KALIPÇILIK Çalışma alanlarına göre metalmalzemelerden talaş kaldırmadan seri halde ve çok sayıdaki parçaların üretilmesinde kullanılan makina parçalarına.

... konulu sunumlar: "KALIPÇILIK Çalışma alanlarına göre metalmalzemelerden talaş kaldırmadan seri halde ve çok sayıdaki parçaların üretilmesinde kullanılan makina parçalarına."— Sunum transkripti:

1 KALIPÇILIK Çalışma alanlarına göre metalmalzemelerden talaş kaldırmadan seri halde ve çok sayıdaki parçaların üretilmesinde kullanılan makina parçalarına KALIP denir. Sanayi yönünden gelişmiş dünya ülkelerinde, özdeş olan, çok sayıda ve seri olarak üretilmesi gereken parçalar kullanma alanlarına göre saç metal veya hacim kalıplarıyla üretilmektedir.

2 Hacim kalıpçılığında sıcak döverek biçimlendirme yöntemiyle küçük boyutlu dövülebilir malzemelerle büyük boyutlu dövülebilir malzemelerden seri halde özdeş, malzeme ve işçilik sarfiyatı az olan parçalar üretilebilmektedir.

3 Çalışma Alanlarına Göre Kalıpçılığın Sınıflandırılması

4 Genel olarak iyi tasarlanmış ve konstrüksiyon hatası bulunmayan kalıpların faydaları:
Kalıplanan parçaların üretim oranı yüksektir. Seri üretim kolaydır. Her parça için sarfedilecek insan gücü yüksektir. Üretimin otomatik olarak yapılması mümkündür. Üretilen parçalar tamamen özdeştir. Değişik biçimdeki parçaların üretimi ekonomiktir.

5 Zararlı yönleri: Kalıp maliyeti yüksektir. Kalıp yapımında kullanılan tezgah ve avadanlıklar pahalıdır. Bazı hallerde üretimin kontrolü güçtür. İyi bir kalıpçının yetiştirilmesi kolay değildir. Kalite kontrolü kısa zamanda yapılmayabilir. Kalıp ömrünün uzun olmasını sağlayan bilgilerin eksikliği gibi zararlı yönleri vardır.

6 KESME KALIPLARI Kesme işlemleri,arzu edilen üretim şekli ve parçanın biçimine göre şu şekilde sınıflandırılır: 1- Şerit malzemeden parçanın doğrudan kesilmesi (ayrılması) a- Giyotin makaslarıyla kesme (Kalıplama işlemi görecek şerit malzemeler ve doğrudan şerit malzemeden üretilecek düzgün kenarlı dikdörtgen, kare vb parçalar giyotin makasla kesilir) b- Kalıplarla artıksız kesip ayırma (Şerit malzemeden artıksız yada az artıklı malzeme sarfiyatı ile parçaların kalıplarda üretilmesi işlemidir.)

7 c- Ayırma zımbalarıyla kesip ayırma (Bu tip kalıplama işlemlerinde parça, şerit malzemeden ayırma zımbasıyla ayrılmaktadır. Ölçü tamlığı istenmeyen ve artık malzeme sarfiyatının az olması gereken kalıplama işlemlerinde parçalar, şerit malzemeden ayırma zımbalarıyla ayrılır.) d- Kesme zımbalarıyla delme ( Kesme zımbalarıyla delme işlemi, kesme payı ilave edilen şerit malzemelerden tam ölçüde kalıplama işlemidir. )

8 2- Delme işlemleri a- Koparma zımbalarıyla delme ( Kalıplanan parça üzerindeki deliğe vida açılacaksa veya kılavuz salınacaksa delme işlemi, keserek değil koparma delme zımbasıyla yapılır. Bu tip kalıplama işleminde artık malzeme yoktur ancak, delik çevresinde çapak vardır. ) b- Koparma kalıplama ( Kalıplanan parça üzerinde koparma ve kopan parçaların da şekillendirme işlemi varsa, bu tip parçalar koparma kalıplarıyla yapılır. ) c- Delme ve biçimlendirme kalıplama ( Bu kalıp, bütün işlemi aynı anda yapan kalıptır.

