İMAL USULLERİ PROJESİ

www.muhendisiz.net
İMAL USULLERİ PROJESİ
KAYNAK
1.1 Kaynak Kabiliyeti
1.2 Gaz Kaynağı
1.3 Ark Kaynağının Esasları
1.4 Elektrik Ark Kaynağı
1.5 Gazaltı Ark Kaynağı
1.6 Tozaltı Kaynağı
1.7 Direnç Kaynağı
1.8 Özel Kaynak Yöntemleri
DÖKÜM
2.1 Dökümün Tarifi ve Avantajları
2.2 Dökümde Katılaşma
2.3 Döküm Usulleri
2.4 Kum Dökümü
2.5 Kum Dökümünde Kalıplama Yöntemleri
2.6 Kum Dökümde Ergitme ve Döküm
2.7 Kokil Dökümü
2.8 Püskürtme (Basınçlı) Döküm
2.9 Savurma (Merkezkaç) Döküm
2.10 Alçı Dökümü
2.11 Kuyumcu Dökümü (Hassas Döküm)
2.12 Sürekli Döküm
2.13 Bitirme İşlemleri
2.14 Döküm Hataları ve Kontrolü
PLASTİK ŞEKİL VERME
3.1 Plastik Şekil Değişiminin Esasları
3.2 Plastik Şekil Verme Usulleri
3.3 Haddeleme
3.4 Ekstrüzyon
3.5 Boru İmali
3.6 Plastik Saç İşleme Usulleri
TALAŞLI İMALAT
4.1 Tarifi ve Kullanıldığı Yerler
4.2 Talaş Kaldırmanın Esasları
4.3 Takımlar
4.4 Talaşlı İmalat Usulleri
1
www.muhendisiz.net
KAYNAK
Kaynak, malzemelerin kaynak bölgesinde ısı ve/veya basınç yardımıyla ilave malzeme
kullanarak veya kullanmadan birleştirilmesidir. Kaynak tekniği, gerçekte bir grup birleştirme
yönteminin genel adıdır.
Tablo 1. Ergitme Kaynak yöntemlerinin sınıflandırılması
www.muhendisiz.net
2
www.muhendisiz.net
Kaynak, uygulandığı malzeme türüne göre metal kaynağı veya plastik malzeme kaynağı
olarak gruplandırılabilir. Ancak genel olarak kaynak, işlemin fiziksel prensibine göre Eritme
kaynağı ve Basınç kaynağı olarak sınıflandırılır. Tablo 1 ve 2'de bu şekilde sınıflandırılan
kaynak yöntemleri toplu halde gösterilmiştir.
Tablo 2. Basınç kaynak yöntemlerinin sınıflandırılması
www.muhendisiz.net
3
www.muhendisiz.net
1.1. KAYNAK KABİLİYETİ
Kaynaklı yapı elemanlarının imalat amacı, mümkün olan en düşük maliyette imal edilmesi,
fonksiyonunu tam olarak yerine getirmesi ve işletmede uzun süreli kullanılmasıdır.Metalsel
malzemeden bir yapı elemanın kaynak prosesinde, belirli bir kaynak yönteminin kullanıldığı
uygun bir imalat sürecinde, maddelerin kaynakla birleştirilmesi sözkonusudur. Burada kaynak
bölgesinin yerel özelliklerinin ve birleştirilen parçaların tüm konstrüksiyona etkilerinin,
önceden belirlenmiş koşullan sağlamam gerekir. Kaynak kabiliyeti, üç temel faktöre,
Malzeme, Konstrüksiyon ve imalata aynı ağırlıkla bağlıdır.
Kaynak kabiliyeti ile bu temel faktörler arasında, aşağıdaki üç özellik yeralır:
- Malzemelerin kaynağa uygunluğu
- Konstrüksiyonun kaynak emniyeti, ve
- İmalatın kaynak yapılabilirliği.
Bir kaynaklı imalat, belirli malzemelerden oluşturulmuş bir konstrüksiyon halinde, önceden
tesbit edilmiş imalat şartlan altında, kolayca imal edilebiliyorsa, kaynak yapılabilirliğe sahip
demektir. Tablo 3’de yukarıda sayılan faktörler birarada verilmiştir.
Tablo3. Kaynak kabiliyetini etkileyen faktörler.
www.muhendisiz.net
4
www.muhendisiz.net
Bu özelliklerin herbiri, kendi içinde malzemeye, konstrüksiyona ve imalata bağlı olmasına
rağmen ağırlıkları birbirinden farklıdır
Bir malzeme, eğer belirli bir konstrüksiyon ve imalat şeklindeki özellikleri, kendisinden
beklenen her talebe uygun bir kaynak kalitesine ulaşabiliyorsa, o malzeme kaynağa uygun
demektir.
Bir konstrüksiyon, eğer belirli malzeme ve imalat yöntemleri ile oluşturulduktan sonra,
önceden tesbit edilmiş işletme şartlan altında kendisinden beklenene fonksiyonları yerine
getirebiliyorsa, kaynak emniyetine sahip demektir.
Kaynak işleminde tatminkar bir kalitenin sağlanması, özellikle aşağıdaki nedenlerle güçtür:
- Kaynak işlemi, üretim sürecinde optimize edilmiş malzeme yapısına, sürekli olarak
müdahale edilmesi demektir; çünkü termik olarak sinirli içyapı -dönüşümü, atmosferden .gaz
kapma, birleştirme yüzeyindeki katışkılar nedeniyle, malzemenin mekanik teknolojik
özellikleri değişir
- Kaynak işlemleri, günümüzde hâlâ çoğunlukla elle veya ancak kısmen mekanize şekilde
uygulanmaktadır. Bu nedenle mamullerin .kalitesi, diğer bir imalat yönteminde olmadığı
kadar insana ve tekrarlanabilir performans açısından insanın yeteneklerine bağlıdır.
- Kaynaklı birleştirmelerin kalitesinin değerlendirilme olanakları sınırlıdır. Özellikle eritme
kaynağıyla birleştirilmiş kalın levhalarda, ayrıca içköşe ve bindirme dikişlerde mevcut
muayene yöntemleri, güvenilir kalite değerlendirmesi açısından tatminkâr bilgi vermez.
1.2 GAZ KAYNAĞI
Gaz kaynağı, gaz basınç kaynağı ve gaz eritme kaynağı alt gruplarına ayrılır Gaz basınç
kaynağı, bir basınç kaynak yöntemidir. Gaz alevi, bu yöntemde, beton çeliklerinde olduğu
gibi yalnızca birleşme yüzeylerini ısıtmakta kullanılır. Kaynak, sonradan basınç uygulaması
altında tamamlanır. Bu bolümde sadece gaz eritme kaynağı ele alınmıştır.
