çok acil döküm stajı
- Konbuyu başlatan 11141225
- Başlangıç tarihi
ertandogru
New member
- Katılım
- 27 Kas 2006
- Mesajlar
- 2
- Reaction score
- 0
- Puanları
- 0
Bende Var Be;'kta;tayim Ama Scan Etmek Uzun S]rer 'stersen Telefon A. Bana 05353537121 Eyw
FİRMA TANITIMI:
1965 yılında metal işleme atölyesi olarak kurulan firma, ilerleyen zaman içerisinde döküm konusunda ilerleyerek vana imalatına doğru yönelmiştir. Bugün halen 20 mm ile 300 mm çapları arası vana imalatı yapan Duyar Vana Türki Cumhuriyetler başta olmak üzere 25 ülkeye ihracat yapabilecek kapasitededir.
Döküm işlemi için ergitme kupol ve indüksiyon fırınları olmak üzere 2 tip fırında yapılmaktadır. Bu fırınlar saatte 750 kg piki eritebilecek kapasitededir. Kullanılan pikler Kardemir ve Ereğli demir-çelik fabrikalarından temin edilmektedir. Döküm sırasında Si kumu kullanılır. Bu kumda bağlayıcı olarak da bentonit kullanılır. Dökümden çıkan ürünler çapak alma, talaşlı şekil verme ve gerekli testler uygulandıktan sonra en son olarak da boyanarak sevkiyata hazır hale getirilir.
Duyar vana da, imalat işlemi ilk olarak kalıp kumunun hazırlanması ile başlar. Bunun için gerekli olan silis kumana kalıbın bütünlüğünü sağlamak amacıyla katılan bağlayıcılar yardımıyla, bu bağlayıcı genellikle bentonit oluyor, kalıp kumu hazır hale getiriliyor. Kupol ve indüksiyon fırınlarında ergitilen pik tamamen sıvı hale geldikten sonra potanın hidrolik sistemi sayesinde bulunduğu yerden alınarak önceden hazırlanan kalıplara dökülüyor. Kalıplama işlemi sonucunda kalıbın metalle temas eden bölümü tekrar dönüşümü olmadığı için atılıyor geri kalan büyük bölümü ise tekrar kullanılmak üzere başka bölüme alınıyor. Kalıptan alınan vanalar bunlar değişik çaplarda olabiliyor, döküm işlemindeki kalıplama esnasında meydana gelen çapakların temizlenmesi amacı ile talaşlı şekil verme bölümüne alınıyor. Talaşlı şekil vermeden çapakları ve benzeri kalıntılar alındıktan sonra vanaların standartlara uygun değerlere sahip olup olmadıklarını test etmek amacı ile gerekli basınç testlerine tabi tutuluyor. Bu testlerden geçen vanalar en son olarak boyanarak sevkiyata hazır hale getirilir.
DÖKÜM
Metallerin sıvılaştırılarak, üretilmek istenen parçanın biçimindeki bir boşluğa sahip olan kalıplara dökülerek daha sonra katılaştırma yapılan bir yöntemdir. Kalıp olarak, her dökümden sonra bozulan kum kalıplar kullanılabildiği gibi, birden fazla parçanın üretimine imkan veren kalıcı kalıplarda kullanılabilir.
Kum kalıplar dökme işleminden sonra kırılarak, kalıcı kalıplar ise sökülerek içlerinden parça çıkarılır.. sökülme işleminin kolay olması açısından kalıplar genellikle vidalı, açılır kapanır şekilde yapılmalıdır.
Tertibatları olmak üzere sınıflandırılırlar. Üretilecek parça sayısı, parça tasarımının düzeltilmesinin söz konusu olup olmadığı, biçim karmaşıklığı, dökümhanede uygulanan kalıplama yöntemi gibi kriterlere göre hangi tür modelin uygun olacağı belirlenir.
MODEL TASARIMI
Verilen parça biçim ve boyutları ile maça yuvaları düşünülerek önce modelin bire bir ölçekli bir planı yapılır ve buradan çekme ve işleme payları de eklenerek elde edilen boyutlar üretilecek modele aktarılır. Ayrıca modelin bölüm yüzeyine dik yüzeylerinin kalıptan sıyrılabilmesi için gerekli eğilimler verilir.
MODEL MALZEMELERİ
Malzeme olarak ahşap, metal alçı, plastik, köpük v.b. malzemeler kullanılır. Model malzemesi seçiminde şu kriterler dikkate alınır.
Üretilecek parça sayısı
İstenen boyut hassasiyeti
Uygulanacak kalıplama yöntemi
Parçanın boyut ve biçimi
Modelde düzeltme yapılıp yapılmayacağı
En yaygın olarak kullanılan malzeme ahşaptır. Bunun nedeni ucuz, hafif ve kolay işlenebilir olmasıdır. Hazırlanacak kalıp sayısı az ise ahşap malzeme olarak yumuşak çam seçilebilir. ancak model üretimi için genellikle kuru, sert ve az gözenekli malzemeler daha uygundur.
Metal modeller, ömür bakımından ahşaba göre çok daha üstündür. Modellerin aşınmaması veya örneğin kabuk kalıplamada olduğu gibi ısıtılması gerekiyorsa, malzeme olarak alüminyum, pirinç, bronz, kır dökme demir, çelik ve düşük sıcaklıkta eriyen diğer metal alaşımları kullanılabilir.
Yüzeyleri çok düzgün olan plastik malzemelerden yapılmış modeller, ahşap modellerden daha dayanıklıdır. Bunlar kalıptan kolay sıyrılır, aşınma ve çizilmeye karşı daha dayanıklıdır ve hasara uğradıklarında tamir edilmeleri kolaydır. Hassas döküm tekniğinde ise genellikle mum modeller kullanılır. Bu modeller hazırlanan kalıbın ısıtılmasıyla eriyerek kalıbı terk ederler.
Ülkemizde kalıplama işlemlerinde kullanılan modellerin sınıflandırılması, özellikleri ve hazırlanmalarına ilişkin kurallar Türk Standartları Enstitüsünün yayınladığı "TS 3189" Döküm Modelleri-Genel Esasları" standartları ile düzenlenmiştir.
MODELLER
Dökülecek sıvı metalin doldurulacağı boşluğu elde etmek için kullanılır. Kullanılacak parçaların birebir ölçekli kopyaları olan metallerin biçim ve boyutlarının belirlenmesinde katılaşma sonrasında parçanın kendini çekmesi, işleme payları ve modelin kalıptan sıyrılması kolaylaştıracak eğimler ve maça yuvalarının da düşünülmesi gerekir.
Döküm teknolojisinde modelin doğru tasarımı ve kaliteli olarak üretimi çok önemlidir. Çünkü kötü bir modelle iyi bir döküm gerçekleştirmek mümkün değildir.
Model çeşitleri şunlardır;
- Serbest modeller
- Levhalı modeller
- Özel modeller
SERBEST MODEL
Serbest model, üretilecek döküm parçanın bire bir ölçekli bir kopyası olup, ucuz, basit ve en yaygın olarak kullanılan model türüdür. Serbest modellerin boyutlandırılmasında çekme ve işleme payları dikkate alınır. Kalıplama sırasında yerleştirilecek maçaların yuvalarını oluşturacak maça başları da model üzerinde bulunur. Genellikle ahşaptan yapılırlar, ancak metal, plastik, alçı, mum veya diğer uygun malzemelerde kullanılabilir.
LEVHA MODELLER
Kalıplamada makinelerin kullanıldığı durumlarda ve özellikle çok sayıda küçük parçanın üretiminde, çift taraflı ve levhalı modellerden yararlanılır. Modelin üst ve alt dereceye ait kısımları, bölüm yüzeyini oluşturan ahşap veya metal bir levhanın alt ve üst yüzeylerine monte edilir. Çoğunlukla metal olan bu modeller kum veya alçı kalıba döküm yöntemiyle tek parça olarak üretilirler.
İŞLEME PAYI
Eğer dökümden sonra parçanın bazı yüzeyleri işlenecekse, bu yüzeylerde yeterli bir işleme payının bırakılması gerekir.
ÇEKME PAYI
Model boyutlarına çekme payı eklenmesinde amaç, metalin kalıp içindeki katılaşması bittikten sonra oda sıcaklığına kadar soğuması, yani katının kendine çekmesi sırasındaki boyut değişimlerini dikkate almaktır.
EĞİM VE KÖŞE YUVARLATMALARI
Modellerin kalıptan sıyrılması sırasında kalıbın bölüm yüzeyine dik kısımlarının bozulmaması için bu yüzeylere eğim verilmesi gerekir. Makine ile sıyrılan modellerde bu eğim daha düşük seçilebilir. Model çok düzgün ve temiz ise makine ile 150-225 mm'ye varan dik yüzeyler temiz olarak sıyrılabilir.
MAÇALAR
Döküm parçalarının iç boşluklarını veya modelin kumdan sıyrılması sırasında bozulabilecek kalıp kısımlarını oluşturmak için kullanılan kalıp elemanları,maça olarak adlandırılır. Bazı karmaşık parçalarda kalıpların tümüyle maçalardan yapılması da gerekebilir (maça kalıplar). Maça malzemeleri genellikle kum esaslı karışımlardır, ancak seramik, metal v.b. malzemelerden yapılmış maçalarda kullanılabilir. Bir maçadan istenilen özellikler şunlardır;
a) Maçalar, genellikle tümüyle sıvı metal içinde kaldığından yüksek sıcaklık dayanımları ve metal erozyonuna karşı dayanlıkları yeterli düzeyde olmalıdır.
b)Döküm sırasında kolay dağılmalıdır. Bu özellik döküm sonrasında temizleme işlemlerinin kolay ve ekonomik yapılabilmesi için gereklidir.
c) Döküm sonrasında soğuyan parçanın serbestçe büzülebilmesi ve sıcak yırtılmaların oluşmaması için maçaların sıkıştırılabilir veya dağılabilir olması gereklidir.
d)Gaz geçirgenliği yeterli olmalı ve döküm sırasında mümkün olduğu kadar az gaz oluşturmalıdır.
e) Çabuk pişmeli ve bu sırada biçimleri bozulmamalıdır.
f) Yüzeyleri düzgün olmalıdır.
g) Depolama sırasında özellikleri değişmemelidir.
MAÇA ÜRETİMİ
Maçalar genellikle ahşap, metal, plastik v.b. malzemelerden yapılmış kutulardır, elle veya makinelerle sıkıştırılarak biçimlendirilebilirler. Maça kutuları tek parçalı, çift parçalı veya açılır kapanır olabilirler. Maçalara yeterli gaz geçirgenliği kazandırmak için iç kısımlarında hava kanalları bırakılabilir.
DÖKÜM VE KALIPLAMA YÖNTEMLERİ
Döküm tekniğinde kaliteyi büyük ölçüde erimiş metalin içine kalıpların türü ve hazırlanışında gösterilen özen belirler. Düşük kaliteyi kalıplarla yüksek kaliteli dökümler elde etme olanağı yoktur.
Uygulanacak kalıplama yönteminin seçiminde üretilecek parça sayısı, amaçlanan üretim hızı, boyut hassasiyeti, yüzey kalitesi, metalurjik kriterler ve yönteme özgü diğer
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 7
YAPILAN İŞ: TARİH
özellikler dikkate alınır. Döküm parçalar üretildikleri malzeme veya uygulanan üretim yöntemi ile adlandırılırlar; örneğin alüminyum döküm, basınçlı döküm v.s.
Kalıplama ve döküm yöntemleri aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar.
1) Kum Kalıba Döküm
a) Yaş kum kalıplar
b) Kuru kum kalıplar
c) Toprak (balçık) kalıplar
d) Çukur kalıplar
e) Kabuk kalıplar
f) Maça kalıplar
g) CO2 yöntemiyle hazırlanmış kalıplar
h) Çimentolu kalıplar
ı) Havada kendiliğinden sertleşen kalıplar
i) Vakumlu kalıplar
2) Kalıcı Kalıplara Döküm
a) Kokil kalıba döküm
b) Basınçlı döküm
3) Hassas (Investment) Döküm
4) Savurma (Santrfuj) Döküm
5) Alçı Kalıba Döküm
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 8
YAPILAN İŞ: TARİH
6) Seramik Kalıplara Döküm
7) Dolu Kalıplara Döküm
8) Diğer Yöntemler
KUM KALIBA DÖKÜM YÖNTEMLERİ
Demir, çelik veya demir dışı metallerin dökümünde en çok kullanılan kalıp malzemesi, ucuz ve refrakter özelliğe sahip silis kumudur. Kum esaslı kalıpların başlıcaları aşağıda teker teker ele alınmıştır.
YAŞ KUM KALIPLARI
Yaş kum kalıba döküm, döküm hanelerde en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Burada kalıp malzemesi; kum tanecikleri, kil, su ve diğer katkıların bir karışımıdır. Kum tanecikleri kalıp malzemesinin esasını, kil ise bağlayıcıyı oluşturur.
KURU KUM KALIPLARI
Kuru kum kalıplara şeklinde hazırlanır ve 150-350 C arasındaki sıcaklıklarda kurutulurlar. Bağlayıcı görevi yapan kilin bağlayıcılığını kaybetmemesi için 400 C üzerine çıkılmamalıdır.
YÜZEYİ KURUTULMUŞ KALIPLAR
Bazı durumlarda yaş kum kalıpların dış yüzeyleri (6-25 mm kalınlığında bir tabaka)
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 9
YAPILAN İŞ: TARİH
kurutularak dökümde nemden kaynaklanan sorunlar azaltılabilir. Bu işlemde üfleç, sıcak hava veya elektrikli ısıtıcılardan yararlanılır.
TOPRAK (BALÇIK) KALIPLAR
Biçimlendirmenin genellikle şablonla taranarak yapıldığı toprak kalıplar, büyük silindirler, kağıt makinesi merdaneleri gibi dönel simetriye sahip ağır parçaların dökümü için uygundur.
Toprak kalıplamada üç boyutlu model kullanma gereği olmadığından, büyük parçalardan önemli tasarruf sağlanır. Ancak tüm işlemler elle yapıldığından, kalıpçıların deneyim ve becerileri çok önemlidir.
ÇUKUR KALIPLAR
Çukur kalıplar, derecelere sığmayacak kadar büyük dökümlerin (1-100 ton) gerçekleştirilmesi için kullanılır. Model bir çukura yerleştirilir ve kalıp kumu modelin altına ve çevresine sıkıştırılır. Daha sonra üst kalıp yerleştirilerek bölüm yüzeyinde metal sızmasını önlemek için yere bağlanır. Bölüm yüzeyi zemin seviyesinde veya üzerinde olabilir.
CO2 YÖNTEMİ
Kalıp ve maçaların karbondioksit gazı yardımıyla sertleştirildiği CO2 yönteminin prensibi, kalıplamada kuma %3-5 sodyum silikat (cam suyu) karıştırmak ve kalıp sıkıştırılarak biçimlendirildikten sonra, gaz geçirgenliği olan kum kalıp malzemesi içinde kısa bir süre (15-60 saniye) için CO2 gazı geçirmektir. CO2 gazı, sodyum silikatı silika jele dönüştürür.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 10
YAPILAN İŞ: TARİH
KABUK KALIPLAR
Croning veya C yöntemi olarak adlandırılır. Kabuk kalıplamada kullanılan kabuk malzemesi, ince taneli kum ile bağlayıcı olarak katılan ve yüksek sıcaklıkta sertleşen termoset reçinenin karışımıdır. Kumun tane inceliği arzulanan yüzey kalitesine göre seçilir. İnce taneli kum daha çok bağlayıcı reçine gerektireceğinden daha pahlı olur. Kullanılan bağlayıcı reçineler sayesinde kalıp malzemesi çok yüksek dayanımlara ulaştığından , ince kabuk biçiminde kalıpların kullanılması yeterli olur. Kalıplar iki veya daha çok parçalı yapılır ve daha sonra yapıştırılarak birleştirilir.
MAÇA KALIPLAR
Özellikle karmaşık parçaların üretiminde, kalıbın tümünün değişik maçaların birleştirilmesiyle elde edilmesi gerekebilir. Birbirlerine göre konumları geçmeli olarak ayarlanan yüksek dayanımlı maçalardan oluşan bu kalıplara, erimiş metalin dökümünde ayrıca derece kullanımı gerekmez.. kalıp malzemesi kum ve organik bir bağlayıcının karışımı olup 125..350 C arasındaki sıcaklıklarda yapılan bir pişirme sonrasında dayanımına kavuşur. Oldukça pahalı olan yöntem, ancak diğer kalıpların yetersiz kaldığı karmaşık parçaların üretiminde kullanılır.
ÇİMENTO KALIPLAR
Çimentolu kalıp malzemesi, % 8.....12 çimento ve % 4.....6 sudan oluşur. Kalıplama diğer kum kalıplarda olduğu gibidir. Model çıkarılmadan önce kalıp malzemesinin yeterli bir dayanıma kavuşması beklenir. Tam sertleşme için gerekli olan 72 saat sonrasında ise kalıp kapatılarak döküme hazır hale getirilir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 11
YAPILAN İŞ: TARİH
HAVADA SERTLEŞEN KALIPLAR (AİR-SET) KALIPLAR
Döküm teknolojisinde ergimiş metal, kalıcı (genellikle metal) kalıplara dökülerek de biçimlendirilebilir. Bu yöntem karmaşık biçimli, boyut toleransları dar ve çok sayıda üretilecek parçalar için tercih edilir.
