Döküm Tekniği - 2024 Ders Notları PDF

2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ  Döküm yöntemleri genellikle kalıplamada kullanılan malzeme ve ergimiş metalin kalıp içerisine gönderilmesine göre sınıflandırılabilir:  Kum kalıba döküm  Kokil kalıba döküm  Basınçlı (Püskürtme) döküm  Hassas döküm  Savurma döküm  Alçı kalıba döküm  Ser...

2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ  Döküm yöntemleri genellikle kalıplamada kullanılan malzeme ve ergimiş metalin kalıp içerisine gönderilmesine göre sınıflandırılabilir:  Kum kalıba döküm  Kokil kalıba döküm  Basınçlı (Püskürtme) döküm  Hassas döküm  Savurma döküm  Alçı kalıba döküm  Seramik kalıba döküm  Dolu kalıba döküm  Diğer kalıplama yöntemleri 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ  Döküm işlemleri 5 ana kademede gerçekleştirilir: 1) Model Yapımı 2) Maça Yapımı 5) Temizleme işleminden sonra parça 3) Kalıp Yapımı 4) Ergitme ve Döküm 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı  Model, bozulabilen kalıplalarla döküm yapılan (örneğin kum kalıplar) yöntemlerde dökülecek şeklin ağaç, metal veya uygun bir malzemeden hazırlanmış, dökümden sonraki soğuma esnasında meydana gelen büzülme, işleme toleransları ve kalıptan çıkarma gibi hususlar hesaba katılarak ölçüleri değiştirilmiş, parçanın şekli ile aynı 3 boyutlu kopyasıdır.  Model malzemesinden beklenen özellikler: Kolay şekil verilebilmeli veya işlenebilmelidir. Aşınma ve korozyona karşı dirençli olmalıdır. Kimyasal reaksiyonlara girmemelidir. Yük altında boyutsal toleranslarını koruyabilmesi için yeterli mukavemete sahip olmalıdır. Nem ve sıcaklıktan kolay bir şekilde etkilenmemelidir. Kolay ve ekonomik bir şekilde elde edilebilmelidir (ulaşılabilmelidir). 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı  Model malzemeleri: Ağaç  İşleme kolaylığı nedeniyle en yaygın kullanılan malzemedir, ancak çabuk deforme olabilir. Bu nedenle sert ve nem emme kabiliyeti düşük, az gözenekli ağaçlar (özellikle gürgen ve çam) seçilir.  Genel özellikleri:  Düşük ağırlık  Düşük Maliyet  Kolay temin edilebilme  Ancak nem emer ve bu nedenle boyut toleransını koruyamaz.  Düşük ömür Model Ürün  Az sayıdaki ve çok büyük parçaların dökümü için idealdir. 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı  Model malzemeleri: Metal  Yüksek mukavemetin arandığı, ince kısımları olan parçaların ve seri imal edilecek parçaların modelleri metalden yapılır.  Metal modeller daha pahalı, ancak daha uzun ömürlüdür.  Özellikle işleme kabiliyeti iyi olan ve sıcaklık değişimlerinde büzülmesi az olan dökme demir, pirinç, bronz, kurşun-kalay alaşımları ve alüminyum kullanılır.  Genel özellikleri:  Seri imalata uygundur  İmalatı çok pahalıdır  Çok hassas toleranslarda yüzeylere sahip döküm elde edilebilir.  Mukavemeti yüksektir, Uzun ömürlüdür Metal model 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı  Model malzemeleri: Plastik  Ahşap ve metal arasında özelliklere sahiptirler.  Plastik enjeksiyon veya talaşlı imalatla kolay bir şekilde üretilebildiği ve orta düzeydeki mukavemeti nedeniyle tercih sebebidir.  Genel özellikleri:  Düşük ağırlık  Kolay şekil alabilme  Nem emmez  İyi korozyon direnci Plastik model Alçı  Kolay imal edilebildikleri için kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır.  Ancak düşük mukavemetleri ve yüksek nem emme kabiliyetleri nedeniyle kullanım alanları sınırlıdır.  Özellikle içlerine metal teller konarak mukavemeti arttırılmış olarak kullanılmaktadır. 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı  Model malzemeleri: Polistiren (Strafor)  Tek parçalık kullanıma sahip polimer malzemedir.  Kalıplama işleminden sonra kalıp içerisinden çıkarılamayacak parçaların modellenmesinde kullanılır.  Döküm işlemi sırasında ergimiş metalle temas edince gaz haline geçerek kalıbı terk eder ve kapladığı alanı sıcak metal doldurur. Polistiren modelin kullanımı (şematik) 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Modellerin boyanarak kodlanmasına bir örnek 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model Çeşitleri  Modeller; serbest modeller, levhalı modeller ve altlıklı modeller olmak üzere üç tiptir.  