Gaz eritme kaynağı, en eski eritme kaynak yöntemlerinden biridir; ancak, TIĞ kaynağı gibi
modern kaynak yöntemleri için öncülük etmiştir.
1.2.1. Gaz Eritme Kaynağının Prensibi
Oksi-asetilen kaynağı olarak da bilinen gaz kaynağında ısı menbaı olarak bir alev kullanılır.
Alevin oluşturulması ve sürdürülmesi için oksijen gibi bir yakıcı gaz gerekir. Alev, hem esas
metali hem de kaynak bölgesine sevkedilen çubuk şeklindeki ilave metali eritir Gaz eritme
kaynağı düşük yatırım maliyetiyle üniversal bir uygulama kabiliyetine sahiptir
1.2.2. Gazların Özellikleri
1.2.3. Oksijen
Gaz eritme kaynağında Oksijen gibi bir yakıcı gaza ek olarak, yanmayı sürdürmek ve alev
gücünü yükseltmek amacıyla bir yanıcı gaza gerek vardır. Kaynak için gerekli olan oksijen
havanın ayrıştırılmasıyla elde edilir. Genel saflık derecesi % 99,5'tir. Gaz formunda veya
sıvılaştırılmış olarak taşınır. Düşük miktarda tüketileceği zaman çelik tüplere gaz formunda
depolanır. Tüplerin basıncı 150 ila 200 bar arasındadır ve hacimleri ise 40 ila 50 litredir. Çok
sayıda tüketim noktasının bulunması gereken işletmelerde ise, tek tek tüplerden tüp
bataryaları oluşturulabilir. Daha büyük tüketim durumunda, sınır 300 ila 1000 m3/ay
arasındadır ve kullanım yerinde bulunan sabit tanklarda düşük sıcaklıklarda sıvılaştırılmış
halde depolanır.
www.muhendisiz.net
5
www.muhendisiz.net
1.2.4. Yanıcı Gazlar
Gaz eritme kaynağında yanıcı gaz olarak çoğunlukla asetilen (C2H2) kullanılır. Prensip olarak
Propan (CaHe) ve Doğalgaz (Metan (CH4)) gibi hidrokarbon bileşikleri de yanıcı gaz olarak
kullanılabilir.Asetilen, oksijenle yakıldığında, diğer gazlara oranla en yüksek alev gücünü
verir. Bunun nedeni, sadece yüksek ısıl değeri değil, aynı zamanda asetilenin tutuşma hızının
da en yüksek olmasıdır.
Asetilen, öteden beri asetilen üretim cihazlarında üretilir Günümüzde ise üretildikten sonra
tüplere doldurulmaktadır. Şekil 1. çekmeceli tipte bir asetilen üretim cihazının kesitini
şematik olarak vermektedir. Kireç taşı ile karbonun ark ocağında reaksiyona, girmesiyle elde
edilen kalsiyumkarbür (CaC2), asetilen üretim cihazının çekmecesine yerleştirilir Burada
üzerine dökülen su ile aşağıdaki denklem uyarınca reaksiyona girer:
CaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH ) 2 + Isı
Oluşan gaz, cihazın üst kısımlarına çıkar.
Günümüzde artık asetilen, çelik tüplerde depolanmış olarak kullanım yerine ulaştırılmaktadır.
Asetilenin basıncı 2,5 bar'ın üzerine çıktığında, patlayarak kendisini oluşturan hidrojen ve
karbona ayrıştığından tüplerin iç basıncı 1,5 barı aşmaz. Şekil 2. bir asetilen tüpünün kesitini
göstermektedir. Tüp içinde bulunan gözenekli maddeye aseton emdirilmiş ve asetilen de bu
aseton içinde eritilmiştir. Üst kısmında bulunan boşlukta, erimiş asetilen gaz haline geçer.
Şekil 1.Çekmeceli bir asetilen üretim
cihazının şematik gösterimi (karpit kazanı)
Şekil 2. Bir asetilen tüpünün
yapısı
www.muhendisiz.net
6
www.muhendisiz.net
1.2.5. Oksi-Asetilen Alevi
Yanıcı gaz, oksijen etkisi altında, iki kademeli bir yanma ile yanar.
1.2.6. Üfleç ve Aksesuarları
Gaz eritme kaynağında günümüzde büyük çoğunlukla enjektör tipi üfleçler kullanılmaktadır
(Şekil 3). Yüksek basınca ayarlanan oksijen (2,5 bar) düşük basınçlı asetileni (O ,5 bar) tüpten
emer Her iki gaz da üfleç içinde karışır ve yanma reaksiyonu, üfleç dışında meydana gelir.
Şekil 3. Gaz eritme kaynağında kullanılan üfleç (şalümo).
En yüksek sıcaklık, alevin koyu renkli konik kısmının yaklaşık 2 ila 5 mm önünde oluşur
(Şekil 4). Asetilen oksijenle yandığında, 3200°C’lik bir sıcaklık elde edilir En yüksek
sıcaklığın oluştuğu bu nokta, kaynağın yapılması gereken yerdir.
Şekil 4. Asetilen-oksijen alevi
www.muhendisiz.net
7
www.muhendisiz.net
1.2.7. Alev Ayarı
Alev, yanıcı gaz / oksijen oranına göre oksitleyici (oksijeni fazla), nötr veya redükleyici
(asetileni fazla) ayarlanabilir Birleştirme kaynağında, yumuşak çelikler ve CrNi çeliklerinin
tamir kaynağında alev nötr ayarlanır Oksijeni fazla alevle pirinç kaynak edilirken, redükleyici
alevle dökme demirin, alüminyumun kaynağında ve sert dolgu kaynağında
kullanılır
1.2.8. Gaz Eritme Kaynağında Çalışma Teknikleri
Gaz eritme kaynağında, sağdan sola (sola kaynak) ve soldan sağa (sağa kaynak) olmak üzere
iki teknik kullanılabilir. Sola kaynak yönteminde kaynak çubuğu alevin önünde giderken sağa
kaynak tekniğinde alevin arkasından gelir (Şekil 5).
Sola kaynak, 3 mm'ye kadar ince saçların birleştirme kaynağında kullanılır. Burada üfleç eğik
tutulur ve alev daha çok eriyen esas metale doğru yönlendirilir. Böylece esas metalin ince
bölgesinde erimiş bir nokta oluşturulur; bu şekilde sığ bir nüfuziyet (esas metalde erimenin
oluştuğu derinlik) ve dolayısıyla düşük bir karışım (kaynak metali içinde esas metalin erime
miktarı) elde edilir.
