İMAL USULLERİ DÖKÜM.

... konulu sunumlar: "İMAL USULLERİ DÖKÜM."— Sunum transkripti:

1 İMAL USULLERİ DÖKÜM

2 Kalite Kontrol Kalite; mamul özelliklerinin kullanım amacına uygunluğu.

3 Kalite Kontrol Uygulamaları
Girdi Kontrolleri Döküm metalleri, modeller, kalıp ve maça malzemelerinin kontrolü Üretim Kontrolleri Kalıp ve maça malzemelerinin hazırlanması, kalıplama, maça üretimi, kalıp kapama, metal eritme, dökme ve bitirme işlemlerinin kontrolü Bitmiş Parça Kontrolleri Parçada yapı sürekliliğinin kontrolü (boşluk, segregasyon), biçim ve boyut kontrolü, malzemenin kimyasal ve fiziksel özelliklerinin kontrolü

4 Döküm Parça Kontrolü Yapı Süreksizliliğinin Kontrolü (Çekme boşlukları, çatlaklar, pislikler ve segregasyonlar) Gözle Kontrol Vurarak Kontrol İleri Tahribatsız Muayeneler Boyut ve Biçim Kontrolü (Toleranslar) Kimyasal ve Fiziksel Özelliklerinin Saptanması Kimyasal Fiziksel Yoğunluk

5 Döküm Hata Nedenleri Hatalı parça tasarımı
Hatalı model tasarımı ve üretimi Hatalı kalıp tasarımı, uygun olmayan kalıp malzemeleri ve kalıplama işlemleri Hatalı döküm işlemi

6 Döküm Hata Nedenleri Yanlış malzeme seçimi Bitirme işlemleri hataları
Çekme boşlukları Gaz boşlukları (Kalıp içi nem …) Kayma Çapak

7 Döküm Hata Kusurları Soğuk birleşme (Akıcılık düşük, yolluk yetersiz, besleme hızı düşük, döküm sıcaklığı düşük, cidar kalınlığı düşük …) Sıçramalar Eksik döküm Şişme Metal penetrasyon (kum tanecikleri arasına sızma)

8 Döküm Hata Kusurları Kalıp genleşmesi Segregasyon
Pislikler (pota kirli, yanlış yolluk tasarımı, gevşek kalıp …) Kum taneciklerinin yüzeye kaynaması Maça yüzmesi Sıcak yırtılmalar, çarpılmalar

9 Genel Hatalar: Eksik Dolgu
Kalıp boşluğu tamamen dolmadan katılaşan bir döküm Eksik dolgu Kalıp Dökümdeki bazı yaygın hatalar: (a) eksik dolgu

10 Genel Hatalar: Soğuk Yapışma
Metalin iki parçası birlikte akar ancak erken katılaşma nedeniyle birleşme hatası oluşur Kalıp Soğuk yapışma Maça Dökümlerdeki bazı yaygın hatalar: (b) soğuk yapışma

11 Genel Hatalar: Soğuk Yapışma
Döküm sırasında metal zerrecikleri ve katı taneler oluşur ve döküm içinde kalırlar Soğuk yapışmalar Kalıp Dökümlerdeki bazı yaygın hatalar: (c) soğuk yapışma

12 Genel Hatalar: Büzülme Boşlukları
Katılaşmanın son bölgesinde bulunabilecek sıvı metal miktarını sınırlayan katılaşma büzülmesinin neden olduğu yüzey çökmesi veya iç boşluk Büzülme boşluğu Kalıp Dökümlerdeki bazı yaygın hatalar: (d) büzülme boşluğu

13 Kum Döküm Hataları: Kum Gözeneği
Döküm sırasında kalıp gazları çıkışının neden olduğu balon şeklindeki gaz boşlukları Kalıp Kum gözeneği Kum dökümlerdeki yaygın hatalar: (a) kum gözeneği

14 Kum Döküm Hataları: Gözenekler
Döküm yüzeyinde veya yüzeyin hemen altında çok sayıda küçük gaz gözeneğinin oluşumu Kalıp Gözenekler Kum dökümlerdeki yaygın hatalar: (b) gözenekler