Serbest modeller yalnızca dökülecek parçanın şekline sahip olan, genellikle ağaçtan imal edilen modellerdir. Bu tip modeller yolluklu veya yolluksuz olabilirler. Az sayıda parça dökümünde kullanılırlar. parça Serbest model Çift taraflı levhalı model Tek taraflı levhalı model 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Altlıklı tip modeller Model Çeşitleri Modellerin ayırma yüzeyleri düzgün olmadığı durumlarda, modele düz bir  Levhalı modeller küçük altlık ilave edilerek altlıklı tip modeller parçaların seri imalatında elde edilir. kullanılır.  Model ağaç ise levhalar da ağaçtan, metal ise metalden yapılırlar. Çift taraflı levhalı model Tek taraflı levhalı Altlıklı model (Altlık malzemesi ağaç ya da alçıdır) model 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model İmalatında Göz Önüne Alınacak Konular:  Döküm yoluyla üretilen parçaların boyutlarının dökümden sonra istediğimiz değerde olabilmesi için modeller, bazı metalürjik ve mekanik nedenlerle hiçbir zaman üretilecek parça ile aynı boyutlarda yapılmazlar. a) İşleme Payı  Dökümden sonra elde edilen yüzeylerin istenen yüzey kalitesinde olmaması nedeniyle parçaların yüzeyinde bırakılan talaş kaldırma payıdır.  İşleme payı modelin alt dereceye gelen kısımlarında daha az, üst dereceye gelen kısımlarında ise daha fazla bırakılır (Ör: Parçanın üst kısımlarında cüruf birikebilir). Dökülmüş hali İşlenmiş hali İşlenmiş Yüzey Orijinal Yüzey İstenilen yüzey pürüzlülüğünü sağlamak için bırakılmış işleme payı 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model İmalatında Göz Önüne Alınacak Konular: a) İşleme Payı İşleme payı dökülecek malzemeye, parça ebadına ve parçanın talaş kaldırılacak yüzeyine bağlıdır. İşleme payının üst kısımlarda daha fazla bırakılmasının nedeni düşük yoğunluğu nedeni ile sıvı metalin üst yüzeyinde biriken cüruflardır. Cüruf miktarı parça boyutlarına bağlı olarak değiştiği unutulmamalıdır. Bazı malzemelerde parça boyutlarına göre seçilmesi gereken işleme payları 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model İmalatında Göz Önüne Alınacak Konular: b) Çekme Payı  Döküm sırasında katılaşan metallerin kendini çekmeleri nedeniyle modelin ölçüleri dökülecek parçanın ölçülerinden bir miktar büyük yapılır.  Çekme miktarları malzemenin cinsine göre değişmektedir: c) Çarpılma Payı  Geniş ve yassı levhalar, kubbeler gibi dökümlerde düzgün bir model kullanılması durumunda üretilen parçalarda çarpılmalar olabilmektedir.  Bu nedenle modellerin uygun bir çarpıklıkta hazırlanması, istenilen şeklin elde edilmesini sağlar (Model, çarpılmanın olacağı yönün tersine doğru şekillendirilir). 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model İmalatında Göz Önüne Alınacak Konular: c) Çarpılma Payı Dökümde eksenel çarpılma Kaynaktan sonra Kaynaktan önce Kaynakta eksenel çarpılma 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.1. Model Yapımı Model İmalatında Göz Önüne Alınacak Konular: d) Modelin Kalıptan Sıyrılması (Çıkarılması)  Özellikle kum kalıplamada, kalıba sıkışmış olan modelin kalıptan çıkarılması esnasında kalıbın köşe kısımlarına zarar verilir.  Kenarları dik modelin kalıptan sıyrılması zordur. Bu nedenle, modelin kalıptan o çıkarılmasını kolaylaştırmak için modele 1-2 ‘lik bir açı veya 1/40-1/60 oranında eğim verilir.  Bazı durumlarda modele koniklik vermek modelin kalıptan çıkarılması (kolay sıyrılması) için yetmeyebilir. Böyle durumlarda model en az 2 parçaya ayrılarak imal edilir. Modele açı Konik ve parçalı verilmesi (1-2o veya modellerin 1/40-1/60 oranında eğim) kalıptan sıyrılması 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali  Maçalar, kalıp boşluklarına yerleştirilen ve kapladıkları kısımların döküm işleminden sonra boş (boşluk) olarak çıkmasını sağlayan şekillerdir.  Döküm sırasında ergimiş metal ile doğrudan temas ettikleri için aşınmaya, kırılmaya ve ani sıcaklık değişimine dayanıklı olmalıdırlar.  Maçalar, metal, seramik ve çoğunlukla da kumdan yapılırlar. (a) Maça, kalıp boşluğunda maça destekleriyle tutulur, (b) maça tutucu, (c) içi boş olarak çıkan döküm parça 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali  Kum esaslı maçalar kuru veya yaş olarak kullanılabilirler. Yaş maçalar, genel olarak kuru maçalardan daha çok sıkıştırılırlar. Bu nedenle gaz geçirme kabiliyetlerinin azalmaması için kumun zayıf olması gerekir.  