Sağa kaynak tekniğinde ise, daha derin bir nüfuziyet elde edildiğinden ve daha emniyetli bir
kaynak oluşturulabildiğinden daha kalın parçalar kaynak yapılabilir Kaplama kaynağında,
zırhlanmanın aksine sağa kaynak tekniği kullanılır
Gaz eritme kaynağı, birleştirme kaynağı olarak daha çok, alaşımsız ve düşük alaşımlı çelik
boruların kıvrık alın, I ve V ağızların kaynağında kullanılır. Düşük eritme gücü nedeniyle
ekonomik uygulama alanı yaklaşık 4,5 mm cidar kalınlığına kadar ve 150 mm çapa kadar
boruların kaynağıyla sınırlıdır.
Şekil 5. Gaz eritme kaynağında çalışma teknikleri
www.muhendisiz.net
8
www.muhendisiz.net
Gaz eritme kaynağının diğer bir uygulama alanı, dökme demirlerin sıcak kaynağıdır. Bu
uygulamada parça kızıl renge kadar tavlanır ve aynı tür ilave malzemeyle kaynak yapılır.
Kaynaktan sonra yavaş soğuma sağlanır.
1.2.9. Gaz Eritme Kaynağında Görülen Kaynak Hataları
Kaynak dikiş hataları (süreksizlikler) gaz kaynağında en çok, uygun olmayan ağız hazırlığı
veya kaynakçının yanlış çalışma tekniğinden doğar. En çok rastlanan kaynak hataları, yetersiz
nüfuziyet, yanma oluğu, birleşme azlığı ve gözenektir Ayrıca oksit kalıntıları ve çatlaklar da
oluşabilir.
Yetersiz nüfuziyet, genellikle kök aralığının çok dar olmasından doğar Bu durum, kaynak
sırasında puntalama yerlerinin dayanamamasına yolaçan büzülmeden de ileri gelebilir.
Yanma olukları, kaynak ilave çubuğunun kaynak ağzının her iki yanına eşit derecede
yığılmamasından doğar. Çoğunlukla üflecin hatalı tutuluşu da bu hatanın oluşumunda etkilidir
Birleşme hataları, birleşme bölgesindeki veya iki kaynak pasosu arasındaki soğuk yerlerdir ve
seçilen üfleç büyüklüğünün kaynak edilecek malzeme kalınlığına uygun olmaması veya
kaynağın çok hızlı yapılması durumunda ortaya çıkar. Yavaş kaynak hızında dahi, öne akan
kaynak banyosu nedeniyle birleşme hataları oluşabilir.
Gaz eritme kaynağında gözenekler, kaynak metalinde karbonmonooksit oluşumu nedeniyle
ortaya çıkar. Kaynak metalinde yüksek oranda karton içeriği bulunması halinde, alevin yanlış
ayarlanmış olması sonucu karbonmonooksit oluşabilir.
1.3. ARK KAYNAĞININ ESASLARI
Ark, bir tür gaz deşarjıdır. Kaynak sırasında hareketli İletken çubuk (elektrod), akım devresini
kapatır (tamamlar). Arkın tutuşturulması ve sürdürülmesi için bir akım üreteci gereklidir.
Akım üreteci, gerekli yüksek akım şiddetini ve düşük gerilimi sağlar.
1.3.1. Ark
Hava, normal şartlar altında kötü bir elektrik iletkenidir. Arkın tutuşturulması ve sürdürülmesi
için ilk olarak elektrik iletkenliğinin sağlanması gerekir. Bu durum iyonizasyon olarak
adlandırılır. Bu durumda elektrod ile parça arasındaki boşlukta bulunan havanın molekülleri
ve diğer gazlar, ilk olarak dissosiye olur ve daha sonra da elektronlar ve iyonlar açığa çıkar
Ark içindeki elektronlar ve iyonlar, yük taşıyıcı olarak görev yaparlar. Pozitif ve negatif yük
taşıyıcılar, ark içinde kendilerine uygun kutba doğru hareket ederler; diğer bir deyişle
elektronlar anoda (pozitif kutba) doğru giderken iyonlar katoda (negatif kutba) doğru hareket
eder. Bu nedenle ark içinde her iki yönde cin kutuplu bir akım akışı mevcuttur (Şekil 6).
Şekil 6. Ark akım akışı
www.muhendisiz.net
9
www.muhendisiz.net
Arkta akımın ve gerilimin değişimi, arkın karakteristik eğrisi ile gösterilir. Düşük akım
bölgesinde (Ayrton Bölgesi) artan akımla gerilim çok fazla düşerken, kaynağa uygun Ohmik
bölgede ark geriliminin artmasıyla akım da artar (Şekil 7). Uzun bir ark, kısa arka göre aynı
akım şiddetinde ancak daha yüksek gerilimde yanar.
Şekil 7. Ark karakteristiği
1.3.2. Manyetik Ark Üflemesi
Akım taşıyan her iletkenin çevresinde olduğu gibi arkın çevresinde de bir manyetik alan
oluşur Burada akım, elektroddan ark yoluyla parçaya geçer ve parça kutuplama klemensine
doğru ilerler Manyetik alan. ark bölgesinde bükülür ve başka bir yöne doğru genişler (Şekil
8). Azalan manyetik kuvvet hatları yoğunluğunun bulunduğu bu alanda ark, bir saptırma
etkisiyle karşılaşır. Bu olaya ark üflemesi denir.
Şekil 8. Çevresindeki manyetik alan nedeniyle arkın sapması
Diğer bir manyetik sapma nedeni, demirin manyetik iletkenliğinin havanınkinden daha fazla
olmasıdır Büyük ferromanyetik demir küt leleri, bu nedenle arkı kendisine çeker (Şekil 8-b).
Aynı durum, ferromanyetik bir saçın kenarının kaynağı sırasında da gerçekleşir (Şekil 8-c).
Bu durumda ark içeriye doğru sapar.
www.muhendisiz.net
10
www.muhendisiz.net
Arkın sapması nedeniyle birleşme hataları oluşabilir Bu nedenle kaynakçının elektroda uygun
bir eğim vererek ark sapmasını doğrultması gerekir. Parça kutup klemensinin ark üzerindeki
etkisi de aşağıdaki durumlarda olduğu gibi pozitif yönde kullanılabilir:
a) Cürufun yeteri kadar kalın olmadığı yüksek kaynak hızlarında, parça kutup klemensi
uzaklaştırılmalıdır.
b) Kaynak banyosu ve cürufun birlikte akma tehlikesinin olduğu düşük kaynak hızlarında
parça kutup klemensine doğru kaynak yapılmalıdır.
c) Büyük demir kütlelerin çekme etkisi, kütlelerin uygun şekilde yerleştirilmesiyle
giderilebilir.