BASINÇLI DÖKÜM
Bu yöntemde erimiş metal, metal malzemeden yapılmış bir kalıba yüksek basınçlar altında doldurulur.. katılaşma tamamlanana kadar basınç uygulamaya devam edilir, daha
sonra kalıp açılarak itici çubuklar yardımıyla parça çıkarılır. İşlemlerin tümü makineler tarafından yapıldığından üretim hızı yüksektir (100-800 parça/saat). Bu yöntemle dökülen malzemeler önem sırasına göre çinko, alüminyum, bakır, kurşun ve kalay alaşımlarıdır.
HASSAS DÖKÜM
Bu kalıplama yönteminin prensibi, mum ve benzer maddeler kullanılarak hazırlanan kalıpların ısıtılması ve eriyen model malzemesinin kalıptan dışarı akıtılarak kalıp boşluğunun oluşturulmasıdır.
SAVURMA (SANTRFUJ) DÖKÜM
Savurma döküm yönteminde erimiş metal, bir eksen etrafında döndürülen kalıplar içine dökülerek biçimlendirilir. Merkezkaç kuvvetlerinin oluşturduğu basınç metalin kalıp cidarlarına homojen olarak dağılmasını, parçanın dışının kalıbın iç şeklini almasını sağlar. Oluşan yüksek merkezkaç kuvveti sayesinde dökülen sıvı metal içinde bulunan düşük
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 12
YAPILAN İŞ: TARİH
yoğunluklu kum ve curuf tanecikleri metal olmayan kalıntılar ve gazlar dönme eksenine doğru sürüklenir. Dolayısıyla bu yöntemle parça yüzeyinin gözeneksiz, temiz ve ince taneli olarak elde edilmesi mümkün olur.
ALÇI KALIBA DÖKÜM
Alçı kalıplar genellikle bakır ve alüminyum alaşımları gibi düşük sıcaklıkta eriyen demir dışı malzemelerin dökümünde kullanılır. Dayanımı düşük olan model malzemelerinin dökümlerde kullanılması halinde (örneğin mum), kum gibi dövülerek sıkıştırılan kalıp malzemeleri uygun olmadığından başlangıçta sulu harç halinde olan alçı tercih edilir. Alçı kalıpta üretilen parçaların döküm yüzeyleri çok temiz olup 0,008-0,010 mm/mm’ye ulaşan dar toleranslar elde edilebilir.
DOLU KALIBA DÖKÜM
Dolu kalıba döküm yöntemi, yanarak gaz haline geçen polistiren köpük modellerin kullanıldığı bir kalıplama yöntemi tekniğidir. Bu malzemenin testere bıçak veya sıcak tel ile kesilmesiyle model biçimlendirilir. Büyük modeller birçok parçanın birbirine
yapıştırılması ile de oluşturulabilir.
Dolu kalıba döküm tekniği özellikle, sadece bir adet üretilecek büyük parçaların dökümünde kullanılmaktadır.
SERAMİK KALIBA DÖKÜM
Seramik kalıba döküm yöntemi hassas döküm yönteminden türetilmiş olup, farklı modellerin tekrar kullanılabilmesi ve yöntemin standart dökümhane imkanlarıyla
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 13
YAPILAN İŞ: TARİH
uygulanabilmesidir. Seramik kalıba dökümde, hassas dökümde olduğu gibi boyut sınırlaması yoktur ve özellikle yüksek sıcaklıkta eriyen metallerden karmaşık biçimli, yüzey kalitesi yüksek, boyutları hassas ve kusursuz döküm parçaların üretilmesi mümkündür.
DEMİR ESASLI MALZEMELR
DÖKME DEMİRLER
Dökme demirler, %2-5 C içeren Fe esaslı dökme alaşımlar olup, korozyona karşı dayanımları titreşimleri sönümleme özellikleri, dökümdeki akıcılık ve kalıba doldurma özellikleri çok iyi olan malzemelerdir. Ötektiğe yakın bileşimlerde erime sıcaklığı düşük (1150-1250 C), katılaşma aralığı dar olup, karbonun grafit olarak ayrışması sırasında hacim arttığından, malzemenin kendini çekmesi düşüktür (%1). Dökme demirin elde edilişinde, başlangıç malzemesi olarak genellikle yüksek fırın piki kullanılır ve çelik hurdası, ferrosilisyum, ferromangan gibi katılarla bileşim ayarlanır. Genellikle kupol ocağında eritilen dökme demir, daha sonra bir elektrik ocağında tutularak, sıcaklığı ve bileşimi daha hassas olarak ayarlandıktan sonra dökülebilir (Dublex Yöntemi).
Dökme demirin bileşimindeki karbonun iç yapıda bulunma şekli (Sementit veya Grafit), içerdiği C ve Si miktarı ile soğuma hızına bağlıdır. Orta kalınlıkta (30mm) ve kuru kum kalıba dökülmüş (sabit soğuma koşulu) bir parçada iç yapının C ve Si yüzdelerine bağlı olarak değişimi MAURER diyagramıyla verilir. Görüldüğü gibi diyagramda beyaz, perlitik ve ferritik olmak üzere üç ana bölge vardır. Beyaz dökme demirde C tümüyle sementit olarak (sementit ve perlit), ferritik dökme demirde ise tümüyle grafit olarak ayrışır. Perlitik dökme demirde ise C hem perlit hem de grafit içinde bulunur. Bu üç ana bölge arasında da geçiş bölgeleri bulunmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 14
YAPILAN İŞ: TARİH
KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR (Sfero-DDK)
Bileşiminde %3,2-3,8 C ve %2,4-2,8 Si bulunan küresel grafitli dökme demirde, Mn<%0,5, S<%0,02 olarak sınırlanmış ve ayrıca malzeme Pb, As, Sb, Ti ve Al gibi elementlerden arındırılmıştır. Döküm öncesinde sıvı metale %0,5 Ce veya daha ucuz olan %0,5 Mg katılarak grafitin küresel olarak ayrışması sağlanır. Grafitin küresel biçimi en küçük yüzey/hacim oranını ve dolayısıyla en büyük taşıyıcı kesiti sağlar. Dayanımın artmasının yanında çentik etkisi de ortadan kalktığından malzemenin sünekliğide iyidir.
LAMEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR (DDL)
Bileşiminde %2,5-5 C ve %0,8-3 Si içeren lamel lamel grafitli dökme demirler, makina yapımında en çok kullanılan malzemelerdir. C, iç yapıda büyük ölçüde grafit lamelleri olarak bulunur. C’nun ayrışma miktarına bağlı olarak ana kütle ferritik, ferritik-perlitik veya perlitik olabilir. Kırık yüzeylerinin görünümü nedeniyle kır dökme demir olarak adlandırılan bu malzemede ayrışan grafitin miktarı, dağılımı ve geometrik biçimi özellikleri etkiler. İç yapıda grafitin bulunması, hem yük taşıyan kesiti küçülttüğünden, hem de çentik etkisi yarattığından dayanımı düşürür. Şekil değiştirme kabiliyeti de yoktur. Kopma uzaması %1’in altındadır.
En ekonomik olarak kupol ocağında üretilen kır dökme demirlerin kaba lamellerine genellikle ısıl işlem uygulanmaz, çünkü sertleştirmedeki iç gerilmeler nedeniyle lamel uçlarındaki çentiklerde çatlaklar oluşabilir. Ancak sadece basma gerilmelerinin etkin olduğu durumlarda böyle bir tehlike olmadığından sertleşme yapılabilir;örneğin takım tezgahlarının kızakları. Dökme demirler, kaynak yöntemiyle birleştirilmesi güç olan malzemelerdir. Grafitlerin yağlayıcı etkisi nedeniyle kuru sürtünmeye elverişli olup, yatak
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 15
YAPILAN İŞ: TARİH
malzemesi olarak kullanılması durumunda, yağsız kalan yatağın bir süre sarmadan çalışmasını sağlar. Fosfor katılarak akıcılığı artırılabilir ve iç yapıda ağ şeklinde bulunan fosfor ötektiği aşınmaya dayanıklılığı da artırır.
TEMPER DÖKME DEMİR
Sünekliği nedeniyle “dövülebilir” olarakta nitelendirilen dökme demir, önce grafitin tümü sementite bağlı kalacak şekilde, yani beyaz dökme demir olarak katışlaştırılır ve daha sonra uygulanan bir temperleme işlemiyle karbon diğer dökme demirlere göre daha düşük ve dolayısıyla erime sıcaklığı yüksek olduğundan (1300-1450 C), eritme genellikle elektrik ocaklarında yapılır. Temper dökme demirler kırık yüzeyinin görünüşüne göre beyaz ve siyah olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
SİYAH TEMPER DÖKME DEMİR (DDTS)
Siyah temper dökme demirin karbon yüzdesi düşük lup (%2,2-2,8), buna karşın Si %0,9-1,3 dolayındadır. Beyaz olarak katılaşmış ham temper dökme demir, nötr atmosferde temperlenir. Günümüzde koruyucu gaz atmosferinde yapılan bu işlem, daha önceleri parçaların kum veya dökme demir talaşlarına gömülerek tavlanmasıyla gerçekleştirilirdi.
İç yapıdaki karbürlerin parçalanması iki kademede yapılır. Önce yaklaşık 950 C sıcaklıkta tutulan malzemede ledeburit içindeki sementit, östenit ve temper grafitine dönüşür, daha sonra 800 C sıcaklık ille 700 C arasında saatte bir kaç dakika gibi düşük hızlarda yapılan soğutma sırasında östenit fazıda ferrit ve temper grafitine ayrışır. İşlem bir kaç gün sürer. Soğutama hızı ayarlanarak, anan malzeme perlitik veya ferritik/perlitik olarakta elde edilebilir. DDTS malzemeler tahrik sistemi parçaları, piston, zincir elemanları ve dişli çark üretiminde kullanılır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 16
YAPILAN İŞ: TARİH
BEYAZ TEMPER DÖKME DEMİR (DDTB)
%2,8-3,8 C ve %0,4-0,8 Si (toplamları %3,8’i aşmamalıdır) içeren ham temper dökme demir, yaklaşık 1000 Csıcaklıkta hafif oksitleyici atmosferde temperlenir. Kontrollu atmosferli fırınlarda veya Fe2O3 gibi oksijen verici maddelerle birlikte yapılan bu ısıl işlemde (2-6 gün) parça yüzeyinden C kaybı olur. 55 mm’den daha ince cidarlar tümüyle
ferritik olurken, kalın parçalarda en çok 7mm’ye ulaşan bir tabakada C kaybı görülür, iç yapı kesit boyunca değişir. Dolayısıyla DDTB’de dayanım parça kalınlığına bağlı olur.
DDTB kaynakla birleştirmeye, sert ve yumuşak lehimlemeye uygun bir malzemedir. Genellikle ince cidarlı parçaların üretiminde kullanılır; anahtarlar, kaplanacak parçalar, işkenceler, rekor ve fittingler, zincir elemanları, fren tamburları v.s.
BEYAZ (SERT)DÖKME DEMİR (DDB)
Beyaz dökme demirin bileşimi ve soğuma hızı, içerdiği karbonun tümü karbür (sementit) bağlanacak şekilde seçilir. Kırık yüzeyinin görünümü beyaz renktedir. Karbon içeriği yaklaşık % 3 olup grafit olarak ayrışmayı teşvik eden silisyum içeriği düşüktür (%0,5-1,5). Buna karşın karbür oluşumunu teşvik eden mangan %1,2’ye kadar yükseltilebilir. Beyaz dökme demirin aşınmaya karşı dayanıklılığından yaralanmak için, bazı parçalar sert kabuklu olarak üretilir. Burada soğuma hızı uygun seçilerek yüzeyin beyaz, iç kısımların ise kır olarak katılaşması sağlanır. Dış kısımları hızlı soğutmak için kalıpta soğutma plakalarından yararlanılır. Yüzeyi sert, iç kısmı ise tok olan sert kabuklu parçalar, darbeli yükler altında dahi gevrek davranış göstermezler; hadde merdaneleri, vagon tekerleri, değirmen öğütme plakaları, ve cevher kırma merdaneleri gibi.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 17
YAPILAN İŞ: TARİH
ÖSTENİTİK DÖKME DEMİR (DDO)
Nikel (%35’e kadar), mangan, bakır, krom ve diğer elementlerle alaşımlandırılan bu malzemeler, oda sıcaklığında östenitik iç yapıya sahip olup, ayrışan grafitler lamelli (DDOL) veya küresel (DDOK) olabilir. Çok değişik türleri bulunan östenitik dökme demirler TS 551’de sınıflandırılmışlardır. Bu malzemeler, korozyona karşı dayanım ve yüksek sıcaklık dayanımının gerekli olduğu yerlerde kullanılırlar; egzoz elemanları, ısıl işlem kutuları v.s.
DÖKME ÇELİKLER (DÇ)
Dökümden sonra talaş kaldırma dışında başka bir biçimlendirme görmeyen ve bileşimlerinde %2’den az karbon bulunan dökme çeliklerin makine yapımında kullanımı, dökme demirler ve dökme çelikler kadar yaygın değildir. Islah ve yüzey sertleştirme işlemleri uygulanabilen, dayanımları 130 kgf/mm2’ye kopma uzamaları %25’e ulaşabilen dökme çeliklerin alaşımlı ve alaşımsız olmak üzere birçok türü vardır; genel amaçlı alaşımlı ve alaşımsız yapı çelikleri, paslanmaz çelikler, yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler, sert mangan çelikleri v.s. genel amaçlar için kullanılan çelik dökümler TS 4034’te dayanımlarına göre (DÇ-38.....DÇ-70) standartlaştırılmıştır.
ERGİTME VE ISIL İŞLEM FIRINLARINDA ERGİTME OCAKLARI
Bir dökümhane için en uygun eritme ocağının seçimi, metal döküm teknolojisinde yararlanılan eritme ocaklarının başlıcaları şunlardır;
- Potalı ocaklar
- Kupol ocağı
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 18
YAPILAN İŞ: TARİH
- Elektrikli ocaklar
- Havalı ocaklar
- Konverterler
- Siemens-martin ocağı
KUPOL OCAĞI
Kupol ocağı sacdan yapılmış ve içi refrakter tuğla ile örülerek astarlanmış, silindirik düşey bir ocaktır, sıvı dökme demir elde etmek için kullanılan kupol ocakları, farklı boyutlarda yapılabilir. Ancak ticari ocakların dış çapı genellikle 1-2 m arasındadır, kapasiteleri ise 20 ton/saat’e kadar çıkabilir.
Dökme demirin eritilmesinde yaygın olarak kullanılan bu ocağın özellikleri şöyle sıralanabilir:
a) Süneklik: Sıvı metal, ocaktan belirli aralıklarla alınır. Kalıp hazırlama hızı ile metal eritme hızının birbirine uygun olarak seçilmesiyle kupol ocağından seri üretimde yararlanılabilir.
b) Ekonomiklik: Diğer bütün eritme ocaklarından hem ilk yatırım hem de işletme giderleri bakımından çok daha ekonomiktir.
c) Basitlik: Az yer tutar, kullanılışı kolay, eritme süresi kısa olan bir ocaktır.
d) Özelliklerin Kontrolü: Ocaktan alınan dökme demirin bileşimi ve sıcaklığı, fırın şartlarının ayarlanması ile ancak belirli sınırlar içinde kontrol edilebilir. Bileşimin ve sıcaklığın daha hassas ayarlanması ile iç yapı değişimlerinin en aza indirilmesi istenirse, erimiş metal önce ikinci bir ocağa alınır, gerekli düzeltmeler burada yapıldıktan sonra döküme geçilir (Dublex Yöntemi).
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 19
YAPILAN İŞ: TARİH
POTALI OCAKLAR
Metal eritmede kullanılan en basit ve eski araç, potalı ocaklardır. Bu ocakların sabit ve devrilebilen tipleri vardır. Potalı ocak içi ateş tuğlası ile örülmüş bir çelik kabuk ile açılıp kapanabilen bir kapaktan oluşur. Ocağın içinde metalden veya refrakterden özellikli malzemelerden yapılmış bir pota bulunur. Küçük potalar genellikle atölye tabanının altında bulunan sabit çukur ocaklarda, büyük potalar ise taşınmaları güç olduğundan genellikle devrilebilen tip ocaklar içinde kullanılır.
Kapasiteleri 15 kg ile 1000 kg arasında değişen potalı ocaklarda, ısı kaynağı olarak çoğunlukla gaz ve sıvı yakıtlardan, bazen de kömür veya elektrik enerjisinden yararlanılır. Potalı ocaklarda genellikle alüminyum ve bakır alaşımları gibi düşük sıcaklıkta eriyen demir dışı metaller eritilir.
Potalı ocaklarda önemli bir dezavantaj, erimiş metalin yanma gazlarında veya ortamda bulunan nemden oluşan buhar ile temasta olmasıdır.
ELELKTRİKLİ OCAKLAR
Elektrikli ocakların üstünlükleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.
a) 3000 C gibi yüksek sıcaklıklara ulaşmak mümkündür.
b) Sıcaklığın kontrolü kolaydır.
c) Çalışma ortamı temizdir.
d) Eritilen metalin bileşimi bozulmaz. Ayrıca arıtma, alaşımlandırma gibi işlemler kolaylıkla gerçekleştirilebilir.
e) Her türlü alaşım için değişik kapasitelerde ocaklar geliştirilmiştir.
