Metal dökümü, arzu edilen katı şekilleri elde etmek amacıyla metalleri er­gitme ve kalıp adı verilen boşluklara dökerek katılaştırma işlemidir. Parçanın şekli, kalıbın şekli ile tayin edilir. Döküm metallerin kullanılabilir hale dönüştürül­mesinin çeşitli kademelerinde yer alabilir. Cevherden elde edilen metal ve ala­şımların ingot adı verilen bloklar halinde dökülmesi, çok girintili çıkıntılı parçala­rın tek işlemle kullanılabilir hale getirilmesi gibi çeşitli formlar elde etmek için dökümden faydalanılabilir.

Döküm sahasındaki çalışmalar en az 4000 yıl öncesinden başlamaktadır, ilk döküm merkezi (M.Ö. 1766 - 112) Çin'de Shang sülâlesi zamanında kurul­muştur. Zamanla büyük bir hızla gelişen döküm sayesinde çok karışık şekilli, büyük kütleli parçaların kısa sürelerde imâlatı mümkün olmuştur.

Yarı mamul ve mamul parçaların üretiminde bazı hallerde yalnızca döküm­den faydalanmak yeterli olmasına rağmen, bazı hallerde kaynak, dövme, plâstik şekil verme ve talaşlı imâlat gibi usullerden de faydalanmak gerekmek­tedir. İmâlatta her usulün yeri ayrıdır. Her usulün üstün olduğu ve tercih edildiği üretim kademeleri mevcuttur. Döküm yoluyla imâlatın tercih edilmesini gerekti­ren hususlar ve dökümün avantajları aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

 

a)   içten ve dıştan çok karışık şekilli parçalar dökülebilir. Böylece, bazı imal usulleri azaltılabilir veya tamamen kaldırılabilir.

 

b) Bazı metaller metalurjik tabiatlarından dolayı sıcak işleme tabi tutulamayıp, yalnızca dökülebilir.

 

c) Yapı basitleştirilebilir. Parçalar tek bir dökümle imal edilebildiği halde, di­ğer usullerde bazı parçaların birleştirilmesi gerekir.

 

d) Çok sayıda ve hızlı üretim yapılabilir.

 

e) Diğer usullerle yapımı zor ve ekonomik bakımdan uygun olmayan büyük ve ağır parçalar dökülebilir.

 

 

f) Dökme metallerde bazı mühendislik özellikler daha iyi elde edilebilir. Ba­zıları şunlardır:

 

f-1. Dökme demirde işlenebilme ve titreşime karşı koyma kabiliyeti yük­sektir.

 

f-2. Dökümde özellikler her yönde aynıdır.

 

f-3. Bazı hafif metal alaşımlarında mukavemet ve hafiflik ancak dökümle sağlanır.

 

f-4. Aşınmaya daha iyi özellikler dökümle elde edilebilir.

 

g) Döküm ekonomik avantaj sağlar.

 

Bazı şartlar altında da diğer imâl usulleri döküme tercih edilir. Mesela; ta­laşlı imâlatta elde edilen çok düzgün yüzey ve ölçüye uygunluk, döküm dahil di­ğer hiçbir usulde sağlanamaz. Dövme ile yüksek mukavemet ve sertlik elde edilir; kaynakla komple parçalar yapılabilir; perçinle hafif ince malzemeler bir­leştirilebilir. Bundan dolayı, mühendis imâl usullerinden en uygun birini veya birkaçını birleştirerek yapacağı iş için seçer.

 

 

Döküm tekniği ile elde edilen malzemelerin özelliklerine tesir eden en önemli metalurjik olay eritme ve dökümdür. Katılaşma olayı sıvı halden katı hale geçiştir ve metalik malzemenin gelecekteki kullanımı bakımından çok önemlidir.

 

Katılaşma süresi içinde yüksek sıcaklıkta bulunan sıvı metal, soğuk bir kalı­ba dökülecektir. Katılaşma işlemi sona erinceye kadar metali özgül ısısı ve ergi­me ısısı çeşitli ısıl dirençlerle karşılaşarak kalıp çeperlerine geçecektir.

Döküm içyapısına yani sıvı metalden katı hale geçişe Birincil kristalleşme içyapıya ise Birincil içyapı adı verilmektedir.

 

Malzemeye daha sonra da çeşitli özelliklerin kazandırılması amacıyla bir takım ısıl ve termomekanik işlemler sırasında da ısı verilmekte böylece katı du­rumda tane yapısı yeniden düzenlenmektedir. Bu işlemler sonucunda ortaya çı­kan içyapıya da ikincil içyapı adı verilir.

Metalin saf veya alaşım halde oluşu katılaşma olayının sabit sıcaklıkta meydana gelmesi yerine belirli bir sıcaklık aralığında gerçekleşmesine neden olacaktır.

 

Katılaşma sırasında metalik kristaller, pozitif iyon halindeki bir çekirdeğin etrafında, negatif bulut halinde dolaşan elektronlardan meydana gelmiştir Bu durum metalik kristallere, iyi ısı ve elektrik iletkenliği, ışığı yansıtma gibi birta­kım özellikler kazandırmaktadır.

 

 

Döküm, kalıp için kullanılan malzeme ve ergimiş metalin kalıp içerisinde sevkedilme şekline göre sınıflandırılabilir. Buna göre döküm usulleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

 

I.      Kum kalıba döküm

II.     Kokil (Kalıcı veya metal) kalıba döküm

III.    Basınçlı (Püskürtme) döküm

IV.   Hassas (Kuyumcu) döküm

V.    Santrifüj (Savurma, Merkezkaç) döküm

VI.   Alçı kalıba döküm

VII. Seramik kalıba döküm

VIII. Dolu kalıba döküm

IX.    Diğer kalıplama usulleri

 

 

Daha sonraki kısımlarda bu usuller ayrı ayrı ele alınacaktır.

 

 

Bütün döküm işlemlerinin esas kademeleri; a) Model yapımı, b) Maça yapımı, c) Kalıplama, d) Ergitme ve dökme ve e) Temizleme işlemlerinden mey­dana gelir.

 

 

 

 

2.3.1. Model Yapımı

 

Model dökülecek şeklin tahtadan, metalden veya uygun bir malzemeden hazırlanmış kopyasıdır. Ayrıca alçı, plastik ve balmumu da model malzemesi olarak kullanılmaktadır.

 

Model malzemesi olarak kullanılacak tahtanın kuru sert ve kumun nemin, çekip deforme olmaması, için az gözenekli olması gerekir. Kalıplamada düzgün bir yüzey elde edilebilmesi için tahtanın sert olması, istenir. Tahta malzeme ola­rak genellikle gürgen ve çam kullanılır. Karışık sekili, parçaların modelleri, ayrı ayrı imal edilen parçanın birbirine vida veya geçme yoluyla tesbit edilmesiyle yapılır. Basit modeller ise, tek parçalı, olarak gerçekleştirilir. Mümkün oldu­ğu kadar çok parçalı model yapımından kaçınılmalıdır.

Çok ince kısımlar, mevcut olan veya seri imalatta kullanılacak ve uzun müddet aşınmadan kalıplamaya dayanması istenen modellerin metalden yapılması gerekir. Metalik model malzemesi olarak; dökme demir, pirinç, bronz, kurşun, kalay alaşımları veya alüminyum kullanılır. Metalik model olarak kullanıla­cak malzemenin kolay işlenebilmesi ve uçaklık değişimlerinde büzülmesi az ol-malıdır.

Kolaylıkla kesilip şekillendirilebilmesi veya bir kalıba dökülerek doğrudan şekil alabilmeleri sebebiyle alçı modeller büyük üstünlüğe sahiptirler. Mukavemetlerini artırmak üzere içlerine teller konulabilir.

Model yap.m. için çok kullanılan diğer bir malzemede Plastiklerdir. Plastik malzeme metalik bir kalıp içerisine enjekte edilerek veya bir bloktan kesilerek model yapımı gerçekleştirilebilir.

 

2.3.2. Model Çeşitleri

 

Modeller; serbest modeller, levhalı modeller ve altlıklı modeller olmak üze­re üç tiptir.

Serbest modeller yalnızca dökülecek parçan,n şekline sahip olup, genellik­le ağaçtan imâl edilirler. Bu tip modeller yolluklu veya yolluksuz olabilirler.

Levhalı modeller küçük parçaların seri dökümünde kullanılır. Modelin üst dereceye gelen parçası bir levhaya, alt dereceye gelen parçası ise diğer bir lev­haya tesbit edilmiştir. Bu levhalar model ağaç ise ağaçtan, metal ise metalden yapılır ve model ile birlikte dökülür (Şekil 49).

Modellerin ayırma yüzeyleri düzgün olmadığı takdirde, modele düz bir altlık ilave edilerek altlıklı tip modeller yapılır.

 

2.3.3. Model imâlatında gözönüne alınacak konular:

 

Döküm yoluyla imâl edilen parçaların boyutlarının dökümden sonra istediği­miz değerde olabilmesi için modeller, bazı metallurjik ve mekanik nedenlerle hiç bir zaman parçanın esas boyutlarında yapılmazlar. Bu sebepten dolayı aşa­ğıdaki tolerans ve kaidelerin gözönüne alınması gerekir:

 

a) İşleme payı: dökümden sonra elde edilen yüzeylerin istenen yüzey düz­günlüğünde olmaması sebebiyle, parçaların yüzeyine talaş kaldırma işlemi uy­gulanır. Bu nedenle, bu işlem için yetecek kadar pay bırakılması gerekir. İşleme payı, modelin alt dereceye gelen kısımlarında daha az, üst dereceye gelen kı­sımlarında ise daha fazla bırakılır. Çünkü üst kısımlarda cüruf toplanabilir ve or­tadan kaldırılması gerekir. Ayrıca işleme payı, dökülecek malzeme cinsi ve par­ça boyutuna göre de değişmektedir. Örneğin; çelikte dökme demire göre daha fazla, büyük parçalarda da küçük parçalara göre daha büyük işleme payı bıra­kılır (Tablo6 ).

b) Çekme payı: Metalik malzemelerin kendilerini çekmeleri sebebiyle mo­delin ölçüleri dökülecek parçanın ölçülerinden bir miktar fazla olması gerekir. Aksi takdirde, elde edilen parça boyutları istenenden daha düşük olur. Bu ne­denle modeller işleme payı da gözönüne alınarak bir miktar büyük yapılır. Çek­me paylarının hesaplanmasında özel cetveller kullanılır. Örneğin; kır dökme de­mir için 101 cm'lik sarı cetvel hazırlanıp 100'e bölünür. Çekme miktarları malze­menin cinsine göre değişmektedir. Bazı malzemeler için çekme payları aşağı­daki gibidir:

 

Kır dökme demir.... %1                       Pirinç .... %1,1 -1, 7

Dökme çelik............%2                       Bronz…..% 1,4

Saf alüminyum.....%1,8

 

Ayrıca, model boyutları ve kesit kalınlıkları arttıkça çekme miktarları azal­maktadır.

