ŞİLE SİLİS KUMU VE ANKARA-BOLU BÖLGESİ BENTONİT KARIŞIMLARININ YAŞ KUM KALIP ÖZELLİKLERİ



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

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

Döküm kumu bileşeni olarak kullanılan silis kumunda tane büyüklüklerinin tespiti.

YAŞ KALIPLAMA KUMUNUN OPTİMİZASYONU VE STANDARTLAŞTIRILMASI

DÖKÜM KUMLARININ NEM VE MUKAVEMET TAYİNİ

SÜPER BEYAZ. prekast. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

Yaş Kum Katkıları. The Castings Developmentcentre Technical Bulletin No:6 Çeviren : Şefkat KOÇ, Çimsataş

2.Oturum: Kalıp & Maça Teknolojileri Oturum Başkanı: Teoman Altınok (Entil Endüstri)

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

TUĞLA MASSESİ ÖĞÜTME DURUMUNUN ÜRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Silis Kumunun Yolculuğu

ATIK ALFASET KUMUNUN, YAŞ KALIPLAMA PROSESİNDE KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ. Emre ÇAYLAN*, Onur ER*, Samet ŞAHİNER*, Erkan DALAY*, İlhan ERKUL**

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Agreganın En Büyük Tane Boyutu ve Numune Boyutunun Betonun Karot Dayanımına Etkisi

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMM 302 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI-I ÖĞÜTME ELEME DENEYİ

«Akıllı Boyalar ve Uygulamaları»

EKOBEYAZ. prekast. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

GRANÜLER ZEMİNLERDE ÇİMENTO ENJEKSİYONU Aydın KAVAK 1, Utkan MUTMAN 1, Erdinç Keskin 1 aydinkavak@yahoo.com, utkanmutman@yahoo.com, erdinc79@yahoo.

FARKLI İNCELİKLERDEKİ TRAS VE UÇUCU KÜLÜN ÇİMENTO DAYANIMLARINA ETKİSİ

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

DÖKÜMHANELERDE MAÇA FİRELERİNİN YENİDEN DEĞERLENDİRİLMESİ. Berivan BODUROĞLU*, Veysel DURAK** *,** Erkunt Sanayi A.Ş.

Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

«Demir Dökümlerde Uygulanan Noktasal Besleme Teknolojisindeki En Son Gelişmeler» «Latest Developments In Spot Feeding For Iron Castings»

Araçlar: Çıkarma Parçaları şu şekilde etiketlenmiştir:

Uçucu Külün Silindir ile Sıkıştırılmış Betonun Basınç Dayanımına Etkisi

Monolitik Refrakter Malzemelerde Temel Özelliklerin Detaylandırılması

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

KOLEMANİT FLOTASYON KONSANTRELERİNİN BRİKETLEME YOLUYLE AGLOMERASYONU. M.Hayri ERTEN. Orta Doğu Teknik Üniversitesi

EKOBEYAZ. karo. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

Al-Cu Alaşımlarında Porozite ve Mikroyapının Yaşlandırma Üzerine Etkisi

ŞAMLI (BALIKESİR) TAŞOCAĞI MALZEMESİ İLE YAPILAN DOLGUNUN KOMPAKSİYON ÖZELLİKLERİ

Yapı Malzemeleri BÖLÜM 5. Agregalar II

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

YÜKSEK FIRIN CURUFU KATKISININ ÇİMENTOYA ETKİSİ

Calacatta Oro

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Yeniden Ergitilmiş A356 Alüminyum Alaşımı Hurdasının Çekme Dayancı Üzerine Olan Etkileri

Farklı Metalografik İşlem Yazılımlarının Küresel Grafitli Dökme Demirlerin Küresellik Boyut ve Oran Tayininde Kullanımı

«Otomatik Boya Hazırlama Sistemleri ile Tutarlı Boya Uygulamaları» «Consistent Coating Application Through Automated Preparation»

ÇELİKHANE CÜRUFU İLE YOL ALTYAPI DOLGUSUNUN ZEMİN ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

5-AGREGA BİRİM AĞIRLIĞI TAYİNİ (TS 3529)

DOĞAL YOLLARLA ISI ÜRETEN TERMOS

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

Sıkıştırma enerjisi arttıkça optimum su muhtevası azalmakta, kuru birim hacim ağırlık artmaktadır. Optimum su muhtevasına karşılık gelen birim hacim

3/9/ µ-2µ Filler (taşunu) 2µ altı Kil. etkilemektedir.

