1

DÖKÜM

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

2

GİRİŞ

• Metal dökümü, arzu edilen şekillerielde etmek amacıyla metalleri ergiterekkalıp adı verilen boşluklara dökerekkatılaştırma işlemidir.

• Parçanın şeklini kalıbın şekli tayineder.

• Döküm yöntemi yarı mamül vemamül parçaların üretiminde kullanılır.

• Döküm metallerin kullanılabilir haledönüştürülmesinin çeşitlikademelerinde yer alabilir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

3

Cevherden elde edilen metal ve alaşımların ingot adı verilenbloklar halinde dökülmesi, çok girintili çıkıntılı parçaların tek

işlemle kullanılabilir hale getirilmesi gibi işlemlerde dökümdenfaydalanılır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

4

Döküm yönteminin üstünlükleri

•İçten ve dıştan çok karışık şekilli parçalar dökülebilir.

Böylece, bazı imal usulleri azaltılabilir veya tamamen

kaldırılabilir.

•Bazı metaller metalurjik tabiatlarından dolayı sıcak

işleme tabi tutulamayıp sadece dökülebilir.

•Yapı basitleştirilebilir.

•Parçalar tek bir dökümle imal edilebildiği halde, diğer

usullerde bazı parçaların birleştirilmesi gerekir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

5

•Çok sayıda ve hızlı üretim yapılabilir.

•Diğer usullerle yapımı zor ve ekonomik bakımdan uygun

olmayan büyük ve ağır parçalar dökülebilir.

•Ekonomik yönden üstündür.

•Dökme metallerde bazı mühendislik özellikler daha iyi

elde edilebilir;

– Dökme demirde işlenebilme ve titreşim sönümleme

yüksektir.

– Aşınmaya daha iyi özellikler elde edilebilir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

6

Döküm Yöntemleri

Döküm, kalıp için kullanılan malzeme ve ergimiş metalin kalıpiçerisine sevkedilme şekline göre sınıflandırılabilir;

•Kum kalıba döküm•Kokil (kalıcı veya Metal) kalıba döküm

•Basınçlı döküm•Hassas döküm•Santrifüj döküm•Alçı kalıba döküm

•Seramik kalıba döküm•Dolu kalıba döküm

•Diğer kalıplama usulleri

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

7

I - KUM KALIBA DÖKÜM

• Kum kalıplara yapılan ve en çok kullanılan döküm usulüdür.• Kum kalıp ile yapılan döküm iki şekilde uygulanır;

a. Çıkarılabilen modelb. Bozulabilir model

• Bozulabilir model yöntemi çok yaygın değildir.• Çıkarılabilen model yöntemi çok yaygın olarak kullanılır.• Kum kalıba döküm denildiği zaman çıkarılabilen modelyöntemi anlaşılmalıdır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

8

•Bozulabilir model kullanılan teknikte modellerbozulabilen maddelerden (Polystrien) yapılırlar ve kumiçerisinde bırakılırlar. Maden kalıba dökülünce modelsıcaklığın etkisi ile buharlaşır ve oluşan boşluğu madendoldurur.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

9

Kum kalıba döküm işlemini iyi anlayabilmek için bir kalıbınnasıl hazırlandığını bilmek ve iyi bir döküm için hangietkenlerin önemli olduğunu bilmek gerekir. Bu etkenler;

1- Kalıplama işlemi2- Model3- Kum4- Maçalar5- Mekanik teçhizat6- Metaller

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

10

1. Kalıplama İşlemi

•Kalıplama işlemi kalıp kumu kullanılarak yapılır. Sıkıştırılankumun içinde modelin boşluğu meydana getirilir.•Ergitilen maden veya alaşım kalıp boşluğuna dökülerekkatılaşmaya bırakılır.•Katılaşan parça kalıptan çıkarılır. Çapak, yolluk, çıkıcı,besleyici gibi fazla kısımları kesilerek temizleme işlemi yapılır.