 

c) Modellerin kalıptan sıyrılması: Bilhassa kum kalıpların yapımında, mode­lin kalıptan sıyrılması çok dikkatli şekilde yapılmalıdır. Çünkü, bu sırada kalıp bozulmamalıdır. Kenarları dik modelin sıkışmış kalıptan sıyırılması zordur. Bu sebepten, dik yüzeylere 1/40 ila 1/60 oranında vaya 1° ila 2° lik eğiklik verilme­lidir. Fakat bazı hallerde parçaya koniklik vermek modelin kalıptan kolay sıyrıl­ması için çözüm olmayabilir. Böyle durumlarda, modelin parçalı olarak yapılma­sı gerekmektedir. Şekil 50'de her İki durum örneklerle gösterilmiştir.

 

 Çarpılma payı: Geniş ve yassı levhalar, kubbeler gibi dökümlerde düzgün bir model kullanılması halinde, parçalar çarpılabilmektedir. Bu sebepten böyle hallerde modellerin uygun bir çarpıklıkta yapılması arzu edilen doğru döküm şeklinin elde edilmesini sağlamaktadır.

 

2.3.4. Maça Yapımı

 

Maçalar, kalıp boşluklarına yerleştirilen ve kapladıkları kısımların dökümden sonra boşluk olarak çıkmasını temin eden şekillerdir. Döküm sırasında ergimiş metal ile direkt temas halinde olmaları sebebiyle, aşınmaya, kırılmaya, ani sı­caklık değişimlerine ve metal sızmalarına dayanıklı olmalıdır. Şekil 51'de bazı maça örnekleri verilmiştir. Maçalar metal, seramik veya kum esaslı olabilir.

 
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. Kum maçalarda bağla­ma ve gaz geçirme kabiliyetini artırmak gayesiyle içerilerine kuru ot, saman, ağaç talaşı, kok, gübre gibi katkılar ilave edilir.

 

2.3.5. Maçaların özellikleri:

 

Bütün maçalardan beklenen ortak özellik, dökümden sonra parçadan ko­layca ayrılabilmelidir. Bunun dışında bilhassa kum esaslı maçalardan aşağıdaki özellikler beklenir:

 

1) Hazırlanma ve döküm kademelerinde şekillerini koruyabilmelidirler. Pi­şirme esnasında çatlamamalı, dağılmamalı, ergimiş metalin dökümü sırasında parçalanmamalıdır.

 

2) Sıvı metal ile teması esnasında mümkün olduğu kadar az gaz çıkarmalı­dır.

 

3) Döküm esnasında meydana gelen gazların kolayca uzaklaşmasını temin için yeterli gaz geçirgenliğine sahip olmalıdır.

 

4) Döküm sırasında aşınmayacak ve içerisine gaz sızmasını önleyecek özelliklere sahip olmalıdır.

 

5) Ani sıcaklık değişmelerine dayanıklı olmalıdırlar.

 

Maçalardan beklenen yukarıda sayılan özelliklere; pişirme sıcaklığı ve sü­resi, içerisindeki elemanlar etki etmektedir. Pişirme süresinin az olması muka­vemeti düşürürken, çok fazla olması da maçaların gevrek ve kırılgan olmasına sebep olmaktadır. Bağlayıcı olarak hububat kullanılması halinde düşük muka­vemet, hububat-yağ karışımı kullanılması halinde ise en yüksek mukavemet el­de edilir.

 

2.3.6. Maça imali

 

Maçaların imali ya maça sandığı ile yada çevirme şablon ile olmaktadır.

Maça sandığı ile maça yapımında, içerisinde maçanın dış şekline sahip bir boşluk bulunan sandıklardan faydalanılır. Şekil 120'de bir örneği verilen maça sandığı iki veya daha çok parçalı olup, bu parçalar birbirine pimlerle geçirilir ve yay veya diğer bir yolla tesbit edilirler. Sandık düz bir yüzey üzerine konur ve içerisine maça malzemesi konarak herhangi bir vasıta ile sıkıştırılır. Mukavemeti artırmak üzere maça içerisinde tel parçalan konur. Sıkıştırma sırasında şişleme ve tekrar sıkıştırma yapılır.

 

Dönel şekilli büyük maçalar, genellikle çevirme şablonla imal edilirler. Bu­nun için maça tornaları ve maça demiri olarak üzeri delikli bir gaz borusundan faydalanılır (Şekil 52), Bu boru şablon mili vazifesi görür ve aynı zamanda gazların dışarı çıkmasını sağlar. Borunun üzerine maçaya elastiklik vermek gayesiyle saman veya ağaç talaşından yapılmış halat sarılır. Bunun üzerine de balçık sıvanarak şablonlanır.

 

Sandıkta maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır. Böylece maçalar daha çabuk ve sıhhatli olarak yapılmış olur. Bunlar; doldurma, sürme, pres, sarsma ve üfleme makinalandır.

 
Doldurma makinaları: küçük ve orta çapta maçaların imalinde kullanılır (Şekil 53). Huniden konulan maça kumu gövde içerisine düşer. Burada dönel vidayla sıkıştırılarak, değiştirilebilen kovandan dışarıya çıkarılır. Vida ucunda . bulunan pim maça içerisinde bir gaz deliği meydana getirir. Sıkıştırma vidası bir el çarkı vasıtasıyla hareket ettirilir. Büyük doldurma makinalarmda bu hareket bir elektrik motoru ve transmisyon ile sağlanır.

 

Sürme makinaları: Silindirik, altıköşe, dört köşe veya oval maçaların ima­linde kullanılır (Şekil 54). Maça kumu kovana doldurulur ve kılavuzlu piston vasıtasıyla sıkıştırılır. Üst yüzeyi kapak yardımıyla sıyrılarak düzlenir, şişlenir ve içerisine maça demiri konur. Daha sonra sürgü kolunun hareketiyle maça dışa­rıya alınır. Maçanın boyu, sürgü üzerindeki taksimat vasıtasıyla ayarlanır.

 

Pres makinaları: Maçanın dış şekline sahip dikine konmuş sandıklara üst­ten basınçlı hava ile maça kumu doldurulur (Şekil 55). Diğer taraftan presle yanlardan sıkıştırılır. Bu tür makinalar küçük maçaların imalinde kullanılır.

 

Sarsma makinaları: Şekil 56'da şematik olarak verilmiş olan bu tür maki­nalar; yüksek maça sandıklarını bağlamaya yarayan, vidalı, basınçlı, hava pis­tonlu bir bağlama tertibatı ve maçanın sandıkta gevşemesini temin eden bir sarsıcıdan meydana gelir.

 

Üfleme makinaları: Maça kumu, basınçlı bir hava ile karıştırılarak bir enjektör memesinin ağzından maça sandığına üflenir (Şekil 57). Küçük ve orta büyüklükte maçaların imaline elverişlidir Büyük maçalar için uygun değildir, çünkü sınırlı değerdeki basınç sıkıştırma için yeterli değildir.

 

 2.3.7. Maçaların pişirilmesi:

 

Organik bağlayıcıların maçalara mukavemet kazandırması ancak, maçala­rın pişirilmesiyle gerçekleşir. Pişirmeden önce maçalar 110°C civarında bir müddet ısıtılarak suyunun giderilmesi sağlanır. Daha sonra 150° - 250°C ara­sında 2 ila 6 saat pişirilir. Pişirme sırasında organik bağlayıcılar oksitlenerek ka­tılaşırlar. Maçaların pişirme sıcaklık ve süreleri çok önemlidir. Az pişirilirse, dö­küm sırasında fazla miktarda gaz kaçırırlar ve dökümün hatalı çıkmasına sebep olurlar. Fazla pişirme halinde ise; çabuk dağılır ve döküm parçası tam katılaş­madan parçalanırlar. Maçaların pişirilmesi ya alevli fırınlarda yada elektrik fırın­larında gerçekleştirilir.

 

Alevli fırınlar doğal veya suni gaz, sıvı yakıt ile çalışırlar. Maçalar çekmece­ler içerisine konularak pişirilir. Fırının her tarafında aynı sıcaklığı gerçekleştir­mek üzere cebri hava dolaştırılır. Kontinü fırınlarda çekmeceler veya çekmece-siz maçalar bantlar üzerinde hareket ederler. Bantların hareket hızları pişirme sürelerine göre ayarlanır.

Elektrik fırınlarında pişirme sırasında maçalar iki yassı plaka arasından ge­çirilir. Plakalar, biri çelik diğeri alüminyumdur. Plâkalara yüksek frekans ve vol­tajda akım tatbik edilir. Pişirme süresi 2 dakika civarındadır.

 

2.3.8. Maçaların yerleştirilmesi ve dökümden sonra çıkarılması:

 

Pişirme fırınından çıkarılan maçanın üzerindeki gevşek kumlar sert fırçalar­la temizlenir. Yüzeydeki ufak boşluklar doldurularak koruyucu bir malzeme ile sıvanır. Temizleme sırasında gaz kanallarının tıkanmamasına dikkat edilmelidir.

 

Maçalar kalıp boşluğuna, sıvı metalin etkisi ile yüzmeyecek biçimde yerleştirilmelidir. Bunun için oturma yerlerinde metalsel parçacıklarla destekleme ya­pılır.

 

Maçaların dökümden sonra çıkarılmasında, kalıp kumuna karışmamasına dikkat edilmelidir. Çünkü kalıp kumuna karışan maça kumu, bu kumun tane bü­yüklüğünü değiştirir. Ayrıca yanmış maça kumu kil ile iyi bir şekilde bağlana­maz.

 

2.3.9. Kalıplama:

 

Modeller ve maçalar vasıtasıyla, çeşitli ortamlarda (kum, metal) kalıp adı verilen ve içerisine döküm yapılan boşlukların oluşturulmasına “kalıplama” denir. Kalıplamada model ve maçadan başka yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden de fay­dalanılır. Kalıplamanın ayrıntıları her bir döküm usûlünde ayrı ayrı ele alınacaktır. Burada yalnız yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden söz edilecektir.