9 3- Çentik Açma İşlemleri a- Yarı çentik açma b- Çentik açma (Kalıplanacak parça, birden fazla kalıplama işlemine tabi tutulacaksa, bu parçaların ilk işlemde şerit malzemeden ayrılması istenmez. Bu nedenle, parça çevresine yarı ve tam çentik açma işlemiyle birlikte diğer kalıplama işlemleri aynı kalıpta tamamlanır ve en son olarak parça şerit malzemeden ayrılır)

10 BÜKME KALIPLARI Bükme, saç metal malzemelerine şekil verme işlemidir. Diğer kalıplama işlemlerine göre, bükme kalıplama işlemleri daha kolaydır. Biçimlendirme işleminin özelliğine göre bükme kalıpları şu şekilde sınıflandırılır: 1- Bükme 2- Kenar bükme 3- Katlama ve kenet yapma 4- Kıvırma 5- Oluklama

11 Bükme: Saç metal malzemeden kesilen parçaya arzu edilen şekil verme ve mukavemet kazandırma amacıyla yapılan kalıplama işlemidir. Bükme işlemi özellikle delinen, boşaltılan parçalardaki azalan mukavemet etkisini önlemek için yapılır. Kenar Bükme: Kalıplanan parça veya saç metalin kenar mukavemetini artırmak, kenar kısımlarda hafif kavis yapmak suretiyle parçanın dış görünüşünü güzelleştirmek amacıyla yapılan kalıplama işlemidir.

12 Katlama ve Kenet Yapma: Bu kalıplama işlemi en çok giyim eşyası sanayisinde kullanılan makine parçalarına uygulanır. Katlama, saç metal malzeme ucundaki çapağı gidermek ve parçaya mukavemet kazandırmak için yapılır. Kenet yapma ise, iki ucu birleştirilecek parçalara uygulanır. Kıvırma: Genellikle kalıplanan parçaların kenar mukavemetini artırmak, kesmeden dolayı meydana gelen çapakları gidermek ve iki parçanın mafsallı olarak birleştirilmesinde kullanılır. Oluklama: Düz saç levhaların dayanımını artırmak ve biçimlendirildikten sonra şekil değiştirmesini önlemek amacıyla yapılan kalıplama işlemidir.

13 ÇEKME KALIPLARI Çekme kalıplarıyla üretilecek biçim kabın kaç kademede çekilebileceğini belirtir. İlk çekme işleminde, çekilecek biçim kabın şekline uygun düz saç levha hazırlanır. Hazırlanan parça çekme kalıbına yerleştirilir. Bu konumda zımba, çekilecek saç levhaya temas halindedir. Zımba dişi kalıp içerisine ilerlemeye başladığı anda, saç malzeme zımba ucu kavis yarıçapına uygun olarak eğilir. Zımba ilerlemeye devam ettiğinde çekilen kabın tabanı herhangi bir değişime uğramaz. Yan yüzeylerde düzelme başlar. Çekme işlemi bittiğinde çekilen kabın ağız kısmında basma gerilmesinden dolayı yığılma (ölçü farkı) oluşur.

14 ŞİŞİRME KALIPLARI Şişirme kalıplama işleminin yapılabilmesi için önce parça çekme kalıplarında ön biçimlendirmeye tabi tutulur. Sonra çekilen kap içerisine kauçuk doldurularak şekillendirme yapılır. Hidrolik yağ basınçlı şişirme kalıplarıyla ön çekme işlemine gerek duymadan kalıplama işlemi gerçekleştirilebilir. Fakat bu tip kalıplama işleminde kalıplama maliyeti fazla olmaktadır.

15 SIVAMA KALIPLARI Sıvama, saç malzemelerden dikişsiz tüp veya benzeri parçalarla konik, yarım küre veya küresel parçaların üretim yöntemleridir. Basit sıvama işlemleri genellikle torna tezgahlarında uygulanır. Üretilmesi istenen parça biçimine uygun kalıp, torna tezgahına bağlanır ve düz saç malzeme döner alın puntasıyla kalıp üzerine bastırılır. Daha sonra torna sportu üzerine elle kumandalı ve ucuna döner makara tespit edilmiş manivela yardımıyla saç malzemeye bastırılır. Kuvvet etkisiyle saç malzeme kalıp üzerine sıvanır.

