOT: Bazı çekiçlerde (G.F) çekiç önceden kaldırarak kam üzerinde bekletilir. 6. Sağdaki diğer kol ile çekici, düşme yüksekline kaldırınız ve ağırlığı düşürünüz. Bu işlemi üç defa tekrarlayınız. (Çekiç ağırlığı 14lb - 6,666 kg dır. Düşme yüksekliği ise 60 mm dir. ) 7. Sıkıştırma sonucu, çekiç mili üst seviyesinin, "0" çizgisine gelmesini sağlayınız. (Gerekirse kum miktarını azaltınız veya artırınız.) 8. Sağ elle çekiç kaldırma kolunu çekiniz, sol elle ise tüp ve altlığını yerinden alınız. 9. Tüpü ters çevirerek, kum çıkarma desteği üzerine geçiriniz ve tüpü aşağı iterek örnek kum kütlesini çıkarınız. *NOT: Kumun gaz geçirgenliği veya yaş dayanımı (sıkılık) deneyi yapılacaksa, kum kütlesi tüp içerisinden çıkarılmaz. *NOT: Kum kütlesi boyutlan; 60 mm çapında ve 60 mm yüksekliğindedir, ± 0,3 mm tolerans kabul edilebilir. 14
KUMUN RUTUBET TAYİNİ DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Kalıp kumlarında bulunan rutubet miktarının azlığı veya çokluğu kumun birçok özelliğini etkilemektedir.rutubet miktarının az olması, kumun dayanımını azaltır ve kalıp yüzeyinde ufalanmalara neden olur. Rutubet (su) miktarının fazla olması ise; kumun gaz geçirgenliğini düşürdüğü gibi, döküm anında fazla gaz oluşturarak dökülen parçalarda çeşitli gaz boşlukları meydana getirir. Rutubetli kum ayrıca yaş basınç dayanımını da düşürür. Kalıp kumundaki kil miktarı arttıkça, buna paralel olarak nem miktarı da artmaktadır. Çeşitli kalıp kumları üzerinde yapılan deneylerde şu sonuçlar elde edilmiştir. - %9 kil bulunan kumda %5 rutubet (su) - %12 kil " " %8 " - %15 kil " " %10 " - %20 kil " " %11 " vardır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Rutubet kurutma cihazı Cihazın özel tavası Yaş kalıp kumu Terazi Plastik kap Kum kaşığı Fırça DENEY CİHAZININ TANITILMASI: Şekil 1. Rutubet kurutma cihazı. - Bu deney için enfraruj lambalı (kızıl ötesi ışınlı) kurutma cihazı kullanılır. Cihazın iki tane tava girecek şeklinde gözü vardır. İçerisinde ısı veren 500 W lık iki adet lamba bulunmaktadır, ayrıca iki adet zaman ayarı vardır (Deneylerde başka tip kurutma cihazında kullanılabilir. Örneğin hava üflemeli veya rezistans ısıtıcılı fırınlar vb.). - Deneye genellikle 20 gr. veya 50 gr. yaş kalıp kumu girer. Kurutma zamanı 20 gr kum için 5 dk., 50 gr kum için 10 dk. dır. 15
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Mikron altı veya bileşimi bilinmeyen kumlar ile çalışılıyor ise ekstra güvenlik önleminin alınması (maske takılması, eldiven giyilmesi gibi). - Hassas terazi kullanımını biliyor olmak. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Terazide 20 veya 50 gr yaş kalıp kumu tartınız. 2. Tartılan kumu, kurutma cihazının tavasına boşaltınız, fırça ile yapışan kumları temizleyiniz ve kumu tavaya yayınız. 3. Tava rutubet cihazındaki yerine koyunuz. 4. Kurutma cihazı enfraruj lamba anahtarını açarak yakınız. Aynı anda zaman ayar saatinin düğmesini sağa doğru çevirerek kurutma zamanını ayarlayınız. Kurutma zamanı 20 gr. kum için 5 dk., 50 gr. kum için 10 dk. kadardır. 5. Zaman dolup lamba söndüğünde, kumu cihaz içerisinde bekleterek soğutunuz. 6. Tavayı cihaz içerisinden çıkartınız ve kumu terazi kefesine boşaltınız. Tavada alan kum tanelerini fırça ile temizleyiniz. 7. Kurutulmuş kumu terazide tekrar tartınız İlk tav değerinden son-tartım değerini çıkartınız. Aradaki farkı % de değerine göre belirleyiniz. Bu işleme sabit tartıma gelininceye değin devam edilir. *NOT: Sentetik kalıp kumları için nem miktarı %3-5 arasında olmalıdır. ÖRNEK: 20 gr yaş kum kurutulduktan sonra 18,5 gr gelmiş olsun, bunun % de nem miktarını bulmak için şu formülü uygularız: %NEM = B B 1 B 100 B; Rutubetli kum miktarı B1; Kurutulmuş kum miktarı %NEM = 20 18,5 20 100 = 7,5 16
Nem (su) oranının kalıp kumuna olan etkileri; - Dayanım değerleri lb/inc 2 olarak verilmiştir. (1 lb = 0,453 kg; 1 inc = 25,4 mm) Şekil 1. Nem miktarının kum dayanımlarına etkisi. Yine, % nem miktarını kuru tartım miktarına göre, aşağıdaki tablodan hesaplamadan hemen bulunabilir. Deneyde 50 gr ve 20 gr kuru kum miktarı verilerek, bunlardan % nem miktarı bulunmaktadır. Tablo 1. % Nem miktarı 17
GAZ GEÇİRGENLİK DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Sıvı metalin kum kalıba dökülmesi sırasında kalıp gazları meydana gelir. Bu gazların kum taneleri arasından geçmesi gerekir, geçiş yeterli olmayınca gazlar, şiş veya çıkıcı gibi kanallardan dışarıya atılır. Eğer gazlar kalıp içerisinde kalırsa, döküm parçalar üzerinde veya içerisinde gaz boşlukları oluşarak parçanın eksik çıkmasına neden olur. Kalıp ve maça kumlarının yeteri kadar gaz geçirgenliğine sahip olması istenir. Bu da, tane büyüklük ve dağılımına, kil miktarına, su miktarına ve kalıbın sıkıştırılmasına bağlıdır. Ayrıca, kalıp ve maçalar kurutulduğu zaman gaz geçirgenliği artar. Döküm atölyelerinde kullanılacak kumların, istenilen gaz geçirgenliğine sahip olup olmadığı Gaz Geçirgenlik Deneyi ile bulunur. Gaz geçirgenlik: Standart deney parçasından 2000 cm 3 havanın 10 gr/cm 2 basınç altındaki kum tabakalarından geçebilmesi için gerekli zaman olarak tanımlanabilir. Veya standart deney parçasından, 1 cm su sütunu basıncındaki havanın, 1 cm 2 kesit alanından 1 dakikada cm 3 cinsinden geçiş miktarı olarak tanımlanır. Şekil 1. Deney için örnek kum kütlesinin hazırlanmasında, darbe sayısının gaz geçirgenliğine etkisi. 18