Elektrikli ocaklar ARK OCAKLARI, ENDÜKSİYON OCAKLARI ve DİRENÇ OCAKLARI olmak üzere üç gruba ayrılır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 20
YAPILAN İŞ: TARİH
ARK OCAKLARI
Burada metalin eritilmesinde, ocak içinde oluşturulan bir elektrik arkından açığa çıkan ısıdan yararlanılır. Elektrikli arkı, iki elektrot arasında oluşturulursa endirekt ark elektrotlarla erimiş metal banyosu arasında oluşturulursa direkt ark ocağından söz edilir.
DİRENÇ OCAKLARI
Bu ocaklarda elektrik akımının bir direnç üzerinden geçmesi sırasında oluşan ısıdan yararlanılır. Direnç ocaklarının uygulama alanları çok sınırlı olup, genellikle erime sıcaklığı düşük malzemeler için tercih edilirler. Direnç olarak tel veya içinden yüksek akım geçirilen grafit ve silisyum karbür çubuklar kullanılabilir.
ENDÜKSİYON OCAKLARI
Endüksiyon ocakları, çekirdeksiz ve çekirdekli (kanallı) olmak üzere iki gruba ayrılır. Her iki ocakta da erimiş metali normal bir transformatörün primer sargısı olarak düşünülebilecek elektrik bobini çevreler. Bu bobinden geçen alternatif akım, sekonder sargı olarak düşünülebilecek iletken sıvı metal içinde girdap akımları endükleyerek ısı oluşturur. Isı, doğrudan doğruya eritilecek metal içinde ortaya çıktığından, çok temiz ve hızlı bir eritme gerçekleşir. Hat frekansından (50 Hz) yüksek frekanslara (10000 Hz) kadar değişik elektrik kaynaklarıyla çalışan farklı endüksiyon ocakları mevcuttur.
Endüksiyon ocaklarının bir diğer türü de, eritmenin vakum altında yapıldığı vakum endüksiyon ocaklarıdır. Bu şekilde metal eriyiklerin, hava ile teması önlenerek saf ve temiz olması sağlanabilir. Çekirdeksiz tip endüksiyon ocağında potanın etrafı su ile soğutulan bakır borudan yapılmış bir bobin ile çevrilidir. Erimiş metalde oluşan
akımlar, metal banyosunda bir karışma hareketi de sağlar. Çekirdekli veya kanallı tipte, sıvı metal primer sargının çekirdeği çevresinde bir kanal oluşturur.
ALEVLİ OCAKLAR
Bu ocaklar, dökme demirin kimyasal bileşiminin hassas olarak ayarlanmasının gerektiği (örneğin temper döküm) durumlarda kullanılır. Kapasiteleri 7-30 ton arasında değişen tavalı tip ocaklarda sığ ve uzun bir eritme bölgesi vardır. 15 ton kapasiteye kadar çıkabilen dönen tip ocaklarda ısıl verimi daha iyidir. Ocak, eritme başlangıcın da zaman zaman , metal eridikten sonra ise sürekli döndürülür. Genellikle çelik hurdası, pik demir ve temper döküm hurdasıyla yüklenen bu ocaklarla, doğrudan sıvı metal yüklenerek dublex çalışmada yapılabilir. Yakıt olarak genellikle pülverize kömür ve hava karışımı kullanılır.
SİEMENS-MARTİN OCAKLARI
Genellikle demir-çelik tesislerinin çelikhanelerinde kullanılan siemens-martin ocaklarında sığ, eliptik kesitli ve genellikle bazik astarlı bir eritme bölümü vardır. Modern ocakların kapasiteleri 10-600 ton arasında değişmesine rağmen, en çok tercih edilen kapasiteler 100-150 ton arasındadır. Ocağa pik veya hurda (genellikle yarı yarıya) yüklenebilir, ayrıca curuf oluşturucu kireçtaşı ve diğer katkılar eklenir. Bu ocaklar genellikle yüksek fırınların yakınında kurularak, hem pik demirin ocağa sıvı halde doldurulması, hem de yüksek fırın gazından yakıt olarak yararlanılması mümkün olur.
Ocağın çalışması süreklidir, ancak belirli aralıklarla (örneğin üç ayda bir) ocak tamire alınır. Genellikle gaz yakıtlar kullanılır, ancak sıvı yakıtlar veya pülverize kömürde kullanılabilir. Gaz yakıt ve hava ön ısıtıldıktan sonra eritme bölgesinde yakılır
KONVERTERLER
Konverterlerde pik veya dökme demirlerin bileşimlerindeki C, Si, Mn, P, S gibi elementler ve diğer katışkılar artırılarak çelik elde edilir. Yani bu ocaklarda esas amaç metali ergitmek değil, pik demiri arıtarak çelik üretmektir. Konvertere doldurulan sıvı metalin içine veya yüzeyine hava veya saf oksijen üflenerek, istenmeyen elementler yakılarak giderilir. Gerektiğinde alaşımlama da yapılarak çeliğin bileşiminin ayarlandığı bu ocakların değişik türleri vardır. İlk geliştirilen ocaklar, havanın
tabandan üflendiği Bessemer konverterleri olup, günümüzde daha yaygın olarak kullanılanlar, havanın metal üzerine yandan üflendiği Tropenas konverterleri ile üstten saf oksijen üflenen oksijen koverterleridir.
ISIL İŞLEM FIRINLARI
TERMİK İŞLEM FIRINLARI
Su verme, tavlama, menevişleme; gaz veya elektrikle (spiral rezistanslar ateşe dayanıklı alaşım çubukları, carborundum çubukları) çalışır. Bu fırınlar istenilen ısıya çok yakın (800-900 C için 10 C kadar bir yanılma) bir sıcaklık sağlamaya elverişli şekilde düzenlenmiştir. Özel işlemler için (tavlama, cilalama, fritaj) madenlerin oksitlenmesini önlemek amacıyla koruyucu bir ortam (hidrojen, azot, karbonmonoksit) yaratılabilir.
ÇANLI FIRINLAR
Genellikle madenlerin havayla temas etmeden tavlanmasında kullanılır. Tavlanacak madenler hava sızdırmayan ve etrafında ısıtma tertibatı dolanan bir çanın içine yerleştirilir.
OKSİTLEMESİZ TAVLAMA FIRINLARI
Tavlanacak madenler, havası boşaltılmış ve içine tamamen kuru, eylemsiz bir gaz doldurulmuş kasalara yerleştirilir. Böylece tavlanan madenlerin sağlığı bozulmaz ve sonraki işlemlere geçmeden önce madenin üzerindeki pas tabakasını temizlemeye lüzum kalmaz.
ISIL İŞLEMLER
TAVLAMA
NORMAL TAVLAMA
Normalizasyon olarakta adlandırılan normal tavlama, daha çok çeliklerin tane yapısının inceltilmesi için uygulanır. Tane küçültmenin yanında, yapı daha homojen hale gelir, perlitik yapı daha ince lamellerden oluşur ve mekanik özelliklerde iyileşme meydana gelir. Normal tavlama sonunda, karbürlerin daha ince lameller haline gelmesi ya da ötektoid üstü çeliklerde tane sınırı karbürlerinin küreselleşmesinden dolayı çeliğin sertleştirme amacıyla ısıtılmasından daha çabuk östenitik yapıya ulaşılır.
Normal tavlamada, ferrit-östenit dönüşüm bölgesinde, ısıtma ve soğutma hızlarına etki edilerek sekonder yapıya ulaşılması amaçlandığından, daha doğrusu tüm özellik değişimleri dönüşüm olaylarına dayandığından, bu tavlama yöntemi, dönüşüm tavlaması olarak ta adlandırılır. Bu tarz bir dönüşüm, kuşkusuz difüzyon tavlamasında, kısmen de yumuşak tavlamada da vardır, ancak etkileri normal tavlamada olduğu gibi önemli değildir.
Normal tavlamada sekonder yapının tane büyüklüğüne ve tane yapısına, özellikle tav sıcaklığı ve soğutma hızının uygun seçilmesiyle ulaşılır.
DİFÜZYON TAVLAMASI
Metal malzemelerin dökümden sonraki primer yapısı, genel olarak dendritik haldedir ve büyük ölçüde bileşim farklılıkları nedeniyle yapıda homojensizlik vardır. Difüzyon olaylarının etkin olduğu homojensizleştirme işlemi ile yapı homojen hale getirilerek, bünyedeki elemanların, özellikle emprütelerin bölgesel bileşim farklılıkları dengeye getirilmesi ve dendritik yapının edilmesi amaçlanır. Difüzyon tavlaması, özellikle yüksek alaşımlı çelik döküm için önemlidir. Fakat, sıcak şekillendirilecek kütüklerde de yapının homojen hale getirilmesinde difüzyon tavlaması uygulanabilir.
Çelik malzemelerde dizisel yapı normal tavlamayla azaltılabilir, ancak tam olarak yok edilmesi, yalnızca difüzyon tavlamasıyla mümkündür. Difüzyon tavlamasıyla esas olarak yapının homojen hale getirilmesi amaçlandığından, bu tavlamaya homojenleştirme tavlaması adı da verilmektedir. Difüzyon tavlamasında elde edilmesi amaçlanan sekonder yapı, malzeme cinsine, döküm yapısına ve tavlama esnasında meydana gelen olaylara çok bağımlıdır.
GERİLİM GİDERME TAVLAMASI
Parçalar, döküm ya da sıcak şekillendirme sonrası soğumada dengesiz sıcaklık akımı nedeniyle ya da işletmedeki mekanik zorlamalardan dolayı, genellikle iç gerilme (kalıcı gerilme) içerirler. Eğer bu iç gerilmeler, malzemenin elastiklik ve akma sınırlarını aşarsa,
plastik şekil değiştirme meydana getirirler ve gerçek akma sınırını yükseltirler. Ayrıca bu iç gerilmeler daha da yüksek olur ve kopma gerilmesine ulaşır ya da aşarsa, plastik deformasyonla birlikte kırılma meydana getirirler.
Çelik ısıtıldığında, plastik şekil değiştirebilme kabiliyeti artarken, çekme dayanımı ve akma sınırı düşer. Yaklaşık 300 C mavi kırılganlık sahasında, istisnai bir durum vardır ve bu sahada süneklik minimum değere ulaşır. Yüksek sıcaklıklarda plastik
şekillendirilebilmenin çok iyi olmasına karşın, akma sınırında çok azalma olur. Isınma esnasında malzemedeki iç gerilmeler, sıcaklıkla azalan akma sınırını aştıklarından, iyi şekil alma kabiliyetinden dolayı deformasyon meydana getirirler ve böylece iç gerilmelerde de azalma olur. Gerilim giderme tavlamasında tavlama sıcaklığı, dönüşüm olmayacak şekilde 723 C’nin altında seçilir. Alışılmış sıcaklık sahası 550-600 C arasındadır. 650 C’nin üzerindeki sıcaklıklar, tufallaşmanın artması nedeniyle nadiren kullanılır.
REKRİSTALİZASYON TAVLAMASI (YENİDEN KRİSTALLEŞME TAVLAMASI)
Rekristalizasyon tavlamasında amaç, soğuk şekillendirme ile oluşmuş yönlü yapıyı (anizotropik), ferrit-östenit dönüşmesi olmaksızın, yeniden ve yöne bağımlı olmadan (izotropik) teşekkül ettirmektir.
Soğuk şekillendirmede, şekillendirme doğrultusunda boyca uzamış kristallerden oluşan yapı ve bununla ilgili özellik değişmeleri görülür. Soğuk şekillendirme ile akma sınırı yükselir ve plastik şekil değiştirebilirlik azalır. Fakat bu arada, magnetik özellikler ve kimyasal dayanıklılık gibi karakteristiklerde de değişme olur. Halat için tel imalatı gibi özel durumlarda, son şekillendirmedeki bu dayanım artışı arzu edilir, ancak çoğu zaman bir kusur sayılır. Bundan başka, artan şekillendirme direnci daha fazla şekillendirilebilmeyi önler, sertliği çok artırır ve kırılmaya neden olur.
Kaba tane teşekkül ettiren soğuk şekillendirmenin alt sınırı, kritik şekil değiştirme derecesi olarak adlandırılır. Fakat kaba tane teşekkülü, yalnızca şekil değiştirme derecesine değil, aynı zamanda tavlama sıcaklığını da bağlıdır. Bundan başka, alaşımsız karbonlu çeliklerde, karbon miktarı ve başlangıç tanelerinin büyüklüğü de duruma etki eder. Tane büyüklüğü üzerine, ısıtma hızının da etkisi vardır. Isınma hızı artıkça, tane
kabalaşması tehlikesi azalır. Ayrıca sakin dökülmüş çeliklerde alüminyumnitrürlerin çökelmesiyle kısmen mükemmel olmayan rekristalizasyon olabilir ve uzamış kristaller görülebilir.
KABA TANE TAVLAMASI
Kaba tane tavlaması, çekme dayanımı az olan çeliklerde talaşlı şekillendirme işlemini kolaylaştırmak için uygulanır. Kaba sementit lamellerine ulaşmak için,fırında yavaş soğutma yapılır. Hatta, perlit kademesinde bekletme yapılarak perlitleştirmede uygulanabilir. Kaba taneli çeliklerin sertleştirme yapıldıktan sonra ya da sertleştirme yapılmadan kullanımında, gevrek bir yapıya sahip oldukları unutulmamalıdır. Bu nedenle, kaba tane tavlaması uygulanmış çeliklerin, talaşlı şekillendirme sonrasında normal tavlama uygulanarak tanelerin tekrar inceltilmeleri gerekir. Kaba tane uygulamasında gerekli sıcaklığın yüksek olması ve bir biri peşi sıra uygulanan bu ısıl işlemler üretim maliyetini artırdığından, çoğu zaman bu tavlama yöntemi yerine kükürt miktarı yükseltilmiş ve ayrıca kurşun gibi talaşları kırılgan hale getiren alaşım elementi içeren otomat çelikleri tercih edilmektedir.
YUMUŞAK TAVLAMA
Yumuşak tavlama ile çelik, mümkün olduğu kadar yumuşak hale getirili ve genellikle şekil alma kabiliyeti iyileştirilir. Standartlara göre çelikler için yumuşak tavlama, Ac1 sıcaklığının altında sıcaklığı sabit tutarak ya da Ac1 bölgesinde iniş-çıkışlı (salınımlı) sıcaklıkta tavlanmadan sonra, yavaş soğutma olarak tanımlanır. Bu ısıl işlem tarzı ile lamelli perlitin, şekillenerek taneli perlite dönüşmesi sağlanır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 27
YAPILAN İŞ: TARİH
MENEVİŞ VE ISLAH İŞLEMİ
MENEVİŞ İŞLEMİ
Sürekli soğutma ile sertleştirilmiş çelik parçalarda, martensit teşekkülünden dolayı büyük gerilmeler mevcuttur. Sertleştirilmiş parçaların 100 ila 670 C arasında ısıtarak, bu gerilmeler giderilir veya tehlikeli olmayacak seviyeye indirilir. Ancak, bu esnada martensitin sertliğinde de önemli düşme olur.
Isıl işlemle ilgili terimleri içeren TS 1112'de, kısaca martensite gerilme giderme olarak tariflenebilecek işlem için, meneviş terimi kullanılmaktadır. Ancak bu olay için aynı anlama gelen ingilizce "Tempering" kelimesinden esinlenerek, temperleme kelimeside yaygın olarak kullanılmaktadır. Sertleştirme esnasında olduğu gibi, menevişleme esnasında da atom kafesinde önemli değişmeler olur. Östenitte çözülmüş karbon, ani soğutma sonucunda kafesi terketemez ve martensitin yapı içerisinde sıkışmış olarak kalır. Menevişleme esnasında, ısıtma suretiyle martensit içerisindeki karbona hareketlilik kazandırılır ve martensitin aşırı doymuş yapısından karbür olarak ayrışır. ayrıca, sertleştirme işleminde teşekkül eden artık östenitde, martensit yapıda çözülmüş alaşım elementleriyle birlikte karbür ayrılmasına katkıda bulunur ve martensit parçalanır.
Martensitik yapının özelliklerine, yani alaşım durumu ve martensit teşekkülünü sağlayan olaylara bağlı olarak, menevişleme amacıyla ısıtma yapıldığından, değişik sıcaklıklarda farklı yapısal dönüşümler meydana gelir. Alaşımsız bir çelikte, yaklaşık 10 C/dak ısıtma hızında, sıcaklığa bağlı olarak şu kademeler meydana gelmektedir.
a) Birinci meneviş kademesi 100-150 C
b) İkinci meneviş kademesi 250-325 C
c) Üçüncü meneviş kademesi 325-400 C
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 28
YAPILAN İŞ: TARİH
d) Dördüncü meneviş kademesi 450- C
Şimdiye kadar açıklanan, sertleştirme ve meneviş (genellikle yüksek sıcaklıktaki meneviş) olayları, birbiri peşi sıra uygulandığında ıslah işlemi olarak adlandırılır. Islahta seçilen seçilen meneviş sıcaklıkları, sertleştirilmiş duruma nazaran sertlikte önemli ölçüde düşme yapar. Islah işlemi, yalnızca konstrüksiyonlarda kullanılan yapı çeliklerine (ıslah çelikleri) değil, bazı takım çeliklerine de uygulanabilir. Uygun ıslah işlemi yapabilmek için, sertleştirme sıcaklığının doğru seçilmesi gerektiğinden, çeliğin karbon miktarı ve alaşım durumu tam bilinmeledir. Malzemede mevcut iç gerilmelerin ısınmada sakınca yaratmaması için çeliğin östenitleştirme sıcaklığına ısıtılması dikkatlice yapılmalıdır. Sertleştirme öncesi, gerilim giderme ya da normal tavlama yapılması yararlıdır. Ayrıca, özellikle alaşımlı çeliklerde ön ısıtma yapılması da gerekebilir. Ön ısıtma işlemi 400-650 C arasındaki sıcaklıklarda, tuz banyosunda uygulanabilir.