16 BASMA KALIPLARI Saç malzeme üzerine harf, rakam ve şekillerin kalıplanması basma kalıplarıyla yapılmaktadır. Harf veya rakamların kabartma kısımları zımba üzerine, çökertme kısımları ise dişi kalıp üzerine işlenir. Ayrıca bu tip kalıplama sistemine süsleme kalıpçılığı da girse de saç malzeme kalınlığının sınırlaması bir engel olmaktadır.

17 Kokil (Metal Döküm)Kalıplar
Kum kalıba döküme göre yüzeyi daha düzgün, boyut hassasiyeti daha yüksek, makine işleme payı daha düşük, soğuma hızı nedeniyle daha ince taneli yapıya sahip olan kokil kalıba döküm yöntemi günümüzde araştırılmaya değer bir yöntemdir.

18 Kokil Dökümün Prensipleri
Kokil döküm sıvı metalin kokil olarak isimlendirilen metalik kalıba dökülmesiyle parça üretimi işlemidir. Metalin kendi ağırlığı ve yerçekimi etkisi ile sıvı metal akışı sağlanır. Kalıp boşluğunu türbülanssız olarak sıvı metalin doldurması için ya yukarıdan doğrudan doğruya, kalıp boşluğu ile temasta veya alttan kalıp boşluğuna bağlanan bir yolluk sistemi kullanılır.

19 Kokil Dökümün Prensipleri (Devam)
Döküm parçasının şekli, kalıbın iç yüzeyini oluşturan boşluk vasıtasıyla elde edilir. Bu boşluk, doğrudan doğruya düşey yolluklar olarak bilinen besleme sistemiyle ve havanın kalıp boşluğundan çıkmasını sağlayan hava kanallarına bağlıdır. Bu kanalların içinde donan metal, döküm parçasının bitirme işlemleri sırasında kesilerek atılır.

20 Kokil Dökümün Prensipleri (Devam)
Katılaşma esnasındaki hacimdeki azalma, sisteme tekrar sıvı metal doldurularak karşılanır. Beslenecek kısmın üzerinde yer alan ve sıvı metal için rezervuar vazifesi gören çıkıcılar veya besleyicilerden gerekli sıvı metal sağlanır.

21 Kokil Dökümün Prensipleri (Devam)
Katılaşmadan sonra döküm parçası kalıptan çıkartılır ve içindeki maçalar dışarıya dışarıya alınır. Farklı kesitlerin birleştiği noktalarda uygun geçişi ve kalıbın kelepçeler vasıtasıyla çok iyi sıkıştırılmasıyla sağlam döküm parçası üretilir. Döküm parçasının kalıptan kolay çıkması için itmeyi sağlamak amacıyla, döküm parçasının kalıpla temasta olan kısımları eğimli olmalıdır.

22 Kokil Dökümün Prensipleri (Devam)
Metalik kalıplardaki en önemli fonksiyonlardan biri de ısının sistemden uzaklaştırılmasıdır. Çok sayıda döküm yapmak amacıyla dizayn edilen kalıbın kum kalıba göre metali çabuk soğutmak, tane boyutunu inceltip metalin mekanik özelliklerini iyileştirmek gibi avantajları da vardır.

23 Kokil Dökümün Prensipleri (Devam)
Kokil kalıba döküm sınırsız teorik olasılıkların gerçekleşebildiği bir tekniktir. Ancak, pratikte istenen döküm parçasının dizaynı ile -çok ince veya çok kalın kesitler veya kompleks şekillerin üretiminin zorluğundan dolayı- sınırlanmıştır. Diğer taraftan, gerekli cihazların pahalıdır ve işlemin ekonomik olması için belirli üretim seviyelerinin altına inilmemelidir. Bu miktarlar istenilen mekanik özelliklere, hassasiyet derecelerine, döküm parçasının ağırlık ve kompleksliğiyle birlikte diğer faktörlere bağlıdır.

24 Metal Kalıpların Genel Özellikleri
Metal kalıplar, iç yüzeyleri tekrarlı olarak sıvı metaller ile temas eden ve termal zorlanmaya maruz kalan kalıplardır ve seri üretim gerektiren parçaların dökümünde yaygın olarak kullanılmaktadır. Kullanım ömürleri de oldukça yüksek oranlardadır ( arası). Fakat bu kalıplar yoğun termal gerilmelere ve termal şoklara maruz kalmaktadırlar. Bu gerilmelere bağlı olarak yorulmaları ve servis dışı kalmaları sıkça rastlanan bir problemdir. Yüksek imalat maliyetleri gerektiren bu kalıpların planlanan ömründen daha önce servis dışı kalmaları döküm endüstrisinde oldukça büyük ek maliyetler getirmektedir.