 

2.3.10. Yolluklar:

 

Döküm sırasında ergimiş metalin kalıp boşluğuna akışını kontrol ederek, kalıp boşluğunun tamamen doldurulmasını sağlamak üzere açılan yatay ve dik kanallara "yolluk" adı verilir» Şekil 58’de şematik olarak bir yolluk sistemi gö­rülmektedir.

 

Düşey yolluklar; yatay düzleme dik olarak yerleştirilirler, direkt olarak kalıp boşluğuyla temas etmezler.

 

Yatay yolluklar; yatay düzlemde bulunur ve kalıp ile direkt temas halinde­dirler. Ergimiş metalin kalıbı bozmadan sakin bir biçimde kalıbı doldurmasını, bazı pislik ye cürufun kalıp boşluğuna girmemesini sağlarlar.

 

 2.3.11. Çıkıcılar ve besleyiciler:

 

Metaller katılaşırken; sıvı, sıvı-katı ve katı hallerinde büzülürler ve hacimleri ufalır. Bu durum ise; dökülen parçalarda iç ve dış büzülme boşluklarına sebep olur. Bu tür hatanın önlenebilmesi için, besleyici ve çıkıcı adı verilen boşluklar­dan faydalanılır. Böylece, şekil 61’de görüldüğü gibi büzülme boşluklarının çı­kıcı ve besleyiciler içerisinde meydana gelmesi sağlanarak, sağlam bir döküm elde edilmiş olur. Döküm parçanın katılaşmasından sonra çıkıcı ve besleyiciler kesilir. Uzun katılaşma aralığı olan malzemelerden parça dökümlerinde büzül­meleri önlemek çok zordur.

 
Genel olarak çıkıcı ve besleyicilerin görevleri aynıdır. Atmosfere açık olan­lara çıkıcı, kapalı olanlara besleyici adı verilmektedir. Çıkıcılar kendi aralarında üst ve yan çıkıcı olarak ikiye ayrılmaktadır.

Çıkıcı ve besleyicilerin görevlerini tam olarak yapabilmeleri için, atmosfer basıncı altında olmaları gerekir. Bunun sağlanabilmesi için, besleyicilerde ka­lem maçalar kullanılmaktadır. Ayrıca atmosfere açık olan çıkıcıların üst yüzeyle­rinde oluşacak bir kabuk tabakaya engel olabilmek için, yalıtkan veya egzotermik örtülerden faydalanılır  

 
2.3.12. Soğutucu levhalar ve iç soğutucular

 

Katıp içindeki katılaşmanın, istenilen bir yönde oluşmasını sağlayabilmek ve böylece çekme boşluğu meydana gelmesini önlemek için, çelik, dökme de­mir gibi malzemelerden hazırlanan soğutucu levhalar kullanılır.

 

Soğutucu levhaların kullanım zorluğu gösterdiği yerlerde, iç soğutucular­dan faydalanılacağı gibi, aynı etki, çabuk soğuyan bölgelerin yalıtılması yoluyla da elde edilebilir 

2.4. KUM DÖKÜMÜ

 

Kum dökümü, kum kalıplara yapılan ve en çok kullanılan döküm usulüdür Kalıplama işleminin ekonomik olması ve farklı ağırlıktaki parçaların dökülebil­mesi sebebiyle tercih edilmektedir. Kum kalıp metodunun esası, üretilecek par­çanın şeklinde olan model vasıtasıyla kum sıkıştırılarak oluşturulan kalıp boşlu­ğu içerisine ergitilmiş metalin yolluklardan doldurulmasından ibarettir.

 

Kalıplamada kullanılacak model, daha önce de belirtildiği gibi tek parçalı, çok parçalı, yolluklu veya levhalı tipte olabilir. Tek parçalı modellerle kalıplama­da yolluk ve çıkıcılar model üzerinde bulunmaz, elle veya mala ile kalıp üzerin­de yapılırlar. Ayrıca, tek parçalı modeller makina ile kalıplamaya elverişli değil­dir. Yolluklu modeller, tek ve çok parçalı modellere göre kalıplama yönünden daha pratiktir. Modellerin imâlatında çekme ve işleme paylan, boyut toleransla­rı, koniktik düzenlemeleri gözönüne alınmalıdır. Dökme demir parçalar için aşa­ğıdaki işleme payları alınabilir:

 

Küçük ve orta boy parça için        : 2 - 3 mm

Büyük boy parça için                    : 5 - 7 mm

Dökülecek malzeme çelik ise, işleme payı olarak yukarıda verilen değerler­den daha büyük, demir dışı metal ise, daha küçük değerler seçilmelidir.

 

Modele verilmesi gereken koniktik payı mümkün olduğu kadar sonradan iş­lenecek yüzeylere verilmelidir. Koniklik eğimi el ile hazırlanan kalıplarda % 0,5 ve makina ile hazırlananlarda ise % 1 olmalıdır.

 

Kum dökümde kullanılan modeller genel olarak ağaç malzemeden yapılır. En çok kullanılan ağaç malzemeler, çam, akçaağaç, ceviz ve ıhlamurdur. Ağaç malzemelerin seçiminde parça sayısı ve büyüklüğü gözönüne alınır. Çam bün­yesinde reçine ihtiva ettiğinden az nem alır, şeklini değiştirmez ve ucuzdur. Fa­kat yumuşak ve mukavemetsiz olması sebebiyle, çok az sayıda parçaların dö­kümünde kullanılır. Akağaç; çamdan biraz daha serttir, kolayca işlenebilir ve or­ta büyüklükte modellerin yapımında faydalanılır. Ceviz ve ıhlamur; kolayca işle­nebilen, şeklini muhafaza eden pahalı ağaçlardır. Bunlar, boyutları tam olması istenen ve çok sayıda dökülecek küçük modellerin imalinde kullanılır. Modeller rutubetten korumak, kalıptan kolay çıkarmak ve birbirlerinden kolayca ayırt ede­bilmek için boyanır. Örnek olarak; dökme demir modelleri kırmızı, dökme çelik modelleri mavi, demir dışı metal modelleri renksiz, işlenecek yüzeyler sarı ve maça başları siyah renkte olur.

 

Seri imalatta döküm parça modelinin uzun müddet devam edecek kalıplama işlemine dayanması icab eder. Bu sebepten, böyle hallerde modeller metalden yapılır. Metalsel malzemeden yapılan modeller, ağaç modellere göre daha pa­halıdır, fakat herhangi bir tamirata gerek olmadan uzun zaman kullanılırlar. Mal­zeme olarak genel olarak alüminyum kullanılır. Ayrıca dökme demir, bronz, pi­rinç de kullanılır Model yapımında kullanılan metalin kolay işlenebilir olması ge­rekir.

 

 Büyük, fakat az sayıda dökülecek iş parçaları için ağaç malzemeden daha ucuz olan seramik malzemeler kullanılır. Mühendislik özellikleri aranmayan heykel ve süs eşyası gibi parçaların dökümünde, genel olarak alçı modeller ter­cih edilir. Modelin mukavemetini artırmak üzere alçı içerisine teller konabilir. Seramik modeller kilden hazırlanır ve daha sonra mukavemetini artırmak üzere pişirilir.,

 

2.4.1. Kum Dökümde Kalıp Hazırlama

 

Kalıp hazırlamak, kumda istenilen şekilde bir iz bırakmak demektir. Kalıp ha­zırlayabilmek için, model, kalıp malzemesi ve kalıplama takımı (veya maktala­rı) gereklidir. Kum dökümde kalıp malzemesi olarak kum kullanılır ve kalıp, ku­mun ihtiva ettiği nem miktarına göre yaş, kuru veya cidarları kurutulmuş kalıp ismini alır. Kalıplar;

 

a) Kalıbın ateşe dayanıklılığını artırmak,

b) Parça yüzeyine kumun yapışmasını önlemek,

c) Parça yüzeyinin temiz çıkmasını sağlamak gayesiyle tozlanır, boyanır ve kurutulur.

 

Kalıplama işleminde kullanılan kumlar ve tabii yada sentetiktir. Döküm işle­minin emniyetli bir şekilde yapılabilmesi ve elde edilecek iş parçasının arzu edi­len nitelikte olması için kalıplama kumunun şu özellikleri yerine getirmesi iste­nir:

 

a) Mukavemet: Kalıp kumunun yaş, kuru ve sıcak mukavemete sahip olma­sı arzu edilir. Kuma su karıştırıldığı zaman kalıbın yapılabilmesi için kumun ye­terli mukavemete sahip olması, yaş mukavemeti ifade eder.

 

Sıvı metal hazırlanan kalıba döküldüğünde, sıvı metal ile temasta olan kum suyunu buhar olarak kaybeder. Bu durumdaki kumun metalin aşındırma ve ba­sıncına karşı dayanıklı olması gerekir. Kumun bu özelliği kuru mukavemet ile belirtilir.

 

Suyu buharlaşan kalıp kumunun bazı özelliklere sahip olması gerekir. Kalıp kumunun 150°C’nin üzerinde metal basıncı ile büyümemesi, sıcaklığın etkisi ile çatlayıp kırılmaması gerekir. İşte bu Özellikler kumun sıcak mukavemeti ile belir­lenir.

 

b) Plastiktik: Şekil alma ve aldığı şekli koruma kabiliyetidir. Kalıp kumunun plâstikliği, bünyesinde mevcut kil ve su miktarına göre değişir.

 

c) Gaz geçirme kabiliyeti: Döküm sırasında meydana gelen gazların kolay­ca kalıbı terketmeleri gerekir. Aksi takdirde dökülen parçanın içinde ve yüzeyin­de boşluklar meydana gelir.

 

d) Ateşe dayanıklılık: Kalıbın sıcak metalle teması sırasında çatlamaması (aksi halde sıcak metal kalıp dışına akabilir) ve ergiyip parçaya yapışmaması (ilave temizleme masraflarına yol açar) lazımdır.

 

 

e) Dökümden sonra tekrar kullanılabilme : Kumun dökümden sonra tek­rar kalıplama işleminde kullanılabilmesi için, kolay bir şekilde ergiyip topraklanmaya yol açmamalı ve çatlayıp ufalanmamalıdır.

 

f) Ucuz olma : Kalıp hazırlama masraflarının yüksek olmaması için, kumun kolay ve ucuz şekilde temin edilebilmesi gerekir.