C6 Mugla White

C5 Mugla White

Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

Faz Malzeme Oranının Polimer Beton Özellikleri Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

ALÜMİNYUM T6 ISIL İŞLEMİ İÇİN GELİŞTİRİLEN SEPET TASARIMI İLE ZAMAN VE ENERJİ TASARRUFU SAĞLANMASI

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

FARKLI TİPTE AGREGA KULANIMININ BETONUN MEKANİK ÖZELİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

ÇİMENTO ESASLI ULTRA YÜKSEK DAYANIMLI KOMPOZİTLERDE BİLEŞİM PARAMETRELERİNİN BASINÇ DAYANIMINA ETKİSİ

«Savurma Döküm Yöntemi İle Magnezyum İndirgeme Tüpü (Retort) Üretiminin İncelenmesi»

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

Arif Yalçın Yıldız, Faruk Sezer, Adnan Demirel, Bülent Şirin (Döktaş Dökümcülük)

KUM TANE BOYUTU VE DAĞILIMININ ELEK ANALİZİ İLE BELİRLENMESİ

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

YAPI MALZEMELERİ MUAYENE VE DENEYLERİ

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI

«Kalıplama Hatlarında Sarsak Etkinliğinin Artırılması» «Increasing The Shake-Out Efficiency In Moulding Lines»

ASC VE AZS MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

«Dökümhanelerde Maça Firelerinin Yeniden Değerlendirilmesi» «Recycling Of Core Waste In Foundries»

SAĞLIK GEREÇLERİ ÜRETİMİNDE ENERJİ VE SİNTERLEME SICAKLIĞININ DÜŞÜRÜLMESİ ÇALIŞMALARI

GRANÜL BOYUT DAĞILIMININ GRANİT KARO ÜRÜN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Z.Bayer 1,3, N.Ay 1, N.Erginel 2

DENEY ADI: KÜKÜRT + (GRAFİT, FİLLER YA DA ATEŞ KİLİ) İLE YAPILAN BAŞLIKLAMA

YAPI LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

İYC MADENCİLİK SAN. VE TİC. LTD. ŞTİ. NE AİT MUĞLA - FETHİYE YÖRESİ BEJ TÜRÜ KİREÇTAŞININ FİZİKO-MEKANİK ANALİZ RAPORU

Bu metotta, toprak bir miktar su ile karıştırılarak süspansiyon hâline getirilir.

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ADANA

beton karışım hesabı

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

ÜRÜN TANIMI; arasında olmalıdır.! Derz uygulaması yapıştırma işleminden bir gün sonra yapılmalıdır.!

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

YAPIDAKİ BETON DAYANIMININ STANDART KÜRDE SAKLANAN NUMUNELER YARDIMIYLA TAHMİNİ. Adnan ÖNER 1, Süleyman DİRER 1 adnan@kou.edu.tr, sdirer@engineer.

BASMA DENEYİ MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ. 1. Basma Deneyinin Amacı

YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN PARKE VE BORDÜR ÜRETİMİNDE KULLANILMASI

Döküm Süreçleri ve Uygulamaları (MATE 401) Ders Detayları

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

2xx SERİSİ ALÜMİNYUM ALAŞIMLARINDA Ag İLAVESİNİN MUKAVEMETE ETKİSİ

Etrenjit Oluşum Koşullarının Üçlü Sistem Performansına Etkisi

Alüminyum Jant Üretiminde Baştan Sona Çözümler

DÜZCE İLİNDE 1999 YILINDAKİ DEPREMLERDE YIKILAN BETONARME BİNALARDA KULLANILAN BETONUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

«Tane İnceltme İşleminin İyileştirilmesi ve Alçak Basınçlı Döküm Sistemiyle AlSi5Mg0.3 Alaşımlı Jant Üretimi»