25 Metal döküm kalıpları beraberinde bazı sınırlamalar da getirirler
Metal döküm kalıpları beraberinde bazı sınırlamalar da getirirler. Bunları şu şekilde ifade edebiliriz : Metal döküm kalıplarında tüm alaşımların kullanımı uygun olmayabilir (Örneğin demir esaslı alaşımlar veya çok büyük hacimli dökümler için uygun değildirler).  - Yüksek takım maliyetlerinden dolayı düşük miktarlardaki üretimlerde kullanımı sınırlı olabilir.

26 - Kalıptan dökümün çıkarılması zorluğu, kalıp ayırma bölgeleri ve karmaşık maçalar yüzünden bazı şekilli parçalar metal döküm kalıplarıyla üretilemez. - Kalıp kaplamalarının kalıp iç yüzeylerine sürülen boyaların kalıbı ergiyik metalin etkisinden koruması gereklidir. Kalıp kaplama ve ayırıcılarının iyi seçilmesi gereklidir.

27 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Metal kalıplarına basınçlı döküm veya yerçekimi ile serbest döküm yapılabilir. Basınçlı döküm kalıplarında basınç sayesinde kalıp ve döküm (metal) arasındaki temas iyi olur. Isı transfer oranı artar. Fakat kalıp yüzeyine gelen ani termal yükler de artar. Basınçlı döküm kalıpları genellikle çelik malzemelerden yapılır. Her bir döküm alaşımının malzeme özellikleri ve dökümleri farklılık gösterir. Çinko alaşımları ile yapılan dökümlerde, kalıplar düşük sıcaklıklara maruz kaldıklarından kalıp gerilmeleri azdır. Bu kalıplarla bir milyondan fazla döküm yapılabilir. Çinko alaşıma dökülen basınçlı kalıplarda çelik çinko alaşımlarında çözülmez, bu da kalıbın ömrünün kısalmasını engeller. Bir de çinko dökümün içine bir miktar alüminyum ilave edilirse alüminyum oksit tabakası oluşacağından çözülme olayını engeller.

28 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Fakat alüminyum için aynı durum söz konusu değildir. Alüminyum alaşımları ile yapılabilecek dökümler, yer çekimi etkisi altında yapılan (serbest düşme) dökümlerdir ve ancak on binlerle ifade edilebilir. Basınçlı kalıplarla bu rakam yüz binlere varabilmektedir. Serbest düşme kalıplar için alüminyum alaşım dökmede, kalıp malzemesi olarak perlitik gri dökme demirin en iyi sonucu verdiği bilinmektedir. Çünkü gri dökme demir her yerde kolayca bulunabilir, istenen büyüklükte dökülebilir, çok iyi işlenebilirliğe, iyi ısı iletimine ve kabul edilebilir dayanıma sahiptir.

29 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Metal kalıplarda kalıp ömrüne etki eden faktörler şöyle sıralanabilir: Döküm sıcaklığı: Metal ne kadar yüksek sıcaklıkta dökülürse kalıp da o kadar yüksek sıcaklığa maruz kalır. Bu durum kalıbın hızlı bir şekilde zayıflamasına neden olur.

30 Kalıbın şekli: Kalın kesitli kalıplar ince kesitli kalıplara göre dökümden gelen ısıya daha fazla maruz kalırlar. Kalıp iç ve dış yüzeyleri arasında sıcaklık farklılıkları ne kadar fazla olursa termal gerilmeler o kadar yüksek olacağından kalıp ömrü de o kadar az olur. Isıtma tekrarları: Sürekli bir döküm çalışmasında, kalıbın her noktasında eşit sıcaklık olacağından maksimum kalıp ömrü sağlanır. Geniş sıcaklık aralıklarında tekrarlı ısıtma ve soğutma kalıp ömrünü kısaltır.