15 Kum Döküm Hataları: Penetrasyon
Sıvı metalin akıcılığı yüksek olduğunda, döküm yüzeyinin kum taneleri ve metal karışımı içermesine neden olacak şekilde, kum kalıp veya maçanın içine nüfuz edebilir Penetrasyon Kum dökümlerdeki yaygın hatalar: (e) penetrasyon

16 Kum Döküm Hataları: Kalıp Kayması
Üst ve alt derecelerin birbirine göre yana kaymasının neden olduğu, döküm parçanın ara yüzeyindeki bir kademe Ayırma yüzeyi Üst derece, alt dereceye göre kaymıştır Üst derece Alt derece Kum dökümlerdeki yaygın hatalar: (f) kalıp kayması

17 Kum Döküm Hataları: Çökme
Yaygın büzülme boşluğu Maça Kum dökümlerdeki çökme ve önlenmesi: (a) yaygın görülen büzülme boşluğu, boşluğun olmaması halinde yüzeydeki çökme ve (c) maça kullanımıyla çökmenin önlenmesi

18 Döküm Metalleri

19 Döküm Metalleri Çoğu ticari dökümler, saf metallerden ziyade alaşımlardan yapılır Alaşımlar genelde kolay dökülür ve ürün özellikleri daha iyidir Dökme alaşımları aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir: Demir esaslı Demir dışı

20 Demir Esaslı Döküm Alaşımlar: Dökme Demir
Tüm döküm alaşımlarının en önemlisi Dökme demir dökümlerin tonajı, çoğunlukla diğer tüm metallerin toplamının birkaç katıdır %2-5 arası C içerir. Karbonun grafit olarak ayrışması sırasında hacim arttığından, malzemenin kendini çekmesi düşüktür (~%1).

21 Demir Esaslı Döküm Alaşımlar: Dökme Demir
Dökümde akıcılık ve kalıbı doldurma özelliği çok iyi Tipik dökme sıcaklıkları  1400C (bileşime bağlıdır) Korozyona karşı dayanıklı Titreşim sönümleme

22 C ve Si’ın Etkileri Si ve C en önemli elementler. Silisyum Grafit oluşumuna neden olmaktadır. C (%) Si (%)

23 C ve Si’ın Etkileri Soğuma Hızı = 1 / Cidar Kalınlığı

24 Dökme Demir – Çelik Karşılaştırılması
Dökme Demirin Çeliğe göre avantajları Çelikten daha ucuzdur. Akışkanlığı çeliğe göre daha iyidir. Daha kolay talaş alınır (Torna). Aşınma dayanımı daha yüksektir. Titreşim sönümleme özelliği vardır. Dökme Demirin Çeliğe göre dezavantajları Darbe dayanımı daha düşüktür (Daha gevrektir). Yüksek sıcaklık dayanımı daha azdır.

25 Dökme Demir Kır dökme demir Küresel dökme demir Beyaz dökme demir
Temper dökme demir Alaşımlı dökme demirler

26 Fe / Fe3C Phase Diagram

27 Kır (Lamel Grafitli) Dökme Demir
Kırık yüzeylerin görünümü nedeniyle kır dökme demir olarak adlandırılır. Makina Yapımında en çok kullanılan malzemelerdir. Karbon, içyapıda büyük ölçüde grafit lamelleri olarak bulunur. Ucuzdur Talaşlı iyi işlenir

28 Kır (Lamel Grafitli) Dökme Demir
Titreşim sönümler Korozyona dayanıklı Çentiğe duyarlı değil (İçyapıda grafirin bulunması, hem yük taşıyan kesiti küçülttüğünden, hem de çentik etkisi oluşturduğundan çekme dayanımını düşürür). Makine Gövdeleri, dişli kutular, temel plakaları, yataklar (Basma) Basma dayanımı, çekme dayanımının 3-4 katıdır.