Kuru maçalarda bağlanma ve gaz geçirme kabiliyetini arttırmak için içlerine kuru ot, saman, ağaç talaşı, kok gibi katkılar ilave edilir. Çeşitli maça örnekleri 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların Özellikleri  Tüm maçalardan beklenen en önemli özellik dökümden sonra dökülen parçadan kolay bir şekilde çıkarılabilmesidir. Bu nedenle en yaygın kullanılan maça malzemesi kumdur. Bu nedenle özellikle kum esaslı maçalardan aşağıdaki özellikler beklenir:  Hazırlanma ve döküm kademelerinde şekillerini koruyabilmelidirler.  Sıvı metal ile temas ettiğinde reaksiyona girerek döküm içerisinde kalacak gazları oluşturmamalıdırlar.  Döküm esnasında oluşan gazların çıkması için yeterli gaz geçirgenliğine sahip olmalıdırlar.  Ani sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklı olmalıdırlar.  Döküm işleminden sonra düzgün bir yüzey oluşmasını sağlamalıdırlar.  Maçalardan beklenen özelliklere pişirme sıcaklığı ve süresi ile içerdiği elemanlar etki etmektedir.  Pişirme süresinin az olması maça mukavemeti düşürürken, çok fazla olması ise maçaların gevrek ve kırılgan olmasına neden olur. 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Maçaların imali maça sandığı ya da çevirme şablonu ile yapılmaktadır.  Maça sandığı ile maça yapımında, içinde maçanın dış şekline sahip bir boşluk bulunan sandıklardan faydalanılır.  Maça sandığı iki ya da çok parçalı olabilir.  Parçalar birbirlerine pimlerle geçirilir ve birleştirilirler.  Sandık içine maça malzemesi konur ve sıkıştırılır.  Maçanın mukavemetini arttırmak için içine tel parçaları koyulur. Maça sandığı 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Dönel şekilli büyük maçalar genellikle çevirme şablonu ile üretilirler.  Bu geometrideki maçaların imali için maça tornaları ve üzeri delikli gaz boruları kullanılır.  Gaz borusu, şablon mili görevi görür ve aynı zamanda gazların dışarı çıkmasını sağlar.  Borunun üzerine maçaya elastikiyet vermesi için saman veya ağaç talaşından yapılmış halat sarılır. Bunun üzerine de balçık sıvanarak şablonlanır. Şablonla maça imali 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Sandıkla maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır: a) Doldurma Makinaları  Küçük ve orta boyutlu maçaların imalinde kullanılır.  Maça kumu huniden gövde içine dökülür. Vida ile sıkıştırılarak değiştirilebilen kovandan dışarı çıkar.  Vida ucundaki pim maça içinde gaz deliği meydana getirir. Doldurma makinası 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Sandıkla maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır: b) Sürme Makinaları  Maça kumu kovana doldurulur ve kılavuzlu piston ile sıkıştırılır.  Üst yüzey kapak ile sıyrılarak düzlenir, şişlenir ve içine maça demiri konur. Sürme makinası 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Sandıkla maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır: c) Pres Makinaları  Maçanın dış şekline sahip dikey sandıklara üstten basınçlı hava ile maça kumu doldurulur ve presle yanlardan sıkıştırılır. Küçük boyutlu maçaların imalinde kullanılır. Pres makinası 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Sandıkla maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır: d) Sarsma Makinaları  Uzun maça sandıklarını bağlamaya yarayan vidalı, basınçlı ve hava pistonlu bir bağlama tertibatı ve maça kumu tanelerinin sandıkta kenetlenmesini sağlayan bir sarsıcıdan meydana gelir. Maça sandığı Sarsma makinası 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların İmali  Sandıkla maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır: e) Üfleme Makinaları  Maça kumu, basınçlı bir hava ile karıştırılarak bir enjektör memesinin ağzından maça sandığına üflenir.  Küçük ve orta büyüklükte maçaların üretimi için elverişlidir. Üfleme makinası 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların Pişirilmesi  Bağlayıcıların maçalara mukavemet kazandırması ancak maçaların pişirilmesiyle gerçekleşir.  Maçalar doğrudan sıvı metal ile (yüksek sıcaklık ve basınç) temas halinde oldukları için daha yüksek mukavemete ihtiyaç duyarlar.  