Kalıplamada parçalı model kullanılabilir.Genellikle iki parçalı model kullanılır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

11

Modelin bir parçası şekilde görüldüğü üzere kalıplama tahtasıüzerine konan alt derece içine ters olarak yerleştirilir. Modelinyüzeyine yüzey ayırıcı toz dökülür.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

12

Model etrafındaki kum kütlesi 25mmkalınlıkta oluncaya kadar dikkatlicesıkıştırılır.Kum doldurma ve dolgu kumu sıkıştırmaişlemi aşamalı olarak yapılır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

13

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

14

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

15

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

16

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

17

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

18

Yolluk SistemiErgiyik madenin kalıp boşluğuna gidişini sağlayankanalların toplamına yolluk sistemi denir.Yolluk sistemi dökülen parçanın biçim ve boyutları ilealaşımına göre çeşitli şekillerde olurlar.Potadan dökülen ergiyik maden yolluk sistemini meydanagetiren düşey ve yatay kanallardan geçerek kalıpboşluğunu doldurur.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

19

Çıkıcı ve BesleyicilerÇıkıcılar: Döküm sırasında kalıp gazlarının kalıptançıkmasını sağlamak için açılan kanallara çıkıcı denir.

Kalıp sıvı madenle dolarken kalıp gazları giderek küçülenkalıp boşluğuna sıkışırlar. Kalıp içinde bir basınçmeydana getirirler. Bu gazlar çeşitli döküm hatalarınasebep olabilir.Çıkıcılar kalıp gazlarını boşaltma görevi yanında sıvımadenin yükselişi ve kalıbın doluşunu gözlemeye yarar.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

20

Besleyiciler:•Kalıba dökülen sıvı maden vealaşımlar soğuyup katılaşırkenhacimleri küçülür. Bununsonucu olarak çöküntü adıverilen boşluklar meydana gelir.•Çöküntüler hatalı dökümleresebep olurlar.•Çöküntüsüz döküm parça eldeetmek için kalıbın uygunyerlerine besleyici adı verilenergiyik maden kütleleri bağlanır.•Besleyiciler çöküntüyü parçadışına çıkarırlar, çöküntübesleyicide oluşur.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

21

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

22

Kum dökümde kalıplama yöntemleri

A-Yaş Kum Kalıplama: En çok kullanılan yöntemdir. %5-10civarında rutubet ihtiva eder. Kalıplama küçük parçalar içintezgah üzerinde, iri parçalar için yerde kum havuzlarındayapılır.

Üstünlükleri•Kalıp malzemesi ucuz ve tazelenerek defalarca ekonomikşekilde kullanılabilir.•Basittir ve gerektiğinde mekanizasyon da uygulanabilir.•Değişik metallerin dökümüne elverişlidir.

Sınırlamaları•Karmaşık biçimli ve iri parçaların dökümünde kalıpmalzemesinin dayanımı yetersiz kalır.•Kalıp taşıma sırasında bozulabilir.•Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi iyi değildir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

23

B-Kuru Kum Kalıplama: Hazırlanan yaş kalıp kurutmaodalarında 150-3500C sıcaklıklar arasında veya sıcak havagöndermek suretiyle kurutularak kuru kalıp elde edilir.Kuru kalıp ile yapılan döküme kuru döküm adı verilir.Kalıp yüzeyleri grafit, odun kömürü tozu, kil ve sudan oluşanbir bulamaç ile fırça veya püskürtme yoluyla boyanır. Kurutmaişlemi boyamadan önce veya sonra yapılabilir.

C-Cidarları Kurutulmuş Kalıp: Kum yüzeyinin (5-20 mmarasında bir kum kalınlığı) bir üfleç yardımıyla kurutulması ileelde edilir. Kalıp içerisinde mevcut rutubetin yüzeye çıkmasınaolanak vermeden döküm işleminin bitirilmesi istenendurumlarda kullanılır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

24

D- Toprak (Balçık) Kalıplama : Bu tür kalıplamayönteminde kalıba şekil verme amaca uygun şablonlarlayapılır. Örneğin büyük silindirler gibi dönel simetriyesahip ağır parçaların kalıplanmasında uygulanır.Böyle büyük parçalarda tuğla, tahta veya değişikmalzemelerle hazırlanan yapı üzerine kum, kil, su ve katkımaddelerinden hazırlanmış harç sıvanarak şablonla şekilverilir; daha sonra kalıp sıcak hava veya üfleç yardımıylakurutulur.E- Çimentolu Kalıplama : Bu yöntemin kum kalıplamayagöre farkı yoktur. Kalıp kumu içerisine %8-12 çimentoilave edilir. Model kalıptan çıkarılmadan öncesertleşmelidir. Tam bir sertlik için yaklaşık 3 güngereklidir. Büyük parçaların dökümünde, mukavemeti,yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti yüksek kalıplar eldeedilir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