5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

SUUDİ ARABİSTAN DAMAD BARAJINDA UÇUCU KÜL YERİNE PUZOLANİK MADDE OLARAK TAŞ UNU KULLANIMI VE PROJE EKONOMİSİNE ETKİSİ

UÇUCU KÜL İÇEREN YÜKSEK PERFORMANSLI GÜÇLENDİRME HARCINDA NANO SİLİKATIN ETKİSİ

DEĞİŞİK FAKTÖRLERİN BETON MUKEVEMETİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

a Şekil 1. Kare gözlü elek tipi

ATIK KAĞIT LİFLERİNİN İNŞAAT SIVA MALZEMESİNE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Analitik Kimya. (Metalurji ve Malzeme Mühendisliği)

SINIR TENORUNUN EKONOMİK BAKIR MİKTARI TAHMİN HASTASINA ETKİSİ

ZENON PANEL YAPI TEKNOLOJİSİ SIVA UYGULAMA KILAVUZU

Transkript:

ŞİLE SİLİS KUMU VE ANKARA-BOLU BÖLGESİ BENTONİT KARIŞIMLARININ YAŞ KUM KALIP ÖZELLİKLERİ Dilan BAHÇIVANCI*, Kaan AKDEMİR*, Selman FINDIKLI*, Eren UYANUSTA*, Serdar KADIOĞLU*, Ahmet TURAN*, **, Necip ÜNLÜ*, Bünyamin ERTEK***, Onuralp YÜCEL*, Ercan AÇMA*, Mehmet Niyazi ERUSLU*, **** *İstanbul Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, 34469, Maslak, İstanbul, Türkiye **Yalova Üniversitesi, Yalova Meslek Yüksek Okulu, 77100, Yalova, Türkiye ***Karakaya Bentonit A.Ş, Eskişehir Yolu 9. Km No:266, B Blok, No.53, Tepe Prime, Ankara, Türkiye ****Yalova Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya ve Süreç Mühendisliği Bölümü, 77100, Yalova, Türkiye ÖZET Yaş kum kalıba dökümde kalite, yaş/kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi gibi kalıp özelliklerine bağlı olmaktadır. AFS tane incelik no. 41,09 olan Şile silis kumu, Ankara-Bolu bölgesi bentoniti (%3-12 aralığında) ve su (%2-9 aralığında) ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş kum kalıp özellikleri incelenmiştir. %3, 6, 9, 12 Ankara-Bolu (Ca) bentoniti içerikli kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemetleri %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmış ve daha yüksek nem içeriklerinde ise düşme gözlenmiştir. Hazırlanan kalıp kum karışımlarında bentonit içeriğinin %3 ten %12 ye yükselmesiyle gaz geçirgenliği doğrusal olarak düşüş göstermiştir. Ankara-Bolu (Ca) bentonitleri ile hazırlanan kalıp kum karışımlarında artan bentonit ve nem içeriğinde kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi doğrusal olarak artış göstermiştir. Anahtar kelimeler; yaş/kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi, Ankara-Bolu bölgesi bentoniti ABSTRACT Quality in green-sand mold casting applications depend on some main mold-properties such as green/dry compressive strength, gas permeability, moldability index and shatter index. Green-sand mold properties of the prepared sand mixtures consisted of Ankara-Bolu region bentonite (3-12 %), SiO2 Şile sand with the AFS number 41,09 and water (2-9 %). Green compression strength of moulding sand mixtures having Ankara-Bolu (Ca) bentonite addition in the range of 3 to 12% reached the maximum at the 3 % moisture content, then, decreased with the increasing of moisture content. When the bentonite content increased from 3% to 12% in the studied moulding sand mixtures, the gas permeability exhibited a linear decrease. The moldability index and shatter index of studied moulding sand mixtures having Ankara- Bolu (Ca) bentonite presented a linear increase. Keywords; green/dry compressive strength, gas permeability, moldability index, Ankara-Bolu region bentonite