 

Kalıplamada kullanılan tabii kum, tabiatta bulunduğu (kum yataklarında) şe­kilde kullanılan kumdur. Kimyasal olarak silisyum dioksit (SiO₂) olarak bilinen tabii kum, kuvars tanelerinin kil, kireç ve diğer maden oksitleri (Fe₂ 0₃, K₂O, Na₂O) tarafından çevrilmesiyle oluşur. Tabii kumun ateşe dayanıklılığı azdır. Zi­ra, sistemde mevcut maden oksitleri (bilhassa Fe₂O₃) düşük sıcaklıkta ergir ve kumun parçaya yapışmasına sebebiyet verirler. Tabii kum, dökme demir ve de­mir dışı metallerin dökümünde kullanılır. Kuvarsın ergime sıcaklığı 1770 °C ol­masına rağmen, kumda mevcut diğer metal oksitleri kalıbın ateşe dayanıklılığını düşürürler. Bu sebepten, kalıp kumu içerisindeki Fe₂ O₃ ve CaO elementleri zararlı etkileri sebebiyle toplam olarak %8'in üzerinde olmamalıdırlar.

 

Kalıplamada kullanılan sentetik kum, bir yıkama sonucu elde edilmiş saf ku­vars kumuna arzu edilen miktar ve özellikte kil ve diğer yardımcı maddelerin ilâvesi ile elde edilen bir karışımdır. Yardımcı madde olarak bentonit, silis tozu, öğütülmüş zahire artıkları, pülverize kömür, dekstrin, odun talaşı gibi maddeler kullanılır. Yıkanmış kuvars kumu tane büyüklüğüne göre sınıflandırıldıktan son­ra, % 3 - 5 nisbetinde bentonit ile karıştırılır. Bentonit çok iyi özellikte olan bir kildir ve ergime sıcaklığı yüksektir. Fakat bentonit, bünyesine girmiş olan rutu­beti kolaylıkla atamaz. Bu bakımdan, sentetik kum ile hazırlanmış kalıbın cidar­larını kurutmak çok güçtür. Bu sebepten sentetik kum içerisine öğütülmüş zahi­re artıkları katılır. Kurutma sırasında zahire artıklarının bırakmış oldukları boşluk­lardan rutubet kaçabilir.

 

Kalıp kumunun tabii ve sentetik olarak sınıflandırılması dışında içindeki kil miktarına, kullanma yeri ve menşeine göre de gruplandırılması mümkündür. Döküm işlerinde kullanılan kum, denizden elde edilen kum değildir. Dökümde kullanılan kum, atmosferin kayalar üzerindeki kimyasal ve mekanik etkisinden meydana gelmiştir.

 

Kalıp kumu, içerisinde mevcut kil miktarına göre üç cinstir:

 

1) Zayıf kum : içerisinde % 5 - 8 oranında kil bulunan kumdur. Yaş kalıp za­yıf kumdan yapılır, ince cidarlı döküm parçalarının kalıplarının yapımında kulla­nılır.

 

2) Orta yağlı kum : içerisinde % 8 - 20 kil bulunur ve bu kum ile yapılan kalıp kurutulur. Böylece, mukavemet artışı sağlanmış olur. Orta yağlı kum, büyük ve kalın cidarlı döküm parçalarının kalıplanmasında kullanılır.

 

3) Yağlı kum : Fazla miktarlarda (% 20 - 35) kil ihtiva eden kumdur. Bu kum­dan yapılan kalıpların mutlaka kurutulması gerekir.

 

Kullanma yeri ve menşeine göre de kalıp kumlan üç grupta toplanır:

 

1) Taze (yeni) kum : Ocaktan gelen veya yeni hazırlanmış ve hiç kullanılma­mış kumdur.

 

2) Eski kum : Döküm işlemi sonunda bozulan kalıptan çıkan kumdur. Bu kumda bulunan kilin büyük bir bölümü yanmış ve dolayısiyle, bağlayıcı özelliğini kaybetmiştir. Kuvars taneleri, ani sıcaklık değişimleri sebebiyle ufalanmışlardır. Bu nedenle, eski kumun gaz geçirme kabiliyeti azdır.

 

3) Kullanma kumu : Eski kuma % 20 - 50 yeni kum, % 5 -15 taş kömürü to­zu ve % 5 -12 oranında su ilâve edilerek elde edilir. Taş kömürü tozunun yan­masıyla açığa çıkan gazlar, kalıbın sıvı metal ile temasını önler. Böylece, dökü­len parçanın yüzeyi temiz olarak çıkar. Kullanma kumu, model kumu veya dol­durma kumu olabilir. Model kumu ince taneli, gayet iyi hazırlanmış ve kalıbın modele temas eden kısımlarına konan kumdur. Doldurma kumu ise, iri taneli, yüksek gaz geçirme kabiliyetlidir. Model kumu konduktan sonra, kalıbın geri ka­lan kısmı doldurma kumu ile beslenir. Bazı hallerde doldurma kumu olarak eski kum da kullanılır.

 

2.4.2. Maça Kumu ve Maça İmali

 

Dökmek istediğimiz parçanın iç şeklini veren maçalar kum, metal ve sera­mikten yapılabilir. Fakat maçalar genel olarak, kumdan imal edilirler. Kullanıl­maya hazır bir şekilde imal edilmiş maça, iki ucundan kalıba oturtulur. Maça imalinde kullanılan kumun mukavemeti ve gazları geçirme kabiliyeti yüksek ol­malı, döküm işlemi sonunda döküm parçadan kolayca temizlenebilmelidir. Ma­ça yapımında, yüksek kille kum (yağlı kum) kullanılırsa dökümden sonra çok sertleşen maçanın sistemden uzaklaştırılması zorlaşır.

 

Maça imalinde %8'den az kil içeren kuma, mukavemet sağlamak üzere or­ganik ve inorganik bağlayıcılar katılır. Organik bağlayıcı olarak çeşitli yağlar, re­çineler, dekstrin, inorganik bağlayıcı olarak da ateş kili, bentonit ve silis tozu kullanılmaktadır.

Kullanılan yağlar, bitkisel, mineral ve hayvansal esaslı olabilir. Beşir keten, kenevir, haşhaş ve pamuk yağı bitkisel esaslı yağlardır. Katran yağları, mineral yağ türü olup ekonomiktir. Balık ve balina yağı da ucuz olan hayvansal yağlar­dandır.

 

Buğday, çavdar ve patates gibi tahıl unları, sıcak su ile hamur haline getirilip bağlayıcı olarak kullanılır.

 

Maça hazırlandıktan sonra 100 - 200 °C pişirilir. Maça bünyesinde mevcut yağ oksitlenerek kum tanelerini birbirine bağlar. Fakat döküm sıcaklığında bağ­layıcı olarak kullanılan yağ yanacağından, bağlayıcılık özelliğini kaybeder ve bu nedenle dökümden sonra maça kolaylıkla çıkarılabilir. Bağlayıcı olarak tahıl unu ilave edilmiş maçalar 175-195 °C'de pişirilir. Reçineler arasında en fazla kulla­nılan bağlayıcı kolofonyumdur. Kolofonyum ilave edilmiş maçalar 140 -175°C'de pişirilir. Maça bünyesinde var olan reçine, maçanın nem almasına en­gel olur.

 

 

2.4.3. Kalıp Kumu İçindeki Temel Maddeler

 

a) Kalıplama kumları; içindeki temel maddeler olan kum, kil ve sudan başka bazı katkılarla beraber hazırlanan bir karışımdır. Kalıplama kumunu oluşturan maddelerin özellikleri aşağıdaki gibidir

 

b) Kum : Kalıplama kumunun % 50 - 95'ini meydana getirir. Demir oksit, al­kali oksitler ve kireçten ibarettir. Bu katkı maddeleri kumun ergime sıcaklığını düşürür.

 

Şekli ise yuvarlak, köşeli veya yarı köşeli olabilir. Dökümhanelerde kullanı­lan kumlar; yeni kum, eski kum ve ufalanmış maça kumuna su ve kil katılarak elde edilir.

 

c) Kil: Kalıplama kumlan % 2 - 50 arasında kil içerir. Kil, su ile birlikte kum tanelerini birbirine bağlayarak mukavemet ve plastiklik özelliği sağlar Şekil 65'de kil ve suyun kum taneciklerini birbirine nasıl bağlandığı görülmektedir.

 

Şekil 65. Kalıplama kumunda kum taneciklerinin birbirine bağlanışı.

 

 

d) Su : Kuma % 1, 5 - 8 oranında katılır. Kilin kalıplama kumuna mukavemet ve plastiklik özelliği vermesini sağlar. Fazla olarak ilave edilecek su; yağ etkisi yaparak kumun plastiklik ve kalıp yapılabilirlik özelliğini artırmasına rağmen ku­mun mukavemetini azaltır.

 

Diğer katkı maddeleri :

 

e) Mısır unu : Yaş ve kuru mukavemeti artırmak üzere % 0,25 - 2 arasında katılabilir.

 

f) Öğütülmüş zift: Demir dökümlerde sıcak mukavemeti artırmak ve düzgün yüzey eldesi için % 2 oranında katılır.

 

g) Yumuşak kömür tozu : Kolay temizleme ve temiz yüzey elde edebilmek için kır dökme demir kalıplama kumuna % 2 - 8 oranında katılır. Büyüklüğü kum taneciklerinden daha büyük olmalıdır.

 

h) Talaş : Kumun sıcaklık dayanımını artırmak için % 0,5 - 2 oranlarında ka­tılır.

 

i) Silis tozu : Sıcak mukavemeti artırabilmek için % 35 oranına kadar katılır.

 

j) Demir oksit: Sıcak mukavemet artırımı için % 0.25 -1 oranında katılabilir.

 

Dökümhanelerde kumlan sürekli olarak kullanırken, kullanıldığı sürece ya­nan, eksilen katkı maddelerinin ilavesi gerekir ancak bu şekilde eski kumlar ye­ni kumlara karıştırılarak kullanılabilir.

 

Dökümhanelerde kum hazırlanması sırasında yapılan işlemler Şekil 66'da şematik olarak gösterilmiştir.

  

2.4.4. Kumun sıkıştırılmasına yarayan makinelar

 

Makina ile kalıp yapımı denince, kalıbın sıkıştırılmasının, modelin kalıptan çı­karılmasının ve maça yapımının çeşitli makinalarla gerçekleştirilmesi anlaşılmak­tadır.