31 Soğutma metotları: Su ile soğutma hava ile soğutmaya göre daha etkilidir. Fakat bu durumda gerilmeler artacağından kalıp ömrü oldukça azalır. Döküm ağırlığı: Kalıp ömrü döküm ağırlığının artması ile azalır.

32 Kalıbın ön ısıtmaya tabi tutulması: Kalıp çalışma sıcaklığına kadar ön ısıtma ile ısıtılır. Böylece kalıbın ömrünün azalmasına etken olan termal şokları minimuma indirerek kalıbın ömrü arttırılır. Kalıp kaplama boyası ve kalıp ayırıcıları: Bunlar kalıbın iç yüzeyini aşınmadan ve ergiyik metalin yapışmasından korur. Böylece kalıbın ömrü artar.

33 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Metal kalıplarda termal yükleme problemlerinin yanında ortalama sıcaklık dağılımı sonucunda da problemler ortaya çıkmaktadır. Kalıbın tek tarafındaki iç ve dış yüzeylerinde sıcaklıklar arasında ortalama fark 100 oC’dir. Basit bir hesapla 300 mm boyuta sahip bir döküm plaka ve bu plakanın etrafında 30 mm kalıp kalınlığı için, genleşme katsayısı da K-1 ise, iç yüzey 300x100x14x10-6 =0.4 mm genişler. Kalıp kenarını bir elastik çubuk olarak göz önüne alırsak, kalıp kenarına gelen kuvvetle bükülen sıcak yüzeyin genişlemesi hesap edilebilir. Bu genişleme merkez çizgiden 2x0.4x150/30= 4 mm’dir. Bu boşluk kalıbın iki kenarı arasında 8 mm’dir. Bu durum Şekil 2.1’de şematik olarak gösterilmiştir.

34 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Şekil 1. Kalıp açıklığının gösterilmesi

35 Metal Kalıpların Genel Özellikleri (Devam)
Bu geniş boşluk, ağır döküm kalıpları ile yapılan döküm işlemlerinde kalıp köşelerinden metal akıntılarına neden olmaktadır. Bu akıntıları önlemek için kalıpların sıkıştırılmasının çok iyi yapılması gerekir. Kalıpların sıkıştırılmasında mukavemetli tutucular önemli bir işlev görürler. Kalıplarda oluşabilecek boşlukları önemli miktarda giderebilirler. Fakat tamamen başarı elde etmek mümkün değildir. Buna karşın bir başka yaklaşım olarak, kalıp kenarları maksimum 25 mm olarak nispeten daha ince tasarlanırlar. Bu yolla kalıp tutucularla kapatma işleminde yeterli esnekliğe sahip olunur.

36 Kokil Dökümle Şekillendirilen Metalin Özellikleri
Kokil döküm ile şekillendirilebilmesi için metalin bazı özelliklere sahip olması gerekir. Bazı metal ve alaşımlar fiziksel ve kimyasal özellikleri açısından diğerlerine nazaran daha kolay ergitilip istenen biçim ve kalitede dökülebilir. Kokil kalıpta dökümü yapılabilen alaşımlar Alüminyum, Magnezyum, Bakır, Çinko esaslı alaşımlar ve ötektikaltı gri dökme demirler. Kokil döküm açısından alaşımların aşağıdaki özellikleri sağlaması gerekir.

37 a. Katılaşma Aralığı Saf metaller aynı sıcaklıkta ergir ve katılaşırlar. Denge şartlarında saf bir metal ergime sıcaklığının üzerinde tamamen sıvı, altında ise tamamen katıdır. Uygulamada saf metaller kendilerine has özelliklerinin mekanik özelliklerinden daha önemli çok özel uygulamalarda kullanılır. Örneğin saf bakır yüksek elektrik veya ısı iletkenliği, saf demir manyetik özelliği, saf alüminyum yüksek korozyon direnci göstermesinden dolayı tercih edilirler.

38 a. Katılaşma Aralığı (Devam)
Alaşımlar ise saf metale ilave edilen diğer metaller neticesinde elde edilirler. Saf metalin mekanik veya fiziksel özelliklerini arttırmak amacıyla diğer elementler ile alaşımlandırılırlar. Alaşımlar saf metalden daha dayanıklıdır. Alaşım elementler ayrıca oda ve yüksek sıcaklıklarda dayanımı, sertliği, işlenebilirliği ve diğer özelliklerini geliştirmek için kullanılırlar. Ayrıca metalin dökülebilirliğini de arttırabilirler. Bu elementler saf metalin ergime noktasını düşürerek katılaşma mekanizmasını değiştirirler ve katılaşma aralığını genişletirler. Katılaşma aralığı likidus (sıvı) ve solidus (katı) arasında bölgededir. Bu bölgede katı ve sıvı faz beraber bulunur.