1.GİRİŞ Yaş kum kalıplama karışımına yapılan her bir ilave malzeme, kum sistemini, dolayısıyla da oluşturulan kum karışım reçetelerini kompleks hale getirmektedir. Dökümhaneler için yapılan en iyi tavsiye, kum karışım reçetelerinin mümkün olduğunca basitleştirilmesi ve tekrarlanabilir özellikte olmasıdır [1]. Yaş kum kalıp reçetesinin oluşturulması, kek yapımına benzemekte, doğru miktar ve zamanda ilave edilmek zorunda olan temel bileşenlerden (Kum- Bentonit-Su) oluşmaktadır. Temel bileşenlerin miktarları, kontrol altında tutulmalı ve arzu edilen sonuçların temini için, nihai ürün standart testlerden geçirilerek değerlendirilmelidir. Bentonitler, döküm sanayiinde, kalıp kumunun hazırlanmasında bağlayıcı olarak önemli bir yere sahiptir. Türkiye deki bentonit yataklarından çıkarılan bentonitlerin dökümcülükte kullanımı sektör açısından önemli bir yer oluşturur. Ankara-Bolu (Ca bentonit) bölgesine ait bentonitlerin döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amacı kapsamında %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir. 2. DENEYSEL ÇALIŞMA Bu çalışmada bütün deneylerde Siltaş A.Ş. ye ait, elek analiz sonucu Şekil 1 de verilen AFS tane incelik numarası 41.09 olan kum kullanılmıştır. XRF analiz sonucu Çizelge 1 de verilen Ankara-Bolu bölgesi bentoniti, temin edildiği şekliyle herhangi bir aktivasyon işlemi yapılmaksızın bağlayıcı olarak kullanılmıştır. %3-12 aralığında bentonit içerecek şekilde hazırlanan döküm kalıp kum karışımları, laboratuvar tipi karıştırıcıda %2-9 aralığında su ilavesi yapılarak hazırlanmıştır. Karışımlar, kapasitesi 4.5 kg olan laboratuvar tipi bir karıştırıcıda TSE 5360 standardında [2] belirtildiği şekli ile hazırlanmıştır. Karıştırma işlemi iki kademede yapılmış olup, ilk kademede kum ve bentonit numunesi miksere boşaltılıp bir dakika kuru karıştırılmış, bentonitin kum içerisinde homojen dağılımı sağlanmıştır. İkinci kademede, homojen hale gelen kum karışımı belirli oranlarda su ilavesi yapılarak 9 dakika karıştırma işlemi uygulanmıştır.hazırlanan karışımlardan AFS standardına göre [3] 50 mm çap ve 50 mm yüksekliğinde kum test numuneleri hazırlanmıştır. Yaş basma ve yaş kesme mukavemetleri George Fisher marka AFS standart mukavemet test cihazı ile ölçülmüştür. Gaz geçirgenlik ölçümleri, George Fischer gaz geçirgenlik cihazında gerçekleştirilmiştir. Kalıplanabilirlik ve shatter indeksleri ölçümünde George Fischer kalıplanabilirlik cihazı ve shatter indeksi tayini cihazı kullanılmıştır. Şekil 1. Hazırlanan kalıp kum karışımlarında kullanılan kumun elek analizi sonucu. Çizelge 1. Ankara-Bolu bölgesi bentonitinin XRF analiz sonuçları. Bentonit SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Ankara-Bolu 51,40 17,00 10,50 4,23 2,46 0,54 1,85

3.BULGULAR Ankara-Bolu (Ca bentonit) bölgesine ait bentonitleri hazırlanan kalıp kum karışımlarının döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amaçlanmış, %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir. 3.1. Yaş Basma ve Kuru Basma Mukavemeti Ankara-Bolu (Ca) bentonitleriyle hazırlanmış olan döküm kalıp kumu karışımlarının yaş basma mukavemeti ve kuru basma mukavemeti özelliklerine ait sonuçlar Şekil 2 ve Şekil 3 de verilmiştir. Yaş basma mukavemeti, kalıbın hazırlanması esnasında ve sıvı metalin döküldüğü anda kalıbın şeklini koruması için gerekli olan mukavemettir [4]. Şekil 2 den görüldüğü gibi, %3, 6, 9, 12 Ca-bentoniti içerikli kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemetleri %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmakta (temper noktası su içeriği) ve daha yüksek nem içeriklerinde ise düşme gözlenmektedir. %3 bentonit ve %3 nem içeriğinde yaş basma mukavemeti 4,91±0,06 psi olup, nem içeriğinin üç katı artması durumda (% 9) yaş basma mukavemet değeri 2,86±0,02 psi değerine düşüş göstermiştir. Nem içeriğindeki artış ile yaş basma mukavemetindeki azalma, kum kalıp içerisinde nem içeriğinin aşırı varlığını ifade etmektedir. Ca-bentoniti ile hazırlanan kalıp kum karışımlarında sabit nem içeriklerinde bentonit miktarının artması durumunda da yaş basma mukavemet değerlerinde artış gözlenmiştir. % 3 nem ve %3 bentonit içeren kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemeti 4,91±0,06 psi dan bentonit içeriğinin dört kat artması durumunda % 12 bentonit içeriğinde yaş basma mukavemeti 14,35±0,30 psi olarak yaklaşık üç kat artış göstermiştir. Amerikan Dökümcüler Birliğince (American Foundrymen s Association) farklı döküm alaşımları için elde edilmiş olan kum test verileri [5] göz önüne alındığında 100 kg üzeri çelik parçalar için AFS tane boyutu 38-62 aralığındaki kalıp kum karışımlarında, % 4-10 kil içeriği ve % 2-4 nem içeriğinin 6,5-7,5 psi yaş basma mukavemet aralığı ile tatmin edici sonuçlar verdiği rapor edilmiştir. Çalışma kapsamında incelenen AFS tane boyutu 41,09 olan kum sisteminde %3 nem ve %6 kil içeriğinde, Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karışımda yaş basma mukavemeti değerinin 6,53±0,12 psi olduğu tespit edilmiştir. Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karşımın Amerikan Dökümcüler Birliğince tanımlanmış olan yaş basma mukavemet aralığı içerisinde olduğu da görülmüştür. Şekil 2. Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun yaş basma mukavemeti-(%) nem değişimi.