 

1) Basit sıkıştırıcılar: Bunlarda kumun dövülmesi ve sıkıştırılması için ba­sınç kullanılır. El ile veya pnömatik olarak tatbik edilen basınç kumu, sıkıştırıcı başlık vasıtasiyla model üzerine iterek sıkıştırır (Şekil 67). En çok kullanılan kalıplama basıncı 1, 4 ila 3, 5 kg/cm² arasında değişir. Kalıplama kumu katı parçacıkların plastik bir topluluğu olduğundan, en üste tatbik edilen basınç sür­tünmeden dolayı homojen olarak dağılamaz ve modelin hemen etrafındaki ku­ma ancak bir kısmı gelir. Kumların birbirine kenetlenmeleri, kalıplama basıncı­nın model üzerine kadar iletilmesini önler Bundan dolayıdır ki_t yalnız basınçla yapılan kalıplama iyi bir netice vermez. Modelin etrafında daha homojen bir sı­kıştırma için, sıkıştırmayla yapılan kalıplamanın sarsıntıyla kombine edilmesi la­zımdır.

 

2) Basit sarsıntı makinaları: Hava basıncı ile çalışırlar. Kumların sıkıştırıl­masında sarsıntıdan da faydalanılabilir. Sarsıntı makinasmın masasına derece içerisinde model yerleştirilmiş vaziyette kumla konur ve sarsıntı sağlanır. Her kum koyuşta sarsıntı tekrar edilir. Böylece, kumun homojen bir şekilde sıkışma­sı sağlanmış olur (Şekil 68). Makinanın pistonu hava ile yukarı çıkarılır ve yer­çekimi etkisi ile bırakılır. Böylece sarsıntı meydana getirilmiş olur. Bu tip kum sı kıstırmada tatbik edilen en büyük kalıplama kuvveti, model üzerindedir. Bundan dolayı da, model etrafındaki kumlar çok sert olur. Fakat, kumların birbirine ke­netlenmelerinden dolayı homojen olmayan bir akış meydana gelir ve modelden uzak olan kumlar daha az sıkışır. Bu sebepten, en son olarak üstteki kumların sıkıştırılması basınçla itmeyi ve sıkıştırmayı gerektirir.

  

3) Sarsıntılı sıkıştırıcılar: Bu tip makinalarda kumun sıkıştırılması için, hem sarsıntıdan hem de basınçlı sıkıştırmadan faydalanılır. Önce alt derece sarsın­tıyla kalıplanır, daha sonra üst derece kalıplanır. Son olarak, alt ve üst derece­ler aynı anda basınçla üstten sıkıştırılır. Üst derece sıkıştırılırken, sıkıştırma tah­tasına ilave edilen bir kalıpla sıvı metalin ilk döküleceği delik de açılmış olur. Daha sonra yolluk ve çıkıcılar hazırlanıp kalıp döküme hazır vaziyete getirilir. Küçük dökümler için yapılan kalıplama, bu makina ile daha çok hızlandırılır.

 

4) Sıyırıcılı sarsıntılı sıkıştırıcılar: Sarsıntılı sıkıştırıcı makinalarına model sıyırma tertibatı ilave edilmiştir. Bu tip makinalar ayrı alt ve üst derece için kulla­nılır. Bir adam ve bir makina alt derece kalıplaması ve bir adam ve bir makinada üst derece kalıplaması için kullanılır. Üçüncü adam ise, maça yerleştirici ve yardımcıdır.

 

5) Kum atıcılar: Hızla hareket eden kumun çarpmasıyla, kumun sıkıştırılma­sını sağlayan kalıplama aletleridir. Kalıplama kumu, kum atıcısına bir bandla ge­tirilir ve buradan atıcı kumu kalıp üzerine süratle atar (Şekil 69). Kuma kazan­dırılan hız, 3000 m/dak civarındadır. Modelin tahrip olmaması için kumun baş­langıçtaki hızı düşük tutulur, (5 m/sn) ve daha sonra artırılır (50 m/sn).

 

 2.4.5. Modelin Kalıptan Çıkarılmasında Kullanılan Makinalar

 

Makina ile kalıplamada modellerin kalıptan çıkarılmasında dört usül kullanılır.

 

Kaldırma Usulü: Sıkıştırılmış olan kalıba uygulanan P kuvvetiyle kalıp de­rece ile beraber dört ayak vasıtasıyla sallanmadan kaldırılır. Bu usûl, alçak modeller için uygulanır.

 

İndirme usulü: Sıkıştırılmış kalıptan model, bir P kuvvetiyle (modele bağlı model levhasının hareketiyle) aşağıya çekilir . Bu usûl, büyük ka­lıplar için uygulanır. Çünkü, derece ve kalıbı kaldırmak için daha büyük enerji harcamak gerekir. Bu sebepten derece sabit kalır, model aşağı iner.

 

Çekme usulü: Bu usulde; modelin dış hatlarına göre ortası oyulmuş bir çek­me levhası pimlerine takılır, model bunun ortasına konur, derece oturtulur, kum sıkıştırılır ve sonra model kumdan çekme yoluyla çıkarılır. Çekme levhası model çıkarken, kalıbın köşelerinin bozulmasını önler.

 

Çevirme usulü:Drece model levhasına, model levhası da makina levhasına bağlıdır. Kalıp sıkıştırıldıktan sonra, C-D ek­seni etrafında çevrilerek A-B yüzeyi alttaki arabaya konur ve daha sonra model kalıpta

 
2.5. KUM DÖKÜMÜNDE KALIPLAMA YÖNTEMLERİ

 

Kum dökümündeki başlıca kalıplama yöntemleri şunlardır:

A - Yaş kum kalıplama

B - Kuru kum kalıplama

C - Toprak (Balçık) kalıplama

D - Çukur kalıplama

E - CO₂ yöntemiyle kalıplama

F - Kabuk kalıplama

G - Çimentolu kalıplama

H - Maça kalıplama

l - Atmosferde kendiliğinden sertleşen kalıplama

J - Vakumlu kalıplama

 

Bu yöntemler, aşağıda ayrıntılarıyla ele alınmıştır.

 

2.5.1. Yaş Kum Kalıplama

 

Bu tür kalıba kurutulmuş kalıp da denir ve % 5-10 mertebesinde rutubet ihti­va eder. Yaş kalıp ile yapılan döküme, "yaş döküm" adı verilir. Yaş kalıpların tozlanmasında; odun kömürü tozu, grafit tozu, is_, silis veya kuvars unu kullanı­lır. Saf silis yüksek sıcaklığa dayanır ve kalıbın erimesine mani olur. Diğer tozlar ise; kalıp ile sıvı metal arasında bir gaz tabakası teşkil ederler. Bu gaz metal ka­tılaşıncaya kadar cidarları korur ve bilahare kalıbı terkeder. Tozlama işlemi, toz torbası yardımı ile yapılır.

 

Kalıplama küçük parçalar için tezgah üzerinde, iri parçalar için yerde kum havuzlarında yapılır.

 

Yaş kum kalıp üstünlükleri:

 

— Kalıp malzemesi ucuz ve tazelenerek, defalarca en ekonomik şekilde kullanılabilir.

— Basittir ve gerektiğinde mekanizasyon da uygulanabilir.

— Değişik metallerin dökümüne elverişlidir. Yaş kum kalıbın sınırları:

— Karmaşık biçimli ve iri parçaların dökümünde kalıp malzemesinin dayanı­mı yetersiz kalır.

— Kalıp taşıma sırasında bozulabilir.

— Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi iyi değildir.

 

2.5.2. Kuru Kum Kalıplama

 

Hazırlanan yaş kalıp kurutma sobalarında (veya kurutma odalarında) 150 -350° C sıcaklıkları arasında veya sıcak hava göndermek suretiyle kurutulursa, kuru kalıp elde edilir. Kuru kalıpta yapılan döküme kuru döküm adı verilir. Kuru kalıp da boyanır. Bu işlem için grafit, odun kömürü tozu, kil ve sudan meydana gelen bir bulamaç kullanılır. Bu maddelerden grafit ateşe dayanıklılık, kömür tozları gaz geçirme kabiliyeti ve kil mukavemet kazandırır. Boya bulamacının kalıp yüzeyine sürülmesi, fırça veya püskürtme yoluyla yapılır. Kurutma işlemi boyamadan önce veya sonra yapılabilir.

 

Kalıp yüzeyine püskürtülen su, refrakter malzeme, bentonit, tahıl veya me­las gibi bağlayıcı karışımları kalıp boşluğundaki kumun kalkmasını önlemenin yanı sıra yüzey kalitesini de arttıracaktır.

Cidarları kurutulmuş kalıp : Kum yüzeyinin (5 - 20 mm arasında bir kum kalınlığı) bir üfleç yardımı ile kurutulması ile elde edilir. Kalıp içerisinde mevcut rutubetin yüzeye çıkmasına olanak vermeden döküm işleminin bitirilmesi iste­nen durumlarda kullanılır.

 

2.5.3. Toprak (balçık) Kalıplama

 

Bu tür kalıplama yönteminde kalıba şekil verme amaca uygun şablonlarla hazırlanmaktadır. Örnek olarak büyük silindirler, kağıt makinaları merdaneleri gibi dönel simetriye sahip ağır parçaların kalıplanması verilebilir

Böyle büyük parçalarda, tuğla, tahta veya değişik malzemelerle hazırlanan yapı özerine kum, kil, su ve bazı katkı maddelerinden hazırlanmış harç, sıvanıp şablonla şekil verilir; daha sonra kalıp sıcak hava veya üfleç yardımıyla kurutu­lur.

 

2. 5.4. Çukur Kalıplama

 

Çukur kalıplar, derecelere boyutları nedeniyle sığamayacak malzemelerin dökülebilmeleri için kullanılır (1 ... 100 t). Örneğin türbin gövdesi, gemi uskuru gibi.

Model bir çukurda kalıplanır. Üst derece zemine bağlanır. Büyük kütlenin so­ğuma hızını azaltabilmek için soğutma işlemi günlerce sürebilir. Boyut hassasi­yeti ise fazla iyi değildir (± 6mm).

 2.5.5. CO₂ Yöntemi İle Kalıplama

 

Bu yöntemde kalıp ve maça kumlarına % 1.5 - 6 cam suyu (sodyum silikat) karıştırılır ve kalıba şekil verildikten sonra kısa bir süre CO₂ gazı geçirilir. Kim­yasal reaksiyon gereği cam suyu, silikajele dönüşerek kalıbı sertleştirir.

 

Bu işlem yapıldıktan sonra dökümün en geç 24 saat içinde tamamlanması gerekir.