29 Kır (Lamel Grafitli) Dökme Demir
Dökme demirler kaynak yöntemiyle birleştirilmesi güç olan malzemelerdir. Grafitlerin yağlayıcı etkisi nedeniyle kuru sürtünmeye elverişli olup, yatak malzemesi olarak kullanılması durumunda, yağsız kalan yatağın bir süre sarmadan çalışmasını sağlayabilir.

30 Kır Dökme Demir

31 Küresel (Sfero) Dökme Demir
% 0,5 Ce veya Mg (ucuz) eklenir. Dayanımı artar Sünekliği artar Titreşim sönümleme özelliği azalır Yorulma dayanımı daha iyidir. Krank milleri, pistonlar, subaplar, kalıplar, merdaneler

32 Küresel (Sfero) Dökme Demir

33 Temper Dökme Demir Cidar kalınlığı en fazla 40 mm olabilir, parça ağırlığı birkaç kiloyu geçemez. (Beyaz D.D. Oluşturabilmek için) Yüzey kalitesi daha iyi Sünekliği nedeniyle dövülebilir C + Si < %3,8 olmalıdır.

34 Temper Dökme Demir Siyah (nötr atmosfer) Beyaz (Oksitleyici Ortam)
Talaş kolay kaldırılır Kaynak kabiliyeti kötü Piston, dişli çark, zincir elemanları Beyaz (Oksitleyici Ortam) Kaynak ve lehim için uygun İnce cidarlı parçalar Anahtarlar, fren tamburları, rekor ve fittingler

35 Temper Dökme Demir

36 Beyaz Dökme Demir İçerdiği karbonun tümü karbür (sementit) olarak bağlanacak şekilde seçilir. Kırık yüzeyinin görünümü beyaz renktedir. Çok sert ve gevrek İşlenmesi güç Aşınmaya dayanıklı yerlerde kullanılır Hadde merdaneleri, vagon tekerlekleri, cevher kırma merdaneleri

37 Beyaz Dökme Demir Yüzey sertleştirilmiş Kır veya Sfero

38 Beyaz Dökme Demir

39 Demir Esaslı Döküm Alaşımları: Çelikler
Dökümden sonra talaş kaldırma dışında başka biçimlendirme göremez. Pek yaygın kullanılmaz.

40 Demir Esaslı Döküm Alaşımları: Çelikler
Çeliğin dökümündeki zorluklar: Çeliğin döküm sıcaklığı, diğer çoğu metalden daha yüksektir  1650C Bu sıcaklıklarda çelik kolayca oksitlenir; bu nedenle erimiş metalin havadan izole edilmesi gerekir Erimiş çelik nispeten düşük akıcılığa sahiptir Metalurjik temizliği çok önemli Yeterli tokluk elde edebilmek için ek ısıl işlem gerekli Akıcılığı ve kalıbı doldurma kabiliyeti düşük. Kendini çekme payı % 2-3 (Yüksek)

41 Çelikler Ne zaman tercih edilmeli?
Dökme demirlerin dayanım ve süneklik özelliklerinin yetersiz kaldığı zaman Parçaların döküm yöntemiyle üretmenin daha ekonomik olduğu zamanlar(Çok büyük ve karmaşık parçalar) Dökülen parçaların kaynakla birleştirilmesinin gerekli olduğu durumlarda Seçilen çeliğin plastik şekil vermeye uygun olmadığı durumlarda

42 Demirdışı Döküm Alaşımları: Aluminyum
Düşük yoğunluk Yüksek ısı ve elektrik iletkenliği Korozyon dayanımı yüksekitilebilir. Oksijene ilgisi çok (Koruyucu tabaka oluşur, gereksiz türbülansdan kaçınmak gerekir).

