Derecel‹ hassas döKÜm yüzey kal‹tes‹ ve boyutsal hassas‹yet

7.3. Yüzey Kalitesine Etki Eden Unsurlar
Döküm gibi fiziksel hal de¤iflimine dayanan bir üretim iflleminde, tahmin edilece¤i üzere, özellikler
üzerinde etkili olan çok say›da unsur vard›r. Bir de bu ifllem dereceli hassas döküm gibi parametre
say›s› fazla bir ifllemse, bu say› daha da artmaktad›r. Deneysel çal›flmalar kal›p malzemeleri üzerine
yo¤unlaflt›¤› ve yeni kal›p malzemeleri gelifltirildi¤i için daha çok kal›p kaynakl› unsurlar araflt›r›lm›flt›r.
Deneysel sonuçlarda yüzey kalitesine etki eden unsurlar parça kal›nl›¤›, agrega boyutu, su/toz oran›,
alç› oran›, alç› morfolojisi asit banyosunda tutma süresi,  modelin a¤açtaki yeri, metal geri dönüflümü,
döküm tekni¤i ve gözenek çap› olarak belirlenmifltir. Bu unsurlardan baz›lar› önceden bilinen ve
tahmin edilen unsurlarken baz›lar› deneysel çal›flmalar yürütülürken fark edilmifltir. Kal›p de¤iflkenleri
d›fl›ndaki unsurlar› da belirleyebilmek için öncelikle farkl› kal›nl›klar› temsil eden basamakl› yüzey
pürüzlülü¤ü numunesi tasarlanm›flt›r, farkl› döküm teknikleri ile farkl› alafl›mlar dökülmüfltür.
Basamakl› yüzey numunesinin kal›nl›¤› azald›kça yüzey pürüzlülü¤ünün de azalma e¤iliminde oldu¤u
tespit edilmifltir. Yönlenmifl kat›laflma prensibine göre geç kat›laflan kal›n kesitli bölgeler, çekmenin
en yo¤un oldu¤u bölgelerdir. Buradan, çekme art›fl›n›n yüzey kalitesini kötü yönde etkiledi¤i ortaya
ç›kmaktad›r.
Tart›flma ve Öneriler

---

90
Tahmin edildi¤i gibi kal›p malzemelerinin içerdi¤i agregan›n tane boyutu yüzey kalitesini yak›ndan
etkilemektedir. Tane boyutu art›kça yüzey kabalaflmaktad›r. Agrega boyutu inceltilerek çok yüksek
yüzey kaliteli dökümler elde etmek teorik olarak mümkün gözükse de kal›p malzemeleri her fleyden
önce dökülebilir olmal›d›r. Parçac›k boyutu ve da¤›l›m› dökülebilirlik üzerinde etkili olan en önemli
faktördür. Çok ince taneli malzemeler için yeterli ak›flkanl›¤› sa¤lamak her zaman mümkün olmayabilir.
Su oran›n› ve veya da¤›t›c› ilave (PMS) oran›n› artt›rmak buna çözüm olmaz. Su oran›n› art›rmak priz
süresini uzatarak segregasyona neden olacakt›r. Da¤›t›c› ilaveler de ço¤unlukla organik esasl›d›r ve
kompozisyondaki oran›n›n artmas› kal›b›n piflerken çatlamas›na neden olmaktad›r.
Dereceli hassas döküm kal›plar›n›n su/toz oran› belli s›n›rlar içerisinde kalmaktad›r. Ticari kal›p
malzemeleri, çal›flma ortamlar›nda meydana gelebilecek farkl› ve yanl›fl su ölçümlerini tolere edebilecek
flekilde s›n›rl› bir su/toz oran aral›¤›na göre tasarlan›r. Alç› ba¤l› malzemeler için bu aral›k 0,38-0,42,
fosfat ba¤l› olanlar için de ço¤unlukla 0,28-0,32'dir. Su/toz oran›n›n gerekenden düflük oldu¤u
durumlarda viskozite yükselir, vakum alt›nda kal›plamada kar›fl›m içerisinde hava giderilemez, model
a¤ac› üzerinde kalan hava boflluklar› kuyumcular›n güverse ad›n› verdi¤i döküm hatalar›na neden
olur. Yüksek su/toz oran› her fleyden önce kal›b›n mekanik dayan›m›n› azaltt›¤› için dökümcüler
taraf›ndan kaç›n›lmas› gereken bir durumdur. Ak›flkanl›¤› olmas› gerekenden yüksek kal›plarda, ince
kesitli bölgelerde piflme esnas›nda çatlamalar ve bunun sonucunda döküm parçalarda çapak ad› verilen
hatalar oluflur. Yüksek su/toz oran›n›n yüzey kalitesini azalt›c› etkisi de mevcuttur. Model yüzeylerinde
meydana gelen su filmi, döküm parçalara da yans›makta ve su izi olarak adland›r›lan döküm hatalar›
oluflmaktad›r.
Alç› ba¤l› kal›p malzemelerinde alç› oran›n›n belli bir seviyeye kadar artmas› yüzey kalitesini artt›r›c›
etki göstermektedir. Alç› dökümcülükte ve mimarl›kta düzgün yüzey vermesi ile bilinen bir malzemedir.
Hasar görmeden piflebilseydi dereceli hassas döküm kal›plar› tamamen alç›dan yap›l›rd›. Ne var ki alç›
oran›n çok artmas› gözeneklili¤i azaltt›¤›ndan ve kal›p malzemesinin ›s›l genleflmesini bask›lad›¤›ndan
bu oran belli bir s›n›r›n üzerine ç›kart›lamaz.
Yap›lan çal›flmalar alç› morfolojisinin yüzey kalitesini etkiledi¤i ve alç›n›n i¤nesel çubuksu formda
kristalleflti¤i yap›larda, efl eksenli kristalleflmeye göre yüzey kalitesinin artt›¤› tespit edilmifltir. Katk›
maddeleri ile alç› morfolojisinin de¤ifltirilebilece¤i görülmüfltür.
Döküm a¤açlar›n›n asit banyosunda oksit giderme ve temizleme ifllemine tabi tutulmas› rutin olarak
uygulanan bir ifllem kademesidir. Deneysel çal›flmalarda dökümler sürdürülürken temizleme banyosunun
yüzey özellikleri üzerinde etkili oldu¤u görülmüfltür. Döküm a¤açlar› sürekli ayn› konsantrasyondaki
(% 25 H
2
SO
4
) asit çözeltisinde temizlendi¤i için banyoda tutma süresi de¤ifltirilerek yüzey pürüzlülü¤ünün
ne yönde de¤iflti¤i araflt›r›lm›fl ve oksit tabakas›n›n giderilmesiyle beraber banyonun afl›nd›r›c› etkisinin
parça yüzeyini kimyasal olarak iflledi¤i ve pürüzlülü¤ü azaltt›¤› görülmüfltür.
Üniversite döküm laboratuvar›nda gerçeklefltirilen bronz dökümlerinde 70 mm çap›nda 150 mm
yüksekli¤inde dereceler kullan›lm›flt›r, model a¤ac› yüksekli¤i 110-120 mm aras›nda tutulmufltur. Model
a¤ac›na aralar›ndaki yükseklik fark› 50 mm olan alt alta iki yüzey pürüzlülü¤ü numunesi kaynat›lm›flt›r.
Döküm parçalar›n yüzey pürüzlülükleri aras›nda belirgin bir fark olmad›¤› gözlenmifltir. Goldafl A.fi.
dökümhanesinde yürütülen dökümlerde 100 mm çap›nda ve 210 mm yüksekli¤inde dereceler ile
çal›fl›lm›flt›r; model a¤açlar› da 180 mm yükseklikte yap›lm›flt›r. Laboratuvarda kullan›lanlara göre daha
yüksek model a¤ac› ve dereceler, modeller aras›ndaki yükseklik fark›n›n yüzey pürüzlülü¤ü üzerindeki
etkisini belirlemede ifle yaram›flt›r. Döküm deneylerinden birinde model a¤ac›n›n en alt›na ve en üstüne
Tart›flma ve Öneriler