 

Bu yöntemle hazırlanan döküm parçalarının yüzey hassasiyetleri iyi olup, ekonomiklik için sayı önemli değildir; ayrıca kalıbın kurutulması gibi bir başka iş­lem de yoktur. Her tip dökümhanede kolayca uygulanabilir.

Yukarıdaki avantajlarının yanında, yeniden ortamdan nem kapabilmesi tehli­kesinden dolayı, bekleme süresi az olup kalıp ve maçaların, döküm işlemi bittik­ten sonra dağılma özelliği tatmin edici değildir. 
 

2.5.6. Kabuk Kalıplama

 

İnce taneli kum ile yüksek sıcaklıkta sertleşen termoset reçine karışımı kalıp­lama malzemesidir.

 

Kullanılan modeller, metal ve levhalı olup kalıplama işleminden önce yüzey­lerine özel bir sıvı püskürtülür. Böylece modelin kalıptan çıkarılması kolaylaşır. Modeller 230 °C civarında pişirilir ve döndürme tertibatı yardımıyla, üzerlerine kum reçine karışımından oluşan 5-10 mm’lik bir kabuk meydana getirilir. Kabuk modelden sıyrılmadan önce 315°C’de birkaç dakika pişirilir ve modelden ayrılır. Bu yöntemle karışık bîr şekle ait kalıp hazırlamada, iki veya daha çok parçalı kabuk hazırlanır; daha sonra yapıştırılarak pişirilir.

Sıvı metalin dökülmesi sırasında kabuk kalıbın deformasyonunu önlemek için, kabuk kalıptan hazırlanarak son şeklini alan kalıp, iri taneli kum, çakıl veya metal bilya içine yerleştirildikten sonra döküm işlemine geçilir.

 

Bu yöntemle + % 0,2 mm¹ ye varan hassas toleranslar elde edilebilir. Kalıp­lar hafif olup, daha önce hazırlanarak depolanabilir ve yüzey kaliteleri çok iyidir. Buna karşılık metal malzemeden hazırlanan modeller pahalı olup çok sayıda döküm için ekonomik olur; parça boyutları sınırlı olup altyapı yatırımı fazladır.

 

2.5.7. Çimentolu Kalıplama

 

Kalıplama yönteminin kum kalıplamaya göre farkı yoktur. Ancak kalıp kumu­nun içinde % 8 -12 çimento ve % 4 - 6 su bulunması gerekir. Model kalıptan çı­karılmadan önce çimento sertleşmelidir. Tam bir sertlik için yaklaşık 3 gün ge­reklidir. Büyük parçaların dökümünde, mukavemeti, yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti yüksek kalıplar elde edilebilir.

 

2.5.8. Maça Kalıplama

 

Maçaların biraraya getirilmesiyle de kalıplar elde edilebilir. Bu yöntem, şekil­leri itibariyle karmaşık parçalara uygulanabilmektedir. Kum ve organik bağlayıcının 125. .. 350°C arasında sıcaklıklarda pişirilmesiyle elde edilen maça, bu yöntemi pahalı hale getirmektedir.

  

2.5.9. Atmosferde Kendiliğinden Sertleşen (Air- Set) Kalıplama

 

Kalıp malzemesi kum, reçine ve katalizör karışımıdır. Modelin şeklini alan kalıp malzemesi, organik bağlayıcı ve katalizörünün kimyasal reaksiyonu sonu­cu 20 dakikadan itibaren sertleşmeye başlar ve döküm yapılabilir hale gelir.

 

2.5.10. Vakumlu Kalıplama

 

Kalıp malzemesi, hiçbir katkı içermeyen kuru kumdur. Bu yöntemde vakum düzeneği üzerine yerleştirilen levhalı model ısıtılarak üzerine ince bir plastik fol-ye kaplanır. Bu sırada vakum tatbik edilerek tam modelin şeklini alması sağla­nır. Bunların üzerine, içinde vakum borusu bulunan derece yerleştirilir ve kuru kum konur. Vakum tatbik edilerek derecenin en üst yüzeyi de plastik folye ile tam olarak kaplanır. Bu arada alt kutudaki vakum kaldırılır; derece modelden ayrılır. Böylece hazırlanan iki derece biraraya getirilir, ikisine de vakum tatbik edilirken döküm yapılır. Katılaşma süreci sona erdiğinde vakum kaldırılır ve kum tanecikleri dağılır. 
 

 

2.6.1. Kum Dökümde Ergitme

 

Ergitme, döküm için sıvı metalin hazırlanmasıdır. Ergitme işlemi dökümhane içerisindeki bir fırında yapılabilir ve pota adı verilen kaplarla kalıp yolluklarına dökülür. Ergitme kullanılacak fırının tip ve büyüklüğü, ergitilecek malzeme cinsi ve dökülecek parça büyüklüğü, sayısına bağlıdır. Örneğin; 10-200 tonluk ergi­miş metal ihtiyacı için elektrik ark fırınları, 100 -1000 kg için ise endüksiyon fı­rınlan kullanılmalıdır. Demir dökümü ile uğraşan küçük dökümhaneler ile, kupol ocaktan kullanırlar. Ergitme fırınları daha sonraki kısımlarda ele alınacaktır.

 

Hazırlanmış kalıplar dökümhane zemini üzerine tek tek veya üst üste yerleş­tirilir. Kalıpların üst üste yerleştirilmeleri, dereceler üzerine ağırlık koyma ihtiya­cını ortadan kaldırır (Şekil 75). Büyük parçaların dökümünde, doğrudan doğru­ya ergitme fırınından döküm yapılabilir. Bazı hallerde ise; ergitilmiş metalde ho­mojenliği sağlamak için, birkaç ton ergimiş metal alabilen ve brülörlerle ısıtılan toplama potalarından faydalanılır. Bu potalarda bir veya birkaç fırından gelen ergimiş metal toplanır. Döküm el potaları bir (30 kg) veya iki (90 kg) kişilik olur. Döküm yapılmadan evvel pota üzerindeki cüruf ve pislik alınmalıdır. Bazen te­mizlemenin kolay olması için özel potalar kullanılır. Bunlara örnek olarak, çay­danlık tipi veya dipten boşaltmalı potalar verilebilir.

  

2.6.2. Kum dökümde temizleme :

 

Döküm işlemi sonunda elde edilen iş parçasının ihtivanın ettiği yolluk, çıkıcı, beslenme kafası, çapak, maça, soğutma kokili ve yüzeye yapışmış kumun gi­derilmesi işlemine "temizleme" denir. Temizleme işleminin nihai iş parçasının maliyeti üzerinde olan etkisi, çok büyüktür. Bu bakımdan elde edilecek parça­nın dizaynı, temizleme işlemini mümkün olduğu kadar azaltacak biçimde olma­lıdır. Tatbik edilen temizleme işlemi iki grupta ele alınır:

 

1) Kuru temizleme.

2) Yaş temizleme.

 

2.6.3. Kuru temizleme :

 

Dökme parçalarının yolluk ve çıkıcıları darbe yardımıyla veya testere, oksi­jenle kesme ve yolluk kesme presi ile koparılır. Dökme demirler kırılgan olduk­larından, darbe yolu ile bu işlem kolaylıkla yapılabilir. Bu işlem sırasında döküm parçayı zedelememek için, kırılacak parça civarında çevresel çentikler açılır. Orta büyüklükteki parçalar için testere kullanılmasına rağmen, büyük boy par­çaların yolluk ve çıkıcılarının kesilmesinde oksijenle kesme kullanılır. Oksijenin kullanılması bazı hallerde yapı değişikliklerine sebep olur, bu da tavlamayı ge­rektirir. Böylece masraf artar. Büyük parçaların temizlenmesi daha çok el ile ya­pılır. Yüzeydeki kum parçaları ve maçalar keski veya havalı çekiç yardımıyla temizlenir. Çapaklar, çıkıcı yerleri, yolluk yerleri ve arızalı çıkmış yerler taşlama makinaları ile düzeltilir. Taşlama işlemi alüminyum oksit ve silisyum karbürden imâl edilmiş taşlarla yapılır. Dökme demirlerin taşlanmasında genellikle, silis­yum karbür taşlar kullanılır. Döküm sonunda parça yüzeylerinde bulunan kum darbe ile, kum püskürtme suretiyle veya temizleme tamburlarıyla temizlenebilir. Temizleme tamburlarında daha çok, küçük ve büyüklükleri üniform olan parça­lar temizlenir Böyle bir cihazın ilk yatırım masraflarının az olması, birçok dö­kümhane tarafından kullanılmasına imkan vermiştir. Seri halde radyatör imâl eden dökümhanelerde yüzey kumu ve maçaların temizlenmesi, sarsmalı ve darbeli makinalarla yapılır. Keskin köşeli kum tanecikleri 2 - 4 atmosfer basınç altındaki hava İle parça yüzeyine sevkedilir. Bu işlem sonunda yüzeyde mevcut kumlar temizlendiği gibi, parça parlaklık ve mukavemet kazanır. Kum püskürt­me yoluyla temizleme işlemi özel odalarda yapılmalı ve işçiler maske kullanma­lıdır.

 

2.6.4. Yaş Temizleme : Bu usulde tazyikli su veya asit kullanılır. Karışık şekilli dökme parçaların maçalarını çıkarmak çok zordur ve fazla miktarda toz açığa çıkar. Bu sebepten böyle parçaların temizlenmesinde 50-100 atmosfer basınç altındaki su, 5 - 8 mm çaplı bir huzme halinde temizlenecek parça üzeri­ne püskürtülür. Su ile temizlemede toz giderme tesisatına ihtiyaç olmaz. Dö­küm parça üzerine yapışmış kum, kurşun, tahta ve çimento parçacıkları asitle eritilir. Asit olarak  veya HCI kullanılabilir. HCI kullanılması halinde sağlı­ğa zararlı olan  gazı açığa çıkar. Bu sebepten bu asitle temizleme yaparken dikkatli olmak gerekir.

 

 

Kalıp malzemesi olarak çelik veya dökme demirin kullanıldığı döküm usûlü­ne kokil döküm adı verilir. Bu bakımdan kokil döküm, "metalsel kalıba döküm" olarak da bilinir. Kum kalıplarda bir defa döküm yapıldıktan sonra kalıp bozul­makta veya kumun kalıplama özelliği kaybolmaktadır. Metal kalıplarda ise, bin­lerce döküm yapılabilmektedir. Kokil döküm için hazırlanacak kayıp maliyeti, kum kalıba göre çok yüksektir. Fakat kokil döküm kalıpları çok sayıda döküm için kullanıldığından ekonomik olmaktadır.