Menevişleme,sertleştirmenin hemen ardından yapılmalıdır. Sertleştirilmiş parçalar, çok büyük gerilmelere sahiptirler. Küçük darbeler, sıcaklık değişimleri sonucu pek az gerilme artırıcı faktörlerden, sertleştirilmiş halde plastik şekil değiştirme kabiliyeti çok büyük olduğundan, kolayca çatlama olabilir. En iyi uygulama, parçalar elle tutulabilecek sıcaklığa (40 ila 50 C) ulaştığında, meneviş fırınına ya da banyosuna alınmasıdır. Çatlamaya karşı hassas olan parçalar, soğuk fırına konmalı ve fırın parçalarla birlikte ısıtılmalıdır. Böylece daha homojen ısıtma sağlanabilir. Meneviş süresi çok kısa seçilmemelidir. Menevişleme difüzyon olaylarıyla gerçekleştiğinden, belirli bir süreye gereksinme vardır. Meneviş süresi sertleşmedeki bekleme süresinden daha kısa seçilmelidir. Genellikle, çeliklerde en uygun mekanik özelliklere, sertleştirmedeki bekleme süresinin 4-5 katı olan uzun meneviş sürelerinde erişilmektedir. Homojen kesitli küçük parçalarda daha yüksek sıcaklıklarda, kısa süreli meneviş uygulanabilir. Şok meneviş adı verilen bu uygulamada, daha iyi dayanıklılık sağlanabilir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 29
YAPILAN İŞ: TARİH
SEMANTASYON
Metalurji madeni bir parçanın bütün kütlesine (tam semantasyon) semanın bir veya birçok elementinin yayılmasını sağlayarak ona özel nitelikler kazandırmak için veya bu yayınımı
dış tabakalarda sınırlayıp (yüzeysel sementasyon), yüzeysel özelliklerini içyapı özelliklerinden farklı karma bir parça elde etmek amacıyla bu parçayı seman eşliğinde ısıtma.
En çok uygulanan sementasyon işlemi, dişli çarklar, aks, kam, mil gibi çeşitli mekanik parçaların yüeylerini sertleştirmek amacıyla yapılan çeliğin karbonla yüzeysel sementasyonudur. söz konusu işlem sanayide yumuşak çeliklere uygulanır; böylece iç kısmı sert ve kırılgan olmayan, fakat sementasyonla karbon bakımından zenginleşen yüzeyi sert ve aşınmaya dayanıklı hale gelen bie alaşım elde edilir. Bu sonuca ulaşmak için yumuşak çelik, seman eşliğinde 900 C'ye kadar ısıtılır. Bu sıcaklıkta, çeliğin bileşeni olan östenit özellikle karbonu eritir ve birkaç saat sonra parçanın yüzeyi karbonlanarak %8 oranında karbon taşıyan sert çelik haline gelir. Bu işlemden sonra parça, yüzeyine çok sert martensit yapısı vermek için tavlanır.
Sementasyon sırasında uzun süre yükseksıcaklıkta tutulan östenit tanelerinin aşırı derecede büyümesini önlemek ve su verilmiş çok sert yüzeysel bir yapı elde etmek için, %0,10-0,15 karbon, %2 nikel, %5 krom, %2 monibden taşıyan ve "sementasyon çeliği" adı verilen çelikler kullanılır. bu çeliklerle yapılan sementasyondan sonra ancak bir tek su verme işlemi uygulanır.
Çeliğin karbon bakımından zenginleşmiş kısmına tekabül eden sementasyon kalınlığı, işlem sıcaklığı ve parçanın bu sıcaklıkta tutulma süresine göre, 3 mm'ye (derin sementasyon) ulaşabilir; 850 C ila 900 C arasında ve katı bir seman kullanılması halinde, sementasyon kalınlığı saatte 0,1 ila 0,2 mm arasında değişir. Kullanılan semanın cinsine göre birçok sementasyon tipi vardır. Katı sementasyonun sanayide uygulanması
giderek azalmaktadır; bu usulde işlenecek parça, karbon temelli katı bir seman eşliğinde, sızdırmaz bir kasa veya sementasyon kasası içine yerleştirilerek fırına konur. Böylece 850 C'ta 25 saatlik bir işlemden sonra 3 mm'ye ulaşan çok yüksek bir sementasyon kalınlığı elde edilir, fakat parçaların, basit veya çift su verme işlemi için yeniden ısıtılması gerekir.
Sıvı sementasyon veya siyanürlemede seman olarak, alkali siyanür temelli tuzlardan faydalanılır; katı semantasyonda daha hızlı gelişen bu işlem, düşük semantasyon kalınlığı isteyen (en çok 0,3 mm) küçük parçalara uygulanır. Gazlı semantasyonda karbonlayıcı bir gaz karışımına (karbonmonoksit,hidrokarbonlar) baş vurulur, özellikle seri halde çıkarılan parçalar (otomobil sanayi) bu işlemden geçirilir. işlenecek parça, süekli veya safhalı fırınlarda ısıtılır ve hac-va gazı, su gazı v.b jeneretörlerden elde edilen semantasyon gazına daldırılır. Bu işlemi hazırlamak için bazen semantasyon gazına propan veya amonyak gazı katılır. elektrolitik semantasyon henüz az gelişmiştir, bu işlem 950 C civarında ergimiş tuz banyosu içine (alkali karbonatlar veya toprak alkaliler karışımı) işlenecek parçalar katot halinda yerleştirilerek yapılır.
Bir parçanın tümüne semantasyon uygulanmak istenmemesi halinde, karbonlayıcı etkiden korunması gereken kısımların yüzeyleri elektroliz yoluyla (bakır kaplama) veya özel banyolarla kaplanır. Karbon eşliğinde yapılan klasik semantasyon dışında, demir alaşımlarının yüzeylerini,aşınmaya karşı korumak veya özel mekanik nitelikler kazandırmak için, yayılma yoluyla çeşitli metal veya ametallerle kaplamak imkanı vardır. Semantasyon azotla (nitrürleme), karbon ve azotun ortak etkisiyle (karbonitrürleme), alümiyumla (alüminleme), kromla (kromlama), çinko ile (çinkolama), borla (borlama), silisyumla (silisleme) yapıldığı gib berilyum, zirkonyum, tungsten v.b de kullanılabilir, ayrıca bakır alaşımlarının semantasyonunda çinko, kadminyum veya tunngstenden faydalanılır. Yükseltgen semantasyon, dökme demir parçaları, oksit veya karbonatlardan meydana gelmiş bir seman eşliğinde işleme tutularak dövülgen bir dökme demir elde etmek amacı güden karbon gidermeden başka birşey değildir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: YAPRAK NO: 31
YAPILAN İŞ: TARİH
NİTRÜASON
Normal semantasyon çeliklerinin yüzey sertliğini artırmak amacıyla, ilk defa 1925 yılında Fry ve L.Guillet tarafından uygulanan nitrürleme işlemi, alaşım yüzeyinde, istenilen mekanik özelliklere sahip ve kırılmaya karşı dayanıklı çok sert bir tabaka meydana getirir. Bu tabakanın Vickers sertliği 1000'den yukarıdadır; oysa adi semantasyonla en çok 800 Vickers sertliğine ulaşılabilir.
Nitrürleme işlemi için, su verme ve 550 C'ta menevişlemeden önce, parçanın iç kısımlarına istenilen mekanik özellikleri kazandırmak amacıyla bir ısıl işlem uygulanır; sonra parça, içinde amonyak gazı akımı dolaşan bir elektrik fırınıyla ısıtılan, ateşe dayanıklı çelikten yapılmış bir kalıp içinde 500 C ile 525 C arasında tutulur; amonyak bu sıcaklıkta demirli parçalarla temas edince azot ve hidrojen halinde ayrışır, açığa çıkan azot demiride yayılır. Nitrür tabakası için istenilen kalınlığa ve çeliğin cinsine bağlı olarak nitrürleme süresi 70 ile (0,3-0,4 mm'likkalınlık için ) 120 saat (0,8 mm2lik kalınlık için) arasında değişir. En sonunda yüzey, kabasını almaksızın, perdahlayarak veya hafifçe taşlayarak bir bitirme işleminden geçirilir.
bütün demirli alaşımlar ve özellikle adi çelikler nitrürlenebilir, fakat en iyi sonuç (sertlik, işlenmiş yüzeyin kırılgan olmayışı, sıcakta işleme süresince şekil değiştirmenin az oluşu) karbon oranı yüzde %0,2 ile 0,4 arasında değişen ve krom (%1,5 ile 3), alüminyum (%1'e kadar), molibden (%0,3) gibi katkı elemanları bulunan çeliklerde alınır. Özellikle alüminyum, dış tabakanın sertliğini artırarak, azotun parçanın içlerine kadar işlemesini önler. Nitrürleme işlemi, aynı zamanda dökme demirler ve nikel ile krom yüzdesi yüksek olan özel çeliklerde uygulanır. Nitrürleme, diğer semantasyon metodlarına oranla şu noktalarda üstünlük gösterir; yüzeysel büyük bir sertlik elde edilmesi, düşük sıcaklıkta işleme sırasında çok az şekil değişikliği veya hiç değişiklik olmayışı, nitrürlenmiş tabakanın aşınmaya ve yorulmaya karşı direnci. Sıcaklık yükseltilse bile bu direnç kaybolmaz.
Nitrürleme piston kolları, krank, pompa milleri, patlamalı motorların silindir gömlekleri, tespit parçaları, haddelemeye veya çekmeyle şekil değiştirme takımları, metroloji cihazları için donatım v.b. gibi çeşitli parçalara uygulanır.
Bir cevherdeki çeşitli minerallerin kimyasal yapılarını bozmadan, endüstrinin ihtiyacı olan en uygun ham madde haline getirmeye ve ekonomik değer taşıyan minerallerin, ekonomik değeri olmayan minerallerden ayırma işlemlerinin bütününe "cevher hazırlama" veya "cevher zenginleştirme" denir.
bir cevherin endüstride kullanılabilmesi için kullanım alanlarının farklılığına göre değişik şartlar aranır. Bu şartların başlıcaları:
1965 yılında metal işleme atölyesi olarak kurulan firma, ilerleyen zaman içerisinde döküm konusunda ilerleyerek vana imalatına doğru yönelmiştir. Bugün halen 20 mm ile 300 mm çapları arası vana imalatı yapan Duyar Vana Türki Cumhuriyetler başta olmak üzere 25 ülkeye ihracat yapabilecek kapasitededir.
Döküm işlemi için ergitme kupol ve indüksiyon fırınları olmak üzere 2 tip fırında yapılmaktadır. Bu fırınlar saatte 750 kg piki eritebilecek kapasitededir. Kullanılan pikler Kardemir ve Ereğli demir-çelik fabrikalarından temin edilmektedir. Döküm sırasında Si kumu kullanılır. Bu kumda bağlayıcı olarak da bentonit kullanılır. Dökümden çıkan ürünler çapak alma, talaşlı şekil verme ve gerekli testler uygulandıktan sonra en son olarak da boyanarak sevkiyata hazır hale getirilir.
Duyar vana da, imalat işlemi ilk olarak kalıp kumunun hazırlanması ile başlar. Bunun için gerekli olan silis kumana kalıbın bütünlüğünü sağlamak amacıyla katılan bağlayıcılar yardımıyla, bu bağlayıcı genellikle bentonit oluyor, kalıp kumu hazır hale getiriliyor. Kupol ve indüksiyon fırınlarında ergitilen pik tamamen sıvı hale geldikten sonra potanın hidrolik sistemi sayesinde bulunduğu yerden alınarak önceden hazırlanan kalıplara dökülüyor. Kalıplama işlemi sonucunda kalıbın metalle temas eden bölümü tekrar dönüşümü olmadığı için atılıyor geri kalan büyük bölümü ise tekrar kullanılmak üzere başka bölüme alınıyor. Kalıptan alınan vanalar bunlar değişik çaplarda olabiliyor, döküm işlemindeki kalıplama esnasında meydana gelen çapakların temizlenmesi amacı ile talaşlı şekil verme bölümüne alınıyor. Talaşlı şekil vermeden çapakları ve benzeri kalıntılar alındıktan sonra vanaların standartlara uygun değerlere sahip olup olmadıklarını test etmek amacı ile gerekli basınç testlerine tabi tutuluyor. Bu testlerden geçen vanalar en son olarak boyanarak sevkiyata hazır hale getirilir.
DÖKÜM
Metallerin sıvılaştırılarak, üretilmek istenen parçanın biçimindeki bir boşluğa sahip olan kalıplara dökülerek daha sonra katılaştırma yapılan bir yöntemdir. Kalıp olarak, her dökümden sonra bozulan kum kalıplar kullanılabildiği gibi, birden fazla parçanın üretimine imkan veren kalıcı kalıplarda kullanılabilir.
Kum kalıplar dökme işleminden sonra kırılarak, kalıcı kalıplar ise sökülerek içlerinden parça çıkarılır.. sökülme işleminin kolay olması açısından kalıplar genellikle vidalı, açılır kapanır şekilde yapılmalıdır.
Tertibatları olmak üzere sınıflandırılırlar. Üretilecek parça sayısı, parça tasarımının düzeltilmesinin söz konusu olup olmadığı, biçim karmaşıklığı, dökümhanede uygulanan kalıplama yöntemi gibi kriterlere göre hangi tür modelin uygun olacağı belirlenir.
MODEL TASARIMI
Verilen parça biçim ve boyutları ile maça yuvaları düşünülerek önce modelin bire bir ölçekli bir planı yapılır ve buradan çekme ve işleme payları de eklenerek elde edilen boyutlar üretilecek modele aktarılır. Ayrıca modelin bölüm yüzeyine dik yüzeylerinin kalıptan sıyrılabilmesi için gerekli eğilimler verilir.
MODEL MALZEMELERİ
Malzeme olarak ahşap, metal alçı, plastik, köpük v.b. malzemeler kullanılır. Model malzemesi seçiminde şu kriterler dikkate alınır.
Üretilecek parça sayısı
İstenen boyut hassasiyeti
Uygulanacak kalıplama yöntemi
Parçanın boyut ve biçimi
Modelde düzeltme yapılıp yapılmayacağı
En yaygın olarak kullanılan malzeme ahşaptır. Bunun nedeni ucuz, hafif ve kolay işlenebilir olmasıdır. Hazırlanacak kalıp sayısı az ise ahşap malzeme olarak yumuşak çam seçilebilir. ancak model üretimi için genellikle kuru, sert ve az gözenekli malzemeler daha uygundur.
Metal modeller, ömür bakımından ahşaba göre çok daha üstündür. Modellerin aşınmaması veya örneğin kabuk kalıplamada olduğu gibi ısıtılması gerekiyorsa, malzeme olarak alüminyum, pirinç, bronz, kır dökme demir, çelik ve düşük sıcaklıkta eriyen diğer metal alaşımları kullanılabilir.
Yüzeyleri çok düzgün olan plastik malzemelerden yapılmış modeller, ahşap modellerden daha dayanıklıdır. Bunlar kalıptan kolay sıyrılır, aşınma ve çizilmeye karşı daha dayanıklıdır ve hasara uğradıklarında tamir edilmeleri kolaydır. Hassas döküm tekniğinde ise genellikle mum modeller kullanılır. Bu modeller hazırlanan kalıbın ısıtılmasıyla eriyerek kalıbı terk ederler.
Ülkemizde kalıplama işlemlerinde kullanılan modellerin sınıflandırılması, özellikleri ve hazırlanmalarına ilişkin kurallar Türk Standartları Enstitüsünün yayınladığı "TS 3189" Döküm Modelleri-Genel Esasları" standartları ile düzenlenmiştir.
MODELLER
Dökülecek sıvı metalin doldurulacağı boşluğu elde etmek için kullanılır. Kullanılacak parçaların birebir ölçekli kopyaları olan metallerin biçim ve boyutlarının belirlenmesinde katılaşma sonrasında parçanın kendini çekmesi, işleme payları ve modelin kalıptan sıyrılması kolaylaştıracak eğimler ve maça yuvalarının da düşünülmesi gerekir.
Döküm teknolojisinde modelin doğru tasarımı ve kaliteli olarak üretimi çok önemlidir. Çünkü kötü bir modelle iyi bir döküm gerçekleştirmek mümkün değildir.
Model çeşitleri şunlardır;
- Serbest modeller
- Levhalı modeller
- Özel modeller
SERBEST MODEL
Serbest model, üretilecek döküm parçanın bire bir ölçekli bir kopyası olup, ucuz, basit ve en yaygın olarak kullanılan model türüdür. Serbest modellerin boyutlandırılmasında çekme ve işleme payları dikkate alınır. Kalıplama sırasında yerleştirilecek maçaların yuvalarını oluşturacak maça başları da model üzerinde bulunur. Genellikle ahşaptan yapılırlar, ancak metal, plastik, alçı, mum veya diğer uygun malzemelerde kullanılabilir.
LEVHA MODELLER
Kalıplamada makinelerin kullanıldığı durumlarda ve özellikle çok sayıda küçük parçanın üretiminde, çift taraflı ve levhalı modellerden yararlanılır. Modelin üst ve alt dereceye ait kısımları, bölüm yüzeyini oluşturan ahşap veya metal bir levhanın alt ve üst yüzeylerine monte edilir. Çoğunlukla metal olan bu modeller kum veya alçı kalıba döküm yöntemiyle tek parça olarak üretilirler.