2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Gaz geçirgenlik cihazı Sıkıştırma çekici Tüp ve çıkarma desteği Yaş kum Terazi DENEY CİHAZININ TANITILMASI: - Hareketli şamandıra (fanus) - Su kabı - Hava kumanda musluğu - Orfis (hava çıkışları) - Lastik tutucu - Basınç göstergesi Şekil 2. Gaz geçirgenlik cihazı. Gaz geçirgenlik cihazının su tipli ve elektrikli olanları vardır. Şekil 2 deki cihaz su tipli olup, bir su kabı ve içerisinde hareketli fanus bulunmaktadır. Hava fanus içerisine alınır sonra boruyla belli bir basınç altında deney parçasından geçirilir. Bu sırada, alçak basınç manometresi üzerindeki ibre hareket eder ve skaladan kumun gaz geçirgenliği belirlenir. Deney için standart deney parçası hazırlanır. Deney, kum kütlesi tüp içerisinde iken yapılır. Deneyi yapılan kumun kuru ve yaş durumu ile tane büyüklüğü dikkate alınarak orfis seçimi yapılır. Yine, göstergede kullanılan orfise göre mavi veya kırmızı skaladan gaz geçirgenliği okunur. ORFİSLER (HAVA ÇIKIŞLARI): a. Mavi renkli 0,5 mm çaplı orfis: Genellikle gaz geçirgenliği az olan (0-50 arası) yaş ve ince taneli kumların gaz geçirgenliği ölçümünde kullanılır. b. Kırmızı renkli 1,5 mm çaplı orfis: Gaz geçirgenliği fazla olan (50-500 arası) kuru kalıp ve maça kumlarla iri taneli kumlarının gaz geçirgenliği ölçümünde kullanılır. GÖSTERGE ÜZERİNDEKİ SKALALAR: a. Mavi renkli orfis skalası: İnce taneli ve yaş kumlar için (0-50 arası) gaz geçirgenlik ölçümünü yapar. b. Kırmızı renkli büyük orfis skalası: İri taneli ve kuru kumlarda (0-500 arası)gaz geçirgenlik ölçümünü yapar. c. Dinamik basınç skalası: En içte olan skaladır. Test örneği ile orfis arasındaki dinamik basıncı (0-100 mm SS )milimetre su sütunu cinsinden gösterir. 19
HAVA KUMANDA MUSLUGU: (A) Konumda: Şamandıra (fanus) kaldırılarak içerisine hava girişi sağlanır. (E) Konumda: Şamandıra sabit olarak 0 çizgisinde bekler. (B) Konumda: Hava, tüp içerisindeki kumdan geçmeye başlar ve ibre hareket eder. Sonuçlar cm 3 /dk. olarak belirlenir. 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. 160 gr kadar yaş kalıp kumu tartınız, tüp içerisine doldurunuz. Daha detaylı anlatım için standart deney numunesi hazırlama deney föyüne bakınız). 2. Tüpü çekiç altındaki yerine yerleştiriniz 3 defa ağırlık düşürerek sıkıştırma işlemini yapınız. 3. Gaz geçirgenlik cihazının orfisini mavi renkli (0,5 mm çaplı) orfise getiriniz. 4. Tüpü çekiç altındaki yerinden alınız içindeki örnekle birlikte ters çevirerek orfis üzerine yerleştiriniz. 5. Bir elinizle hava giriş musluğunu (A) konumda tutunuz, diğer elinizle fanusu yavaşça yukarı kaldırarak içerisine hava girişini sağlayınız. Fanusu kaldırmaya sıfır 0 çizgisine kadar devam ediniz. 6. Hava giriş musluğunu 90 çevirerek (E) konumuna getirerek havanın kaçmasını önleyiniz ve fanusu bırakınız. 7. Hava musluğunu 90 çevirerek (B) konumuna getiriniz. Böylece havanın tüp içerisindeki kum örneğinden geçmesini sağlayınız. 8. Göstergedeki mavi skaladan gaz geçirgenlik sayısını okuyunuz ve kumun gaz geçirgenliğini yorumlayınız. Gaz Geçirgenlik Değerleri; - 5 cm 3 /dk. dan küçükse çok zayıf, - 5-12 cm 3 /dk. arasında ise zayıf, - 12-25 cm 3 /dk. arasında ise orta, - 25-50 cm 3 /dk. arasında ise iyi, - 50 den fazlası ise çok iyi olarak yorumlanır. 20
YAŞ DAYANIM (SIKILIK) DENEYİ ( Mekanik cihaz ile) 1. DENEYİN AMACI Kalıp ve maçaların yaş haldeyken belli bir dayanıma sahip olması istenir. Kalıplanan model, kum içerisinden çıkarıldıktan sonra kumun yığılıp bozulmaması gerekir. Kalıp ve maçalarda belirli bir dayanım olmazsa ölçü değişimine neden olurlar. Ayrıca, kalıplara yaş olarak döküm sırasında sıvı metalin basıncına karşı belirli bir dayanım göstermesi gerekir. Bu dayanımı sağlamak için de kalıp kumları belli bir basınçta sıkıştırılmış olmalıdır. Aşırı sıkıştırılan veya yumuşak hazırlanmış kalıplarda ise çeşitli döküm hataları olabilir. Bunun için, hazırlanan kalıpların yeterli sıkılıkta olup olmadığı kontrol edilir. Bu kontrol yaş dayanım cihazı ile yapılır. Kalıpların değişik kısımlarından ölçümler yapılarak sıkılık durumları belirlenir ve buna göre tedbirler alınır. Yaş dayanım deneyi hızlı bir şekilde kalıp sıkılığını belirlemesi bakımından, ayrıca kalıplama makinelerinin sıkılık ayarını yapma bakımından önemli bir deneydir. Çekiç altında hazırlanan standart kum kütlelerinin sıkılıkları ölçülürken kum kütlesi tüp içerisinden çıkartılmaz, tüp çıkarma desteği üzerine oturtulur ve sıkılık cihazları ile ölçüm yapılır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Yaş dayanım (sıkılık) cihazı Deney için kum örneği Sıkıştırma çekici Tüp ve altlığı Çıkarma desteği Terazi Şekil 1. Yaş dayanım deney cihazı (mekanik). 21
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. 160 gr kadar yaş kalıp kumunu terazide tartınız (Daha detaylı anlatım için standart deney numunesi hazırlama deney föyüne bakınız). 2. Kumu tüp içerisine doldurunuz ve çekiç altına yerleştiriniz. 3. Çekiç ağırlığını 3 defa düşürerek sıkıştırma işlemini yapınız. 4. Tüpü çekiç altından alınız ve ters çevirerek çıkarma desteği üzerine yerleştiriniz. (Tüp üzerindeki çift çizgili kısım yukarı gelmeli.) 5. Yaş dayanım cihazı ile tüp içindeki kum örneğinin değişik kısımlarına bilye gömülecek kadar bastırınız ve kilitleme düğmesine basarak ibrenin sabit kalmasını sağlayınız. 6. İbrenin gösterdiği rakamı okuyunuz ve kumun sıkılığını belirleyiniz. 7. Yaş dayanım değerine göre sonucu yorumlayınız ve gerekli tedbirleri alınız. 8. Aynı ölçümü kalıplar üzerinde de yaparak kumun yaş dayanımını belirleyiniz. Yaş Kalıp Kumunun Dayanım Değerleri; (birimsiz) Çok az sıkıştırılmış kalıplar 20 Az sıkıştırılmış kalıplar 40 Orta sıkılıktaki kalıplar 50 Çok sıkıştırılmış kalıplar 70 Çok fazla sıkıştırılmış kalıplar 85 Şekil 2. Kalıp sıkılığının ölçümü. 22
YAŞ BASINÇ DAYANIM DENEYİ (Hidrolik sistemli cihaz ile) 1. DENEYİN AMACI Kalıp ve maça kumları yaşken belirli bir basınca karşı dayanıklı olmalıdır. Döküm anında yüksek sıcaklıktaki sıvı metal, kalıp boşluğunu doldururken tüm kalıp yüzeylerine basınç uygular. Kalıp ve maçalar bu basınca karşı koyabilmelidir. Kalıp ve maça yüzeylerine uygulanan kuvvet, sıvı metalin hidrostatik basıncından meydana gelir. Kalıp ve maçalar bu basınca karşı koyamazsa, kalıpta kırılmalar ve döküm parçada ölçü büyümesi olur. Bütün bu nedenlerden dolayı kalıp ve maça kumlarının yaş basınç dayanım deneylerinin yapılması gerekir. Bu deneyler genellikle, gaz geçirgenlik deneyinden hemen sonra standart kum kütlesi tüp içerisinden çıkarılarak uygulanır. Standart deney parçası açık havada çabuk kuruduğundan deneye hemen geçilmelidir. Yaş basınç dayanım deneyi; standart deney parçasının üzerine gittikçe artan bir kuvvetle bastırılarak kırılma anında ölçülen en yüksek basınçtır diye tanımlanabilir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Yaş basınç dayanım cihazı Düşük basınç (N) manometresi Hazırlanmış yaş kum örneği Kum sıkıştırma çekici Tüp ve çıkarma desteği 1. El volanı 2. Hareketli çene 3. Sabit çene 4. Manometre 5. Gövde Şekil 1. Yaş basınç dayanım cihazı. 23