Metalsel kalıbın ısı iletkenliği kum kalıba göre yüksek olduğundan, dökülen metal hemen soğur ve kendini çekme sebebiyle kalıba yapışmaz. Metalin kalı­ba yapışma ihtimalini azaltmak için, grafit veya kil ihtiva eden bir sıvı kalıp ci­darlarına püskürtülür veya sürülür. Bu malzeme sıcak metal ile temas ettiği za­man, gaz haline geçerek yapışmayı önler. Kokil ve kum döküm ile elde edilen döküm parçalan mukayese ettiğimizde, kokil döküm parçaların aşağıdaki üs­tünlüklere sahip olduklarını görürüz:

 

a) İş parçasının yüzeyi daha düzgün olup, talaş kaldırmayı dahi gerektirmez.

b) Mekanik özellikler daha yüksektir.

c) referanslar daha dar tutulabilir ve boyutları daha hassas parçalar elde edilebilir.                                                                                                      

d) Temizleme masrafı daha azdır.

e) Karmaşık şekilli parçalar kolaylıkla dökülebilirler

Yukarıda sayılan avantajlara rağmen kokil dökümün tatbikini sınırlayan bazı haller mevcuttur.

 

Bunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:

 

a) Bir boyut sınırlaması olmamasına rağmen, kokil döküm genellikle çok ufak boyutlu parçalara tatbik edilir.

b) Bütün alaşımlar metal kalıpta döküme elverişli değildir. Metal kalıpta alü­minyum, bakır, magnezyum, çinko esaslı alaşımlar ve ötektoid üstü gri dökme demir dökülebilir.

c) Az sayıda parça için çok pahalı hale gelir.

d) Kalıptan çıkarma zorlukları sebebiyle bazı parçaların dökümü imkansızdır.

Metal kalıp yüksek ergime sıcaklıkları sebebiyle, çelik malzemeden yapıla­cak parçaların dökümü için uygun olmamaktadır. Ayrıca dökülecek malzeme cinsine göre metal kalıp ömrü değişmektedir. Bunun sebebi malzemelerin ergi­me sıcaklıklarının farklı olmasıdır. Bundan dolayı metal kalıp ömrü malzeme cinsine göre aşağıdaki şekilde değişmektedir 

Metal kalıba dökümde kalıpların açılıp kapatılması el ile veya hidrolik mekanizmalarla olabilir. Hidrolik tertibat çok sayıda parça üretiminde kullanılır. Şekil 76’da el ile çalışan bir kalıp düzeni görülmektedir. Küçük ve düşük ağırlıklı dö­küm parçalarının imâlatı için sıvı metalin kalıba doldurulması ve katılaşan dökü­mün kalıptan çıkarılması el ile yapılabilir. Fakat döküm sıcaklığı yükseldikçe ve parça ağırlığı arttıkça el ile çalışmak zorlaşır. Bu durumda bu işlemlerin meka­nik tertibatlarla yapılması gerekir.

 
2.8. PÜSKÜRTME (BASINÇLI) DÖKÜM

 

Sıvı metalin basınç altında metal kalıba doldurulmasıyla elde edilen dökme işlemidir. Bu döküm usûlünün kökü dökümden farkı, sıvı metalin kalıba basınçla sevkedilmesidir. Her iki usûlde de metalik kalıp kullanılmaktadır. Püskürtme dö­kümde basınç kullanılması sebebiyle, yüksek hızda sıvı metalin kalıba çok hızlı bir şekilde doldurulması sağlanmış olur. Böylece çok karışık şekilli parçaların dökümü mümkün olur. Genellikle dökülecek malzemenin ergime sıcaklığı, 1000°C^’nin altındadır. Püskürtme döküm ile çok küçük ve hassas hepsi aynı özellikte ve seri halde parça dökülebilir. Kullanılan basınç 10-80 atmosfer ara­sındadır. Elde edilen parçalara genellikle talaşlı işleme uygulamaya lüzum kal­maz. Ayrıca parçaların yüzeyleri hızlı soğuma sebebiyle ince yapılı ve yüksek mukavemetlidir. Dökülecek malzemenin cinsine göre 5.000-100.000 adet dö­küm yapılabilir. Kalıplar karışık şekilli olduğundan pahalıdır. Bu sebepten dökü­mün ekonomik olabilmesi için, dökülecek parça sayısının 5.000’den az olma­ması lazımdır. Püskürtme dökümde, dökülecek malzeme kalıp malzemesine zarar vermemelidir. Kurşun, kalay, çinko, alüminyum ve magnezyum alaşımla­rının bu usul ile dökümü yapılabilir.

 

Püskürtme dökümde kalıp malzemesi olarak dökme demir, karbonlu çelik, alaşımlı çelik ve bazen de demir dışı malzemeler kullanılabilir. Döküm sıcaklığı düşük alaşımlar için karbonlu çelik, yüksek alaşımlar için ise alaşımlı çelik kalıp­lar kullanılır.

 

Ergimiş metalin kalıba sevkedilmesi, pistonlu püskürtme makinaları (sıcak hazneli) veya basınçlı hava püskürtme (soğuk hazneli) makinalarıyla gerçekleş­tirilir. Kalay, kurşun ve çinko gibi düşük sıcaklıkta ergiyen alaşımlar için pistonlu püskürtme makinaları kullanılır. Çoğunlukla mazotla ergitilen alaşım, piston ve kanallar vasıtasıyla kalıba gönderilir. Basınçlı hava püskürtme döküm makinala­rı, alüminyum ve bakır alaşımları gibi oldukça yüksek ergime sıcaklığına sahip malzemeler için kullanılır. Bu makinalarda pistonun vazifesini, hava yapmakta­dır. Piston kullanılırsa, yüksek sıcaklığın tesiri ile piston silindire kaynar ve de­mirden yapılan piston alüminyumun kimyasal etkisi altında kalır.

 

2.8.1. Düşük Basınçlı Döküm

 

Bu yöntemde, küçük parçalar için endüksiyon fırınında eritilen metale, ba­sınç altında soygaz uygulanmasıyla kalıp boşluğunun sıvı metal tarafından dol­ması sağlanır. 

 

 

Merkezkaç döküm de denilen bu usulde, ergimiş malzeme dönel bir hareket ile şekillendirilir. Genel olarak diğer döküm usûllerinde ergimiş metal yerçekimi­nin etkisi altında iken, savurma dökümde merkezkaç kuvvetinin etkisi altında da kalmaktadır. Döküm sırasında kalıp dönel bir hareket yapmaktadır Kalıp ekseni düşey veya yatay olabilir. Buna göre, yatay eksenli ve düşey eksenli döküm

 

adını alır. Savurma döküm sayesinde boru, halka gibi dönel şekilli parçalar maçasız olarak dökülebilirler. Döküm kalıplan, metalden veya kalıp kumundan yapılabilir Döküm esnasında merkezkaç kuvvetin tesiri ile gazlar sıvı haldeki malzemeden kolayca atılır ve hatasız, yüksek mukavemetli bir döküm elde edilir. Merkezkaç kuvvetin gaz giderici ve temizleyici tesiri, devir sayısı art­ıkça büyür. Gazlar ve özgül ağırlıkları ergitilen malzemeden küçük olan yabancı maddeler, eksene doğru hareket ederler. Dökme demir ve çelikte savurma löküm sırasında hafif olan mangan sülfür ayrılır.

 

Savurma dökümde maçaya gerek olmaması, son zamanlarda bu usulle boru imalini yaygınlaştırmıştır. Şekil 81' de, savurma döküm yöntemiyle boru mâliyle ilgili bir tesis görülmektedir. Burada madeni ve dönebilen kalıp dıştan soğutulmaktadır. Dönel kalıp aynı zamanda ileri geri hareket edebilmektedir. Böylece döküm sırasında kalıp yavaş yavaş ve sabit bir hızla ilerler. Pota taşıyı­şı sistem sabit olup, yalnızca potanın eğilmesi hidrolik bir tertibat sayesinde gerçekleştirilmektedir. Kalıp ısıya dayanıklı molibden çeliğinden yapılmış olup, içerisi ateşe dayanıklı bir malzeme ile astarlanmıştır.

 

 

Ana kalıplama malzemesinin alçı olduğu bir döküm usûlüdür. Altın, gümüş, alüminyum, magnezyum, bakır gibi demir dışı metallerin dökülmesinde kullanı­lır. Boyut hassasiyetinin çok iyi, yüzeylerin düzgün olması ve çok detaylı parça­ların dökülebilmesi bu usûlün üstünlükleridir. Fakat kum kalıba göre pahalıdır. Ağır metal alaşımlarından 30 kg’a, alüminyumdan ise iki tona kadar ağırlıktaki parçalar bu usûl ile dökülebilir. Kalıplama malzemesi olan alçı CaSO₄ olup, çe­şitli oranlarda su ihtiva eder.

 

 

Bu usule, hassas ve prezisyon döküm de denir. Başlangıçta kuyumcu ve

dişçiler tarafından kullanılmakta iken, daha sonraları küçük endüstriyel parçala­tın dökümünde de kullanılmıştır. Bu usûlde evvela dökülecek parçanın mumdan bir modeli yapılır. Bu model üzerine yolluk ve çıkıcılar yerleştirilir Daha sonra bu model sıvı haldeki seramik malzeme içerisine yerleştirilir ve seramik malze­me kalıp etrafında bir kabuk teşkil edecek şekilde katılaşması sağlanır. Bundan sonra içerisinde mum model bulunan seramik kabuk ısıtılır. Böylece mum eriyerek dışarı akar ve seramik içerisinde dökülmesi istenen parçanın şeklinde bir boşluk elde edilmiş olur. Ergitilmiş metal bu boşluğa dökülür ve katılaşmadan sonra seramik kalıp kırılarak parça çıkarılır. {Şekil 82) Son derece karışık par­çalar temiz ve tam bir şekilde bu usulün tatbikiyle elde edilebilir. Bilhassa talaş kaldırılarak işlenmesi veya dövülebilmesi mümkün olmayan alaşımlardan yapı­lacak hassas parçalar bu usûlle imâl edilir. Ayrıca son derece karışık şekilli par­çaların dökümü kolayca yapılabilir. Çünkü bu usûlde koniklik verme mecburiyeti yoktur Kuyumcu dökümde dikkat edilmesi gereken en önemli
husus, döküle­cek metalin karakterine uygun seramik malzemenin ve bağlayıcının seçimidir.