Alternatif akımla kaynakta üfleme etkisi, doğru akımla kaynağa göre oldukça düşüktür Ağır
üfleme koşullan altında alternatif akımın kullanılması tavsiye edilir örneğin çok telli tozaltı
kaynağı gibi uygulamalarda, tellerin tümü doğru akımla kaynak yapıyorsa, arkın üfleme
etkisi, her bir arkın kendi etkisi nedeniyle şiddetlenebilir Böyle durumlarda iki telli tozattı
kaynağında, öndeki telin doğru akımla arkadaki telin alternatif akımla yüklenmesi uygun
olacaktır. Üç telli uygulamalarda ise, öndeki tel doğru akımla ortadaki ve arkadaki tellerin
alternatif akımla yüklenmesi üfleme etkisinin şiddetini oldukça azaltır.
1.3.3. Ark Kaynağında Malzeme Geçişi
Ark içinde kaynak ilave malzemelerinin geçişi damlalar şeklinde gerçekleşir Damlanın
elektrod ucundan erimesi ve kopması, değişik kuvvetlerin etkisi altında meydana gelmektedir.
1.3.4. Malzeme Geçiş Türleri
Malzeme geçişi, her kaynak yönteminde ve bir yöntem içinde örtü, toz veya koruyucu gaz
türüne göre farklılıklar gösterir.
Asit veya rutil örtülü çubuk elektrodlar halinde damlalar, elektrod örtüsünün iç kraterindeki
elektrodun sıvı ucunda yapışık gaz patlamaları şeklinde gerçekleşir (Şekil 9). Bazik örtülü
elektrodlarda malzeme geçişi iri damlalıdır ve belirli zaman aralıklarında, elektrod ucu ile
erimiş kaynak banyosu arasında kısa devre oluşur (Şekil 10), Kısa devrenin çözülmesi,
damlanın elektrodun ucundan emilmesini sağlayan erimiş banyonun yüzey gerilimi tarafından
gerçekleşt irilir.
Şekil 9. İçten patlamalı damlalar.
Şekil 10. Kısa devrede damla geçişi
www.muhendisiz.net
11
www.muhendisiz.net
Benzer bir malzeme geçişi MAG-kısa ark kaynağında görülür. Şekil 11'de gösterilen kısa
devre sırası, düzenli aralıklarla tekrarlanır. Damla büyüklüğü ve damla frekansı, malzeme ve
koruyucu gaz türüne bağlıdır.
Şekil 11. Kısa arkta devre çevrimindeki aşamalar.
a) elektrod ucunda bir damla oluşur.
b) kısa devrenin parça tarafındaki erimiş banyoda başlaması
c) sıvı elektrod malzemesi akar
d) sıvı köprü incelir
e) ark tekrar tutuşur.
MIG/MAG kaynağında üst güç bölgesi, her bir koruyucu gaz türüne göre uzun ark veya sprey
ark şeklinde gerçekleşebilir. Sprey arkta malzeme geçişi, esas olarak Pinch etkisi altında
meydana gelir. Pinch etkisi, elektromanyetik bir kuvvettir Şekil 12'de gösterildiği gibi,
çevredeki manyetik alanın radyal bileşeni, damlayı büzer ve kopmaya zorlar Yeteri kadar
şiddetli Pinch etkisi, fiziksel olarak sadece inert gazlar veya argonca zengin karışım gazlar
halinde oluşur. Karbondioksit veya CO2 ’ce zengin karışım gazlar halinde, bu yüzden iri
küresel taneli, bazen kısa devreli de olabilen malzeme geçişli uzun ark oluşur.
Şekil 12. Pinch etkisinin şeması
1.4. ELEKTRİK ARK KAYNAĞI
Elektrik ark kaynağı gönümüzde MIG/MAG kaynağından sonra en yaygın uygulamaya sahip
kaynak yöntemidir. Bu yöntemde arkı eriyen bir çubuk elektrod ile iş parçası arasında yanar,
Ark ve kaynak banyosu, havanın zararlı etkilerinden, elektrod tarafından sağlanan gazlar
ve/veya cüruf ile korunur.
www.muhendisiz.net
12
www.muhendisiz.net
1.4.1. Yöntemin Prensibi
Şekil 13'de elektrik ark kaynağının prensip şeması verilmiştir Hem ark taşıyıcı hem de kaynak
ilave malzemesi olarak görev yapan çubuk elektrod, etektrod pensesi ile kaynak kablosu
aracılığıyla akım üretecinin bir kutbuna bağlanır. Diğer kutup, parça kablosu ve parça
klemensi aracılığıyla iş parçasına tutturulur. Elektrik ark kaynağında hem doğru hem de
alternatif akım kullanılabilir. Ancak elektrodların bazı türleri alternatif akımla kaynak
yapılabilir. Akım üreteci, düşen tip statik karakteristiğe sahiptir.
Şekil 13. Elektrik ark kaynağının çalışma prensibi
1.4.2. Çubuk Elektrodlar
Günümüzde örtülü çubuk elektrodlar kullanılmakta olup, çıplak örtüsüz elektrodlar
terkedilmiştir. Elektrodlar mekanik veya hidrolik tahrikli ekstrüzyon preslerinde üretilir
Bağlayıcı olarak camsuyu kullanılır. Presten çıkan elektrodlar bir kurutma fırınında kurutulur.
Elektrodların örtüleri ince, orta kalın veya kalın olabilir.
1.4.3. Örtünün Amacı ve Etkileri
Elektrod örtüsünün görevleri Tablo 4'de verilmiştir. En önemli görevleri, arkın tutuşmasını ve
sürdürülmesini sağlamak, cüruf ve koruyucu gaz oluşturarak kaynak banyosunu çevre
atmosferden korumak ve metalurjik olarak etkilemektir. Şekil 14 ve 15'de ise elektrod
örtüsünün görev ve fonksiyonlarıyla ilgili şematik bilgiler verilmiştir.
Arkın iletkenliğini iyileştirmek için :
- daha kolay tutuşma sağlar; - daha iyi kaynak özellikleri oluşturur.
Bir cüruf oluşturarak;
- damla büyüklüğünü etkiler; - ark içindeki damlaları ve kaynak banyosunu zararlı
etkilerden korur; - katılaşan banyoya form verir; - hızlı katılaşmayı önler.