Kalıp ve maça kumlarının yaş ve kuru dayanım deneyleri şekilde görülen cihaz ile yapılmaktadır. Bu cihaz yatay pistonlu bir hidrolik pres gibi çalışmaktadır. Hidrolik basınç, deney parçasını sıkıştıran bir piston yardımı ile uygulanmaktadır. Cihaza, manometrenin takıldığı yere kadar özel ince yağ doldurulmuş olmalıdır. Bu cihazlarının elektrikle çalışan tipleri de vardır. Bu deney cihazlarında ölçümü yapan iki tane manometre kullanılmaktadır. Biri, yaş kumlar için düşük basınç göstergesi (N-Normal), diğeri de kuru kum deneyleri için (H-High) yüksek basınç manometresidir. Manometre Üzerindeki Birimler ve Anlamları; σd, Basınç dayanımı σb, Eğme (kırma) dayanımı σz, Çekme dayanımı σs, Kesme, ezme dayanımı 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Yaş basınç cihazı üzerine düşük basınçlı (N) manometreyi takınız. 2. Standart kum örneğini sıkıştırma çekici altında hazırlayınız. 3. Kum kütlesini tüp içerisinden, çıkarma desteği yardımı ile çıkarınız. (Çıkarmadan önce gaz geçirgenlik deneyi de yapılabilir.) 4. Standart deney parçasını, sıkıştırma yönü sağ tarafa gelecek şekilde cihazın çeneleri arasına özenle yerleştiriniz. 5. Cihazın el volanını yavaş yavaş saat yönüne doğru çevirerek pistonu hareket ettiriniz. Artan kuvvetle göstergedeki siyah ve kırmızı ibre aynı anda hareket edecektir. 6. Kum örneği parçalandığı an, siyah ibre hızla geriye doğru döner. Kırmızı ibre ise olduğu yerde kalarak sonucu gösterir. 7. Yaş basınç dayanım değerini göstergenin en dış skalasından ( 100 σd g/cm 2 ) okuyunuz. 8. Bulunan değeri 100 sabit sayısı ile çarparak deney sonucunu gr/cm 2 cinsinden bulunuz. ÖRNEK: Göstergeden 12 rakamı okunmuş olsun. Yaş basınç dayanımı = σd = 12 100 = 1200 gr/cm 2 olarak bulunur. Yaş Basınç Dayanım Değerlerinin Yorumlanması; 300 gr/cm 2 den az ise dayanım çok düşük. 300-500 gr/cm 2 arası dayanım az. 500-850 gr/cm 2 arası dayanım orta. 850-1250 gr/cm 2 arası dayanım iyi. 1250 gr/cm 2 den fazla ise dayanım çok iyi. 24
YAŞ KESME (MAKASLAMA) DAYANIM DENEYİ TEK YÜZEYLİ KESME DAYANIM DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Kesme (makaslama) deneyi yaş kalıp kumlarına uygulanır. Döküm anında, sıvı metal kalıp boşluğunu doldurmaya başladığında, kalıp yüzeylerine farklı şekillerde basınç uygular. Bu basınç kuvveti, kalıp yüzeylerinin bazı kısımlarını da kesmeye zorlar. Kalıp kumunun bu kesme kuvvetine karşı dayanıklı olması gerekir. Bunu belirlemek içinde kesme deneyi yapılmalıdır. Kesme deneyi, tek ve çift yüzeyli kesme deneyi olmak üzere iki şekilde yapılır. Her iki deneyde yaş basınç cihazında yapılır, tek farkı kullanılan kesme çeneleridir. Ölçümde ise düşük basınç (N) manometresi kullanılır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Yaş basınç dayanım cihazı Düşük basınç (N) manometresi Standart kum kütlesi Tekli kesme çeneleri Şekil 1. Tekli kesme çeneleri. 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) Şekil 2. Kesme prensibi. - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). 25
DENEYİN YAPILIŞI: 1. "Çekiçte Standart Kum Kütlesi Hazırlama" konusunda açıklandığı gibi, örnek kum kütlesini hazırlayınız ve tüp içerisinden çıkarınız. 2. Yaş basınç dayanım cihazı üzerine düşük basınç (N) manometresini takınız. 3. Yine cihazdaki yerlerine tek yüzeyli kesme çenelerini yerleştiriniz. 4. Standart kum kütlesini sol elinizle çeneler arasına yerleştiriniz, sağ elinizle volanı çevirerek çene mesafesini ayarlayınız. 5. Cihazın el volanını yavaş yavaş çeviriniz ve ibrenin hareketini izleyiniz. 6. Kesme anında, siyah ibre geri döner kırmızı ibre yerinde kalır. Ortadaki skaladan ( 100 σs gr/cm 2 ) kesme değerini okuyunuz. 7. Bulunan değeri 100 sabit sayısı ile çarparak deney sonucunu gr/cm 2 cinsinden bulunuz. 8. Bulduğunuz sonucun uygun olup olmadığını yorumlayınız. 9. Deney sonunda gerekli temizliği yapınız. ÖRNEK: Kırmızı ibreden üç rakamı okunmuş olsun. Kumun tek yüzeyli kesme dayanımı = σs = 3 100 = 300 gr/cm² olur. 26
YAŞ KESME (MAKASLAMA) DAYANIM DENEYİ ÇİFT YÜZEYLİ KESME DAYANIM DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Kesme (makaslama) deneyi yaş kalıp kumlarına uygulanır. Döküm anında, sıvı metal kalıp boşluğunu doldurmaya başladığında, kalıp yüzeylerine farklı şekillerde basınç uygular. Bu basınç kuvveti, kalıp yüzeylerinin bazı kısımlarını da kesmeye zorlar. Kalıp kumunun bu kesme kuvvetine karşı dayanıklı olması gerekir. Bunu belirlemek içinde kesme deneyi yapılmalıdır. Kesme deneyi, tek ve çift yüzeyli kesme deneyi olmak üzere iki şekilde yapılır. Her iki deneyde yaş basınç cihazında yapılır, tek farkı kullanılan kesme çeneleridir. Ölçümde ise düşük basınç (N) manometresi kullanılır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Yaş basınç dayanım cihazı Standart kum kütlesi Düşük basınç (N) manometresi Çift kesme çeneleri Şekil 3. Çiftli kesme çeneleri. Şekil 4. Çift yüzeyli kesme. 27