25

F- CO2 Yöntemi ile Kalıplama : Bu yöntemde kalıp vemaça kumlarına % 1,5-6 cam suyu (sodyum silikat)karıştırılır ve kalıba şekil verildikten sonra kısa bir süreCO2 gazı geçirilir. Kimyasal reaksiyon gereği cam suyusilikajel’e dönüşerek kalıbı sertleştirir.Bu işlem yapıldıktan sonra dökümün en geç 24 saatiçinde tamamlanması gerekir.Bu yöntemle hazırlanan döküm parçaların yüzeyhassasiyetleri iyi olup, ekonomiklik için sayı önemlideğildir. Her tip dökümhanede kolayca uygulanabilir.

G- Çukur Kalıplama : Çukur kalıplar, derecelere boyutlarınedeniyle sığamayacak parçaların dökümünde kullanılır(1-100 ton). Örneğin türbin gövdesi, gemi uskunu gibi.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

26

H- Kabuk Kalıplama : İnce taneli kum ile yüksek sıcaklıktasertleşen reçine karışımı kalıplama malzemesidir.Kullanılan modeller metal ve levhalı olup kalıplamaişleminden önce yüzeylerine özel bir sıvı püskürtülür.Böylece modelin kalıptan çıkarılması kolaylaşır.Modeller 2300C civarında pişirilir ve döndürme tertibatıyardımıyla üzerlerine kum reçine karışımından oluşan 5-10mm lik bir kabuk meydana getirilir. Kabuk modeldensıyrılmadan önce 3150C de birkaç dakika pişirilir ve modeldenayrılır. Sıvı metal dökülürken kalıbın bozulmasını önlemek içinkalıp iri taneli kum, çakıl, metal bilya içine yerleştirilerekdöküm yapılır.Bu yöntemle +/-%0,2 mm’ye varan hassas toleranslar eldeedilebilir. Yüzey kaliteleri çok iyidir. Model hazırlanmasıpahalı olduğu için çok sayıda döküm için ekonomik olur.Parça boyutları sınırlı olup altyapı yatırımı fazladır.İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

27

2. Model Yapımı

Model, dökülecek şeklin genellikle tahtadan bazıdurumlarda metalden veya uygun bir malzemedenhazırlanmış kopyasıdır.

Modeller genellikle şu şekilde yapılırlar;- Tek parçalı modeller- İki ve daha çok parçalı modeller- Eğreti parçalı modeller- Plak modeller- Tersinir (simetrik) plak modeller

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

28

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

29

Model Yapımında Gözönüne Alınacak Hususlar

a) İşleme Payı: Dökümden sonra elde edilen yüzeylerinistenen yüzey düzgünlüğünde olması için talaşlı işlemeyapılır. Bu nedenle işlenecek yüzeylere işleme payıbırakılır.İşleme payı dökülecek malzeme cinsi ve parça boyutunagöre değişir. Örneğin çelikte dökme demire göre dahafazla, büyük parçalarda da küçük parçalara göre dahabüyük işleme payı bırakılır.

b) Çekme Payı: Metalik malzemelerin dökümü ergimişhalde yapıldığından katılaştıklarında kendilerini çekmeleri(hacimlerinin küçülmesi) sebebiyle model yapılırken esasparçadan bir miktar büyük olarak yapılır.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

30

Model boyutları ve kesit kalınlıkları arttıkça çekmemiktarları azalmaktadır.Çekme payının hesaplanmasında özel cetveller kullanılır.Örneğin kır dökme demir için 101 cm’lik sarı cetvelhazırlanıp 100’e bölünür.Bazı malzemelerin çekme payları;

Kır dökme demir %1Dökme çelik %2Saf alüminyum %1,8Pirinç %1,1 - 1,7Bronz %1,4Magnezyum %1,3

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

31

c) Model Konikliği: Kenarları dik modelin sıkışmış kumkalıptan çıkarılması zordur. Kalıba zarar vermeden modeliçıkarabilmek için dik yüzeylere belirli bir koniklik verilir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

Koniklik miktarıdış yüzeylerde %1-2,iç deliklerde %6civarındadır.

d) Çarpılma payı: Soğuma sırasında metalin çekmesindenkaynaklanan çarpılmaları önlemek için çarpılma payıverilir.