Bir koruyucu gaz örtüsü oluşturur:
- organik maddelerden; - karbonatlardan (örneğin CaCQ3)
- Deoksidasyon ve bazen alaşımlama etkisi yapar.
Tablo 4. Elektrod örtüsünün görevleri
www.muhendisiz.net
13
www.muhendisiz.net
Şekil 14. Elektrod örtüsünün görevleri
Şekil 15. Elektrod örtüsünün kalınlığı
www.muhendisiz.net
14
www.muhendisiz.net
1.4.4. Örtü Türleri
TS EN 499'a göre dört temel örtü türü vardır. Bunlar selülozik, asit, rutil ve bazik'tir Şekil 16,
bu örtülerin bileşimlerini ve damla geçiş türlerini vermektedir.
Şekil 16. Önemli örtü türlerinin analizleri ve damla geçişleri
Esas örtü türleri yanında TS EN 499'da bazı karışım örtü türleri de tanımlanmaktadır:
A
B
C
R
RR
RC
RA
RC
Asit örtülü
Bazik örtülü
Selülozik örtülü
Rutil örtülü
Kalın rutil örtülü
Rutil selülozik örtülü
Rutil asit örtülü
Rutil bazik örtülü
1.4.5. Kaynak Tekniği
Elektrod, kaynakçı tarafından tam izole edilmiş kaynak pensesine takılır.Seçilen elektrod
pensesinin, uygulanacak akım şiddeti büyüklüğüne uygun olması gerekir. Akım şiddeti
(amperaj), akım üretecinde uygun karakteristik eğrisi seçilerek ayarlanır. Ark gerilimi,
kaynakçı tarafından ark boyu tesbit edilerek ayarlanır Burada ark boyu arttıkça ark gerilimi
artar.
Arkın tutuşturulması, elektrod ile iş parçası arasında kısa devre oluşturularak sağlanır. Daha
sonra elektrod hemen yukarıya uygun ark boyuna kaldırılır ve ark tutuşturulmuş olur. Bu
tutuşturma işlemi, hiçbir zaman kaynak ağzı dışında yapılmamalı ve kaynağa devam
edildiğinde hemen üzerinden geçilecek bir noktada yapılmalıdır. Bazik elektrodlar gibi
başlangıç gözeneği eğilimli elektrodlar halinde tutuşturma işlemi, bir önceki pasonun bittiği
yerin birkaç milimetre önünde yapılmalı ve ark hemen başlangıç noktasına getirilmelidir
Böylelikle ilk damlaların düştüğü tutuşturma yeri tekrar eritilmiş olur ve başlangıç
gözeneklerinin bertaraf edilmesi sağlanır.
iş parçaları, bir pozisyoner veya fikstür düzeneğinde kaynak yapılacakları pozisyona
getirilmiyorsa, kaynaktan önce çoğunlukla puntalanmaları gerekir. Puntalamada tekrar
tutuşma özelliği iyi olan elektrodlar kullanılmalıdır. Bu tür elektrodlar öncelikle R, RR ve RC
türündedir. Punta dikişleri, esas kaynak sırasında kırılmayacak derecede kalın olmalıdır. ince
www.muhendisiz.net
15
www.muhendisiz.net
saçlarda distorsiyondan (çarpılma, kasılma, büzülme vs. şeklindeki şekil bozuklukları)
kaçınmak için sadece nokta şeklinde puntalama yapılmalıdır Şekil 17’de elektrod hareketleri,
parçaların pozisyonlarına göre verilmiştir.
Şekil 17.Elektrik ark kaynağında parça pozisyonuna göre elektrod hareketleri
1.4.6. Elektrik Ark Kaynağında Kaynak Hataları
Elektrik ark kaynağında görülen en önemli kaynak hataları, yanma oluğu, cüruf kalıntıları,
gözenek ve uç krater lunkeridir.Yetersiz nüfuziyet veya kökte erime azlığı gibi hatalar,
yönteme özgü olmayıp kaynakçının becerisiyle ilgilidir. Benzer şekilde çatlak oluşumu da
malzemeyle yakından ilgilidir.Şekil 18’de bazı temel hataların nedenleri açıklanmaktadır .
Şekil 18. Kaynak dikiş hataları ve muhtemel nedenleri
www.muhendisiz.net
16
www.muhendisiz.net
1.5. GAZALTI ARK KAYNAĞI
Gazaltı kaynağı, kaynak bölgesinin bir koruyucu gaz yardımıyla korunduğu kaynak yöntemler
grubudur. Kullanılan koruyucu gaz türüne göre ve elektrodun ark taşıyıcı olup olmadığına
göre alt gruplara ayrılmaktadır. Günümüzde en çok uygulanan kaynak yöntemidir. Tablo 1.9,
gazaltı kaynak yöntemlerinin sınıflandırılmasını vermektedir.
1.5.1. Tungsten Inert Gaz (TIG) Kaynağı
TIG kaynağının prensibi Şekil 19'da gösterilmiştir. Ark, tungstenden mamul erimeyen bir
elektrod ile iş parçası arasında yanar Tungsten elektrodla eşeksenli olarak beslenen koruyucu
soy (Argon, Helyum) hem erimiş kaynak banyosunu hem de elektrodu korur. Kaynak ilave
malzemesi olarak kaynak bölgesine elle beslenen çubuk formundaki teller kullanılır.
1.5.2. TIG Kaynak Donanımı
TIG kaynağı için kullanılan donanımın temel elemanları, akım üreteci, kontrol ünitesi ve
ucunda torç olan hortum paketidir (Şekil 20). Hortum paketinin içinde elektrik kabloları,
soğutma suyu hortumları, koruyucu gaz hortumu ve kontrol ünitesinin kabloları bulunur.
TIG kaynağı için kullanılan akım üreteçleri, düşen tip statik karakteristiğe sahiptir. Kural
olarak doğru akımla kaynak yapılır. Soğuk negatif kutup elektroda ve pozitif kutup da iş
parçasına bağlanır.
Şekil 19. TIG kaynağının prensibi
Şekil 20. Su ile soğutulan TIG kaynak donanımı
www.muhendisiz.net
17
www.muhendisiz.net
Alüminyum gibi bazı malzemeler, alternatif akım kullanımını gerektirir. Doğru akım üreteci
olarak hemen hemen sadece redresörter ve inverterler kullanılır. Transformatörler alternatif
akım verir. Birleşik cihazlarla Nem alternatif hem de doğru akımla kaynak yapılabilir
Tungsten elektrodfar, yüksek erime sıcaklığına (3450°C) sahiptir ve toz metalürjisi ile üretilir.