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Yaş basınç dayanım cihazı üzerine düşük basınç (N) manometresini takınız. 2. Cihazdaki yerlerine, çift yüzeyli kesme çenelerini yerleştiriniz. 3. "Çekiçte standart kum kütlesi hazırlama" konusunda açıklandığı gibi, örnek kum parçasını hazırlayınız. 4. Standart kum kütlesini kesme çeneleri arasına yerleştiriniz. 5. Cihazın volanını saniyede bir devir olacak şekilde çeviriniz ve ibrenin hareketini izleyiniz. 6. Kesme anında, yerinde kalan kırmızı ibrenin gösterdiği değeri okuyunuz. 7. Çift yüzeyli kesme dayanım değerini, göstergenin en dış skalasından okuyunuz, ( 100 σd gr/cm 2 ) bulunan değeri 100 sabit sayısı ile çarpınız. Ayrıca kesme yüzeyi çift olduğu için bulunan değeri tekrar 2 ile çarpınız. ÖRNEK: Göstergeden σd = 7 okuyalım. Çift yüzeyli kesme dayanımı = σs = σ D 100 2 den, 7 100 2 = 1400 gr/cm 2 olur. Yaş Kesme Dayanımı (Makaslama) Dayanım Değerlerinin Yorumlanması; 80 gr/cm² den az ise dayanım çok düşük. 80-120 gr/cm 2 arası ise dayanım az. 120-220 gr/cm 2 arası ise dayanım orta. 220-350 gr/cm 2 arası ise dayanım iyi. 350 gr/cm 2 den fazla ise dayanım çok iyi. 28
YAŞ KALIP KUMUNUN AKICILIK DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Yaş kalıp kumlarının kalıplama sırasında model üzerindeki girinti ve çıkıntıların kalıp kumu tarafından örtülmesi ve en derin kısımlara kadar girmesi gerekir. Bunun için, kalıp kumlarının akıcılık özelliğine sahip olması istenir. Akıcılık deneyi için örnek parça çekiç altında hazırlanır. Çapı 50 mm ve yüksekliği 35 mm olan silindirik çelik parça 60 lik açı ile kesilmiştir. Bu çelik parça, altlığı üzerine konmuş tüp içerisine yerleştirilir. Daha sonra tüpün tamamı deneye giren yaş kalıp kumu ile doldurulur. Çekiç altında 3 defa ağırlık düşürülerek sıkıştırma işlemi yapılır. Tüp altlığı ve 60 kesilmiş silindirik parça tüp içerisinden çıkarılır. Destekle içerisindeki kum örneği de çıkartılarak kendi özel yatağına alınır. (İki parçalı tüpün, tek parçası içine de konabilir.) Yaş dayanım cihazı ile kum örneğinin önce ince uç kısmı, daha sonra dip (geri) kısmının eğimli yüzeyleri ölçülür. Akıcılık; uç kısmının rakamını dip kısmının rakamına bölünmesiyle bulunur. İyi özellikteki kumun akıcılığı % 45-50 arasında olmalıdır. Bulunan değerler çok düşükse kumun akıcılığını artırıcı tedbirler alınmalıdır. İnce taneli yüzey kumu kullanma veya kuma karışım sırasında % 0,5 kadar mazot ilave edilebilir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Deney için hazırlanmış kalıp kumu Sıkıştırma çekici Tüp ve altlığı 60 açı ile kesilmiş çelik parça Çıkarma desteği Özel yatak veya çift parçalı tüpün yarısı Yaş dayanım cihazı Şekil 1. Deney parçasının hazırlanışı. 29
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Deney tüpünü altlığı üzerine koyunuz ve 60 açı ile kesilmiş çelik parçayı tüp içerisine yerleştiriniz. 2. Deney tüpünü, tartma işlemi yapmadan deneye giren kalıp kumu ile doldurunuz. 3. Tüpü altlığı ile birlikte çekiç altındaki yerine yerleştiriniz ve 3 defa çekiç darbesi uygulayınız. 4. Tüpü çekiç altından alınız, altlığı ve içindeki çelik parçayı çıkartınız. 5. Destekle tüp içerisindeki kum kütlesini çıkartınız. Özel yatağa alınız veya iki parçalı tüpün yan parçasını yatak olarak kullanınız. 6. Yaş dayanım cihazı ile ince uç kısmın ölçümünü yapınız.- Sonra, dip (geri) eğimli yüzey kısmında ölçümünü yapınız.. 7. Bulduğunuz uç kısmın değerini, dip kısmın ölçüm değerine bölünüz. Bulunan sonucu akıcılık açısından değerlendiriniz. *NOT: İyi özellikteki kalıp kumunun akıcılığı % 45-50 arasındadır. % 100 e doğru akıcılık artmaktadır. 30
KURU KUM DENEYLERİ İÇİN ÇEKİÇTE STANDART KUM KÜTLESİ HAZIRLAMA 1. DENEYİN AMACI Yaş basınç deneyinde olduğu gibi, kuru dayanım deneylerinde de standart kum kütlelerine ihtiyaç vardır. Ancak bunların kurutulmuş, pişirilmiş-sertleşmiş olması gerekir. Hazırlanan kum örneğiyle şu deneyler yapılabilir; Kuru gaz geçirgenlik, Kuru basınç dayanımı, Kuru dayanım (sertlik) deneyleri. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Kum sıkıştırma çekici Plastik kap ve kum kaşığı Tüp ve altlığı Terazi Plaka ve halka Fırça Hazırlanmış kalıp veya maça kumu Kurutma fırını Şekil 1. Kum örneğinin hazırlandığı iki parçalı tüp ve diğer parçalar 31
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Terazide, 135-170 gr arasında yaş kum veya maça kumu tartınız. 2. İki parçalı tüp altlığının üzerine 3 mm lik plakayı, plaka üzerine de halkayı koyunuz. (Plakalar örneği taşıma ve kurutma sırasında ezilmekten korur. Halkalar ise, örnek kum parçasının kenar kırılmalarını önlemek için kullanılır. ) 3. Tüp parçalarını birleştiriniz ve bileziğini takınız. 4. Tartılan kumu tüp içerisine boşaltınız, yapışan kumları fırça ile temizleyiniz. 5. Tüpü altlığı ile birlikte, çekiç altındaki yerine oturtunuz. 6. Çekicin sıkıştırma başlığını tüp içerisine yerleştiriniz ve ağırlığı 3 defa düşürerek sıkıştırma işlemini yapınız. Kum örneğinin standart boyunu göstergeden kontrol ediniz. Ölçü çizgisinde değilse kum miktarını azaltınız veya çoğaltınız. (Kum örneğinin boyu 50 mm, çapı 50 mm dir, ± 0,3 mm tolerans kabul edilir.) 7. Çekiç ağırlığını yukarı kaldırınız, tüpü altlığı ile birlikte yerinden alınız. 8. Bileziği tüp üzerinden çıkarınız, tüp parçalarını birbirinden ayırınız. 9. Örnek kum kütlesini plaka ile birlikte kurutma fırınına koyunuz. Fırını uygun sıcaklığa ayarlayınız. *NOT: Fırında, kalıp kumunun kurutulması 105-110 C de, maçaların pişirilmesi 200-240 C de yapılmalıdır. 32
1. DENEYİN AMACI KURU GAZ GEÇİRGENLİK DENEYİ Bu deney kurutulmuş kalıp kumlarına uygulandığı gibi, değişik bağlayıcılarla pişirilmiş-sertleşmiş maça kumlarına da uygulanabilir. Döküm sırasında genellikle maçaların etrafı sıvı metalle çevrilir. Bu sırada oluşan gazlar maça başlarından dışarıya atılabilmelidir. Maçaların gaz geçirgenlik ve dayanımlarında etkili olan içerisindeki katkı ve bağlayıcı maddelerdir. Kalıpta oluşan gazlar, hava kanalları ile birlikte kalıp kumlarının gözenekleri arasından dışarıya atılmalıdır. Kalıpların kurutulması ile yaş kumlara göre gaz geçirgenliğinin artması sağlanır. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Gaz geçirgenlik cihazı Hava yataklı tüp Pompa Kuru kum örneği Şekil 1. Kuru gaz geçirgenlik cihazı. 33