Şekil 3. de Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan kalıp kum karışımlarında kuru basma mukavemeti ile (%) nem değişimi bentonit içeriğine bağlı olarak verilmiştir. Artan nem ve bentonit içeriğiyle kuru basma mukavemeti Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan karışımlarda doğrusal olarak artış göstermiştir. %6 bentonit ve %3 nem içeren kalıp kum karışımının kuru basma mukavemeti 17,75±0,43 psi değeri, nem içeriğinin üç katı artarak %9 olması durumunda 29,5±0,80 psi olarak yaklaşık 1,7 kat artış göstermiştir. Benzer şekilde %9 bentonit ve %3 nem içeren kalıp kum karışımında kuru basma mukavemeti 20,5±0,41 psi olup nem içeriğinin üç katı artması durumunda 2,5 kat artış ile 51,25±1,08 psi değerine ulaşmıştır. Nem içeriğindeki artış ile kuru basma mukavemetindeki benzer artış, Aweda ve arkadaşlarınca [6], Sunday ve arkadaşları [7] ve Ayoola ve arkadaşlarınca [8] rapor edilmiştir. Nem içeriğinin artışa paralel olarak kuru basma mukavemetindeki artış, kalıp kum karışımlarının daha yüksek oranda nem absorblayabileceğini göstermiştir. Şekil 3. Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun kuru basma mukavemeti-(%) nem değişimi. 3.2. Gaz Geçirgenliği Hazırlanmış olan kalıp kum karışımlarına ait gaz geçirgenliği değişimleri, nem içeriğine bağlı olarak Şekil 4 de verilmiştir. Gaz geçirgenliği kalıp kum karışımının hava, gaz veya buharın geçişine imkan verme özelliğidir [4]. Karışımlarda bentonit içeriğinin %3 ten %12 ye yükselmesiyle gaz geçirgenliği doğrusal olarak düşüş göstermiştir. %3 Ca-bentoniti ve %2 nem içeren kum karışımında gaz geçirgenliği 215 cm 3 /dk olup bentonit içeriğinin üç katı artması durumunda 3,5 kat azalarak 60 cm 3 /dk değerine düşme göstermiştir. %3, 6, 9 ve 12 Ca-bentonit içerikli kum karışımların %3 nem içermeleri durumunda yaklaşık 200-300 cm 3 /dk aralığındaki gaz geçirgenlik değerleri, %9 nem içeriğinde 120-220 cm 3 /dk aralığına düşmüştür. Yapılan gaz geçirgenlik testleri, kum tanelerinin kil partiküllerince tamamen kaplanmış olmaları durumunda, geçirgenlik değerlerinde bir maksimum değere ulaşıldığını göstermektedir. %3 nem içeriğinden itibaren yaş kumdaki absorbsiyon yüzdesinin artışı ile kum taneleri üzerindeki kaplı hidrate kil filmleri kalınlaşmaktadır. Kum numunesinin sıkıştırılması durumunda kum taneleri arasındaki mevcut boşluk hacmi azalmaktadır. Bu da geçirgen kanalların hacmini azaltarak, yaş kum numunelerin test edilen geçirgenliğini azaltmaktadır.