Saf tungsten elektrodlar yanında toryumoksrt (ThO2), zirkonyumoksrt (ZrO2) ve lantanoksit
(LaO2) ile alaşımlandırılmış elektrodlar da vardır Tungsten elektrodlar EN 26848'de
standartlaştırılmıştır.
TIĞ kaynağında kullanılan kaynak çubuk ve telleri, kural olarak esas metal ile aynı kimyasal
bileşimdedir Sıcak haddelenmiş tellerden soğuk çekme yöntemiyle üretilirler.
Koruyucu gazlar EN 439'da standartlaştırılmıştır. TIG kaynağında sadece inert (soy) gazlar
kullanılır. Koruyucu gaz olarak çoğunlukta Argon kullanılmaktadır Helyum'a oranla arkın
tutuşması daha kolaydır ve düz bir dikiş yüzeyi ve parmak şeklinde bir nüfuziyet ortaya çıkar
Argona Helyum karıştırıldığında daha derin bir nüfuziyet elde edilir.
1.5.3. Kaynak Tekniği
Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler, nikel esaslı alaşımlar ve bakır esaslı
alaşımlar gibi çoğu malzeme, doğru akımla (negatif kutup) kaynak edilir. Bazen darbeli akım
da kullanılır. Alüminyum, magnezyum ve alaşımlarında alternatif akım gerekir Bu
malzemeler yoğun ve yüksek sıcaklıkta eriyen oksit tabakalarına sahiptir. Bu tabakalar
kaynak banyosuna erişmeyi ve ilave malzemenin kaynak metaline katılmasını kolaylaştırır.
Bu nedenle oksit tabakalarının uzaklaştırılması gerekir. Bu işlem, ark içindeki elektrik yüklü
parçacıklar tarafından yapılır. Şekil 21'de alternatif akımda arkın oksit tabakasını temizleme
etkisi gösterilmiştir.
Şekil 21. Alüminyumun TIG kaynağında alternatif akım pozitif yarı dalgasında oksit
tabakasının uzaklaşması.
www.muhendisiz.net
18
www.muhendisiz.net
Akım şiddeti, akım üretecinde belirli bir karakteristik eğrisinin seçilmesiyle ayarlanır Ark
gerilimi ise, ayarlanan ark boyuyla ve kullanılan koruyucu gazla belirtenin Artan akım
şiddetiyle nüfuziyet derinliği de artar ancak eriyen kütlenin formu, elektrod ucunun şekline
bağlıdır (Şekil 22). Sivri uçlu bir elektrod, dar ve derin bir nüfuziyet verirken küt uçlu bir
elektrod, alternatif akımda akım yüklenebilirliğini arttırırken sığ ve geniş bir nüfuziyet verir.
Şekil 22. Doğru akımla TIG kaynağında elektrod ucunun nüfuziyet şekline etkisi
Ark, elektrod iş parçasına temas ettirilmeden tutuşturulun Bu amaçla darbe şeklindeki birkaç
bin Voltluk yüksek gerilim, elektrod ucu ile parça arasındaki mesafe birkaç milimetre iken
tutuşmayı sağlamaktadır,
TIG kaynağında genel olarak sola doğru kaynak yapılır
Diğer kaynak yöntemlerine göre kaynak hızı daha düşük olduğundan, alüminyum ve
paslanmaz çelikten mamul parçaların TIG kaynağında kök tarafında da bir yanma görülür Bu
nedenle kök tarafının da koruyucu gazla korunması gerekir.
1.5.4. Darbeli Akımla Kaynak
Modern TIG kaynak tesisleri, özellikle de tam otomatik TIG kaynağı uygulamaları, darbeli bir
doğru akım kullanmaktadır
Darbeli TIG kaynağında birkaç Hz'Hk bir frekansta bir düşük "temel akım" ve yüksek bir
darbe üstüste bindirilir (Şekil 23). Gerilim de akım darbesi ile aynı ritme sahiptir Temel akım,
ark sönmeyecek dereceye ayarlanır. Nüfuziyet için darbe akımı gerekir. MIG/MAG darbeli
ark kaynağının aksine TIĞ darbeli ark kaynağında çok daha düşük darbe frekansı ayarlanır.
Şekil 23. Darbeli akımda temel akım ve darbe akım
www.muhendisiz.net
19
www.muhendisiz.net
1.5.5. TIG Kaynağında Kaynak Hataları
TIG kaynağı, hata oluşturmaya eğilimli değildir. Yönteme özgü hatalar (süreksizlikler),
gözenek, tungsten kalıntısı ve oksit kalıntılarıdır. Alüminyumun kaynağında gözeneğin nedeni
hidrojendir. Esas metalin ve kaynak çubuğunun üzerindeki oksit tabakası higroskopiktir Bu
nedenle kaynak metaline hidrojen girme eğilimi çok kuvvetlidir. Kaynaktan önce fırçalama
veya taşlama ile oksit tabakalarının uzaklaştırılmaları gerekir.
Tungstenin yüksek erime sıcaklığı nedeniyle kaynak sırasında nadiren tungsten kalıntısı
oluşabilir Bu kalıntılar, röntgen filmlerinde aydınlık lekeler halinde görülür: Tungsten
kalıntılarının nedenleri, aşın akım yüklemesi sonucu elektrod ucunun erimesi veya kaynak
sırasında ya da tekrar tutuşma sırasında elektrodun ucunun kaynak banyosuna temas
etmesidir.
Oksit kalıntıları genellikle ilave telin ucundaki damlaların oksitlenmesi nedeniyle kaynak
banyosuna karışabilir. Bu nedenle ilave telin kızgın ucu, koruyucu gaz örtüsünün dışına
çıkarılmamalıdır.
1.5.6. Plazma Kaynağı
Plazma kaynak yöntemi, TIG kaynağında olduğu gibi erimeyen bir tungsten elektrod ve soy
bir koruyucu gaz yardımıyla yapılır Ancak TIĞ kaynağına göre ark, özel bir torç yapısı
tarafından sınırlanmış ve büzülmüştür Arkın sınırlanması, özel torç konstrüksiyonu sayesinde
gerçekleşir Bu mekanik sınırlamaya ek olarak, ark, meme dışından akan soğuk koruyucu gaz
tarafından da termik olarak büzülür. Şekil 24'de plazma kaynağının prensip seması verilmiştir.