32

3. Döküm KumuKalıp kumları silis (kum), kil, su ve yabancı maddelerdenmeydana gelir.

Silis: Kalıp kumunun ana maddesidir. %50-95 oranındakatılır. Silis çok serttir ve yüksek sıcaklıklara (17000C)dayanıklıdır. Şekli yuvarlak, köşeli veya yarı köşeliolabilir. Tutuculuk özelliği yoktur, bir tür akışkansayılabilir.

Kil: Kil içinde su bulunan bir aluminyum silikattır(Al2O32SiO22H2O). Saf iken rengi beyazdır. Isıya karşıdayanımı yüksektir. Kil su alınca yapışkan bir hal alarakkum tanelerini birbirine kenetler. Kalıp kumuna şekil almaözelliği verir. %2-50 oranında katılır. Kalıp kumundaki kil1000-14000C arasında yumuşar.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

33

Su: Kalıp kumu rutubetsiz veya çok az rutubetli oluncakuru halde görülür. Bu durumdaki kil bağlayıcılık özelliğigösteremes. Bunun için döküm kumlarına %2-8 arasındasu katılır. Fazla miktarda su katılırsa kalıbın mukavetiniazaltır.

Diğer maddeler: Kalıp kumunun özelliklerini iyileştirmekamacıyla çeşitli oksitler ve organik maddeler de katılabilir;mısır unu, öğütülmüş zift, yumuşak kömür tozu, talaş,silis tozu, demir oksit gibi.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

34

Kalıp Kumu Özellikleri

Döküm işleminin emniyetli bir şekilde yapılabilmesi veelde edilecek iş parçasının arzu edilen nitelikte olması içinkalıplama kumunun şu özelliklere sahip olması istenir:

a) Mukavemet: Kalıp kumu ihtiva ettiği nem miktarınagöre yaş, kuru veya cidarları kurutulmuş kalıp ismini alır.Kalıp kumunun yaş, kuru ve sıcak mukavemete sahipolması arzu edilir.Kalıp kumunun 1500C’ın üzerinde metal basıncı ilebüyümemesi, sıcaklığın etkisi ile çatlayıp kırılmamasıgerekir (kuru mukavemet)

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

35

b) Plastiklik: Şekil alma ve aldığı şekli korumakabiliyetidir. Kalıp kumunun plastikliği bünyesindemevcut kil ve su miktarına göre değişir.c) Gaz geçirme kabiliyeti: Döküm sırasında meydanagelen gazların kolayca kalıbı terk etmeleri gerekir. Aksitakdirde dökülen parçanın içinde veya yüzeyindeboşluklar meydana gelir.d) Ateşe dayanıklılık: Kalıbın sıcak metalle temasısırasında çatlamaması ve ergiyip parçaya yapışmamasılazımdır.e) Tekrar kullanılabilme: Kolay bir şekilde ergiyiptopraklanmaya yol açmamalı ve çatlayıp ufalanmamalıdır.f) Ucuz olma: Kalıp hazırlama masraflarının yüksekolmaması için kumun kolay ve ucuz şekilde teminedilebilmesi gerekir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

36

4. MaçaDökülecek parçanın boş veya delik çıkması istenenkısımları için uygun ölçülerde hazırlanarak kalıba konankum kütlesine maça denir.Maça yapımında doğal kalıp kumu veya yıkanmış siliskumu kullanılır. Maça kumlarının hazırlanmasında kalıpkumlarındaki katkı maddeleri ile özel bağlayıcılar kullanılır.

Maça kumlarında aranan özellikler, kalıp kumlarındakiözelliklerin benzeridir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

37

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

38

5. Mekanik Teçhizat

Dökümcülükte kullanılan bazı el aletleri şunlardır; elkörüğü, düz spatül, çeşitli malalar, yolluk bıçakları, kaşıktakımları, şiş ve kancalar, vs.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

39

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

40

6. Metal Ergitme

Metallerin ergitilmesi amacıyla çok çeşitli ocaklarkullanılır. Kullanılan ocak tipi, ergitilecek metalinözelliklerine bağlı olarak belirlenir.

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

41

Dökme demirler Kupol ocaklarında ergitilirler

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm

42

THE END

İmalat Teknolojileri - RÜ Kum Döküm