39 a. Katılaşma Aralığı (Devam)
Çekilme boşluğunun büyüklüğü ve şekli alaşımın katılaşma aralığına bağlıdır. Katılaşma aralığı geniş ise mikro çekilme boşlukları yaygın olarak bulunabilir. Eğer katılaşma aralığı dar ise, kalın kesitlerin merkezlerindeki sıvı metal katı kabuk tarafından çevrelenir ve büyük çekilme boşluklarına yol açar.

40 b. Yoğunluk Alaşımlar katı halde homojen değildirler ve atomik seviyede var olan bu heterojenlik kristallerin kendi aralarında da vardır. Buna göre bir alaşımın yoğunluğundan bahsedildiğinde ortalama yoğunluk anlaşılmalıdır. Metalin yoğunluğu, metaldeki porozite, gaz boşlukları gibi hatalardan etkilenir. Böylece bir numunenin yoğunluğunun ölçülmesi onun sağlamlığı hakkında bilgi verebilir.

41 b. Yoğunluk (Devam) Metalin yoğunluğu döküm teknolojisi açısından da önemlidir. Her sıvı kendi ağırlığı kadar bir basınç uygular. Buna göre sıvı metal yüksekliğine ve alaşımın yoğunluğuna bağlı olarak sıvı metalin basınç etkisi değişir. Sıvı metalin yoğunluğu ve sıvı metal yüksekliği arttıkça boşluğun daha az olduğu bilinmektedir.

42 c. Bileşimin Etkisi Kokil kalıba dökülen alaşımlarda alaşım elementlerinin ve empüritelerin miktarları çok dikkatli olarak kontrol edilmelidir. Aksi takdirde, döküm sağlamlığı, işlenebilirliği, korozyon direnci ve iletkenlik gibi özellikleri olumsuz yönde etkilenir. Kokil kalıba dökümü yapılabilen başlıca metaller Alüminyum, Bakır, Magnezyum, Çinko esaslı alaşımlar ve ötektikaltı gri dökme demirdir. Bu metal ve alaşımların dökülebilirlilikleri, bileşimleri ve bileşimi etkileyen empüriteler aşağıda sırasıyla verilmiştir.

43 c.1. Alüminyum Alaşımları
Kokil kalıba dökülebilen başlıca beş alüminyum alaşımı vardır. - Ticari saflıkta alüminyum - Al - Si alaşımları - Al - Cu alaşımları - Al - Mg alaşımları - Al - Zn alaşımları

44 Saf Alüminyum Saf alüminyum düşük yoğunluk, yüksek ısıl ve elektrik iletkenliği ve yüksek korozyon direncine sahiptir. Diğer birçok saf metalde olduğu gibi döküm özelliği kötü olduğundan kullanımı kısıtlıdır. Yalnız metalik özelliklerinin mekanik özelliklerinden daha önemli olduğu çok özel durumlarda kullanılır. Örnek olarak gıda ve kimya endüstrisinde, elektrik motorlarının rotorları veya yüksek elektrik iletkenliği istenilen yerlerde kullanılırlar.

45 Al – Si Alaşımları Kokil döküm yapılan alaşımlar üç kısma ayrılırlar. Ötektikaltı alaşımlar: A-S2U, A-S4G, AS5-U3 Yaklaşık ötektik bileşimli alaşımlar: A-S9KG, A-S10G, A-S10UG, A-S13, A-S12N2G, A-S12UN Ötektiküstü alaşımlar: A-S2OU, A-S22UNK

46 Al – Si Alaşımları (Devam)
Oldukça ağır parçaların kokil kalıba dökümünde Alüminyum-Silisyum alaşımları bir modifikasyon işlemine tabi tutulurlar. Sodyum ile modifikasyonunu kokil kalıba dökümde uygulamak bazen zordur. Çünkü modifikasyonun etkisi kısa zamanda kaybolur.

