ABLATION CASTING. Ege DEMİRTAŞ, Altan TÜRKELİ Marmara Üniversitesi. Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye



Benzer belgeler
Alümiyum Şekillendirme Teknolojileri

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

MAK-205 Üretim Yöntemleri I. Yöntemleri. (4.Hafta) Kubilay Aslantaş

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

DENEYİN ADI: Kum ve Metal Kalıba Döküm Deneyi. AMACI: Döküm yoluyla şekillendirme işleminin öğrenilmesi.

MALZEME BİLGİSİ. Katılaşma, Kristal Kusurları

DÖKÜM TEKNOLOJİSİ. Döküm:Önceden hazırlanmış kalıpların içerisine metal ve alaşımların ergitilerek dökülmesi ve katılaştırılması işlemidir.

Metallerde Döküm ve Katılaşma

Gaz. Gaz. Yoğuşma. Gizli Buharlaşma Isısı. Potansiyel Enerji. Sıvı. Sıvı. Kristalleşme. Gizli Ergime Isısı. Katı. Katı. Sıcaklık. Atomlar Arası Mesafe

Toz Metalurjik Malzemeler Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

A356 Alaşımında Katılaşma Hızı ve Sıvı Durumda Bekletme süresinin Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi

AlSi7Mg DÖKÜM ALAŞIMINDA T6 ISIL İŞLEM DEĞERLERE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. Onur GÜVEN, Doğan ALPDORUK, Şükrü IRMAK

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

ÇİNKO ALAŞIMLARI :34 1

İMAL USULLERİ. DOÇ. DR. SAKıP KÖKSAL 1

DOĞAL KURŞUN METALİK KURŞUN PLAKALAR

METALLERDE KATILAŞMA

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

TALAŞSIZ ÜRETİM YÖNTEMLERİ -1

formülü zamanı da içerdiği zaman alttaki gibi değişecektir.

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Sr Modifikasyonunun Si morfolojisine ve porozite Üzerine Etkisi

ATMOSFER KONTROLLÜ VAKUM FIRINLARINDA ISIL İŞLEM ve JET REVİZYON MÜDÜRLÜĞÜNDEKİ UYGULAMALARI

AlCu4Ti Alaşımın Farklı Döküm Sıcaklıklarında Döküm Kalitesi ile Yaşlandırma Arasındaki İlişkinin İncelenmesi

KALICI KALIBA DÖKÜM. Kalıcı Kalıp Kullanan Döküm Yöntemleri

İmal Usulleri. Döküm Tekniği

Döküm Süreçleri ve Uygulamaları (MATE 401) Ders Detayları

2. Sertleştirme 3. Islah etme 4. Yüzey sertleştirme Karbürleme Nitrürleme Alevle yüzey sertleştirme İndüksiyonla sertleştirme

MMM291 MALZEME BİLİMİ

Döküm Prensipleri. Yard.Doç.Dr. Derya Dışpınar. İstanbul Üniversitesi

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

Döküm Prensipleri. Doç.Dr. Derya Dışpınar İstanbul Üniversitesi

BARA SİSTEMLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Prof. Dr. Yusuf ÖZÇATALBAŞ. Malzeme Seçimi/ 1

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MMM 3008

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ DEKANLIĞI DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU DÖKÜM TEKNOLOJİSİ. Dersin Kodu: MMM 3008

MALZEME BİLGİSİ DERS 7 DR. FATİH AY.

Malzeme Bilgisi Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel kavramlar Demir-Karbon Denge Diyagramı

MAK 353 İMAL USULLERİ

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

ÜRETİM ŞARTLARININ YERÇEKİMİNE TERS DÖKÜM YÖNTEMİYLE ÜRETİLEN PARÇALARIN YAPI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİ

DENEY Kum ve Metal Kalıba Döküm ve Döküm Simülasyonu 4 Doç.Dr. Ahmet ÖZEL, Yrd.Doç.Dr. Mustafa AKÇİL, Yrd.Doç.Dr. Serdar ASLAN

1/26 KARBON-KARBON KOMPOZİTLERİ

METALLERDE KATILAŞMA HOŞGELDİNİZ

İKİLİ ÖTEKTİK FAZ DİYAGRAMLARI

Paslanmaz Çelik Sac 310

Evaporatif Soğutma Nedir?

«Döküm Süreçlerinde Üç Boyutlu Yazıcılarla Hızlı Prototipleme» «Rapid Prototyping In Metal Casting With 3D Printing»

AKILLI MALZEMELER ve HAVACILIK

= σ ε = Elastiklik sınırı: Elastik şekil değişiminin görüldüğü en yüksek gerilme değerine denir.