---

91
aralar›ndaki yükseklik fark› yaklafl›k 150 mm olan birer yüzey pürüzlü¤ü numunesi modeli kaynat›lm›flt›r.
Döküm sonucunda üstte bulunan numunenin yüzey pürüzlü¤ünün altta bulunana göre bir miktar
daha iyi oldu¤u görülmüfltür. Buradan anlafl›lmaktad›r ki model a¤ac› üzerindeki yükseklik fark› yeterli
oldu¤unda ayn› parçalar›n yüzey özellikleri birbirinden farkl› olabilmektedir. Bunun iki geçerli sebebi
vard›r; birincisi kal›b›n dökülmesinden prizlenmeye kadar geçen sürede meydana gelen segregasyon
ikincisi de döküm s›ras›nda kal›b›n alt ve üst bölgesi aras›nda oluflan hidrostatik bas›nç fark›d›r.
Metal geri dönüflümünün etkisi, ergitilen metalin temizli¤inin yüzey kalitesine etkisini yans›tmaktad›r.
Ergitilen metalin durumu, yüzey pürüzlülü¤ü üzerinde kal›p de¤iflkenlerinden ba¤›ms›z önemli bir
etkendir. En iyi kal›p malzemeleri ile en do¤ru koflullarda kal›plar yap›lsa bile dökülen metalin oksit
içeri¤i ve safs›zl›¤› yüksekse kal›b›n etkileri döküm parçalar üzerinde azalmakta ve yüzey kalitesi düflük
olmaktad›r.
Dereceli hassas döküm yöntemi ile gravite döküm ile doldurulamayacak kadar ince kesitli ve ayr›nt›l›
karmafl›k flekilli parçalar dökülmektedir. Bu nedenle döküm ifllemeleri özel teçhizatlar gerektirmektedir.
Kütlesel üretimlerde en yayg›n olarak vakum destekli ve bas›nçl› vakumlu döküm makineleri
kullan›lmaktad›r, merkezkaç döküm makineleri de baz› uygulamalarda tercih edilmektedir. Bu döküm
makinelerinin ortak ve temel prensibi, döküm bas›nc›n› artt›rmakt›r. Deneysel çal›flmalar göstermifltir
ki döküm bas›nc› ile yüzey kalitesi aras›nda do¤ru bir orant› vard›r.