Bu mukavemet kazandırma işlemi maçalar pişirilerek elde edilir. Pişirme işlemi iki kademede gerçekleşir:  Suyun giderilmesi: 110oC ısıtılarak  Pişirme: 150-250oC arasında 2-6 saat arasında  Pişirme işlemi ile organik ve inorganik bağlayıcılar oksitlenerek katılaşır ve kum tanelerini birbirlerine bağlarlar.  Maçalar az pişirilirse döküm sırasında gaz oluşumu devam eder, fazla pişirilirse gevrekleşip kırılırlar. 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.2. Maça İmali Maçaların Yerleştirilmesi ve Dökümden sonra Çıkarılması  Maçalar kalıp boşluğuna sıvı metalin etkisi ile yüzmeyecek şekilde yerleştirilmelidir. Bu nedenle oturma yerlerinde metal parçacıklarla destekleme yapılır. Bunlara maça pimi/desteği denir.  Maçaların dökümden sonra çıkarılmasında, kalıp kumuna karışmamasına dikkat edilmelidir. Çünkü kalıp kumuna karışan maça kumu, bu kumun tane büyüklüğünü değiştirir. 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama  Modeller ve maçalar kullanılarak çeşitli ortamlarda (kum, metal) kalıp adı verilen ve içerisine döküm yapılan boşlukların oluşturulmasına kalıplama denir.  Kalıplamada kullanılan başlıca elemanlar: model, çıkıcı, besleyici ve yolluklardır. Model 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Yolluklar  Ergimiş metalin kalıp boşluğuna akışını kontrol ederek kalıp boşluğunu tamamen doldurmasını sağlayan yatay ve düşey kanallara yolluk denir.  Yatay yolluklar kalıbı bozmadan sakin bir şekilde ergimiş metalin kalıbı doldurmasını sağlarlar. Bunun yanında, pislik tutucu vasıtasıyla pislik ve cürufların kalıba girmesini engeller.  Yatay yolluklar doğrudan kalıp boşluğuna açılırlar.  Düşey yolluğun yüksekliği arttıkça dışarıdan hava emilmesini engellemek için yolluk kesiti giderek daralacak şekilde tasarlanır. Bir yolluk sistemi 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Yolluklar  Yolluklar testere ve merdiven biçimlerinde olabilir.  Testere yolluklar küçük parçaların aynı anda dökülebilmesi için kullanılır.  Merdiven yolluklar kalıbın çabuk doldurulması istenen durumlarda kullanılır. Testere yolluk Merdiven yolluk 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Çıkıcı ve Besleyiciler  Katılaşma sırasında dökülen parçada meydana gelen hacimsel azalmaları karşılamak için döküm esnasında içerisine sıvı metalin dolduğu kalıp içerisindeki boşluklardır.  Atmosfere açık ise çıkıcı, kapalı ise besleyici adını alırlar.  Metalin kalıp içinde katılaşması sırasında oluşacak büzülme boşluklarının çıkıcı ve besleyicilerde meydana gelmesi sağlanır.  Katılaşma işleminden sonra çıkıcı ve besleyiciler kesilir. Çıkıcı ve besleyiciler 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Çıkıcı ve Besleyiciler  Çıkıcı ve besleyicilerin görevlerini tam olarak yapabilmeleri için atmosfer basıncı altında olmaları gerekir. Bunun sağlanabilmesi için Örtüsüz Yalıtkan Örtü Egzotermik Örtü besleyicilerde maça kalemi Çıkıcıda kabuk oluşması ve bunu engellemek amacıyla kullanılır. kullanılan örtüler  Atmosfere açık olan çıkıcıların üst yüzeylerinde oluşacak bir kabuk tabakaya engel olabilmek ve içindeki metali sıvı halde tutmak için yalıtkan veya egzotermik örtüler kullanılır. Besleyiciler için besleyici gömlek adı verilen ve egzotermik tozlardan yapılmış gömlekler kullanılır. Maça kalemlerinin kullanılışı 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Soğutucu Levhalar ve İç Soğutucular  Soğutucu levhalar, kalıp içinde katılaşmayı yönlendirerek çekme boşluklarının oluşmasını engellemek için kullanılan çelik ve dökme demir gibi metallerden hazırlanan parçalardır. Soğutucu plakalar ve yalıtkanların kullanılması 2.4. DÖKÜM YÖNTEMLERİ 2.4.3. Kalıplama Akıcılık  Metal ve alaşımların yolluk sisteminden akarak, kalıbı kusursuz olarak doldurma özelliği akıcılık olarak adlandırılır.  Kalıp içine doldurulan sıvı metalin akıcılığı, malzeme, parça, kalıp ve döküm uygulaması ile ilgili çok sayıda birçok parametreden etkilenir.  Malzemelerin akıcılık özelliğinin belirlendiği en pratik deney döküm spirali deneyidir.  Bu deneyde sıvı metalin ilerlediği uzunluk eriyiğin döküm kabiliyetinin bir ölçüsü olarak kullanılır. Döküm spirali deneyi şematik gösterimi