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: Yaş kumlarda olduğu gibi kuru kum örneği de çekiç altında hazırlanır. Hazırlanışı, "Kuru kumlara uygulanan deneyler için standart kum kütlesi hazırlama" bölümünde açıklandığı gibidir. Kalıp kumlarının kurutulması 105-110 ºC derecede, maçaların pişirilmesi 200-240 ºC derece arasında yapılır. Kurutulmuş veya pişirilmiş deney parçalan oda sıcaklığına kadar soğutulduktan sonra deneye sokulmalıdır. Kum örneği kurutulup soğuduktan sonra, hava yataklı tüp içerisine yerleştirilir. Pompa ile içerisindeki lastikli kısım şişirilerek, deney sırasında tüple örnek arasında hava çıkışı engellenir. Böylece, hava çıkışının kum taneleri arasından geçişi sağlanır. 1. Gaz geçirgenlik cihazının orfisini kırmızı renkli (1,5 mm çaplı) orfise getiriniz. 2. Kuru standart kum veya maça örneğini hava yataklı tüp içerisindeki lastik kısma yerleştiriniz. Lastiğin yırtılmamasına dikkat ediniz. 3. Pompayı cihazın yanındaki hava girişine bağlayınız ve hava basarak lastik kısmın şişmesini sağlayınız. 4. Pompayı yerinden çıkarınız ve tüpü gaz geçirgenlik cihazının orfisi üzerindeki lastikli kısma oturtunuz. 5. Bir elinizle hava giriş musluğunu (A) konumda tutunuz, diğer elinizle fanusu Yukarı yavaşça kaldırarak içerisine hava girişini sağlayınız. Kaldırmaya (O) çizgisine kadar devam ediniz. 6. Hava giriş musluğunu 90 çeviriniz (E) konumuna getirerek havanın kaçmasını önleyiniz ve fanusu bırakınız. 7. Hava musluğunu 90 çevirerek (B) konumuna getiriniz. Böylece havanın tüp içerisindeki kum örneğinden geçmesini sağlayınız. 8. Göstergedeki kırmızı renkli skaladan gaz geçirgenlik değerini okuyunuz. 9. Deney bitiminde tüpü yerinden alınız. Hava giriş kısmının karşısındaki supap kapağını çıkartarak içerdeki havayı boşaltınız ve maçayı yerinden çıkartınız. 10. Bulduğunuz gaz geçirgenlik sonucunu yorumlayınız. 34
1. DENEYİN AMACI KURU BASINÇ DAYANIM DENEYİ Kalıp ve maça kumları kurutulduktan (pişirilip-sertleştikten) sonra uygulanan bir deneydir. Kumların kurutulduktan sonra, istenen basınca dayanıklı olup olmadığını anlamak için yapılır. Yüksek dayanım gösteren maça kumlarının deneyleri için, yaş basınç dayanım cihazı ile buna bağlanan yardımcı kuru basınç dayanım cihazı kullanılır. Her iki cihazda hidrolik sistemle çalışmaktadır. Kuru kalıp kumlarında ise; kuru dayanımı belirleme için, sadece yaş dayanım deneyi cihazı yeterli gelmektedir. Ancak her iki kum deneylerinde de yüksek basınç (H) manometresini kullanmak gerekir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Yaş basınç dayanım cihazı Kuru basınç dayanım cihazı Hazırlanmış (maça) kum örneği Yüksek basınç (H) manometresi Kuru basınç dayanım deneyi, aşağıda şekilde görülen yardımcı cihazla yapılır. Ancak bu cihaz tek başına kullanılmaz. Bu cihazda deneyin yapılabilmesi için, yaş basınç dayanım deneyi cihazına bağlanması gerekir. 1- Yaş basınç dayanım cihazına bağlama kolu 2- Gövde 3- Kum örneğinin konulduğu çeneler 4- Kum örneğini sıkma kolu 5- Güç iletimini sağlayan pim 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. Şekil 1. Kuru basınç dayanım deney cihazı. 35
- Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Kuru basınç dayanım cihazını, yaş basınç dayanım cihazının sol çenesine bağlayınız. 2. Yaş basınç dayanım cihazı üzerine (H) yüksek basınç manometresini takınız. 3. Kuru basınç dayanım cihazının kum örneği koyma çenelerini ayarlayarak iki çene arasına, sıkma kolu yardımı ile yerleştiriniz. 4. Yaş basınç dayanım deney cihazının el volanını saniyede 1devir olacak şekilde çevirerek pistonu hareket ettiriniz. 5. Gösterge üzerindeki her iki ibrenin de hareketini izleyiniz. (Kum örneği parçalandığında siyah ibre geri döner, kırmızı ibre olduğu yerde kalarak sonucu gösterir.) 6. Kuru basınç dayanım deneyinin sonucunu göstergenin dış skalasından (σd kg/cm 2 ) okuyunuz. 7. Deneye giren maça kumu ise, bulunan rakamı önce sabit 10, daha sonra 2 rakamı ile çarparak sonucu kg/cm 2 cinsinden bulunuz ve yorumlayınız. 8. Deney sonunda gerekli temizliği yapınız. ÖRNEK: Maça basınç dayanım deneyi sırasında göstergeden 5,4 rakamı okunsun. Kuru basınç dayanımı = σ D = 5,4 10 2 = 108 kg/cm² dir. *AÇIKLAMA: Kuru kalıp kumlan için sadece, yaş basınç dayanım cihazı ve (H) manometresini kullanınız. Sonucu manometrenin en dış skalasından (σ D kg/cm 2 ) okuyarak doğrudan bulunuz. Şekil 2. Yaş ve kuru basınç dayanım deney cihazı. 36
KURU ÇEKME DAYANIMI İÇİN ÇEKİÇTE STANDART KUM KÜTLESİ HAZIRLAMA ve KURU ÇEKME DAYANIM DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Kalıp ve maça kumları kurutulduktan (pişirilip-sertleştikten) sonra uygulanan bir deneydir. Bu deney, daha çok bezir yağlı, şelkumlu veya reçineli maçalara uygulanır. Döküm anında özellikle maçalar, sıvı metalin etkisiyle ve katılaşma sırasında çekilmeye zorlanır. Bu nedenle, pişirilmiş kum örneği, cihaz çeneleri arasına konur ve gittikçe artan bir kuvvet uygulanarak kopartılır. Sonuç olarak, kumun kuru çekme dayanımı belirlenir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT /EKİPMANLAR Örnek hazırlama çekici Terazi ve kum kaşığı Sıkıştırma başlığı ve maça sandığı Fırça Hazırlanmış kalıp ve maça kumu Kurutma fırını Kuru çekme dayanım aparatı Yaş basınç dayanım deney cihazı Hazırlanmış kuru kum örneği Yüksek basınç (H) manometresi Şekilde numaralandırılan parçalar; - Sıkıştırma başlığı - Altlık - Maça sandığı yan parçaları - Doldurma çerçevesi - Ölçü mastarı Şekil 1. Maça sandığı parçaları, - Maça maça sandığı ve başlığı. Çekme dayanım deneyi için, aşağıda (Şekil 2) görülen aparat ile birlikte yaş basınç dayanım cihazı kullanılır. Deneye başlanmadan önce, çekme dayanım aparatı yaş basınç dayanım cihazının sol çenesi üzerine bağlanır. Yaş dayanım cihazı üzerine ise yüksek (H) dayanım manometresi takılır ve sonuçlar bu manometre üzerinden okunur. 37