43 Aluminyum Genellikle kolay dökülebilir olarak bilinir
Aluminyumun düşük erime sıcaklığı nedeniyle, dökme sıcaklıkları düşüktür Tm = 660C Özellikleri: Hafif yapı Isıl işlemlerle dayanım özelliklerinin değiştirilebilmesi Talaş kaldırma kolaylığı

44 Aluminyum Sorun: Gözeneklilik (Gazları çözündürme meyili çok fazla ve katılaşmada açığa çıkıyor). Normal olark 1 m3 havada 10 gram kadar su buharı vardır. Bu su buharı Reaksiyonuyla alüminyumun bünyesine girerse yaklaşık 1 gram hidrojen açığa çıkar ve bu miktarda gazın bulunması ise 1 ton kadar alüminyumun gözeneklilik nedeniyle reddi için yeterlidir. Bu nedenle yanma gazlarında nem bulunan ve ısı verimi düşük olan potalı ocaklar yerine eritmede elektrikli ocaklar tercih edilmelidir.

45 Demirdışı Döküm Alaşımları: Bakır Alaşımları
Elektrik ve ısıyı iyi iletir Özellikleri: Korozyon direnci İyi görünüm Yüksek yataklama kalitesi Zayıflığı: bakırın yüksek maliyeti Bakırda hidrojen çözünürlüğün yüksek olması ve dolayısıyla yanma gazlarından eriyiğin bünyesine gaz girmesi sorun oluşturabilir. Uygulamaları: boru ek parçaları, pompa elemanları, süs eşyaları

46 Bakır Alaşımları Bronz, pirinç ve alüminyum bronzu türleri vardır
Pirinç = Bakır (min. %53) + Çinko Bronz = Bakır + Çinko dışı element (Alüminyum, kalay, kurşun)

47 Pirinç = Bakır (min. %53) + Çinko
Çinko arttıkça dayanım, sertlik kopma uzaması artar, döküm sıcaklığı düşer Plastik şekil vermeye uygun Alfa (%36 ya kadar Çinko), % Alfa + Beta Pirinçleri var

48 Bronzlar Kalay Bronzlar Kurşun Bronzlar Alüminyum Bronzlar
Sertlik ve dayanımları pirinçten yüksek, sünekliği daha düşük Korozyon ve yüksek sıcaklık dayanımları daha yüksektir. Aşınma dayanımı çok iyi Sonsuz vida dişlileri, pompa çarkları, kasnak yatakları Kurşun Bronzlar Yatak malzemesi Alüminyum Bronzlar Korozyon dayanımı (Deniz suyu)

49 Demirdışı Döküm Alaşımları: Magnezyum Alaşımları
Yoğunluğu çok düşük (1,74 g/cm3) [Hafifliğin önemli olduğu yerlerde tercih edilmektedir]. Alaşımlandırılarak kullanılır, Al ve Zn tokluğu, Mn korozyon dayanımını arttırır Kendini çekme %4 olup, boşluk ve gözeneklilik oluşma tehlikesi yüksektir. Kum, kokil ve basınçlı döküm yöntemleriyle üretilir.

50 Demirdışı Döküm Alaşımları: Magnezyum Alaşımları
Döküm sıcaklığı 680 – 800 0C arasında olan Magnezyum alaşımları, demir potada koruyucu örtü altında eritilir. Tutuşma tehlikesi var (Oksijenle çok hızlı bir şekilde reaksiyona girer). Döküm sırasında eriyik kükürtle örtülür ve SO2 gazı ile atmosferle teması kesilen sıvı metalin tutuşması önlenir.

51 Demirdışı Döküm Alaşımları: Çinko Alaşımları
Yüksek dökülebilirlik, basınçlı dökümde yaygın kullanım Basınçlı döküm yöntemiyle imal edilen parçaların yaklaşık %50 si çinko esaslı alaşımlardan üretilir. Düşük erime sıcaklığı – çinkonun erime sıcaklığı Tm = 419C

52 Çinko Alaşımları Atmosferik, alkol ve petrol türevlerine karşı korozyon dayanımı iyi Otomobil, bisiklet, saat parçaları Özellikleri: Düşük sürünme dayanımı, bu nedenle dökümler uzun süreli yüksek gerilmelere maruz bırakılamaz