  

 

Sürekli döküm usulü, ergimiş metalin su ile soğutulan, iki ucu açık bir kalıp­tan geçirilerek katı hale dönüştürülmesi metodudur Genellikle, şekilsiz veya az şekilli uzun parçaların dökümü yapılmaktadır. Daha çok düşük ergime sıcak­lıktı malzemeler ve bakır alaşımlarına tatbik edilir. Şekil 83'de düşey bir kalıp ile, sürekli döküm vasıtasıyla çubuk mamul imâli görülmektedir. Kalıbın üst

ucundan ergimiş metal dökülür, alt ucundan çeşitli çap ve profillerde çubuk el­de edilir. Sürekli döküm sayesinde aşağıdaki üstünlükler sağlanmaktadır:

a) Düzgün olmayan teşekküller ve bozulmalar önlenmektedir.

b) Randıman %100'dür.

c) İngotlara göre daha düzgün bir yüzey elde edilmektedir.

d) Segregasyonların azalması sebebiyle, yüksek kalitede malzeme elde edilmektedir.

e) Soğutma hızı kontrol edilerek, tane büyüklüğü ve yapının ayarlanma imkanı vardır.

f)   işlem ekonomiktir.

  

Sıvı metalin kalıba doldurulduğu andan başlayarak parçanın mamul haline gelinceye kadar geçirmiş olduğu tüm işlemler Bitirme işlemleri olarak tanımla­nır. İmal edilen parçaların özelliklerine ağlı olarak bitirme işlemleri; kalıbı soğut­ma, bozma, yolluk ve çıkıcıların ayrılması, temizleme, çapak kesme, onarım, ısıl işlemler ve yüzey işlemleri önemli kademelerdir.

 

2.13.1 Kalıp Bozma

Sıvı metal kalıba doldurulduktan sonra parçaların ve kalıbın malzemesine, parça boyutlarına ve şekline bağlı olarak bir süre kalıpta soğutulması gerekir.

 

 

 

 

Tablo 9. Kum kalıp içindeki çelik ve kır dökme demir parçaların kalıp açma sıcaklıkları

 

Parçaların Özellikleri	Kalıp açma sıcaklığı [C]
- 200 Kg'a kadar basit şekilli parçalar.	800
- Cidar kalınlıkları farklı, düğüm noktalan ve kütleli yerleri soğutucularla soğutulan parçalar.	600
- Kütle yığılmaları olan yerlere soğutucu konulamayan yukarıdakilere benzer parçalar	400
- Soğuma sırasında serbest büzülemeyen, yır­tılma ve deformasyon olasılığı olan parçalar.	200

 

Parçaların kalıptan çıkarıldığı sıcaklığa kalıp bozma {kalıp açma) sıcaklığı denir. Kurutma süresince kalıplar, döküm yapılan yerde bekletilebildiği gi­bi, soğutma bantları üzerinde bir yandan belirli bir hızla kalıp bozma bölgesine yanaşırken de soğutulabilir. Kalıp açma sıcaklığı; parçanın dayanımı, iç yapı de­ğişimleri, kalıcı iç gerilmeler gibi faktörlere bağlıdır.

 

Kalıp bozmada; döküm parçalan, kalıp kumu ve dereceler birbirinden ayrı­lır Bozma işlemi; elle, havalı çekiçlerle, itme presleri ile sarsma ve vibrasyon masaları üzerinde bazen de derecesiz kalıp blokları döner tamburlar içinde ve­ya granül püskürtme odalarında yapılabilir .
 

Dereceli veya derecesiz kalıplar bozularak döküm parçalan kalıptan çıkarı­lırken, parçalar içindeki maçalar da bir ölçüde dağılırlar. Kalıp bozma işleminde parçaların dış bölgelerinde bulunan maçalar, iç bölgelerdeki delik ve kanal ma­çalarına göre daha kolay dağılırlar.

 

2.13.2. Yolluk ve Çıkıcıların Ayrılması

 

Parçaların üzerindeki yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parça üzerindeki yerinin kolay ayırmaya uygun biçimde düzenlenmesi gerekli olup rahat uzaklaştırılabilmeleri için en azından ayırma bölgelerindeki yapışmış sert kum tabakalarının da temizlenmesi gerekir. Bu nedenle kalıp bozma işlemini genellikle granül püskürtme (basınçlı hava veya savurma çarkları ile parça üzerine hızla püskürtülen belirli tane büyüklüğünde sert malzeme) işlemi takip eder.

 

Yolluk, çıkıcı ve besleyiciler parçadan; el ve havalı çekiçler, keskiler, teste­reler, kesme presleri, özel ayırma makinaları gibi mekanik ayırma vasıtaları ile ayrılırlar. Bunlara alevle yakarak, elektrik arkı ile eriterek kesme donanımlarını da ilave etmek gerekir.

 

2.13.3. Temizleme

 

Kesilen yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parçalar üzerindeki izleri ve çapaklar taşlanır. Gerekirse bir kere daha granül püskürtme işlemi yapılabilir 
 

Çapak temizlemede Mekanik yöntemler (Keski, taşlama, pres, freze, eğe­leme, fırçalama, ince taşlama, granül püskürtme), Elektrokimyasal yöntemler ve termik yöntemler kullanılmaktadır.

Taşla kesme işleminde ayırma yeri normal olarak temizdir. Diğer ayırma yöntemleriyle (kırma, mekanik kesme, yakarak kesme gibi) yolluk ve besleyici­lerin ayrılması daima ilave bir temizleme işlemini gerektirir.

  

 

Döküm yöntemi ile üretilen parçaların kalitesini etkileyen faktörlerin sayısı çok fazladır. Parçada ortaya çıkan hata çok sayıda faktörün bir veya birkaçının sonucu olabilir.

 

2.14.1. Döküm Hataları

 

Genel olarak hatalar; dökümde kullanılan malzeme ve ekipmanın yanlış se­çiminden, imalat sırasında sıcaklık, kalıp kumu bileşenleri ve nem gibi fiziksel kontrollerin yeterli tamlıkta yapılmamış veya hiç yapılmamış olmasından kay­naklanır.

Döküm parçalarda rastlanan hatalar çok çeşitli sebeplerden kaynaklan­maktadır:

— Döküm malzemesine,

— Kalıp ve maça özellikleri ile kalitesine,

— Yolluk ve çıkıcı sistemine,

— Döküm metoduna,

— Kalıp bozma f aktörlerine,

— Parça temizleme ve uygulanan ilave işlemlere

 

Döküm parçalarındaki hataları; dış ve iç olarak iki ana gruba ayırmak müm­kündür  

İmal edilecek parçanın döküme uygun dizayn edilmemiş olması da çok çe­şitli hatalara neden olmaktadır
 

2.14.2. Dökülmüş parçaların kontrolü

 

Döküm parçalarında kontrol edilen başlıca özellikler şunlardır:

      — Kimyasal bileşim,

      — Mekanik mukavemet,

Yapı sürekliliği (Boşluksuz, çatlaksız, segregasyonsuz),

Biçim, boyut ve yüzey tamlığı,

      — Fiziksel özellikler.

Bu özelliklerin geniş gruplandırılmaları Tablo 16' da verilmektedir.

Döküm parçalarının yukarıda belirtilen kontrolleri yalnızca parçaların malze­meleri ve ısıl işlemleri hakkında bir değerlendirme olanağı sağlar

Döküm parçası içindeki makro ve mikro boşluklar, kum, cüruf gibi yabancı maddeler, parça dışı ve içi çatlaklar, döküm parçanın çıkartılması için de çeşitli tahribatsız muayene usulleri kullanılır.

Kullanılan Tahribatsız usullerin belli başlıları şunlardır:

     — Gözle kontrol,

     — Ses ve vurma ile kontrol,

     — Penetrasyon kontrolü,

     — Manyetik toz ile kontrol,

     — Dağlama ile kontrol [Ayıraç: % 2 Amonyum asetat + % 15 Kalsiyumbikromat + % 83 Su],

      — Ultrasonik kontrol,

      — Röntgen ışınları ile kontrol,

      — Gama ışınları ile kontrol,

Basınçlı su ile kontrol.          

 

2.14.3. Döküm Uygun Parça Tasarımı

 

Bir parçanın döküm yöntemiyle imali kararlaştırıldıktan sonra, parçanın ge­ometrik şeklinin, malzemesinin ve taşıyacağı zorlama seviyesinin, hangi döküm yöntemine uygun olduğunun belirlenmesi gerekir. Her parça, her döküm yönte­miyle imal edilemez. Çok karışık bir şekle sahip parça ile basit bir şekle sahip parçanın aynı döküm yöntemiyle imal edilmesi, hem imalat tekniği açısından ve hem de ekonomiklik açısından uygun değildir.

Bir parçanın belirli bir döküm yöntemine uygun olup olmadığına karar veri­lebilmesi için, parçanın aşağıdaki kriterler bakımından incelenmesi gerekir.

a) Zorlamalar

b) Malzeme

c) Enerji

d) Süre

e) Maliyet

 

Döküm parçalarının tasarımı, genel imalat tekniği prensipleri yanında, özel döküm tekniği prensiplerinin de gözönünde tutulmasını gerektirir. Bu özel dö­küm tekniği prensipleri arasında, sıvı haldeki döküm malzemesinin döküm kalıbını doldurmaya yeterli miktarda olması ve soğuma esnasında özellikle katılaş­ma sıcaklık alanında oluşacak büzülmeye müsaade etmesi gerekir.

 

Döküm parçalarının tasarımında, muhtemel problemleri en aza indirmeye yönelik beş tasarım kural aşağıda verilmiştir:

 

1. Kural: Doldurma işleminin, türbülans oluşturmayacak şekilde yapılması ve döküm sırasında oluşan gazların ve havanın kalıptan tam olarak çıkması sağlanmalıdır.

 

2. Kural: Parçanın her tarafının mümkün olduğunca aynı hızla soğuması ve katılaşması sağlanmalıdır.
 

3. Kural: Büzülmeyi sınırlayıcı nedenler en aza indirilmelidir.

 

4. Kural: Döküm kalıbının şekli, mümkün olduğu kadar basit olmalıdır.

5. Kural: Sonradan kesilerek uzaklaştırılmaları gereken yolluk, çıkıcı ve besleyici gibi döküm çapakları, kolayca ulaşılabilecek şekilde yerleştirilmelidir