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). Şekilde numaralandırılan parçalar; - Sabit çene - Hareketli çene - Yatak makaraları - Bağlantı vidası DENEYİN YAPILIŞI: 1. Çekicin sıkıştırma başlığını vida1ı mil ucundan çıkartınız ve diğerini takınız. 2. Terazinin huni kerfsinde 70-100 gr arası kum tartınız. Şekil 2. Çekme dayanım aparatı 3. Maça sandığı parçalarını birleştiriniz ve arasına ölçü mastarını yerleştiriniz. 4. Tartılan kumu maça sandığının içerisine doldurunuz ve maça sandığını çekiç altındaki yerine koyunuz. 5. Çekiç ağırlığını 3 defa düşürerek sıkıştırma işlemini yapınız. 6. Maça sandığını çekiç altındaki yerinden altlığı ile birlikte alınız. 7. Aradaki ölçü mastarını çekerek yerinden çıkarınız. 8. Maça sandığı üzerindeki doldurma çerçevesini çıkarınız, ölçü mastarını alınız. 9. Küçük bir plakayı yüzey üzerine ters çevirip kapatınız sonra hepsini birden ters çeviriniz. 10. Maça altlığını yukarı kaldırınız, diğer parçaları yana doğru çekiniz. 11. Örnek deney parçasını plakası ile birlikte fırına yerleştiriniz, kurutma veya pişirme işlemini yapınız. 12. Kuru çekme dayanım cihazını, yaş basınç dayanım deney cihazının sol çenesi üzerine bağlayınız. 13. Yaş dayanım deney cihazı üzerine, yüksek (H) dayanım manometresini takınız. 14. Standart kuru (pişmiş-sertleşmiş) kum örneğini aparatın çeneleri arasına yerleştiriniz. * NOT: Kum örneğini cihaza yerleştirirken sıyırma yüzeyinin yukarıya gelmesine dikkat ediniz. 15. Yaş basınç dayanım deney cihazının el volanını saniyede 1 devir olacak şekilde çevirerek pistonu hareket ettiriniz ve çekme kuvvetini uygulayınız. 16. Manometre üzerindeki siyah ve kırmızı ibrenin hareketini izleyiniz. (Kum örneği koptuğu an, siyah ibre hızla geriye döner, kırmızı ibre ise sonucun okunması için yerinde kalır.) 17. Çekme deneyinin sonucunu en içteki skaladan (σ z kg/cm 2 ) okuyunuz. ÖRNEK: Kırılma anında göstergedeki değer 5,2 olarak okunsun. Kuru kumun çekme dayanımı = σ z = 5,2 kg /cm² dir. 38
1. DENEYİN AMACI KURU DAYANIM (SERTLİK) DENEYİ Bu deney, daha çok maçaların sertliğini ve sürtünmeye karşı olan direncini belirlemeye yarayan bir deneydir. Maçaların yeterince pişip pişmediği veya sertleşip sertleşmediği hakkında bilgi verir. Maçaların pişmemesi halinde kuru dayanımı iyi olmadığı gibi, döküm sırasında bağlayıcıların gaz oluşturarak, kaynama ve döküm parçada gaz boşlukları meydana getirirler. 2. KULLANILACAK TECHİZAT/EKİPMANLAR Kuru dayanım (sertlik) ölçme aleti Maça kumu veya pişirilmiş-sertleşmiş hazır maça CİHAZIN DENEYE HAZIRLANMASI: - Sert ve düzgün bir yüzeye alet desteği temas ettiğinde, döndürme tertibatının taksimatı ölçü spiralinin sıfırını (0) göstermelidir. Aksi durumda kazıma bıçağı aşınmıştır. Ayar yapabilmek için; önce aletin tepesindeki kapak kısmını sökünüz, uç üzerindeki somunu gevşetiniz sonra, döndürme tertibatı üzerindeki vidayı gevşeterek sıfır çizgisini görünüz. Bu konumda iken vidayı sıkınız, uçtaki somunu sıkıştırınız ve kapağı yerine takınız. *NOT: Eğer bıçak ayarlanmayacak şekilde aşınmışsa, kazıma bıçağının uç kısmından özel anahtarıyla vidayı sökünüz ve bıçağı yedeği ile değiştiriniz. 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Çekiç altında standart bir maça kum örneği hazırlayıp pişiriniz veya hazır herhangi bir maça kullanınız. 2. Aletin kazıma bıçağını maça yüzeyine desteğe kadar bastırınız. 3. Döndürme tertibatını bastırarak sağa ve sola doğru 5 defa çevirerek maçayı kesiniz. Kesme konumunu bozmadan, kilitleme düğmesi ile bıçağı sabitleyiniz. 4. Ölçü spirali üzerinden (0-8 rakamları arası) kazıma derinliğini (mm) cinsinden okuyunuz. *NOT: Okumayı, döndürme kolunun taksimatlı kenarı ile ölçü spiralinin kesiştiği noktadan yapınız. 5. Bulduğunuz değeri sabit sayı (10) ile çarptıktan sonra kuru dayanımı belirleyiniz. 39
*NOT: Kazıma bıçağı yumuşak maçalarda daha fazla derine gidecektir, sonuç olarak büyük rakam değeri çıkacaktır. Sert maçalarda ise bıçak daha az kesme yapacağından derinlik de az olacaktır ve rakam değeri küçük olacaktır. Kumların Kuru Sertlikleri Aşağıdaki Değerler Gibi Olmalıdır; Birimsiz Kurutulmuş kalıplar (Yumuşak) 80 Kurutulmuş kalıplar (Sert) 60 Pişirilmiş maçalar (Yumuşak) 50 Pişirilmiş maçalar (Orta sertlik) 40 Pişirilmiş maçalar (Sert) 35 Pişirilmiş maçalar (Çok sert) 20 40
KURU EĞME (KIRMA) DAYANIMI İÇİN ÇEKİÇTE STANDART KUM KÜTLESİ HAZIRLAMA VE KURU EĞME DAYANIM DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Bu deney daha çok pişirilmiş-sertleşmiş maça kumlarına uygulanır. Çünkü döküm anında özellikle maçalar, sıvı metalin etkisiyle eğilmeye karşı da zorlanırlar. Bu nedenle maça kumundan yapılmış ve pişirilmiş kum örneğine, gittikçe artan bir eğme kuvveti uygulanarak kırılır ve kumun eğme dayanımı bulunur. Farklı maça kumlan arasındaki dayanım farkları belirlenir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT/EKİPMANLAR Örnek hazırlama çekici Terazi ve kumun kaşığı Sıkıştırma başlığı ve maça sandığı Fırça Hazırlanmış kalıp ve maça kumu Kurutma fırını Eğme dayanım aparatı Yaş basınç dayanım cihazı Hazırlanmış kuru (pişmiş-sertleşmiş) kum örneği Yüksek basınç ( H ) manometresi - Sıkıştırma başlığı - Doldurma çerçevesi - Alt1ık - Ölçü mastan - Maça sandığı - Sabitleme vidalar - Maça Şekil 1. Eğme dayanım deneyi için çekiçte standart kum kütlesi hazırlama seti. 41
Eğme dayanım deneyi Şekil 2 de görülen yardımcı aparat üzerinde yapılır. Ancak bu cihaz tek başına kullanılmaz yine, yaş basınç dayanım cihazının çenelerine takılması gerekir. Dayanım göstergesi olarak yüksek (H) dayanım manometresi kullanılmalıdır. 1. Kum örneğinin konulduğu destekler 2. Pistona takılan itme kolu 3. Yaş basınç dayanım cihazının sol çenesine takılan kol Şekil 2. Eğme dayanım deneyi aparatı. 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Çekicin vidalı mil ucuna sıkıştırma başlığını takınız. 2. Terazinin huni olan kefesinde 110-140 gr arasında kum tartınız. 3. Maça sandığı parçalarını birleştiriniz ve arasına ölçü mastarını yerleştiriniz. 4. Tartılan kumu maça sandığı içerisine doldurunuz ve çekiç altına yerleştiriniz. 5. Sıkıştırma başlığını maça sandığı içerisine yavaşça indiriniz ve çekiç ağırlığını 3 defa düşürerek sıkıştırma işlemini yapınız.. *NOT: Sıkıştırma işlemi sonunda kum örneğinin yüksekliği (ölçü kontrolü) ölçü mastan ile belirlenir. Çekiç üzerindeki ölçü dikkate alınmaz. 6. Maça sandığını çekiç altından altlığıyla birlikte komple alınız. Ölçü mastarını çekerek yerinden alınız. 7. Maça sandığı üzerindeki doldurma çerçevesini alınız. 8. Uygun bir plakayı yüzey üzerine ters çevirip kapatınız, sonra hepsini birden ters çeviriniz. Maça altlığı ve parçalarını alınız. 9. Örnek parçayı plaka ile birlikte fırına koyunuz, kurutma veya pişirme işlemini yapınız. *NOT: Kum örneğinin eğme gerilmesine maruz kalan kesiti 5 cm² dir (22,36x22,36x170mm). 10. Eğme dayanım aparatını, yaş basınç dayanım cihazı çenelerine takınız. 11. Yaş basınç dayanım cihazı üzerine, yüksek basınç (H) manometresini takınız. 12. Kum örneğini, eğme dayanım cihazı destekleri arasına yerleştiriniz. 42