Isıl işlem, katı haldeki metal ve alaşımlarına belirli özellikler kazandırmak amacıyla bir veya daha çok sayıda, yerine göre birbiri peşine uygulanan

Aluminyum Kaynak Telleri kataloğu

MAK 351 İMAL USULLERİ

Faz Dönüşümleri ve Faz (Denge) Diyagramları

Demir-Karbon Denge Diyagramı

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

ELKTRİK AMAÇLI ALUMİNYUM KULLANIMI

Arda Çetin, Peyman Çelenkoğlu, Burcu Tunç, Ayhan Comart (Ekstra Metal)

Dökme Demirlerin Korozyonu Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

A.Ü. GAMA MYO. Elektrik ve Enerji Bölümü GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ 3. HAFTA

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Prof. Dr. İRFAN AY / Öğr. Gör. FAHRETTİN KAPUSUZ 1

İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI MOTOR BLOĞU OLARAK KULLANILABİLECEK ALÜMİNYUM ALAŞIMIN TERCİHİ. Çağlar Yüksel 2. Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 4 Metaller, Aluminyum ve Çinko. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

İNTERMETALİK MALZEMELER. Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR (DERS NOTLARI-4)

İÇ ve DIŞ SOĞUTUCULARIN KULLANIMI*

Dökümün Temelleri. DeGarmo s Materials and Processes in

ALUMİNYUM ALA IMLARI

KALIP KUMLARI. Kalıp yapımında kullanılan malzeme kumdur. Kalıp kumu; silis + kil + rutubet oluşur.

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

Yeniden Ergitilmiş A356 Alüminyum Alaşımı Hurdasının Çekme Dayancı Üzerine Olan Etkileri

YTÜMAKiNE * A305teyim.com

MALZEME BİLİMİ Güz Yarıyılı Kocaeli Üniversitesi Ford Otosan Ġhsaniye Otomotiv MYO. Yrd. Doç. Dr. Egemen Avcu

METAL MATRİSLİ KOMPOZİT MALZEMELER

şeklinde, katı ( ) fazın ağırlık oranı ise; şeklinde hesaplanır.

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

Çukurova Kimya Endüstrisi A.Ş. Besleyici Gömlek

Kovan. Alüminyum ekstrüzyon sisteminin şematik gösterimi

EMAYE KAPLANAN SFERO DÖKÜM PARÇALARIN ÜRETİM PROSESLERİ

Sıcak Daldırma Galvanizleme Prosesimiz İntermetalik Alaşım Katmanları Galfan Korozyon Dirençleri Ar-Ge Çalışmalarımız

Chapter 9: Faz Diyagramları

DYMET METAL&KAYNAK TEKNOLOJİLERİ SAN.TİC.LTD.STİ. DYMET. Read the advantages SOĞUK KAYNAK TEKNOLOJİSİ

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Kaynak yöntemleri ile birleştirilen bir malzemenin kaynak bölgesinin mikroyapısı incelendiğinde iki ana bölgenin var olduğu görülecektir:

Haydar Kahraman a İ. Hayri Keser a Ümit Cöcen a M. Kemal Tozan b ( a Dokuz Eylül Üniversitesi) ( b Çukurova Kimya End. AŞ)

SEÇİMİ Prof. Dr. İrfan AY. Doç. Dr. İRFAN AY / Arş. Gör. T.KEREM DEMİRCİOĞLU 0

SOĞUK KAYNAK TEKNOLOJİLERİ

BASINÇLI DÖKÜM YÖNTEMİ

FAZ DİYAGRAMLARI ve DÖNÜŞÜMLERİ HOŞGELDİNİZ

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

Kompozit Malzemeler Metal Matrisli Kompozitler

«MAGMASOFT ile Döküm Tasarım ve Parametrelerinin Otomatik Optimizasyonu» «Optimization of Casting Design and Parameters with MAGMASOFT»

KUM KALIBA DÖKÜM AŞAMALARI

ERGİTME,DÖKÜM VE KATILAŞMA

Alaşımınbüyümesi: 2. durum. Katıda yine difüzyonyok: D k = 0

Elektron ışını ile şekil verme. Prof. Dr. Akgün ALSARAN

Yüksek Basınçlı Döküm Prosesinde Hataların Çözümünde Kök Neden Analizi

Transkript:

ABLATION CASTING Ege DEMİRTAŞ, Altan TÜRKELİ Marmara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, İstanbul, Türkiye ÖZET Geçtiğimiz on yılın sonlarında geliştirilen Ablation casting, ilk çağlarda icat edilen en eski üretim metodu olan dökümün en yeni yöntemidir. Ablation casting, içi sıvı metal dolu çözünebilir kumdan kalıba su püskürterek, malzemede oldukça hızlı yapısal aşırı soğuma oluşturma prensibine dayanır. Su püskürtme esnasında kum kalıp dağılır, aynı anda kalıp içindeki sıvı metal katılaşır. Yapılan ilk deneylerde diğer döküm yöntemlerine göre daha hızlı soğuma eğrileri elde edilmiş ve daha iyi yüzey kalitesine ve mekanik özelliklere sahip malzemeler üretilmiştir. Ayrıca ablation casting oldukça ucuz bir yöntemdir çünkü kum kalıp kullanılır. ABSTRACT Ablation casting, is the latest method of casting developed in the end of the last decade, which is the oldest production method since the early ages. The principles of this method depends on generating a very rapid undercooling on the molten metal in a soluble sand mold by a water jet. During water jet application, molten metal solidifies as the sand mold disperses. Sharper cooling curves, better surface quality and mechanichal properties achieved at the first experiments compared to other methods. Plus, ablation casting is cheaper because of sand mold utilization. 1.ABLATION DÖKÜM YÖNTEMİ Ablation döküm yöntemi son yıllarda geliştirilmiş döküm yöntemlerinden biridir. Bu döküm yöntemini anlatmadan önce kısaca, ablation kelimesini açıklamak gerekir. Bu kelime, ısıyı bertaraf etmek, ortamdan taşıyarak uzaklaştırmak anlamına gelmektedir. İlk defa uzay çalışmaları sırasında, uzaydan kapsüllerin atmosfere girmesi sırasında seramik ön uçta oluşan ısıyı bertaraf etmek ve böylece kapsülü ısınmadan korumak amacıyla kullanılmıştır. Döküm yöntemi olarak da, dökümde oluşan ısıyı metalden hızla uzaklaştırmak anlamında kullanılmıştır. Bu döküm yöntemini, Kumun Erozyonuyla Döküm veya Erozyonlu Kum Döküm yöntemi olarak da Türkçeye çevrilmesini önerebiliriz. Temel olarak bu döküm yönteminde, sıvı alaşım, kum kalıba dökülür. Sıvı metalin kalıbı doldurması biter bitmez, bir sıvı soğutucuyla soğutulması sağlanır. Soğutucu olarak en ucuz ve bol bulunan su kullanılır. Burada ilginç olan nokta, kullanılan bağlayıcı suda çözünür olmasından dolayı, kum kalıp