Şekil 23. Plazma kaynağının prensibi
www.muhendisiz.net
20
www.muhendisiz.net
Plazma kaynak donanımı, TIG kaynak donanımına benzer. Akım üreteci olarak redresör veya
düşen statik karakteristikti inverter kullanılır. Yüksek ısıl yükleme nedeniyle elektrod, akım
üretecinin negatif kutbuna bağlanır. Alüminyumun kaynağında transformatör de kullanılabilir.
Bakır kaynağında ise elektrod akım üretecinin pozitif kutbuna bağlanır. Koruyucu gaz olarak
Ar/He karışımı kullanılır.
1.5.7. Plazma Kaynağının Sınıflandırılması
Plazma kaynağı birkaç bakımdan sınıflandırılabilir.
Ark Türüne Göre Sınıflandırma
Ark türüne göre sınıflandırma, taşıyıcı ark ve taşıyıcı olmayan ark şeklinde yapılır (Şekil 25).
İlk durumda taşıyıcı arkla kaynak durumunda) akım üreteci, tungsten elektrodla parça
arasında, taşıyıcı olmayan arkla kaynak sırasında ise, tungsten elektrod ile su soğutmalı bakır
meme arasında bulunur. Bu durumda ark, torç içinde yanar ve sadece huzme formundaki
sıcak gaz halinde akar. Plazma kaynağının bu türüne plazma huzme kaynağı adı verilir. Ancak
bu tip plazma, kaynağa uygun değildir. Taşıyıcı olmayan ark daha çok plazma ile püskürtme
işleminde kullanılır. Taşıyıcı arkta kaynak, genellikle plazma ark kaynağı olarak
adlandırılmaktadır Plazma gazı olarak meme içinde bu nedenle merkezleme gazı olarak da
bilinen kolayca iyonize olabilen Argon kullanılır. Bunun dışında kaynak bölgesini koruyucu
etkide yapar.
Şekil 25. (A) TIG kaynağında serbest ark, (B) plazma kaynağında sınırlanmış taşıyıcı ark ve
(C) sınırlanmış taşıyıcı o lmayan ark.
Kaynağın Amacına Göre Sınıflandırma
Kaynağın amacına göre plazma kaynağı, plazma birleştirme kaynağı ve plazma doldurma
kaynağı olarak sınıflandırılır.
Plazma birleştirme kaynağı, diğer eritme kaynak yöntemleri gibi uygulama alanına sahiptir.
Ancak yüksek eritme gücü nedeniyle özellikle yüksek sıcaklıkta eriyen ve oksitlenmeye
duyarlı malzemelerin kaynağında kullanılır, örneğin ostenitik CrNi ve CrNiMo çelikleri,
ayrıca nikel esaslı metaller, titanyum ve zirkonyum alaşımları plazma kaynağı ile kaynak
www.muhendisiz.net
21
www.muhendisiz.net
yapılabilir Alüminyum ve alaşımlarının kaynağında, tıpkı TIG kaynağında olduğu gibi
alternatif akım kullanılmalıdır.
Plazma doldurma kaynağı ise, plazma toz ve plazma sıcak tel kaynağı olarak iki alt gruba
ayrılır. Her iki yöntem de aşınma ve korozyona dayanıklı tabakaların elde edilmesi
işlemlerinde kullanılır. Şekil 26'da prensip şemaları verilmiştir.
Şekil 26. Plazma toz doldurma kaynağı (solda) ve plazma sıcak tel doldurma kaynağı (sağda)
1.5.8. Plazma Kaynağı ile TIG Kaynağının Karşılaştırılması
Şekil 27'de her iki yöntem değişik açılardan karşılaştırmıştır.
Şekil 27. TIG ve Plazma kaynak yöntemlerinin çeşitli yönlerden karşılaştırılması.
www.muhendisiz.net
22
www.muhendisiz.net
1.5.9. Plazma Kaynağında Kaynak Hataları
Plazma kaynağında, TIG kaynağının aksine Tungsten kalıntısına -rastlanmaz. Plazmanın
basıncı nedeniyle kök dikişlerinde sarkma oluşması mümkündür. Burada plazma gazının
debisinin düşürülmesiyle sorun çözülebilir.
Kalın saçların anahtar deliği tekniğiyle plazma kaynağında, dikiş sonunda akım düşürülerek
ye plazma gaz basına azaltılarak anahtar deliğinin kapatılması gerekir. Aksi halde uç krater
tunken veya gözenekli bölgeler oluşabilir.
1.5.10. MIG / MAG Kaynağı (Eriyen Elektrodla Gazaltı Kaynağı)
MIG/MAG kaynağı, koruyucu gaz kullanılarak yapılan (gazaltı) ark kaynak yöntemleri
arasında yeralır. Koruyucu gaz türüne göre Metal inert Gaz (MIG) veya Metal Aktif Gaz
(MAG) kaynağı olarak ayrılır. MAG kaynağı da kendi içinde ayrıca kullanılan koruyucu gaz
türüne göre MAOC (CO2) kaynağı ve MAGM (Karışım gaz) kaynağı olarak ikiye ayrılır.
Şekil 28, MIG/MAG kaynağının prensibini vermektedir. Bu yöntemde ark, eriyen bir tel
elektrod ile iş parçası arasında yanar; koruyucu gaz inert (soy) ve aktif olabilir. Bir tel
makarasından gelen tel, torca iletilir. Telin bu dış ucunda akım kontak borusu yeralır. Kontak
borusu, gaz memesinin içinde eşeksenli olarak bulunur. Kontak borusunun alt ucundan ark'a
kadar olan tel boyu olarak tarif edilen serbest tel boyunun uzunluğu, mm cinsinden tel çapının
10 ila 12 katı olmalıdır Kontak borusu mesafesi, serbest tel boyu ile ark boyunun toplamıdır.
Ark ve kaynak bölgesi, gaz memesinden çıkan koruyucu gaz tarafından örtülür. Koruyucu
gazın akış debisi, l/dak cinsinden olmak üzere tel çapının 10 ila 12 katı arasındadır.
Şekil 28. MIG/MAG kaynağının şematik görünümü
www.muhendisiz.net
23
www.muhendisiz.net
1.5.11. MIG/MAG Kaynak Donanımı
MIG/MAG kaynağında kullanılan kaynak donanımı, Şekil 29'da gösterildiği gibi, akım
üretecinden tel ilerletme ünitesinden ve ucunda torç bulunan hortum paketinden oluşur.
Şekil 29. MIG/MAG Kaynak donanımının ve hortum paketinin elemanları
MIG/MAG kaynağında esas olarak doğru akım kullanılır. Elektrod, akım üretecinin pozitif
kutbuna bağlanır. Akım üreteci olarak redresör veya sabit gerilim karakteristikli inverter
kullanılır. Karakteristik eğrisinin yataylığı çok önemlidir; bu şekilde iç ayar sağlanabilir.