53 Ürün Tasarım Prensipleri
Geometrik basitlik: Döküm, karmaşık parça geometrilerinin oluşturulmasında kullanılabilmesine rağmen, parça tasarımında basitlik, genellikle dökülebilirliği arttırır Gereksiz karmaşıklıktan kaçınılması: Kalıp yapımını basitleştirir Maça ihtiyacını azaltır Dökümün dayanımını arttırır

54 Ürün Tasarım Prensipleri
Döküm parçalardaki köşeler: Gerilme odağı olduklarından ve sıcak yırtılma ve çatlamalara neden olabileceklerinden, keskin köşe ve açılardan kaçınılmalıdır İç köşelerde büyük radyüslü köşe dolguları tasarlanmalı ve keskin kenarlar yuvarlaklaştırılmalıdır

55 Ürün Tasarım Prensipleri
Yüzey eğimi kılavuzları: Genleşebilen kalıba dökümde yüzey eğimi, modelin kalıptan çıkarılmasını sağlar Eğim = 1 (kum döküm için) Kalıcı kalıba dökümde amaç, parçanın kalıptan çıkarılmasına yardımcı olmaktır Eğim = 2 to 3 (kalıcı kalıba döküm yöntemleri için) Eğer dolu maçalar kullanılıyorsa, benzer eğimler sağlanmalıdır

56 Yüzey Eğim Toleransı Parça tasarımındaki küçük değişiklikler, maça ihtiyacını azaltabilir Bir maça kullanımına ihtiyacı ortadan kaldıran tasarım değişikliği: (a) orijinal tasarım ve (b) yeni tasarım.

57 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

58 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

59 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

60 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

61 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

62 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

63 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

64 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

65 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

66 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

67 Döküm Biçimlendirme Prensipleri

68 Boyutlandırma Prensipleri Boyut Toleransları ve Yüzey Kalitesi
Tasarımda kullanılan en küçük cidar kalınlığı, boyut toleransları ve yüzey kalitesi uygulanacak döküm yöntemini belirlemede en önemlirolü oynar. Aşırı ve gereksiz taleplerin daha pahalı yöntemlerin uygulanmasını gerektireceğini unutulmamalıdır.

69 Boyutlandırma Prensipleri Boyut Toleransları
Bazı malzeme ve kalıplama yöntemleri için en küçük cidar kalınlıkları [mm] Malzeme Basınçlı Döküm Kum Döküm Kokil Döküm Alçı Kalıp Dökme Demir - 3 5 Çelik Alüminyum Al. 2 3-5 1 Bakır Al. 2,5 1,5 Çinko

70 Boyutlandırma Prensipleri Yüzey Kalitesi
Bazı kalıplama yöntemleri için yüzey pürüzlülük değerleri [µm] Kalıplama Yöntemi Pürüzlülük [µm] Yaş Kum Kalıp 6 – 25 Özel Kum Kalıplar < 6 Basınçlı Döküm 0,5 – 3 Hassas Döküm 0,4 – 1,5 Alçı Kalıba Döküm 1

71 Ürün Tasarım Prensipleri
Talaş Kaldırma Toleransları: Kum dökümde gerekli boyutlara ve parça özelliklerine ulaşmak için hemen tüm dökümlerin talaşlı işlenmesi gerekir Döküm üzerinde, talaş kaldırmanın gerekli olduğu tüm yüzeylerde, Talaşlı işleme toleransı olarak adlandırılan ilave malzeme bırakılır Kum dökümler için tipik talaşlı işleme toleransları 1.5 ile 3 mm arasındadır

72 Malzeme Seçimi Kullanılacak döküm ve kalıplama yöntemi
Döküm ocaklarının seçimi Katılaşmada çıkabilecek sorunlar Erime sıcaklığı

73 Ürün Tasarım Prensipleri
Döküm Biçimlendirme Prensipleri (Geometrik basitlik, Yüzey eğimi kılavuzları, Döküm parçalardaki köşeler) Boyut Toleransları Yüzey Kalitesi Talaş Kaldırma Toleransları (İşleme Payı) Malzeme Seçimi