47 Al – Si Alaşımları (Devam)
Ötektiküstü A-S20U ve A-S22UNK alaşımları modifiye edilerek piston dökümünde kullanılır. Kokil kalıba dökümü geniş bir şekilde kullanılan Alüminyum-Silisyum alaşımlarından en iyi döküm özelliği verenler A-S5U3, A-S10G ve A-S13’dür. A-S10UG, A-S12N2G, A-S2OU, A-S12UN ve A-S22UNK piston dökümü için geliştirilmişlerdir. A-S10G, A-S12 gibi ötektiğe yakın alaşımlar çok iyi akışkanlık gösterir. Bakır içermeyen bu gruptaki alaşımlar korozyona çok iyi dayanım gösterirler.

48 Al- Cu Alaşımları Yüksek bakır içeren Alüminyum- Bakır alaşımlarında hızlı soğuma ile aşırı doymuş yapı elde edilir, daha sonra CuAl2 bileşiği çökertilir ve çökelme sertleşmesiyle artan bir dayanım ve sertlik kazanılır.

49 Al- Cu Alaşımları (Devam)
Genellikle Alüminyum alaşımlarına bakır % 2.8 – 5 oranında ilave edilerek sertlik ve dayanımı arttırdığı gibi ısıl işlem yapılmasına da müsaade eder. Daha düşük bakır miktarının biraz sertleştirme etkisi olmasına rağmen bu alaşımlar ısıl işleme cevap vermezler. Bakır ilavesiyle korozyon dayanımı da azalır. Optimum dayanım için bakır miktarı % 5’den daha az olmalıdır.

50 Al- Cu Alaşımları (Devam)
A-U5GT haricindeki tüm alaşımlar pratikte uzama göstermezler. Döküm için uygun olan bütün hafif alaşımların içinde A-U5GT en iyi mekanik özellikleri gösterir. Genellikle ısıl işlem yapılmayan A-U8S ve A-U10S4 alaşımları iyi akışkanlık gösterir. A-U8S kokil kalıba dökümde çok geniş olarak kullanılır. A-U10G alaşımı piston dökümü için özel bir bileşimdir. Bu gruptaki alaşımlar geniş katılaşma aralıklarından dolayı sıcak yırtılma ve çatlamaya karşı çok meyillidirler.

51 Al – Mg Alaşımları Kokil döküm için üç Alüminyum-Magnezyum alaşımı gerçekleştirilmiştir. (A-G3T, A-G4Z, A-G6) Nominal % 10 Mg içerikli Alüminyum-Magnezyum ikili alaşımı ısıl işlemden sonra yüksek dayanım ve tokluk gösterir. % 3- 6 arası Mg içeren alaşımlar iyi korozyon direnci veya çok iyi bir yüzey işleme gerektiğinde kullanılırlar. Mg ve Si’lu alaşımlar ısıl işlemden sonra yüksek dayanım ve sertlik göstermelerine rağmen genellikle süneklikleri düşüktür. Kokil döküm için kullanılan diğer hafif alaşımlara nazaran bu alaşımların akışkanlıkları düşük olduğu ve kolayca sıcak yırtılma ve çatlamalara yol açmalarına karşın korozyona karşı çok iyi direnç göstermelerinden dolayı bu alaşımlarla çalışılır.

52 Al – Zn Alaşımları Alüminyum – Çinko alaşımlarının sıcak yırtılma eğilimi yüksek olduğundan dolayı, kokil döküm uygulaması sınırlıdır. En uygun kokil döküm alaşımı A-Z5G’dir. A-Z5G alaşımının orta derecede bir akışkanlığı vardır ve sıcak yırtılmaya meyillidir.

53 c.2. Bakır Esaslı Alaşımlar
Kokil kalıba dökülen bakır esaslı alaşımlar üç çeşittir. Bunlar Pirinçler, Alüminyum Bronzları ve Kalay Bronzudur.