İŞLEME PAYI
Eğer dökümden sonra parçanın bazı yüzeyleri işlenecekse, bu yüzeylerde yeterli bir işleme payının bırakılması gerekir.
ÇEKME PAYI
Model boyutlarına çekme payı eklenmesinde amaç, metalin kalıp içindeki katılaşması bittikten sonra oda sıcaklığına kadar soğuması, yani katının kendine çekmesi sırasındaki boyut değişimlerini dikkate almaktır.
EĞİM VE KÖŞE YUVARLATMALARI
Modellerin kalıptan sıyrılması sırasında kalıbın bölüm yüzeyine dik kısımlarının bozulmaması için bu yüzeylere eğim verilmesi gerekir. Makine ile sıyrılan modellerde bu eğim daha düşük seçilebilir. Model çok düzgün ve temiz ise makine ile 150-225 mm'ye varan dik yüzeyler temiz olarak sıyrılabilir.
MAÇALAR
Döküm parçalarının iç boşluklarını veya modelin kumdan sıyrılması sırasında bozulabilecek kalıp kısımlarını oluşturmak için kullanılan kalıp elemanları,maça olarak adlandırılır. Bazı karmaşık parçalarda kalıpların tümüyle maçalardan yapılması da gerekebilir (maça kalıplar). Maça malzemeleri genellikle kum esaslı karışımlardır, ancak seramik, metal v.b. malzemelerden yapılmış maçalarda kullanılabilir. Bir maçadan istenilen özellikler şunlardır;
a) Maçalar, genellikle tümüyle sıvı metal içinde kaldığından yüksek sıcaklık dayanımları ve metal erozyonuna karşı dayanlıkları yeterli düzeyde olmalıdır.
b)Döküm sırasında kolay dağılmalıdır. Bu özellik döküm sonrasında temizleme işlemlerinin kolay ve ekonomik yapılabilmesi için gereklidir.
c) Döküm sonrasında soğuyan parçanın serbestçe büzülebilmesi ve sıcak yırtılmaların oluşmaması için maçaların sıkıştırılabilir veya dağılabilir olması gereklidir.
d)Gaz geçirgenliği yeterli olmalı ve döküm sırasında mümkün olduğu kadar az gaz oluşturmalıdır.
e) Çabuk pişmeli ve bu sırada biçimleri bozulmamalıdır.
f) Yüzeyleri düzgün olmalıdır.
g) Depolama sırasında özellikleri değişmemelidir.
MAÇA ÜRETİMİ
Maçalar genellikle ahşap, metal, plastik v.b. malzemelerden yapılmış kutulardır, elle veya makinelerle sıkıştırılarak biçimlendirilebilirler. Maça kutuları tek parçalı, çift parçalı veya açılır kapanır olabilirler. Maçalara yeterli gaz geçirgenliği kazandırmak için iç kısımlarında hava kanalları bırakılabilir.
DÖKÜM VE KALIPLAMA YÖNTEMLERİ
Döküm tekniğinde kaliteyi büyük ölçüde erimiş metalin içine kalıpların türü ve hazırlanışında gösterilen özen belirler. Düşük kaliteyi kalıplarla yüksek kaliteli dökümler elde etme olanağı yoktur.
Uygulanacak kalıplama yönteminin seçiminde üretilecek parça sayısı, amaçlanan üretim hızı, boyut hassasiyeti, yüzey kalitesi, metalurjik kriterler ve yönteme özgü diğer
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 7
YAPILAN İŞ: TARİH
özellikler dikkate alınır. Döküm parçalar üretildikleri malzeme veya uygulanan üretim yöntemi ile adlandırılırlar; örneğin alüminyum döküm, basınçlı döküm v.s.
Kalıplama ve döküm yöntemleri aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar.
1) Kum Kalıba Döküm
a) Yaş kum kalıplar
b) Kuru kum kalıplar
c) Toprak (balçık) kalıplar
d) Çukur kalıplar
e) Kabuk kalıplar
f) Maça kalıplar
g) CO2 yöntemiyle hazırlanmış kalıplar
h) Çimentolu kalıplar
ı) Havada kendiliğinden sertleşen kalıplar
i) Vakumlu kalıplar
2) Kalıcı Kalıplara Döküm
a) Kokil kalıba döküm
b) Basınçlı döküm
3) Hassas (Investment) Döküm
4) Savurma (Santrfuj) Döküm
5) Alçı Kalıba Döküm
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 8
YAPILAN İŞ: TARİH
6) Seramik Kalıplara Döküm
7) Dolu Kalıplara Döküm
8) Diğer Yöntemler
KUM KALIBA DÖKÜM YÖNTEMLERİ
Demir, çelik veya demir dışı metallerin dökümünde en çok kullanılan kalıp malzemesi, ucuz ve refrakter özelliğe sahip silis kumudur. Kum esaslı kalıpların başlıcaları aşağıda teker teker ele alınmıştır.
YAŞ KUM KALIPLARI
Yaş kum kalıba döküm, döküm hanelerde en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Burada kalıp malzemesi; kum tanecikleri, kil, su ve diğer katkıların bir karışımıdır. Kum tanecikleri kalıp malzemesinin esasını, kil ise bağlayıcıyı oluşturur.
KURU KUM KALIPLARI
Kuru kum kalıplara şeklinde hazırlanır ve 150-350 C arasındaki sıcaklıklarda kurutulurlar. Bağlayıcı görevi yapan kilin bağlayıcılığını kaybetmemesi için 400 C üzerine çıkılmamalıdır.
YÜZEYİ KURUTULMUŞ KALIPLAR
Bazı durumlarda yaş kum kalıpların dış yüzeyleri (6-25 mm kalınlığında bir tabaka)
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 9
YAPILAN İŞ: TARİH
kurutularak dökümde nemden kaynaklanan sorunlar azaltılabilir. Bu işlemde üfleç, sıcak hava veya elektrikli ısıtıcılardan yararlanılır.
TOPRAK (BALÇIK) KALIPLAR
Biçimlendirmenin genellikle şablonla taranarak yapıldığı toprak kalıplar, büyük silindirler, kağıt makinesi merdaneleri gibi dönel simetriye sahip ağır parçaların dökümü için uygundur.
Toprak kalıplamada üç boyutlu model kullanma gereği olmadığından, büyük parçalardan önemli tasarruf sağlanır. Ancak tüm işlemler elle yapıldığından, kalıpçıların deneyim ve becerileri çok önemlidir.
ÇUKUR KALIPLAR
Çukur kalıplar, derecelere sığmayacak kadar büyük dökümlerin (1-100 ton) gerçekleştirilmesi için kullanılır. Model bir çukura yerleştirilir ve kalıp kumu modelin altına ve çevresine sıkıştırılır. Daha sonra üst kalıp yerleştirilerek bölüm yüzeyinde metal sızmasını önlemek için yere bağlanır. Bölüm yüzeyi zemin seviyesinde veya üzerinde olabilir.
CO2 YÖNTEMİ
Kalıp ve maçaların karbondioksit gazı yardımıyla sertleştirildiği CO2 yönteminin prensibi, kalıplamada kuma %3-5 sodyum silikat (cam suyu) karıştırmak ve kalıp sıkıştırılarak biçimlendirildikten sonra, gaz geçirgenliği olan kum kalıp malzemesi içinde kısa bir süre (15-60 saniye) için CO2 gazı geçirmektir. CO2 gazı, sodyum silikatı silika jele dönüştürür.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 10
YAPILAN İŞ: TARİH
KABUK KALIPLAR
Croning veya C yöntemi olarak adlandırılır. Kabuk kalıplamada kullanılan kabuk malzemesi, ince taneli kum ile bağlayıcı olarak katılan ve yüksek sıcaklıkta sertleşen termoset reçinenin karışımıdır. Kumun tane inceliği arzulanan yüzey kalitesine göre seçilir. İnce taneli kum daha çok bağlayıcı reçine gerektireceğinden daha pahlı olur. Kullanılan bağlayıcı reçineler sayesinde kalıp malzemesi çok yüksek dayanımlara ulaştığından , ince kabuk biçiminde kalıpların kullanılması yeterli olur. Kalıplar iki veya daha çok parçalı yapılır ve daha sonra yapıştırılarak birleştirilir.
MAÇA KALIPLAR
Özellikle karmaşık parçaların üretiminde, kalıbın tümünün değişik maçaların birleştirilmesiyle elde edilmesi gerekebilir. Birbirlerine göre konumları geçmeli olarak ayarlanan yüksek dayanımlı maçalardan oluşan bu kalıplara, erimiş metalin dökümünde ayrıca derece kullanımı gerekmez.. kalıp malzemesi kum ve organik bir bağlayıcının karışımı olup 125..350 C arasındaki sıcaklıklarda yapılan bir pişirme sonrasında dayanımına kavuşur. Oldukça pahalı olan yöntem, ancak diğer kalıpların yetersiz kaldığı karmaşık parçaların üretiminde kullanılır.
ÇİMENTO KALIPLAR
Çimentolu kalıp malzemesi, % 8.....12 çimento ve % 4.....6 sudan oluşur. Kalıplama diğer kum kalıplarda olduğu gibidir. Model çıkarılmadan önce kalıp malzemesinin yeterli bir dayanıma kavuşması beklenir. Tam sertleşme için gerekli olan 72 saat sonrasında ise kalıp kapatılarak döküme hazır hale getirilir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 11
YAPILAN İŞ: TARİH
HAVADA SERTLEŞEN KALIPLAR (AİR-SET) KALIPLAR
Döküm teknolojisinde ergimiş metal, kalıcı (genellikle metal) kalıplara dökülerek de biçimlendirilebilir. Bu yöntem karmaşık biçimli, boyut toleransları dar ve çok sayıda üretilecek parçalar için tercih edilir.
BASINÇLI DÖKÜM
Bu yöntemde erimiş metal, metal malzemeden yapılmış bir kalıba yüksek basınçlar altında doldurulur.. katılaşma tamamlanana kadar basınç uygulamaya devam edilir, daha
sonra kalıp açılarak itici çubuklar yardımıyla parça çıkarılır. İşlemlerin tümü makineler tarafından yapıldığından üretim hızı yüksektir (100-800 parça/saat). Bu yöntemle dökülen malzemeler önem sırasına göre çinko, alüminyum, bakır, kurşun ve kalay alaşımlarıdır.
HASSAS DÖKÜM
Bu kalıplama yönteminin prensibi, mum ve benzer maddeler kullanılarak hazırlanan kalıpların ısıtılması ve eriyen model malzemesinin kalıptan dışarı akıtılarak kalıp boşluğunun oluşturulmasıdır.
SAVURMA (SANTRFUJ) DÖKÜM
Savurma döküm yönteminde erimiş metal, bir eksen etrafında döndürülen kalıplar içine dökülerek biçimlendirilir. Merkezkaç kuvvetlerinin oluşturduğu basınç metalin kalıp cidarlarına homojen olarak dağılmasını, parçanın dışının kalıbın iç şeklini almasını sağlar. Oluşan yüksek merkezkaç kuvveti sayesinde dökülen sıvı metal içinde bulunan düşük
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 12
YAPILAN İŞ: TARİH
yoğunluklu kum ve curuf tanecikleri metal olmayan kalıntılar ve gazlar dönme eksenine doğru sürüklenir. Dolayısıyla bu yöntemle parça yüzeyinin gözeneksiz, temiz ve ince taneli olarak elde edilmesi mümkün olur.
ALÇI KALIBA DÖKÜM
Alçı kalıplar genellikle bakır ve alüminyum alaşımları gibi düşük sıcaklıkta eriyen demir dışı malzemelerin dökümünde kullanılır. Dayanımı düşük olan model malzemelerinin dökümlerde kullanılması halinde (örneğin mum), kum gibi dövülerek sıkıştırılan kalıp malzemeleri uygun olmadığından başlangıçta sulu harç halinde olan alçı tercih edilir. Alçı kalıpta üretilen parçaların döküm yüzeyleri çok temiz olup 0,008-0,010 mm/mm’ye ulaşan dar toleranslar elde edilebilir.
DOLU KALIBA DÖKÜM
Dolu kalıba döküm yöntemi, yanarak gaz haline geçen polistiren köpük modellerin kullanıldığı bir kalıplama yöntemi tekniğidir. Bu malzemenin testere bıçak veya sıcak tel ile kesilmesiyle model biçimlendirilir. Büyük modeller birçok parçanın birbirine
yapıştırılması ile de oluşturulabilir.
Dolu kalıba döküm tekniği özellikle, sadece bir adet üretilecek büyük parçaların dökümünde kullanılmaktadır.
SERAMİK KALIBA DÖKÜM
Seramik kalıba döküm yöntemi hassas döküm yönteminden türetilmiş olup, farklı modellerin tekrar kullanılabilmesi ve yöntemin standart dökümhane imkanlarıyla
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 13
YAPILAN İŞ: TARİH
uygulanabilmesidir. Seramik kalıba dökümde, hassas dökümde olduğu gibi boyut sınırlaması yoktur ve özellikle yüksek sıcaklıkta eriyen metallerden karmaşık biçimli, yüzey kalitesi yüksek, boyutları hassas ve kusursuz döküm parçaların üretilmesi mümkündür.
DEMİR ESASLI MALZEMELR
DÖKME DEMİRLER
Dökme demirler, %2-5 C içeren Fe esaslı dökme alaşımlar olup, korozyona karşı dayanımları titreşimleri sönümleme özellikleri, dökümdeki akıcılık ve kalıba doldurma özellikleri çok iyi olan malzemelerdir. Ötektiğe yakın bileşimlerde erime sıcaklığı düşük (1150-1250 C), katılaşma aralığı dar olup, karbonun grafit olarak ayrışması sırasında hacim arttığından, malzemenin kendini çekmesi düşüktür (%1). Dökme demirin elde edilişinde, başlangıç malzemesi olarak genellikle yüksek fırın piki kullanılır ve çelik hurdası, ferrosilisyum, ferromangan gibi katılarla bileşim ayarlanır. Genellikle kupol ocağında eritilen dökme demir, daha sonra bir elektrik ocağında tutularak, sıcaklığı ve bileşimi daha hassas olarak ayarlandıktan sonra dökülebilir (Dublex Yöntemi).
Dökme demirin bileşimindeki karbonun iç yapıda bulunma şekli (Sementit veya Grafit), içerdiği C ve Si miktarı ile soğuma hızına bağlıdır. Orta kalınlıkta (30mm) ve kuru kum kalıba dökülmüş (sabit soğuma koşulu) bir parçada iç yapının C ve Si yüzdelerine bağlı olarak değişimi MAURER diyagramıyla verilir. Görüldüğü gibi diyagramda beyaz, perlitik ve ferritik olmak üzere üç ana bölge vardır. Beyaz dökme demirde C tümüyle sementit olarak (sementit ve perlit), ferritik dökme demirde ise tümüyle grafit olarak ayrışır. Perlitik dökme demirde ise C hem perlit hem de grafit içinde bulunur. Bu üç ana bölge arasında da geçiş bölgeleri bulunmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 14
YAPILAN İŞ: TARİH
KÜRESEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR (Sfero-DDK)
Bileşiminde %3,2-3,8 C ve %2,4-2,8 Si bulunan küresel grafitli dökme demirde, Mn<%0,5, S<%0,02 olarak sınırlanmış ve ayrıca malzeme Pb, As, Sb, Ti ve Al gibi elementlerden arındırılmıştır. Döküm öncesinde sıvı metale %0,5 Ce veya daha ucuz olan %0,5 Mg katılarak grafitin küresel olarak ayrışması sağlanır. Grafitin küresel biçimi en küçük yüzey/hacim oranını ve dolayısıyla en büyük taşıyıcı kesiti sağlar. Dayanımın artmasının yanında çentik etkisi de ortadan kalktığından malzemenin sünekliğide iyidir.
LAMEL GRAFİTLİ DÖKME DEMİR (DDL)
Bileşiminde %2,5-5 C ve %0,8-3 Si içeren lamel lamel grafitli dökme demirler, makina yapımında en çok kullanılan malzemelerdir. C, iç yapıda büyük ölçüde grafit lamelleri olarak bulunur. C’nun ayrışma miktarına bağlı olarak ana kütle ferritik, ferritik-perlitik veya perlitik olabilir. Kırık yüzeylerinin görünümü nedeniyle kır dökme demir olarak adlandırılan bu malzemede ayrışan grafitin miktarı, dağılımı ve geometrik biçimi özellikleri etkiler. İç yapıda grafitin bulunması, hem yük taşıyan kesiti küçülttüğünden, hem de çentik etkisi yarattığından dayanımı düşürür. Şekil değiştirme kabiliyeti de yoktur. Kopma uzaması %1’in altındadır.
En ekonomik olarak kupol ocağında üretilen kır dökme demirlerin kaba lamellerine genellikle ısıl işlem uygulanmaz, çünkü sertleştirmedeki iç gerilmeler nedeniyle lamel uçlarındaki çentiklerde çatlaklar oluşabilir. Ancak sadece basma gerilmelerinin etkin olduğu durumlarda böyle bir tehlike olmadığından sertleşme yapılabilir;örneğin takım tezgahlarının kızakları. Dökme demirler, kaynak yöntemiyle birleştirilmesi güç olan malzemelerdir. Grafitlerin yağlayıcı etkisi nedeniyle kuru sürtünmeye elverişli olup, yatak
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 15
YAPILAN İŞ: TARİH
malzemesi olarak kullanılması durumunda, yağsız kalan yatağın bir süre sarmadan çalışmasını sağlar. Fosfor katılarak akıcılığı artırılabilir ve iç yapıda ağ şeklinde bulunan fosfor ötektiği aşınmaya dayanıklılığı da artırır.