Şekil 4. Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun gaz geçirgenliği- (%) nem değişimi. Amerikan Dökümcüler Birliğince (American Foundrymen s Association) [5] 100 kg üzeri çelik parçalar için AFS tane boyutu 38-62 aralığındaki kalıp kum karışımlarında, %4-10 kil içeriği ve %2-4 nem içeriğinde kabul edilebilir gaz geçirgenlik aralığı 130-300 cm 3 /dk. olarak verilmiştir. Hazırlanan kalıp kum karışımlarında %3 nem ve %6 kil içeriğinde, Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karışımda gaz geçirgenlik değeri 288 cm 3 /dk. olduğu tespit edilmiştir. Ankara- Bolu (Ca) bentonitli karşımın Amerikan Dökümcüler Birliğince [5] tanımlanmış olan gaz geçirgenlik aralığı içerisinde olduğu görülmüştür. 3.3. Shatter İndeksi Shatter testi, yaş kum kalıpların sıyrılma yeteneğinin belirlenmesinde kullanılmaktadır. Pek çok yaş kum karışımlarının shatter indeksi 40 ile 100 arasındadır [9]. Shatter indeksinin pratik uygulamalrdaki istenen tatmin edici aralığı 70-80 olarak literatürde verilmiştir [10]. Ankara- Bolu (Ca) bentonitleri ile hazırlanan kalıp kum karışımlarının artan nem içeriğine bağlı olarak shatter indeksi değişimleri Şekil 5 te verilmiştir. Artan bentonit ve nem içeriğinde karışımlarda shatter indeksi doğrusal olarak artış göstermiştir. Ankara-Bolu (Ca) bentonitli kalıp kum karışımlarında bentonit içeriğinin %3 ve nem içeriğinin %3 olması durumunda shatter indeksi 31,56±1,53 değeri, bentonit içeriğinin dört kat (%12) arttığı durumda yaklaşık 2,5 kat artış göstererek 74,19±2,45 shatter indeks değerine ulaşmıştır. Nem içeriğinin üç katı artması durumunda shatter indeksi de 1,5 kat artarak 43,86±0,06 değerine çıkmıştır. Nem içeriği ile shatter indeksindeki artış, bentonitin su ile aktive edilmesine ve kalıbın parçalanmasına karşı tokluk kazanımına neden olmaktadır [6]. 3.4. Kalıplanabilirlik İndeksi Yüksek hızlı kalıplama makinalarında kalıp kum karışımının performansını etkileyen faktörler; kumun kalıplanabilirlik indeksi, kum ve modelin birbirlerinden ayrılması işlemi ve kalıpta herhangi bir hasar olmaksızın dövülebilme yeteneğidir. Kum karışımının kalıplanabilirlik indeksi, minimum boşluklu bir kalıp yüzeyi meydana getirme ve kolayca dövülebilme yeteneğinin göstergesidir [11] ve kalıp kum karışımının kalıp haline dövülmesi sırasında modelin şeklini almadaki davranışının belirleyen özelliktir. Artan nem ve bentonit içeriğine bağlı olarak tespit edilmiş olan kalıplanabilirlik indeksi değişimleri Şekil 6 da verilmiştir.

Şekil 5. Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun shatter indeksi-(%) nem değişimi Hazırlanan karışımlarda artan bentonit içeriğiyle kalıplanabilirlik indeksi değerleri doğrusal olarak artış göstermiştir. Nem içeriğinin artışına paralel olarak kalıplanabilirlik indeksi değerlerinde düşüş gözlenmiştir. %6 ve %9 nem içerikli Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karışımların kalıplanabilirlik indeksi değerleri 20 ve altında kalmıştır. 60 ın altındaki kalıplanabilirlik indeksi durumunda kum, kullanım zorlukları çıkartacak, ayırma yüzeyinde aşırı boşluklar gözlenebilecek ve kalıp boşluğunun düşey duvarları yetersiz bir şekilde kompaktlanacaktır [11]. Dolayısıyla %6 ve %9 nem içerikli kalıp kum karışımlarının, boşluksuz ve sağlam bir kalıp yüzeyi oluşturan kum karışımı olmadığı görülmüştür. %3 nem ve %9 bentonit içeren (Ankara-Bolu Ca-bentoniti) kalıp kum karışımında kalıplanabilirlik indeksi 71 olarak belirlenmiştir. Literatürde [11] 78-90 kalıplanabilirlik indeksi aralığı; boşluksuz ve sağlam bir kalıp yüzeyi oluşturan kum karışımı olarak tanımlanmıştır. Böylece %3 nem ve %9 bentonit (Ankara-Bolu Ca-bentoniti) içeren karışımların kalıplanabilirlik özelliğinin yeterli olmadığı ifade edilebilir. Şekil 6. Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun kalıplanabilirlik indeksi-(%) nem değişimi.