*NOT: Maçanın sıyrılan yüzeyini, kırıcı uca karşı gelecek şekilde yerleştiriniz. 13. Yaş basınç dayanımı cihazının el volanını saniyede 1 devir olacak şekilde çevirerek pistonu hareket ettiriniz. 14. Kum örneği uygulanan kuvvet etkisi ile kırıldıktan sonra, manometredeki siyah ibre hızla geriye döner. Kırmızı ibre ise deney sonucunun okunması için yerinde kalır. 15. Eğme dayanım deneyi sonucunu gösteren en içteki skaladan (σ B = 10 σ z kg/cm 2 ) okuyunuz. ÖRNEK: Deney sonunda kırmızı ibreden 2,3 değeri okunsun. bulunur. Kumun eğilme dayanımı = σ B = 10 x σ z = σb = 10 x 2,3 =23 Kg/cm 2 olarak 43
KUMDAKİ KİREÇ TAŞININ TAYİNİ DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Döküm kumlarının yüksek ısıya karşı dayanmaları gerekir. Silis kumlan normalde 1700 ºC dereceye kadar dayanır. Ancak silis kumlarının içerisinde bulunan bazı organik maddelerle birlikte, kireçtaşı gibi inorganik maddelerde karışmış olabilir. Bu her iki gurupta kumun ısıya dayanımını düşürür. Kireçtaşı yüksek ısılarda çözülüp ergir ve bu sırada karbon dioksit (CO 2 ) gazı meydana getirir. Bu şekildeki bir oluşum, kalıp kumunun ergime derecesini düşürür ve karbon dioksit gazı döküm kalitesini olumsuz yönde etkiler. Alınacak yeni kumdaki kireçtaşını belirlemek için, silis kumunun değişik yerlerinden örnekler alınır. Cam bir kap içerisine konur ve üzerine bol miktarda (sulandırılmamış) hidroklorik (HCl) asit dökülür. Kireçtaşı ve hidroklorik asidin reaksiyonu sonucu oluşan CO 2 gazı, kaynama ve kabarcıklar halinde görünür. Hava kabarcıklarının fazla olması, kumdaki kireçtaşı miktarının çokluğunu gösterir. Buna göre kumun uygun olup olmadığına karar verilir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT/EKİPMANLAR Silis kumu örneği Hidroklorik asit (HCl) Saat camı 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamı ayarlamalıdır. - Deneyde asit kullanılacağı için deney sırasında maske ve eldiven takılarak, önlük giyilmelidir. Asit ile direkt temasta bulunulmamalı ve solunmamalıdır. DENEYİN YAPILIŞI: 1. Kuru silis kumunu saat camı üzerine koyunuz. 2. Derişik hidroklorik asiti, kumun tamamını örtecek şekilde dökünüz. 3. Kumdaki kaynama ve gaz kabarcıklarının oluşup oluşmadığını gözlemleyiniz. 4. Gaz kabarcıklarının az veya çok oluşuna göre, kalıp kumunun kullanılıp kullanılamayacağına karar veriniz. *UYARI: Vücudun herhangi bir yerine asit bulaşmışsa, bol su ile yıkayınız. *NOT: Kum içerisinde kireçtaşı fazla ise, kaynama ve hava kabarcıkları oluşumu da fazladır. 44
KUMDAKİ KİLİN BULUNMASI (KİL TAYİNİ) DENEYİ 1. DENEYİN AMACI Kullanılan kalıp kumları içerisindeki toplam kil miktarının bulunması için bu deney yapılır. Kum içerisindeki kil, döküm sırasında karşılaştığı yüksek ısıdan dolayı yanma sonucu özelliğini kaybeder. Bu sebeple zaman zaman içerisine kil ilavesi yapılır. Kil tayini deneyi ile kum içerisindeki ölü ve aktif (canlı) kil miktarı toplamı bulunmuş olur. Sadece aktif kil miktarının bulunması için Metilen Mavisi Deneyini uygulamak gerekir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT/EKİPMANLAR Hızlı kum yıkayıcı ve parçaları Plastik hortum 1000 cc lik beherglas Baget (cam çubuk) Pipet % 3 lük sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi Saf su Kili yıkanacak kalıp kumu Kum kaşığı Fırça Hassas terazi Laboratuvar kurutma fırını DENEY CİHAZININ TANITILMASI: - Beherglas tablası - Beherglas Şekil 1. Hızlı kum yıkayıcı. - Yüksek devirli karıştırıcı - Hız ayarlayıcı - Zaman ayar saati ve alarmı Kil tayini deneyinde, kili kumdan çıkarmak için yüksek hızda karıştırıcılar ve yardımcı elemanlar kullanılır. Kullanılan karıştırıcılar değişik tipte olabilir. (Dönüş hızı: 6000 devir/dk. ; Alarm saati: 0-30 dk. arası ayarlanabilir.) 45
3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Hazırlanan kum örneğinden 100 gr tartınız. 2. Rutubet kurutma cihazında sabit tartıma getiriniz. 3. Sabit tartıma gelmiş kumdan 50 gr tartınız. 4. Tartı1an kumu, 1000 cc lik beherglas içine dökünüz. 5. Deney hızlandırıcı olarak 25 cc % 3 lük sodyum hidroksit (NaOH) ve 475 cc saf su koyunuz. 6. Beherglası cihazın, contalı tablası içerisine yerleştiriniz. 7. Üzerinde karıştırıcının bulunduğu kapaklı kısmı, beherglasın ağzına sıkıca takınız. 8. Hız ayarlayıcıyı, alarm saatinin bulunduğu kutudaki prize takınız. 9. Ana fişi elektrik prizine takınız. 10. Alarm kutusu üzerindeki kırmızı güç düğmesini açınız. 11. 0-30 dk. arası zaman saatini 15 dk. olarak ayarlayınız. 12. Kutu üzerindeki sarı renkli buzzer (alarm) düğmesine basınız. (Karıştırıcı çalışmaya başlar.) 13. Hız kontrol düğmesiyle istenilen hızı ayarlayınız. *NOT: Zaman saatini ayarlamadan da yeşil renkli contınuous (sürekli) düğmesi ile karıştırıcı çalıştırılabilir. 14. Zaman dolup alarm çaldığında, sarı buzzer ( alarm ) düğmesine basarak karıştırıcıyı durdurunuz. 15. Karıştırıcıyı beherglas üzerinden çıkarınız, beherglası tabladan alınız ve üzerine su doldurunuz.cam çubukla karıştırıp 10-15 dk. dinlenmeye bırakınız. 16. Kili çözülmüş kumun kirli suyunu, sifonla ayarlayarak lavaboya akıtınız. *NOT: Kum tanelerini kille birlikte dışarıya atmayınız. 17. Beherglası yeniden su ile doldurunuz. Cam baget ile karıştırarak tekrar dinlenmeye bırakınız. 18. Kumu bu şekilde yıkamaya suyun rengi berrak olana kadar (kili alınana kadar) devam ediniz. 19. Suyu en son boşalttıktan sonra, beherglası kurutma fırını içerisine koyunuz. Kum tanelerini 100 nin üzerinde iyice kurutunuz. 20. Kurutulmuş kumu hassas terazide tekrar tartınız. Bulduğunuz değeri ilk tartımdan çıkartınız, aradaki farkı 2 ile çarparak kil oranını belirleyiniz. 46