TEMPER DÖKME DEMİR
Sünekliği nedeniyle “dövülebilir” olarakta nitelendirilen dökme demir, önce grafitin tümü sementite bağlı kalacak şekilde, yani beyaz dökme demir olarak katışlaştırılır ve daha sonra uygulanan bir temperleme işlemiyle karbon diğer dökme demirlere göre daha düşük ve dolayısıyla erime sıcaklığı yüksek olduğundan (1300-1450 C), eritme genellikle elektrik ocaklarında yapılır. Temper dökme demirler kırık yüzeyinin görünüşüne göre beyaz ve siyah olmak üzere iki sınıfa ayrılır.
SİYAH TEMPER DÖKME DEMİR (DDTS)
Siyah temper dökme demirin karbon yüzdesi düşük lup (%2,2-2,8), buna karşın Si %0,9-1,3 dolayındadır. Beyaz olarak katılaşmış ham temper dökme demir, nötr atmosferde temperlenir. Günümüzde koruyucu gaz atmosferinde yapılan bu işlem, daha önceleri parçaların kum veya dökme demir talaşlarına gömülerek tavlanmasıyla gerçekleştirilirdi.
İç yapıdaki karbürlerin parçalanması iki kademede yapılır. Önce yaklaşık 950 C sıcaklıkta tutulan malzemede ledeburit içindeki sementit, östenit ve temper grafitine dönüşür, daha sonra 800 C sıcaklık ille 700 C arasında saatte bir kaç dakika gibi düşük hızlarda yapılan soğutma sırasında östenit fazıda ferrit ve temper grafitine ayrışır. İşlem bir kaç gün sürer. Soğutama hızı ayarlanarak, anan malzeme perlitik veya ferritik/perlitik olarakta elde edilebilir. DDTS malzemeler tahrik sistemi parçaları, piston, zincir elemanları ve dişli çark üretiminde kullanılır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 16
YAPILAN İŞ: TARİH
BEYAZ TEMPER DÖKME DEMİR (DDTB)
%2,8-3,8 C ve %0,4-0,8 Si (toplamları %3,8’i aşmamalıdır) içeren ham temper dökme demir, yaklaşık 1000 Csıcaklıkta hafif oksitleyici atmosferde temperlenir. Kontrollu atmosferli fırınlarda veya Fe2O3 gibi oksijen verici maddelerle birlikte yapılan bu ısıl işlemde (2-6 gün) parça yüzeyinden C kaybı olur. 55 mm’den daha ince cidarlar tümüyle
ferritik olurken, kalın parçalarda en çok 7mm’ye ulaşan bir tabakada C kaybı görülür, iç yapı kesit boyunca değişir. Dolayısıyla DDTB’de dayanım parça kalınlığına bağlı olur.
DDTB kaynakla birleştirmeye, sert ve yumuşak lehimlemeye uygun bir malzemedir. Genellikle ince cidarlı parçaların üretiminde kullanılır; anahtarlar, kaplanacak parçalar, işkenceler, rekor ve fittingler, zincir elemanları, fren tamburları v.s.
BEYAZ (SERT)DÖKME DEMİR (DDB)
Beyaz dökme demirin bileşimi ve soğuma hızı, içerdiği karbonun tümü karbür (sementit) bağlanacak şekilde seçilir. Kırık yüzeyinin görünümü beyaz renktedir. Karbon içeriği yaklaşık % 3 olup grafit olarak ayrışmayı teşvik eden silisyum içeriği düşüktür (%0,5-1,5). Buna karşın karbür oluşumunu teşvik eden mangan %1,2’ye kadar yükseltilebilir. Beyaz dökme demirin aşınmaya karşı dayanıklılığından yaralanmak için, bazı parçalar sert kabuklu olarak üretilir. Burada soğuma hızı uygun seçilerek yüzeyin beyaz, iç kısımların ise kır olarak katılaşması sağlanır. Dış kısımları hızlı soğutmak için kalıpta soğutma plakalarından yararlanılır. Yüzeyi sert, iç kısmı ise tok olan sert kabuklu parçalar, darbeli yükler altında dahi gevrek davranış göstermezler; hadde merdaneleri, vagon tekerleri, değirmen öğütme plakaları, ve cevher kırma merdaneleri gibi.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 17
YAPILAN İŞ: TARİH
ÖSTENİTİK DÖKME DEMİR (DDO)
Nikel (%35’e kadar), mangan, bakır, krom ve diğer elementlerle alaşımlandırılan bu malzemeler, oda sıcaklığında östenitik iç yapıya sahip olup, ayrışan grafitler lamelli (DDOL) veya küresel (DDOK) olabilir. Çok değişik türleri bulunan östenitik dökme demirler TS 551’de sınıflandırılmışlardır. Bu malzemeler, korozyona karşı dayanım ve yüksek sıcaklık dayanımının gerekli olduğu yerlerde kullanılırlar; egzoz elemanları, ısıl işlem kutuları v.s.
DÖKME ÇELİKLER (DÇ)
Dökümden sonra talaş kaldırma dışında başka bir biçimlendirme görmeyen ve bileşimlerinde %2’den az karbon bulunan dökme çeliklerin makine yapımında kullanımı, dökme demirler ve dökme çelikler kadar yaygın değildir. Islah ve yüzey sertleştirme işlemleri uygulanabilen, dayanımları 130 kgf/mm2’ye kopma uzamaları %25’e ulaşabilen dökme çeliklerin alaşımlı ve alaşımsız olmak üzere birçok türü vardır; genel amaçlı alaşımlı ve alaşımsız yapı çelikleri, paslanmaz çelikler, yüksek sıcaklığa dayanıklı çelikler, sert mangan çelikleri v.s. genel amaçlar için kullanılan çelik dökümler TS 4034’te dayanımlarına göre (DÇ-38.....DÇ-70) standartlaştırılmıştır.
ERGİTME VE ISIL İŞLEM FIRINLARINDA ERGİTME OCAKLARI
Bir dökümhane için en uygun eritme ocağının seçimi, metal döküm teknolojisinde yararlanılan eritme ocaklarının başlıcaları şunlardır;
- Potalı ocaklar
- Kupol ocağı
KONTROL SONUCU:
KISIM: : DÖKÜM YAPRAK NO: 18
YAPILAN İŞ: TARİH
- Elektrikli ocaklar
- Havalı ocaklar
- Konverterler
- Siemens-martin ocağı
KUPOL OCAĞI
Kupol ocağı sacdan yapılmış ve içi refrakter tuğla ile örülerek astarlanmış, silindirik düşey bir ocaktır, sıvı dökme demir elde etmek için kullanılan kupol ocakları, farklı boyutlarda yapılabilir. Ancak ticari ocakların dış çapı genellikle 1-2 m arasındadır, kapasiteleri ise 20 ton/saat’e kadar çıkabilir.
Dökme demirin eritilmesinde yaygın olarak kullanılan bu ocağın özellikleri şöyle sıralanabilir:
a) Süneklik: Sıvı metal, ocaktan belirli aralıklarla alınır. Kalıp hazırlama hızı ile metal eritme hızının birbirine uygun olarak seçilmesiyle kupol ocağından seri üretimde yararlanılabilir.
b) Ekonomiklik: Diğer bütün eritme ocaklarından hem ilk yatırım hem de işletme giderleri bakımından çok daha ekonomiktir.
c) Basitlik: Az yer tutar, kullanılışı kolay, eritme süresi kısa olan bir ocaktır.
d) Özelliklerin Kontrolü: Ocaktan alınan dökme demirin bileşimi ve sıcaklığı, fırın şartlarının ayarlanması ile ancak belirli sınırlar içinde kontrol edilebilir. Bileşimin ve sıcaklığın daha hassas ayarlanması ile iç yapı değişimlerinin en aza indirilmesi istenirse, erimiş metal önce ikinci bir ocağa alınır, gerekli düzeltmeler burada yapıldıktan sonra döküme geçilir (Dublex Yöntemi).
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 19
YAPILAN İŞ: TARİH
POTALI OCAKLAR
Metal eritmede kullanılan en basit ve eski araç, potalı ocaklardır. Bu ocakların sabit ve devrilebilen tipleri vardır. Potalı ocak içi ateş tuğlası ile örülmüş bir çelik kabuk ile açılıp kapanabilen bir kapaktan oluşur. Ocağın içinde metalden veya refrakterden özellikli malzemelerden yapılmış bir pota bulunur. Küçük potalar genellikle atölye tabanının altında bulunan sabit çukur ocaklarda, büyük potalar ise taşınmaları güç olduğundan genellikle devrilebilen tip ocaklar içinde kullanılır.
Kapasiteleri 15 kg ile 1000 kg arasında değişen potalı ocaklarda, ısı kaynağı olarak çoğunlukla gaz ve sıvı yakıtlardan, bazen de kömür veya elektrik enerjisinden yararlanılır. Potalı ocaklarda genellikle alüminyum ve bakır alaşımları gibi düşük sıcaklıkta eriyen demir dışı metaller eritilir.
Potalı ocaklarda önemli bir dezavantaj, erimiş metalin yanma gazlarında veya ortamda bulunan nemden oluşan buhar ile temasta olmasıdır.
ELELKTRİKLİ OCAKLAR
Elektrikli ocakların üstünlükleri aşağıdaki gibi özetlenebilir.
a) 3000 C gibi yüksek sıcaklıklara ulaşmak mümkündür.
b) Sıcaklığın kontrolü kolaydır.
c) Çalışma ortamı temizdir.
d) Eritilen metalin bileşimi bozulmaz. Ayrıca arıtma, alaşımlandırma gibi işlemler kolaylıkla gerçekleştirilebilir.
e) Her türlü alaşım için değişik kapasitelerde ocaklar geliştirilmiştir.
Elektrikli ocaklar ARK OCAKLARI, ENDÜKSİYON OCAKLARI ve DİRENÇ OCAKLARI olmak üzere üç gruba ayrılır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 20
YAPILAN İŞ: TARİH
ARK OCAKLARI
Burada metalin eritilmesinde, ocak içinde oluşturulan bir elektrik arkından açığa çıkan ısıdan yararlanılır. Elektrikli arkı, iki elektrot arasında oluşturulursa endirekt ark elektrotlarla erimiş metal banyosu arasında oluşturulursa direkt ark ocağından söz edilir.
DİRENÇ OCAKLARI
Bu ocaklarda elektrik akımının bir direnç üzerinden geçmesi sırasında oluşan ısıdan yararlanılır. Direnç ocaklarının uygulama alanları çok sınırlı olup, genellikle erime sıcaklığı düşük malzemeler için tercih edilirler. Direnç olarak tel veya içinden yüksek akım geçirilen grafit ve silisyum karbür çubuklar kullanılabilir.
ENDÜKSİYON OCAKLARI
Endüksiyon ocakları, çekirdeksiz ve çekirdekli (kanallı) olmak üzere iki gruba ayrılır. Her iki ocakta da erimiş metali normal bir transformatörün primer sargısı olarak düşünülebilecek elektrik bobini çevreler. Bu bobinden geçen alternatif akım, sekonder sargı olarak düşünülebilecek iletken sıvı metal içinde girdap akımları endükleyerek ısı oluşturur. Isı, doğrudan doğruya eritilecek metal içinde ortaya çıktığından, çok temiz ve hızlı bir eritme gerçekleşir. Hat frekansından (50 Hz) yüksek frekanslara (10000 Hz) kadar değişik elektrik kaynaklarıyla çalışan farklı endüksiyon ocakları mevcuttur.
Endüksiyon ocaklarının bir diğer türü de, eritmenin vakum altında yapıldığı vakum endüksiyon ocaklarıdır. Bu şekilde metal eriyiklerin, hava ile teması önlenerek saf ve temiz olması sağlanabilir. Çekirdeksiz tip endüksiyon ocağında potanın etrafı su ile soğutulan bakır borudan yapılmış bir bobin ile çevrilidir. Erimiş metalde oluşan
akımlar, metal banyosunda bir karışma hareketi de sağlar. Çekirdekli veya kanallı tipte, sıvı metal primer sargının çekirdeği çevresinde bir kanal oluşturur.
ALEVLİ OCAKLAR
Bu ocaklar, dökme demirin kimyasal bileşiminin hassas olarak ayarlanmasının gerektiği (örneğin temper döküm) durumlarda kullanılır. Kapasiteleri 7-30 ton arasında değişen tavalı tip ocaklarda sığ ve uzun bir eritme bölgesi vardır. 15 ton kapasiteye kadar çıkabilen dönen tip ocaklarda ısıl verimi daha iyidir. Ocak, eritme başlangıcın da zaman zaman , metal eridikten sonra ise sürekli döndürülür. Genellikle çelik hurdası, pik demir ve temper döküm hurdasıyla yüklenen bu ocaklarla, doğrudan sıvı metal yüklenerek dublex çalışmada yapılabilir. Yakıt olarak genellikle pülverize kömür ve hava karışımı kullanılır.
SİEMENS-MARTİN OCAKLARI
Genellikle demir-çelik tesislerinin çelikhanelerinde kullanılan siemens-martin ocaklarında sığ, eliptik kesitli ve genellikle bazik astarlı bir eritme bölümü vardır. Modern ocakların kapasiteleri 10-600 ton arasında değişmesine rağmen, en çok tercih edilen kapasiteler 100-150 ton arasındadır. Ocağa pik veya hurda (genellikle yarı yarıya) yüklenebilir, ayrıca curuf oluşturucu kireçtaşı ve diğer katkılar eklenir. Bu ocaklar genellikle yüksek fırınların yakınında kurularak, hem pik demirin ocağa sıvı halde doldurulması, hem de yüksek fırın gazından yakıt olarak yararlanılması mümkün olur.
Ocağın çalışması süreklidir, ancak belirli aralıklarla (örneğin üç ayda bir) ocak tamire alınır. Genellikle gaz yakıtlar kullanılır, ancak sıvı yakıtlar veya pülverize kömürde kullanılabilir. Gaz yakıt ve hava ön ısıtıldıktan sonra eritme bölgesinde yakılır
KONVERTERLER
Konverterlerde pik veya dökme demirlerin bileşimlerindeki C, Si, Mn, P, S gibi elementler ve diğer katışkılar artırılarak çelik elde edilir. Yani bu ocaklarda esas amaç metali ergitmek değil, pik demiri arıtarak çelik üretmektir. Konvertere doldurulan sıvı metalin içine veya yüzeyine hava veya saf oksijen üflenerek, istenmeyen elementler yakılarak giderilir. Gerektiğinde alaşımlama da yapılarak çeliğin bileşiminin ayarlandığı bu ocakların değişik türleri vardır. İlk geliştirilen ocaklar, havanın
tabandan üflendiği Bessemer konverterleri olup, günümüzde daha yaygın olarak kullanılanlar, havanın metal üzerine yandan üflendiği Tropenas konverterleri ile üstten saf oksijen üflenen oksijen koverterleridir.
ISIL İŞLEM FIRINLARI
TERMİK İŞLEM FIRINLARI
Su verme, tavlama, menevişleme; gaz veya elektrikle (spiral rezistanslar ateşe dayanıklı alaşım çubukları, carborundum çubukları) çalışır. Bu fırınlar istenilen ısıya çok yakın (800-900 C için 10 C kadar bir yanılma) bir sıcaklık sağlamaya elverişli şekilde düzenlenmiştir. Özel işlemler için (tavlama, cilalama, fritaj) madenlerin oksitlenmesini önlemek amacıyla koruyucu bir ortam (hidrojen, azot, karbonmonoksit) yaratılabilir.
ÇANLI FIRINLAR
Genellikle madenlerin havayla temas etmeden tavlanmasında kullanılır. Tavlanacak madenler hava sızdırmayan ve etrafında ısıtma tertibatı dolanan bir çanın içine yerleştirilir.
OKSİTLEMESİZ TAVLAMA FIRINLARI
Tavlanacak madenler, havası boşaltılmış ve içine tamamen kuru, eylemsiz bir gaz doldurulmuş kasalara yerleştirilir. Böylece tavlanan madenlerin sağlığı bozulmaz ve sonraki işlemlere geçmeden önce madenin üzerindeki pas tabakasını temizlemeye lüzum kalmaz.
ISIL İŞLEMLER
TAVLAMA
NORMAL TAVLAMA
Normalizasyon olarakta adlandırılan normal tavlama, daha çok çeliklerin tane yapısının inceltilmesi için uygulanır. Tane küçültmenin yanında, yapı daha homojen hale gelir, perlitik yapı daha ince lamellerden oluşur ve mekanik özelliklerde iyileşme meydana gelir. Normal tavlama sonunda, karbürlerin daha ince lameller haline gelmesi ya da ötektoid üstü çeliklerde tane sınırı karbürlerinin küreselleşmesinden dolayı çeliğin sertleştirme amacıyla ısıtılmasından daha çabuk östenitik yapıya ulaşılır.
Normal tavlamada, ferrit-östenit dönüşüm bölgesinde, ısıtma ve soğutma hızlarına etki edilerek sekonder yapıya ulaşılması amaçlandığından, daha doğrusu tüm özellik değişimleri dönüşüm olaylarına dayandığından, bu tavlama yöntemi, dönüşüm tavlaması olarak ta adlandırılır. Bu tarz bir dönüşüm, kuşkusuz difüzyon tavlamasında, kısmen de yumuşak tavlamada da vardır, ancak etkileri normal tavlamada olduğu gibi önemli değildir.