hızla dağılır ve kum ortamdan uzaklaşır. Su direk metalle kontak kurar. Böylece yüksek hızlarda soğutma yapılarak dökülecek şekilli parça elde edilir. Şekil 1 de su soğutma sırasında kum kalıbın dağılması ve şekil 2 de ise döküm sonrası elde edilen parça görülmektedir. Şekil 3 ise bu döküm yöntemiyle üretilmiş bazı alüminyum parçalarına örnekler verilmiştir.[1-7] 2.AVANTAJLARI ve DEZAVANTAJLARI Bu döküm yönteminin avantajlarını örnekler vererek şöyle sıralayabiliriz. a) Hızlı soğuma sağlar. Bilindiği gibi kum dökümde soğuma hızları çok düşüktür. Bunun nedeni dökümle metal arasında oluşan gaz tabakası ve kumun ısı iletkenliğinin düşük olmasıdır. Buna karşın, ablation dökümde kum hızlı bir jet su akımıyla ortamdan uzaklaştırılır. Çünkü suda çözünebilen bir bağlayıcı kullanılmıştır. Ve su direk metalle kontak kurar. Bunun sonucu olarak hızlı bir soğuma sağlanmış olur. b) Küçük ikincil dendrit boyları elde edilir. Hızlı soğumanın sonucu olarak metal hızla katılaşır. Bunun sonucu olarak katılaşan alaşımın dendrit boyları da o kadar küçük olur. Ancak, dendrit boylarındaki küçülme çok ciddi miktarlarda olamamaktadır. Çünkü ikincil dendrit boyları katılaşma zamanının küp köküyle orantılıdır. Çok küçük dendrit boyalarına ulaşabilmek için kum kalıba döküm yöntemine göre bin kez daha hızlı soğutmak gerekir ki ikincil dendrit kolları arasındaki mesafe on kez daha küçük olabilsin. c) Daha küçük ötektik yapı elde edilir. Bu döküm yöntemi özellikle alüminyum alaşımları için geliştirilmiştir. Örneğin Al-Si alaşımlarını dikkate aldığımızda, kum kalıba döküm yönteminde yavaş soğumadan dolayı oluşacak silis kristalleri iridir. Lamaller arası mesafe kabadır. Bu kaba silis yapısını küçültebilmek için, dökümhaneler genelde Na veya Sr ile modifikasyon yöntemini kullanırlar. Buna karşın, ablation döküm yönteminde hızla soğuma sağlandığından, ötektik yapıda çok ufak aralıklı oluşur. Ve modifikasyona gerek duyulmaz veya çok az bir modifikasyon gerekir. Bu da dökümün daha ucuz olmasını sağlar. d) Çok hızla katılaşmadan dolayı porozite miktarı da daha düşük seviyelerde oluşur. e) Gerek dendrit boylarının ve ötektik yapının küçük olması ve gerekse porozitenin az olmasına bağlı olarak, mekanik özellikler daha iyidir. Tablo 1 den de görüleceği gibi, normal klasik kum kalıba göre, akma mukavemeti, 179 MPa dan 261 MPa kadar çıkmaktadır. Elde edilen değerler, kokil kalıba ve sıkıştırmalı kalıba döküm yöntemlerinden bile daha iyi seviyelere gelebilmektedir. Benzer şekilde yüzde uzama, kumda 3.5 iken ablation dökümde 12.5 seviyelerine kadar çıkabilmektedir. Bu da yüzde 350 bir artış demektir. f) Sıvı metalin dökümünden sonra, hemen su ile soğutma yapılmasından dolayı, kum kalıp hızla parçalanır ve toz oluşmaz. Ayrıca silika bazlı suda çözünebilen bağlayıcılar kullanılmasından dolayı kötü kokularda açığa çıkmaz. Bu da daha çevreci olduğunu belirtir. g) Parça döküm sonrası çıplak halde bir sonraki kademeye hazır olarak elde edilir. h) Günümüzde daha çok Al ve Mg alaşımları için kullanımı söz konusu olabilir. Ancak, demir bazlı alaşımlar içinde suda çözünebilen bağlayıcıların geliştirilmesiyle sorun çözülebilir. i)sıcak yırtılma sorununu giderir. Bilindiği gibi katılaşma aralığı çok geniş olan, örneğin Al- %5 Cu alaşımı gibi, alaşımların sıcak yırtılma olasılığı yüksektir. Ablation dökümde kum hızla dağıldığından, parça da ekstra bir gerilim oluşmayacak ve bunun sonucu olarak sıcak yırtılma olasılığı da düşecektir. k)hızla soğutma için kullanılan eküpmanlar oldukça basittir. Kolaylıkla dizayn edilebilir. l) Daha ekonomiktir. İlk yatırım masrafları azdır. Buna karşın bazı dezavantajları da vardır. Örneğin her alaşıma uygulanamaz. Örneğin gri dökme demiri hızla soğutursak gri yerine beyaz dökme demir elde edilir. Soğutma sırasında besleyeciye doğru bir yönlenme sağlanmalıdır. Buna göre su soğutma sistemi dizayn edilmelidir. Bu sıvı metalin akmasını engellememelidir.

3.SONUÇ Ablation casting metodu kısaca tanımlanmış ve avantajları sıralanmıştır. Bu makalenin amacı, bu yeni döküm yöntemini, ablation casting, Türk Dökümcülerine tanıtmaktır. Bu amaçla birkaç kaynaktan toplanan veriler kısaca özetlenmiştir ve tartışılmıştır. 4.KAYNAKÇA 1) John Campbell, Concise Casting, AFS, Schaumburg, IL, USA, 2010, pp79-87 2) John Campbell, Complete Casting Handbook: Metal Casting Processes, Techniques and Design, Elsevier, Amsterdam, 2011, pp. 1019-1023 3) John Campbell, Complete Casting Handbook: Metal Casting Processes, Techniques and Design, Elsevier, Amsterdam, 2011, pp. 926-928 3) J. R. Grassi, G.A. Kennesaw, J. Campbell, M. West, G.W. Kuhlman, United States Patent, US 7 121 318 B2, 2006 4)J.R. Grassi, J. Campbell, G.W. Kuhlmann, United States Patent, US 7 165 600 B2, 2007 5) J.R. Grassi, J. Campbell, G.W. Kuhlmann, United States Patent, US 7 147 031, 2006 6) J.R. Grassi, J. Campbell, G.W. Kuhlmann, United States Patent, US 200 400 456 98, 2004 7) J.R. Grassi, J. Campbell, M. Harlieb, F. Major The ablation casting, Materials Science Forum, Vols 618-619, 209, pp 591-594 Şekil-1: Ablation casting sırasında su akışı ve döküm düzeneği

Şekil-3 Ablation casting sonrası elde edilen parça Şekil-4 Ablation casting ile üretilmiş bazı alüminyum parçalar

Tablo-1 Ablation casting ve diğer döküm yöntemleriyle dökülmüş A 356 alaşımının mekanik özellikleri