4. SONUÇLAR Ankara-Bolu bölgesine ait bentonitlerin döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amacıyla %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir. %3, 6, 9, 12 Ca-bentoniti içerikli kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemetleri %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmakta (temper noktası su içeriği) ve daha yüksek nem içeriklerinde ise düşme gözlenmiştir. Sabit nem içeriklerinde bentonit miktarının artması durumunda, yaş basma mukavemet değerlerinde artış gözlenmiştir. Artan nem ve bentonit içeriğiyle kuru basma mukavemeti, hazırlanan karışımlarda doğrusal olarak artış göstermiştir. Bentonit içeriğinin %3 ten %12 ye yükselmesiyle, gaz geçirgenliği doğrusal olarak düşüş göstermiştir. Artan bentonit ve nem içeriğinde; kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi doğrusal olarak artış göstermiştir. 100 kg üzeri çelik parçaların kum kalıba dökümü esnasında, hazırlanan kalıp kum karışımları içerisinde optimum kalıp özelliklerini sadece kuru basma mukavemetinin artırılması için mısır unu veya dekstrin ilavesinin gerekli olduğu, dolayısıyla ekonomik olarak karşımıza çıkan kalıp kum karışımının %3 nem - %12 Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karışım olduğu tespit edilmiştir. TEŞEKKÜR Laboratuvar çalışmalarımızda kullanmış olduğumuz kalıp kumu ve bentonit temininde desteklerini esirgemeyen KARAKAYA BENTONİT A.Ş. ye ve malzemelerin İ.T.Ü. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Katılaşma Laboratuvarına nakliyesinde vermiş olduğu destekten ötürü İTÜ REKTÖRLÜĞÜ ne teşekkürü bir borç biliriz. KAYNAKÇA 1) D. F. Hoyt., If It's Black, Why Do They Call It Green Sand? AFS Transactions, 100, s.353, 1995. 2) TSE 5360, Döküm Bentoniti, ICS 73.080, 1996. 3) AFS Mold and Test Handbook, 2nd Edition, İ.T.Ü. Kütüphanesi, AFS Inc., des Plaines, Illinois 60016-2277, 1989. 4) E. N. Çavuşoğlu, Döküm Teknolojisi, İTÜ Matbaası, İstanbul, 1981. 5) Foseco, The Foseco Foundryman s Handbook, 9th Edition, s.70, 1986. 6) J. O. Aweda, Y. A. Jimoh., Assessment of Properties of Natural Moulding Sands in Illorin and Ilesha, Nigeria, USEP:Journal of Research Information in Civil Engineering, 6, s.68, 2009. 7) M. S. Abolarin., S. A. Lawal., A. A. Salawu., Effect of Moisture Content on the Molding Properties of River Niger Sand Using Tudun-Wada Clay as a Binder, AU J.T., Technical Report, 13, s.170, 2010. 8) W. A. Ayoola., A. Oyetunji., S. O. Adeosun., O. I. Sekunowo., M. O. Bodude., Investigation of Foundry Properties of Oshogbo and Saki Silica Sand Deposits, Daffodil International University Journal of Science and Technology, 8, s.11, 2013. 9) J. Outhwaite., Recent Trends in Greensand Practice, British Foundryman, 60, s.143, 1967. 10) S. Gao., D. Shi., L. Wang., Orthogonal Experiments for Effect Of Components On Performance Parameters of Green Sand for High Density Moulding, s.535, 2012. 11) A. L. Graham., H. W. Dietert., T. H. Hanna., R. T. Dakswicz., Moldability Testing and Control, AFS Transactions, 71, s.394, 1963.