Normal tavlamada sekonder yapının tane büyüklüğüne ve tane yapısına, özellikle tav sıcaklığı ve soğutma hızının uygun seçilmesiyle ulaşılır.
DİFÜZYON TAVLAMASI
Metal malzemelerin dökümden sonraki primer yapısı, genel olarak dendritik haldedir ve büyük ölçüde bileşim farklılıkları nedeniyle yapıda homojensizlik vardır. Difüzyon olaylarının etkin olduğu homojensizleştirme işlemi ile yapı homojen hale getirilerek, bünyedeki elemanların, özellikle emprütelerin bölgesel bileşim farklılıkları dengeye getirilmesi ve dendritik yapının edilmesi amaçlanır. Difüzyon tavlaması, özellikle yüksek alaşımlı çelik döküm için önemlidir. Fakat, sıcak şekillendirilecek kütüklerde de yapının homojen hale getirilmesinde difüzyon tavlaması uygulanabilir.
Çelik malzemelerde dizisel yapı normal tavlamayla azaltılabilir, ancak tam olarak yok edilmesi, yalnızca difüzyon tavlamasıyla mümkündür. Difüzyon tavlamasıyla esas olarak yapının homojen hale getirilmesi amaçlandığından, bu tavlamaya homojenleştirme tavlaması adı da verilmektedir. Difüzyon tavlamasında elde edilmesi amaçlanan sekonder yapı, malzeme cinsine, döküm yapısına ve tavlama esnasında meydana gelen olaylara çok bağımlıdır.
GERİLİM GİDERME TAVLAMASI
Parçalar, döküm ya da sıcak şekillendirme sonrası soğumada dengesiz sıcaklık akımı nedeniyle ya da işletmedeki mekanik zorlamalardan dolayı, genellikle iç gerilme (kalıcı gerilme) içerirler. Eğer bu iç gerilmeler, malzemenin elastiklik ve akma sınırlarını aşarsa,
plastik şekil değiştirme meydana getirirler ve gerçek akma sınırını yükseltirler. Ayrıca bu iç gerilmeler daha da yüksek olur ve kopma gerilmesine ulaşır ya da aşarsa, plastik deformasyonla birlikte kırılma meydana getirirler.
Çelik ısıtıldığında, plastik şekil değiştirebilme kabiliyeti artarken, çekme dayanımı ve akma sınırı düşer. Yaklaşık 300 C mavi kırılganlık sahasında, istisnai bir durum vardır ve bu sahada süneklik minimum değere ulaşır. Yüksek sıcaklıklarda plastik
şekillendirilebilmenin çok iyi olmasına karşın, akma sınırında çok azalma olur. Isınma esnasında malzemedeki iç gerilmeler, sıcaklıkla azalan akma sınırını aştıklarından, iyi şekil alma kabiliyetinden dolayı deformasyon meydana getirirler ve böylece iç gerilmelerde de azalma olur. Gerilim giderme tavlamasında tavlama sıcaklığı, dönüşüm olmayacak şekilde 723 C’nin altında seçilir. Alışılmış sıcaklık sahası 550-600 C arasındadır. 650 C’nin üzerindeki sıcaklıklar, tufallaşmanın artması nedeniyle nadiren kullanılır.
REKRİSTALİZASYON TAVLAMASI (YENİDEN KRİSTALLEŞME TAVLAMASI)
Rekristalizasyon tavlamasında amaç, soğuk şekillendirme ile oluşmuş yönlü yapıyı (anizotropik), ferrit-östenit dönüşmesi olmaksızın, yeniden ve yöne bağımlı olmadan (izotropik) teşekkül ettirmektir.
Soğuk şekillendirmede, şekillendirme doğrultusunda boyca uzamış kristallerden oluşan yapı ve bununla ilgili özellik değişmeleri görülür. Soğuk şekillendirme ile akma sınırı yükselir ve plastik şekil değiştirebilirlik azalır. Fakat bu arada, magnetik özellikler ve kimyasal dayanıklılık gibi karakteristiklerde de değişme olur. Halat için tel imalatı gibi özel durumlarda, son şekillendirmedeki bu dayanım artışı arzu edilir, ancak çoğu zaman bir kusur sayılır. Bundan başka, artan şekillendirme direnci daha fazla şekillendirilebilmeyi önler, sertliği çok artırır ve kırılmaya neden olur.
Kaba tane teşekkül ettiren soğuk şekillendirmenin alt sınırı, kritik şekil değiştirme derecesi olarak adlandırılır. Fakat kaba tane teşekkülü, yalnızca şekil değiştirme derecesine değil, aynı zamanda tavlama sıcaklığını da bağlıdır. Bundan başka, alaşımsız karbonlu çeliklerde, karbon miktarı ve başlangıç tanelerinin büyüklüğü de duruma etki eder. Tane büyüklüğü üzerine, ısıtma hızının da etkisi vardır. Isınma hızı artıkça, tane
kabalaşması tehlikesi azalır. Ayrıca sakin dökülmüş çeliklerde alüminyumnitrürlerin çökelmesiyle kısmen mükemmel olmayan rekristalizasyon olabilir ve uzamış kristaller görülebilir.
KABA TANE TAVLAMASI
Kaba tane tavlaması, çekme dayanımı az olan çeliklerde talaşlı şekillendirme işlemini kolaylaştırmak için uygulanır. Kaba sementit lamellerine ulaşmak için,fırında yavaş soğutma yapılır. Hatta, perlit kademesinde bekletme yapılarak perlitleştirmede uygulanabilir. Kaba taneli çeliklerin sertleştirme yapıldıktan sonra ya da sertleştirme yapılmadan kullanımında, gevrek bir yapıya sahip oldukları unutulmamalıdır. Bu nedenle, kaba tane tavlaması uygulanmış çeliklerin, talaşlı şekillendirme sonrasında normal tavlama uygulanarak tanelerin tekrar inceltilmeleri gerekir. Kaba tane uygulamasında gerekli sıcaklığın yüksek olması ve bir biri peşi sıra uygulanan bu ısıl işlemler üretim maliyetini artırdığından, çoğu zaman bu tavlama yöntemi yerine kükürt miktarı yükseltilmiş ve ayrıca kurşun gibi talaşları kırılgan hale getiren alaşım elementi içeren otomat çelikleri tercih edilmektedir.
YUMUŞAK TAVLAMA
Yumuşak tavlama ile çelik, mümkün olduğu kadar yumuşak hale getirili ve genellikle şekil alma kabiliyeti iyileştirilir. Standartlara göre çelikler için yumuşak tavlama, Ac1 sıcaklığının altında sıcaklığı sabit tutarak ya da Ac1 bölgesinde iniş-çıkışlı (salınımlı) sıcaklıkta tavlanmadan sonra, yavaş soğutma olarak tanımlanır. Bu ısıl işlem tarzı ile lamelli perlitin, şekillenerek taneli perlite dönüşmesi sağlanır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 27
YAPILAN İŞ: TARİH
MENEVİŞ VE ISLAH İŞLEMİ
MENEVİŞ İŞLEMİ
Sürekli soğutma ile sertleştirilmiş çelik parçalarda, martensit teşekkülünden dolayı büyük gerilmeler mevcuttur. Sertleştirilmiş parçaların 100 ila 670 C arasında ısıtarak, bu gerilmeler giderilir veya tehlikeli olmayacak seviyeye indirilir. Ancak, bu esnada martensitin sertliğinde de önemli düşme olur.
Isıl işlemle ilgili terimleri içeren TS 1112'de, kısaca martensite gerilme giderme olarak tariflenebilecek işlem için, meneviş terimi kullanılmaktadır. Ancak bu olay için aynı anlama gelen ingilizce "Tempering" kelimesinden esinlenerek, temperleme kelimeside yaygın olarak kullanılmaktadır. Sertleştirme esnasında olduğu gibi, menevişleme esnasında da atom kafesinde önemli değişmeler olur. Östenitte çözülmüş karbon, ani soğutma sonucunda kafesi terketemez ve martensitin yapı içerisinde sıkışmış olarak kalır. Menevişleme esnasında, ısıtma suretiyle martensit içerisindeki karbona hareketlilik kazandırılır ve martensitin aşırı doymuş yapısından karbür olarak ayrışır. ayrıca, sertleştirme işleminde teşekkül eden artık östenitde, martensit yapıda çözülmüş alaşım elementleriyle birlikte karbür ayrılmasına katkıda bulunur ve martensit parçalanır.
Martensitik yapının özelliklerine, yani alaşım durumu ve martensit teşekkülünü sağlayan olaylara bağlı olarak, menevişleme amacıyla ısıtma yapıldığından, değişik sıcaklıklarda farklı yapısal dönüşümler meydana gelir. Alaşımsız bir çelikte, yaklaşık 10 C/dak ısıtma hızında, sıcaklığa bağlı olarak şu kademeler meydana gelmektedir.
a) Birinci meneviş kademesi 100-150 C
b) İkinci meneviş kademesi 250-325 C
c) Üçüncü meneviş kademesi 325-400 C
KONTROL SONUCU:
KISIM: : ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 28
YAPILAN İŞ: TARİH
d) Dördüncü meneviş kademesi 450- C
Şimdiye kadar açıklanan, sertleştirme ve meneviş (genellikle yüksek sıcaklıktaki meneviş) olayları, birbiri peşi sıra uygulandığında ıslah işlemi olarak adlandırılır. Islahta seçilen seçilen meneviş sıcaklıkları, sertleştirilmiş duruma nazaran sertlikte önemli ölçüde düşme yapar. Islah işlemi, yalnızca konstrüksiyonlarda kullanılan yapı çeliklerine (ıslah çelikleri) değil, bazı takım çeliklerine de uygulanabilir. Uygun ıslah işlemi yapabilmek için, sertleştirme sıcaklığının doğru seçilmesi gerektiğinden, çeliğin karbon miktarı ve alaşım durumu tam bilinmeledir. Malzemede mevcut iç gerilmelerin ısınmada sakınca yaratmaması için çeliğin östenitleştirme sıcaklığına ısıtılması dikkatlice yapılmalıdır. Sertleştirme öncesi, gerilim giderme ya da normal tavlama yapılması yararlıdır. Ayrıca, özellikle alaşımlı çeliklerde ön ısıtma yapılması da gerekebilir. Ön ısıtma işlemi 400-650 C arasındaki sıcaklıklarda, tuz banyosunda uygulanabilir.
Menevişleme,sertleştirmenin hemen ardından yapılmalıdır. Sertleştirilmiş parçalar, çok büyük gerilmelere sahiptirler. Küçük darbeler, sıcaklık değişimleri sonucu pek az gerilme artırıcı faktörlerden, sertleştirilmiş halde plastik şekil değiştirme kabiliyeti çok büyük olduğundan, kolayca çatlama olabilir. En iyi uygulama, parçalar elle tutulabilecek sıcaklığa (40 ila 50 C) ulaştığında, meneviş fırınına ya da banyosuna alınmasıdır. Çatlamaya karşı hassas olan parçalar, soğuk fırına konmalı ve fırın parçalarla birlikte ısıtılmalıdır. Böylece daha homojen ısıtma sağlanabilir. Meneviş süresi çok kısa seçilmemelidir. Menevişleme difüzyon olaylarıyla gerçekleştiğinden, belirli bir süreye gereksinme vardır. Meneviş süresi sertleşmedeki bekleme süresinden daha kısa seçilmelidir. Genellikle, çeliklerde en uygun mekanik özelliklere, sertleştirmedeki bekleme süresinin 4-5 katı olan uzun meneviş sürelerinde erişilmektedir. Homojen kesitli küçük parçalarda daha yüksek sıcaklıklarda, kısa süreli meneviş uygulanabilir. Şok meneviş adı verilen bu uygulamada, daha iyi dayanıklılık sağlanabilir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: ISIL İŞLEM YAPRAK NO: 29
YAPILAN İŞ: TARİH
SEMANTASYON
Metalurji madeni bir parçanın bütün kütlesine (tam semantasyon) semanın bir veya birçok elementinin yayılmasını sağlayarak ona özel nitelikler kazandırmak için veya bu yayınımı
dış tabakalarda sınırlayıp (yüzeysel sementasyon), yüzeysel özelliklerini içyapı özelliklerinden farklı karma bir parça elde etmek amacıyla bu parçayı seman eşliğinde ısıtma.
En çok uygulanan sementasyon işlemi, dişli çarklar, aks, kam, mil gibi çeşitli mekanik parçaların yüeylerini sertleştirmek amacıyla yapılan çeliğin karbonla yüzeysel sementasyonudur. söz konusu işlem sanayide yumuşak çeliklere uygulanır; böylece iç kısmı sert ve kırılgan olmayan, fakat sementasyonla karbon bakımından zenginleşen yüzeyi sert ve aşınmaya dayanıklı hale gelen bie alaşım elde edilir. Bu sonuca ulaşmak için yumuşak çelik, seman eşliğinde 900 C'ye kadar ısıtılır. Bu sıcaklıkta, çeliğin bileşeni olan östenit özellikle karbonu eritir ve birkaç saat sonra parçanın yüzeyi karbonlanarak %8 oranında karbon taşıyan sert çelik haline gelir. Bu işlemden sonra parça, yüzeyine çok sert martensit yapısı vermek için tavlanır.
Sementasyon sırasında uzun süre yükseksıcaklıkta tutulan östenit tanelerinin aşırı derecede büyümesini önlemek ve su verilmiş çok sert yüzeysel bir yapı elde etmek için, %0,10-0,15 karbon, %2 nikel, %5 krom, %2 monibden taşıyan ve "sementasyon çeliği" adı verilen çelikler kullanılır. bu çeliklerle yapılan sementasyondan sonra ancak bir tek su verme işlemi uygulanır.
Çeliğin karbon bakımından zenginleşmiş kısmına tekabül eden sementasyon kalınlığı, işlem sıcaklığı ve parçanın bu sıcaklıkta tutulma süresine göre, 3 mm'ye (derin sementasyon) ulaşabilir; 850 C ila 900 C arasında ve katı bir seman kullanılması halinde, sementasyon kalınlığı saatte 0,1 ila 0,2 mm arasında değişir. Kullanılan semanın cinsine göre birçok sementasyon tipi vardır. Katı sementasyonun sanayide uygulanması
giderek azalmaktadır; bu usulde işlenecek parça, karbon temelli katı bir seman eşliğinde, sızdırmaz bir kasa veya sementasyon kasası içine yerleştirilerek fırına konur. Böylece 850 C'ta 25 saatlik bir işlemden sonra 3 mm'ye ulaşan çok yüksek bir sementasyon kalınlığı elde edilir, fakat parçaların, basit veya çift su verme işlemi için yeniden ısıtılması gerekir.
Sıvı sementasyon veya siyanürlemede seman olarak, alkali siyanür temelli tuzlardan faydalanılır; katı semantasyonda daha hızlı gelişen bu işlem, düşük semantasyon kalınlığı isteyen (en çok 0,3 mm) küçük parçalara uygulanır. Gazlı semantasyonda karbonlayıcı bir gaz karışımına (karbonmonoksit,hidrokarbonlar) baş vurulur, özellikle seri halde çıkarılan parçalar (otomobil sanayi) bu işlemden geçirilir. işlenecek parça, süekli veya safhalı fırınlarda ısıtılır ve hac-va gazı, su gazı v.b jeneretörlerden elde edilen semantasyon gazına daldırılır. Bu işlemi hazırlamak için bazen semantasyon gazına propan veya amonyak gazı katılır. elektrolitik semantasyon henüz az gelişmiştir, bu işlem 950 C civarında ergimiş tuz banyosu içine (alkali karbonatlar veya toprak alkaliler karışımı) işlenecek parçalar katot halinda yerleştirilerek yapılır.
Bir parçanın tümüne semantasyon uygulanmak istenmemesi halinde, karbonlayıcı etkiden korunması gereken kısımların yüzeyleri elektroliz yoluyla (bakır kaplama) veya özel banyolarla kaplanır. Karbon eşliğinde yapılan klasik semantasyon dışında, demir alaşımlarının yüzeylerini,aşınmaya karşı korumak veya özel mekanik nitelikler kazandırmak için, yayılma yoluyla çeşitli metal veya ametallerle kaplamak imkanı vardır. Semantasyon azotla (nitrürleme), karbon ve azotun ortak etkisiyle (karbonitrürleme), alümiyumla (alüminleme), kromla (kromlama), çinko ile (çinkolama), borla (borlama), silisyumla (silisleme) yapıldığı gib berilyum, zirkonyum, tungsten v.b de kullanılabilir, ayrıca bakır alaşımlarının semantasyonunda çinko, kadminyum veya tunngstenden faydalanılır. Yükseltgen semantasyon, dökme demir parçaları, oksit veya karbonatlardan meydana gelmiş bir seman eşliğinde işleme tutularak dövülgen bir dökme demir elde etmek amacı güden karbon gidermeden başka birşey değildir.
KONTROL SONUCU:
KISIM: YAPRAK NO: 31
YAPILAN İŞ: TARİH
NİTRÜASON
Normal semantasyon çeliklerinin yüzey sertliğini artırmak amacıyla, ilk defa 1925 yılında Fry ve L.Guillet tarafından uygulanan nitrürleme işlemi, alaşım yüzeyinde, istenilen mekanik özelliklere sahip ve kırılmaya karşı dayanıklı çok sert bir tabaka meydana getirir. Bu tabakanın Vickers sertliği 1000'den yukarıdadır; oysa adi semantasyonla en çok 800 Vickers sertliğine ulaşılabilir.