54 Pirinç Bakır esaslı alaşımlardan kokil kalıba dökümde kullanılan en önemlisi pirinçtir ve pirinç kokil kalıba çok başarılı olarak dökülebilmektedir. Bileşimde bulunan Alüminyum, alaşımının akışkanlığını arttırdığı gibi, ergitme esnasında ve sıvı halde oksidasyondan korur. Ergimiş metalin üzerinde bir alümina filmi oluşur ve metali havanın oksijeninden korur. Kalıpta ise alümina filmi pirincin kalıp duvarlarıyla teması engeller. Bileşiminde kalayın mümkün olduğunca az olmasına dikkat etmelidir. Aksi takdirde yüksek sıcaklıklarda metalde gevreklik oluşturur. İnce kesitlerin dökümünde kalay miktarı % ’yi geçmemelidir.

55 Alüminyum Bronzu Alüminyum bronzunun kokil kalıba dökümü son senelerde geliştirilmiştir. Alüminyum-Demir ve Nikel ilavesiyle elde edilen bir bakır alaşımıdır. Alüminyum miktarı genellikle % 9-11 arasında bulunur. Fakat bu miktar en fazla % 12’ye kadar artırılabilir. Alüminyum miktarının artmasıyla beraber kopma mukavemeti ve elastik sınırı da artar. Tersine olarak uzama miktarı da azalır.

56 Alüminyum Bronzu (Devam)
Bu alaşıma ilave edilen Demir, soğuma hızının mekanik özellikleri etkilemesine engel olmak ve yapıyı düzgünleştirmek içindir. Belirtilen empürite miktarlarındaki çok az bir değişiklik –özellikler kalay ve kurşun- ince kesitli dökümlerde sıcak yırtılmaya neden olur. Alüminyum bronzlarının korozyona karşı dayanımları birçok bakır alaşımından üstündür. Endüstriyel ve oksitleyici atmosferde, deniz suyunda ve tuzlu çözeltilerde hiç korozyona uğramazlar.

57 c.3. Mg Alaşımları Kokil kalıba döküm uygulamalarında kullanılan Magnezyum alaşımı G-A9Z1’dir. Bu alaşımdaki bileşenlerin miktarı %9 Al, % 1 Zn, % 0.35 Mn’dır.

58 c.4. Zn Alaşımları Çinkoda az miktarda bulunan kurşun ve kadmiyum gibi empüritelerin taneler arası korozyona yol açmasından dolayı, kurşun ve kadmiyumun % 0.009, kalay ve benzerlerinin de %0.001 miktarlarının altında tutulması istenir.

59 c.4. Zn Alaşımları (Devam)
Kokil kalıba dökülen en önemli çinko alaşımları, maksimum %99.99 saflıkta çinkoya ilave edilen her miktarlar çeşitli ülkelerde hafif değişiklikler gösterir. Almanya ve Fransa gibi bazı Avrupa ülkelerinde bu alaşımlar % 1 bakır da ihtiva ederler. Bu alaşım genellikle yüksek sertlik istenen malzemelerde, örneğin fermuar kilitlerinde kullanılır. 100 oC’a yaklaşan ısıda uzun süre kullanılacak uygulama alanlarında, darbe direncinde % 75’e varan bir azalma meydana getirdiğinden dolayı bu alaşım kullanılmaz.

60 c.4. Zn Alaşımları (Devam)
Alman çinko alaşım spesifikasyonu olan DIN 1743’de Z410 alaşımının bakır miktarı, ingotlarda % , dökümlerde % oranında tutulur. ABD’de geliştirilen Zamak 7 alaşımındaki Nikel -düşük Mg (% ) ve aynı oranda Nikel içerir- taneler arası korozyona mani olur. Ayrıca ergidiği zaman düşük bir yüzey gerilimi gösterdiğinden dolayı daha iyi döküm özelliği sağlar. % 0.06’nın üzerindeki Mg alaşımın sıcak yırtılma direncini düşürür. Bazen itme esnasında dökümde çatlamalara neden olur. Çünkü düşük Mg içeriği, alaşımı taneler arası korozyondan korumada yetersiz kalır.

61 c.5.Dökme Demirler Dökme demirin kokil kalıba dökümü son yıllarda geliştirilmiştir. Dökme demirlerin çok iyi döküm özellikleri olmasına rağmen, kokil kalıba dökümlerinde yüksek döküm sıcaklığı, katılaşma hızlarının gri dökme demire dönüşmeyi engelleyecek kadar hızlı olması ve yüksek bir üretim hızı sağlanamaması gibi zorluklar vardır. Dökme demirin akışkanlığı çok iyidir ve gri dökme demirde, metalde çekme olmaz.