21. Bulduğunuz sonucu tablo 1 den DIN ve AFS (Alman normu ve Amerikan Dökümcüler Birliği normu) normlarına göre inceleyiniz veya kullandığınız kumun özelliğine göre kil miktarını yorumlayınız. Tablo 1. Kil oranına göre kumların sınıflandırması. Alman Normu DIN Az killi kum Kil miktarı % 8 kadar Orta killi kum Kil miktarı % 8-15 Çok killi kum Kil miktarı % 15 den fazla Kil sınıfı A B C D 5-10 F G H I J Amerikan Normu AFS %Kil miktarı 0,0-0,5 0,5-2 2-5 E 10-15 15-20 20-30 30-45 45-60 60-100 47
KUMDAKİ AKTİF KİL MİKTARININ BULUNMASI DENEYİ 1. DENEYİN AMACI (METİLEN MAVİSİ) Bu deney ile kullanılan sistem kumu içerisindeki aktif (canlı) kil miktarı tespit edilir, yanmış kil oranı belirlenemez. Yanmış kil oranını bulabilmek için; kumun yıkanarak yapıldığı Kil Tayini Deneyi uygulanır. Kil tayini ile kum içerisindeki canlı ve ölü toplam kil miktarı belirlenir. Bulunan kil miktarından, metilen mavisi test sonucu çıkarıldığında yanmış (ölü) kil miktarı hesaplanır. Bizim için çok daha önemlisi, görev yapan aktif kil miktarını belirlemektir. 2. KULLANILACAK TECHİZAT/EKİPMANLAR Metilen mavisi cihazı Çelik kap veya erlenmayer Cam çubuk Metilen mavisi Saf su Kum örneği Rutubet kurutma cihazı %12 lik Sülfürik asit (H 2 SO 4 ) Standart filtre kâğıdı Hassas terazi 1- Tabla 2- Büret musluğu 3- Çelik kap 4- Karıştırıcı motor 5- Büret 6- Metilen mavisi ile dolu şişe 7- Tutucu çubuk 8- Kelepçe 9- Taşıyıcı çubuk 10- Lastik hortum Şekil 1. Metilen mavisi kil test cihazı. 48
Metilen mavisi deneyi üç aşamada yapılır; 1. Alınan her yeni cins kile göre, önceden bir defalık Kalibrasyon Grafiği hazırlamak. 2. Metilen mavisi cihazında standart filtre kağıdı üzerinde damlaları oluşturarak renk değişimi yakalamak. 3. Mavi-yeşil arası renk değişimi gözlendiğinde harcanan metilen mavisi miktarını büret üzerinden tespit ederek, kalibrasyon grafiğinde işaretlemek ve bunun karşılığına gelen kil oranını bulmak. Yapılan kalibrasyon faktör deneylerinde, her %1 aktif kil için genel olarak 5 ml metilen mavisi sarfiyatı bulunmuştur. Pik dökümhanelerinde, kum sistemleri 35-40 ml metilen mavisi ile aktif kili belirleyecek karışımlar yapmaya çalışırlar. Kullanılan metilen mavisi %7-8 bentonite denk demektir. Çelik dökümhanelerinde ise, 25-28 ml arası metilen mavisi kili belirlemek için uygulanır ve %5-5,5 bentonit (kil) düşünülür. Şekil 3. Kalibrasyon grafiği. 49
METİLEN MAVİSİ SIVISI HAZIRLAMA; Metilen mavisi sıvısının konsantrasyonu (derişiği) 0,01 mol7litre olmalıdır. Metilen mavisi 3 mol su içermelidir (C 16 H 18 N 3 SCl.3H 2 O). Bir molün kütlesi 373,9 gr dır. Böylece 1 litre saf su içerisinde 3,739 gr metilen mavisi çözülür. Hazırlanan bileşimin (Metilen Mavisnin) laboratuvarlarda kimyasal titrirleme (ayarlama) kontrolü gerekir. Hazırlanışı; Metilen mavisi kısaca şu şekilde hazırlanır; 5 gr metilen mavisi, 1000 ml lik beherde 750 ml saf su ile 60 de çözülür, 20 ye kadar soğutulur, 1,5 ml sülfürik asit ilave edilir ve 1000 ml ye kadar saf su ile tamamlanır. Bileşim bir gece bekletilir ve daha sonra beyaz filtre kâğıdından süzülerek kullanılır. Deneyde hızlandırıcı olarak kullanılan sülfürik asidin hazırlanışı ise; (0,5 N =0,25 M = 13,25 ml H 2 SO 4 ) Sülfürik asit 1 litre su ile karıştırılır, yaklaşık %12 lik aside denktir. Sülfürik asit, deney sırasında, 1,5 ml karışıma ilave edilir. 3. HAZIR BULUNUŞLUK DÜZEYİ (Bilinmesi Gerekenler) - İSG talimatlarına uygun olarak deney ortamını ayarlamalıdır. - Deneyler bağımsız yapılacak ise deneyde kullanılacak ekipmanın kullanımını bilmek, uzman tarafından yapılacak ise bu ekipmanları kullanabilecek düzeye gelebilmek (Gerekli notları, rapor için gerekli görselleri ve tabloları almak). DENEYİN YAPILIŞI: 1. Metilen mavisi cihazını kullanıma hazırlayınız. 2. Standart metilen mavisini cihazın içindeki şişeye doldurunuz. Büretin musluğunu açarak sıvının bürete geçerek dolmasını sağlayınız. 3. Sistem kumundan 50 gr kadar kum örneği alınız. 4. Kumu, 110 de kurutarak sabit tartıma getiriniz (Bu arada, rutubet miktarı da belirlenebilir.). 5. Kurutulmuş kumdan 5 gr tartınız ve çelik kaba veya 250 ml lik erlenmayere koyunuz. 6. Kum üzerine 50 ml saf su ilave ediniz. 7. Hafif alevde 5 dakika kaynatınız veya kaynatmadan 10-15 dk. karıştırabilirsiniz. 8. Karışımı oda sıcaklığına kadar soğutunuz. 9. Sülfürik asitten pipetle, 1,5 ml ilave ediniz ve karıştırıcıda 5 dk. karıştırınız. 10. Çelik kabı büret altına getiriniz ve musluğunu açarak 1 ml metilen mavisi ekleyiniz. 11. Çelik kabı tekrar karıştırıcının altına getirerek 2 dk. karıştırınız. 50
12. Standart filtre kağıdına bagetle (cam çubuk) bir damla damlatınız ve 2 dk. bekleyiniz (damla büyüklüğü önemli değil). 13. Yukarıdaki işlemleri tekrarlayarak metilen mavisi miktarını artırmaya ve noktaları oluşturmaya devam ediniz. *NOT: Metilen mavisi miktarı; pik döküm kumlarında 30-40 ml, çelik döküm kumlarında ise 20-30 ml arasında oluşabilir. (Yaklaşık %1 aktif kil için 5 ml metilen mavisi kullanmak gereklidir.) Bunun için başlangıçta 3-4 ml metilen mavisi ilavesi ile başlanarak, yukarıda açıklanan sınırlara yaklaşınca 1 ml olarak devam edilmelidir. 14. Koyu mavi nokta etrafında, mavi-yeşil arası halka oluştuğunda, büret üzerinden harcanan metilen mavisi miktarını bulunuz (Şekil 2). 15. Önceden hazırlanmış kalibrasyon grafiği üzerine, harcanan metilen mavisi miktarını işaretleyiniz ve kumdaki aktif kil oranını bulunuz. Şekil 2. Standart filtre kâğıdı üzerinde oluşturulan metilen mavisi noktaları. (Kil sonucunu verecek olan nokta, etrafında açık yeşil halka oluşmuş, 32 ml lik noktadır.) 51