Nitrürleme işlemi için, su verme ve 550 C'ta menevişlemeden önce, parçanın iç kısımlarına istenilen mekanik özellikleri kazandırmak amacıyla bir ısıl işlem uygulanır; sonra parça, içinde amonyak gazı akımı dolaşan bir elektrik fırınıyla ısıtılan, ateşe dayanıklı çelikten yapılmış bir kalıp içinde 500 C ile 525 C arasında tutulur; amonyak bu sıcaklıkta demirli parçalarla temas edince azot ve hidrojen halinde ayrışır, açığa çıkan azot demiride yayılır. Nitrür tabakası için istenilen kalınlığa ve çeliğin cinsine bağlı olarak nitrürleme süresi 70 ile (0,3-0,4 mm'likkalınlık için ) 120 saat (0,8 mm2lik kalınlık için) arasında değişir. En sonunda yüzey, kabasını almaksızın, perdahlayarak veya hafifçe taşlayarak bir bitirme işleminden geçirilir.
bütün demirli alaşımlar ve özellikle adi çelikler nitrürlenebilir, fakat en iyi sonuç (sertlik, işlenmiş yüzeyin kırılgan olmayışı, sıcakta işleme süresince şekil değiştirmenin az oluşu) karbon oranı yüzde %0,2 ile 0,4 arasında değişen ve krom (%1,5 ile 3), alüminyum (%1'e kadar), molibden (%0,3) gibi katkı elemanları bulunan çeliklerde alınır. Özellikle alüminyum, dış tabakanın sertliğini artırarak, azotun parçanın içlerine kadar işlemesini önler. Nitrürleme işlemi, aynı zamanda dökme demirler ve nikel ile krom yüzdesi yüksek olan özel çeliklerde uygulanır. Nitrürleme, diğer semantasyon metodlarına oranla şu noktalarda üstünlük gösterir; yüzeysel büyük bir sertlik elde edilmesi, düşük sıcaklıkta işleme sırasında çok az şekil değişikliği veya hiç değişiklik olmayışı, nitrürlenmiş tabakanın aşınmaya ve yorulmaya karşı direnci. Sıcaklık yükseltilse bile bu direnç kaybolmaz.
Nitrürleme piston kolları, krank, pompa milleri, patlamalı motorların silindir gömlekleri, tespit parçaları, haddelemeye veya çekmeyle şekil değiştirme takımları, metroloji cihazları için donatım v.b. gibi çeşitli parçalara uygulanır.
Bir cevherdeki çeşitli minerallerin kimyasal yapılarını bozmadan, endüstrinin ihtiyacı olan en uygun ham madde haline getirmeye ve ekonomik değer taşıyan minerallerin, ekonomik değeri olmayan minerallerden ayırma işlemlerinin bütününe "cevher hazırlama" veya "cevher zenginleştirme" denir.
bir cevherin endüstride kullanılabilmesi için kullanım alanlarının farklılığına göre değişik şartlar aranır. Bu şartların başlıcaları:
1) Cevheri oluşturan tanelerin belirli bir büyüklükte olması şartı,
2) Cevherin içerdiği kıymentli element veya kıymetli mineral yüzdesinin belirli bir yüzdenin üstünde olması şartı,
3) Cevherin içerdiği zararlı element veya zararlı mineral yüzdesinin belirli bir yüzdenin altında olması şartı,
Bu şartlar, cevher hazırlama yöntemiyle sağlanabilmektedir. Şöyle ki; tane boyutlarının istenen büyüklükte olması için;
a) Boyut küçültme (Kırma-öğütme)
b) Boyuta göre tasnif (Eleme,Klasifikasyon) uygulanmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 33
YAPILAN İŞ: TARİH
Kıymetli element yüzdesinin yükseltilmesi ve zararlı element yüzdesinin azaltılması ise
"cevherdeki işe yaramayan artık malzemenin atılmasıyla" sağlanır. Bu yöntemde, artık malzemenin atılmasıyla geriye kalan kısım, kıymetli mineral yönünden zenginleşeceğinden bu yönteme "cevher zenginleştirme yöntemi" de denir.
Cevher hazırlamada zenginleştirme, cevherin maden ocağında üretilmesinden başlar. bu işlem, elde edilen konsantrenin izabe tesisi nakline kadar devam eder. Aşağıdaki şekilde de tuvenan bir cevherin izabeye nakline kadar geçirdiği işlemlerin kademeleri görülmektedir.
Zenginleştirme işlemindeki kademelerin akım şeması
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 34
YAPILAN İŞ: TARİH
Tuvenan cevherindeki değerli minerallerin serbest hale getirilmesi kırma, öğütme ve boyuta göre ayırma yani eleme ve klasifikasyon ile sağlanmaktadır.
Boyut küçültme işlemleri ile yeterli ölçüde sağlanan serbestleşeme sonucu, cevheri teşkil eden mineraller özelliklerine bağlı olarak, değişik yöntemlerle konsantre adı verilen ürün içinde toplanırlar. Ancak burada, değerli minerallerin tek bir konsantre içinde toplanabilmeleri veya ayrı ayrı konsantreler halinde üretilmeleride söz konusudur.
Zenginleştirme işlemlerini, elde edilen ürünlerin susuzlandırılamsı, silolara depolanması ve izabelere veya tüketim alanlarına nakliyatı izlemektir.
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME İŞLEMLERİNDE YARARLANILAN MİNERAL ÖZELLİKLERİ
A) FİZİKSEL ÖZELLİKLER
-Sertlik
- Gevreklik
- Renk veya parlaklık
- Özgül ağırlık
- Mangnetik süseptibilite (duyarlık)
- Fluoresans veya fosforesans özellik
- Radyo-aktivite
B) FİZİKO-KİMYA ÖZELLİKLER
- Minerallerin yüzey özellikleri
- Minerallerin ara yüzey özellikleri
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 35
YAPILAN İŞ: TARİH
C) KİMYASAL ÖZELLİKLER
- Islı özellikler
- Farklı çözünürlük
ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMİNİN SEÇİMİ
Cevher zenginleştirme işlemlerinde, en uygun yöntem, cevher hazırlama laboratuvarlarında yapılan "proses deneyleri" sonucunda ortaya çıkar. Ancak, seçilecek bu prosesin ekonomik açıdan "rantabi" olması gerekmektedir.
ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
Zenginleştirme (konsantrasyon) işlemlerinde, diğer mineraller ile değersiz minerallerin birbirlerinden ayrılması amaçlandığı gibi değerli olan minerallerin ayrı konsantreler halinde birbirlerinden ayrılması da öngörülmektedir. bu nedenle, cevher ve minerallerin özelliklerine bağlı olarak, bir veya birkaç yöntem birlikte uygulanabilmektedir.
Bir cevheri oluşturan minerallerin iri boyutta serbest kalanları aralarındaki özgül ağırlık veya renk farkına göre elle ayıklama ve gavite yöntemi ile zenginleştirilirken, daha ince boyutta gravite ve flotasyon yöntemleri uygulanabilmektedir. Keza, magnetik duyarlılık farkından da yararlanılarak magnetik ayırma yöntemleri kullanılanarak herhangi bir ürün içinden magnetik permabilitesi yüksek olanlar alınabilmekte, hatta kimyasal yöntemler kullanılarak çözünme farklılıklarından yararlanmak ve bu şekilde değerli bir ürünü çözelti halinde elde etmek kabil olmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 36
YAPILAN İŞ: TARİH
ZENGİNLEŞTİRME İŞLEMLERİNDE TEMEL DEVRE TERTİPLERİ
Bir zenginleştirme işlemi sonunda genellikle biri konsantre diğeri artık (teyling) olmak üzere iki ürün alınmaktadır. Bazen, bu ürünlerin dışında bir de ara ürün (midling) alınabilmektedir. zenginleştirme işlemi tek veya çok kademeli olabilmekte, her kademede farklı boyut ve zenginleştirme yöntemi uygulanmaktadır.
A) İki Ürün Alınan Basit Zenginleştirme Devresi
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 37
YAPILAN İŞ: TARİH
B) Ara Ürün Alınan Basit Zenginleştirme Devresi
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 38
YAPILAN İŞ: TARİH
C) Kaba Zenginleştirme (Rougher), Temizleme (Cleaner) ve Süpürme (Scavenger) İçeren Zenginleştirme Devresi
D) Kademeli Zenginleştirme Devresi
a) Bu devrede, her boyut küçülmesinden sonra farklı bir zenginleştirme yöntemi uygulanmaktadır ( iri ve ince artık alınan devre).
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 39
YAPILAN İŞ: TARİH
b) İri ve konsantre alınan devre
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 40
YAPILAN İŞ: TARİH
ERİTME
Dökülecek metali eriterek, döküm sıcaklığına ulaştırmak için eritme ocaklarından yararlanılır. bu ocaklarda ayrıca bileşim ayarlanması, katışkıların giderilmesi, gaz giderme ve aşılama gibi bazı ek işlemlerde dökümden hemen önce gerçekleştirilir. Eritme ve döküm uygulamalarında büyük özenle çalışılmalıdır, çünkü yapılacak en küçük hatalar dahi, kaliteyi büyük ölçüde etkileyen ve daha sonra giderilmesi mümkün olmayacak sonuçlara neden olabilir.
Eritme işlemleri, bu işlem sırasında gerçekleşen kimyasal bileşim değişimlerinin seviyesine göre üç sınıfa ayrılabilir;
a) Eritme: Burada eritme sırasında malzemenin kimyasal bileşiminde değişiklik söz konusu değildir (örneğin alüminyum alaşımları, bronz, dökme demir veya çeliğin potalı veya endüksiyon ocaklarında eritilmesi).
b) Eritme ve Bileşim Ayarlanmaları: Ocağın sıcaklık ve atmosferine bağlı olarak bileşimde sınırlı değişiklikler olur (örneğin oksitleyici atmosferde pirinçte çinko kaybı, kupol ocağında dökme demir içindeki Si ve Mn2’nın azaltılarak C, S ve P'nin artırılması).
c) Eritme ve Alaşım Hazırlama: Burada eritme ve alaşım hazırlama birlikte yapılır. Döküme geçmeden önce belirli aralıklarla analizler yapılarak alaşım kimyasal bileşimi ayarlanır ( Örneğin Siemens-martin ocağında çelik üretimi).
2) Cevherin içerdiği kıymentli element veya kıymetli mineral yüzdesinin belirli bir yüzdenin üstünde olması şartı,
3) Cevherin içerdiği zararlı element veya zararlı mineral yüzdesinin belirli bir yüzdenin altında olması şartı,
Bu şartlar, cevher hazırlama yöntemiyle sağlanabilmektedir. Şöyle ki; tane boyutlarının istenen büyüklükte olması için;
a) Boyut küçültme (Kırma-öğütme)
b) Boyuta göre tasnif (Eleme,Klasifikasyon) uygulanmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 33
YAPILAN İŞ: TARİH
Kıymetli element yüzdesinin yükseltilmesi ve zararlı element yüzdesinin azaltılması ise
"cevherdeki işe yaramayan artık malzemenin atılmasıyla" sağlanır. Bu yöntemde, artık malzemenin atılmasıyla geriye kalan kısım, kıymetli mineral yönünden zenginleşeceğinden bu yönteme "cevher zenginleştirme yöntemi" de denir.
Cevher hazırlamada zenginleştirme, cevherin maden ocağında üretilmesinden başlar. bu işlem, elde edilen konsantrenin izabe tesisi nakline kadar devam eder. Aşağıdaki şekilde de tuvenan bir cevherin izabeye nakline kadar geçirdiği işlemlerin kademeleri görülmektedir.
Zenginleştirme işlemindeki kademelerin akım şeması
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 34
YAPILAN İŞ: TARİH
Tuvenan cevherindeki değerli minerallerin serbest hale getirilmesi kırma, öğütme ve boyuta göre ayırma yani eleme ve klasifikasyon ile sağlanmaktadır.
Boyut küçültme işlemleri ile yeterli ölçüde sağlanan serbestleşeme sonucu, cevheri teşkil eden mineraller özelliklerine bağlı olarak, değişik yöntemlerle konsantre adı verilen ürün içinde toplanırlar. Ancak burada, değerli minerallerin tek bir konsantre içinde toplanabilmeleri veya ayrı ayrı konsantreler halinde üretilmeleride söz konusudur.
Zenginleştirme işlemlerini, elde edilen ürünlerin susuzlandırılamsı, silolara depolanması ve izabelere veya tüketim alanlarına nakliyatı izlemektir.
CEVHER ZENGİNLEŞTİRME İŞLEMLERİNDE YARARLANILAN MİNERAL ÖZELLİKLERİ
A) FİZİKSEL ÖZELLİKLER
-Sertlik
- Gevreklik
- Renk veya parlaklık
- Özgül ağırlık
- Mangnetik süseptibilite (duyarlık)
- Fluoresans veya fosforesans özellik
- Radyo-aktivite
B) FİZİKO-KİMYA ÖZELLİKLER
- Minerallerin yüzey özellikleri
- Minerallerin ara yüzey özellikleri
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 35
YAPILAN İŞ: TARİH
C) KİMYASAL ÖZELLİKLER
- Islı özellikler
- Farklı çözünürlük
ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMİNİN SEÇİMİ
Cevher zenginleştirme işlemlerinde, en uygun yöntem, cevher hazırlama laboratuvarlarında yapılan "proses deneyleri" sonucunda ortaya çıkar. Ancak, seçilecek bu prosesin ekonomik açıdan "rantabi" olması gerekmektedir.
ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
Zenginleştirme (konsantrasyon) işlemlerinde, diğer mineraller ile değersiz minerallerin birbirlerinden ayrılması amaçlandığı gibi değerli olan minerallerin ayrı konsantreler halinde birbirlerinden ayrılması da öngörülmektedir. bu nedenle, cevher ve minerallerin özelliklerine bağlı olarak, bir veya birkaç yöntem birlikte uygulanabilmektedir.
Bir cevheri oluşturan minerallerin iri boyutta serbest kalanları aralarındaki özgül ağırlık veya renk farkına göre elle ayıklama ve gavite yöntemi ile zenginleştirilirken, daha ince boyutta gravite ve flotasyon yöntemleri uygulanabilmektedir. Keza, magnetik duyarlılık farkından da yararlanılarak magnetik ayırma yöntemleri kullanılanarak herhangi bir ürün içinden magnetik permabilitesi yüksek olanlar alınabilmekte, hatta kimyasal yöntemler kullanılarak çözünme farklılıklarından yararlanmak ve bu şekilde değerli bir ürünü çözelti halinde elde etmek kabil olmaktadır.
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 36
YAPILAN İŞ: TARİH
ZENGİNLEŞTİRME İŞLEMLERİNDE TEMEL DEVRE TERTİPLERİ
Bir zenginleştirme işlemi sonunda genellikle biri konsantre diğeri artık (teyling) olmak üzere iki ürün alınmaktadır. Bazen, bu ürünlerin dışında bir de ara ürün (midling) alınabilmektedir. zenginleştirme işlemi tek veya çok kademeli olabilmekte, her kademede farklı boyut ve zenginleştirme yöntemi uygulanmaktadır.
A) İki Ürün Alınan Basit Zenginleştirme Devresi
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 37
YAPILAN İŞ: TARİH
B) Ara Ürün Alınan Basit Zenginleştirme Devresi
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 38
YAPILAN İŞ: TARİH
C) Kaba Zenginleştirme (Rougher), Temizleme (Cleaner) ve Süpürme (Scavenger) İçeren Zenginleştirme Devresi
D) Kademeli Zenginleştirme Devresi
a) Bu devrede, her boyut küçülmesinden sonra farklı bir zenginleştirme yöntemi uygulanmaktadır ( iri ve ince artık alınan devre).
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 39
YAPILAN İŞ: TARİH
b) İri ve konsantre alınan devre
KONTROL SONUCU:
KISIM: METALURJİK ÜRETİM YAPRAK NO: 40
YAPILAN İŞ: TARİH
ERİTME
Dökülecek metali eriterek, döküm sıcaklığına ulaştırmak için eritme ocaklarından yararlanılır. bu ocaklarda ayrıca bileşim ayarlanması, katışkıların giderilmesi, gaz giderme ve aşılama gibi bazı ek işlemlerde dökümden hemen önce gerçekleştirilir. Eritme ve döküm uygulamalarında büyük özenle çalışılmalıdır, çünkü yapılacak en küçük hatalar dahi, kaliteyi büyük ölçüde etkileyen ve daha sonra giderilmesi mümkün olmayacak sonuçlara neden olabilir.
Eritme işlemleri, bu işlem sırasında gerçekleşen kimyasal bileşim değişimlerinin seviyesine göre üç sınıfa ayrılabilir;
a) Eritme: Burada eritme sırasında malzemenin kimyasal bileşiminde değişiklik söz konusu değildir (örneğin alüminyum alaşımları, bronz, dökme demir veya çeliğin potalı veya endüksiyon ocaklarında eritilmesi).
b) Eritme ve Bileşim Ayarlanmaları: Ocağın sıcaklık ve atmosferine bağlı olarak bileşimde sınırlı değişiklikler olur (örneğin oksitleyici atmosferde pirinçte çinko kaybı, kupol ocağında dökme demir içindeki Si ve Mn2’nın azaltılarak C, S ve P'nin artırılması).
c) Eritme ve Alaşım Hazırlama: Burada eritme ve alaşım hazırlama birlikte yapılır. Döküme geçmeden önce belirli aralıklarla analizler yapılarak alaşım kimyasal bileşimi ayarlanır ( Örneğin Siemens-martin ocağında çelik üretimi).