MIG/MAG kaynağında değişik tel besleme (ilerletme) düzenekleri mevcuttur. Şekil 30’da beş
temel tür gösterilmiştir.
Şekil 30. MIG/MAG kaynak donanımlarının temel türleri
www.muhendisiz.net
24
www.muhendisiz.net
1.5.12. MIG/MAG Kaynağında Kaynak Tekniği
MIG/MAG kaynağında belirli bir karakteristik ayan seçildikten sonra tel ilerletme hızının
ayarlanması için kaba ve hassas ayarlar mevcuttur. Bu ayar anahtarları akım üretecinin ön
panelinde yeralır. Ark boyunun her değişiminde arkın direnci de değiştiğinden, dolaylı olarak
akım şiddeti değiştirilmiş olur. Ark gerilimi, akım üreteci üzerinde, karakteristik eğrisi değiştirilerek ayarlanır. Optimum bir ark boyu elde etmek için, akım şiddeti ve ark geriliminin
belirli bir orana sahip olması gerekir. Sadece tel ilerleme hızı değiştirilir ve akım şiddeti
değiştirilmiş olur Ancak ark boyu da buna bağlı olarak bir miktar kısalır. Bu durumda aynı
anda daha yüksek bir karakteristik seçilmelidir Bu şekilde optimum ark boyu ayarlanabilir.
Gerçekte tek bir ideal çalışma karakteristiği mevcut olmayıp kullanılabilecek bir çalışma
bölgesi vardır.
1.5.13. MIG/MAG Kaynağının Uygulama Alanları
MIG/MAG kaynağının uygulanma oranı, diğer eritme kaynak yöntemleri arasında
günümüzde % 70'in üzerine çıkmıştır. Kısmi mekanize, tam mekanize veya otomatik olarak
uygulanabilir. Robotla yapılacak kaynak işlemlerine çok uygun bir kaynak yöntemi
olduğundan, günümüzde kaynak robotlarının en çok uyguladığı yöntemler arasındadır.
Bir kaynak robotu, 3'ten fazla eksene sahip olmalı ve hassas şekilde programlanabilmedir,
Genellikle 5 veya 6 eksenli mafsal kollu robotlar kullanılmaktadır.
1.5.14. MIG/MAG Kaynağında Görülen Kaynak Hataları
MIG/MAG kaynağında yönteme özgü kaynak hataları, birleşme hatası (yetersiz erime) ve
gözenektir.
Birleşme hatası, gerekenden düşük veya yüksek ark gücü ayarlanması durumunda ortaya çıkar
Gerekenden düşük ark gücü, esas metalin erimesine yeterli gelmez. Gerekenden yüksek ark
gücünün yolaçtığı aşırı erime veya çok yavaş kaynak hızı nedeniyle kaynak banyosunun öne
akması da birleşme hatalarına neden olmaktadır.
Gözenekler, kaynak metalinin kat ılaşması sırasında metal içinde sıkışan gaz kabarcıklarıdır
Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağında gözenek oluşumunun en önemli nedeni
azot'tur. Azot, çevredeki atmosferden gelir. Gaz akış debisine ve torç ile parça arasındaki
mesafeye dikkat edildiğinde bu tip gözeneklerin oluşumu önlenebilir.
Ayrıca su soğutmalı torçlardaki contaların su sızdırması, torcun gerekenden fazla eğik
tutulması, aşın rüzgarlı havalarda veya ortamlarda kaynak yapılması, torç ağzının sıçramalarla
tıkanmış olması da gözeneğe neden olur.
1.6. TOZALTI KAYNAĞI
Tozaltı kaynağı, yüksek eritme gücü ve yüksek kaliteli kaynaklı bağlantılar sağladığından,
kaynaklı imalat yapan işletmelerde sabit bir konumda uygulanır. Günümüzde eritme kaynak
yöntemleri arasındaki uygulama oranı % 5-6 arasındadır.
www.muhendisiz.net
25
www.muhendisiz.net
1.6.1. Yöntemin Prensibi
Tozaltı kaynağında ark, eriyen bir elektrod ile parça arasında gözle görülmeyecek şekilde
yanar. Ark ve kaynak bölgesi, bir toz yığını altında bulunur Kaynak banyosu, atmosferin
etkilerinden, tozun oluşturduğu cüruf tarafından korunur.
Şekil 31, tozaltı kaynağının prensip şemasını vermektedir Bir tef makarasından sağılan tel
elektrod, toz yığınının içine girer Ark, ya esas metale temas yoluyla ya da yüksek gerilim
darbeleriyle tutuşturulur ve aynı anda hem esas metali, hem ilave teli hem de çevresindeki
kaynak tozunu eritir. Eriyen kaynak tozundan oluşan kaynak gazlan, basınçları nedeniyle
arkın çevresinde bir boşluk oluşturur. Tel bu boşlukta erir ve damlalar halinde kaynak
metaline geçer. Tozun eriyen kısmı, ark ilerledikçe kaynak banyosunun hemen arkasında
katılaşarak cüruf oluşturur Erimeyen toz kütlesi, belirli bir mesafe geriden kaynak kafasını
takip eden bir emici hortum tarafından emilerek toz haznesine geri doldurulur. Şekil 32'de ise
bir tozaltı kaynak donanımı gösterilmiştir.
Şekil 31. Tek telli tozaltı kaynağının prensibi
Şekil 32. Tozaltı kaynak donanımı.
www.muhendisiz.net
26
www.muhendisiz.net
1.6.2. Tozaltı Kaynağının Uygulama Türleri
Tozaltı kaynağı genellikle tam mekanize şekilde uygulanır. Tam mekanize kaynakta kaynak
kafasının veya parçanın hareket düzeneği çok önemlidir Tozaltı kaynağında erime gücünü
arttırmak için genellikle iki ilave tel aynı anda kaynak bölgesine sevkedilir. Şekil 33'de tozaltı
kaynağının uygulama türleri verilmiştir.
Şekil 33. Tozaltı kaynağının uygulama türleri
1.6.3. Kaynak Telleri
Alaşımsız çeliklerin ve ince taneli çeliklerin kaynağında kullanılan dolu teller EN 756'da
standartlaştırılmıştır. Tozaltı kaynak telleri esas olarak Mn içeriklerine göre gruplandırılır.
Ancak başka alaşım elemanları da içerebilirler. Çapları 1.2 mm'den 8 mrrYye kadardır. En
yaygın kullanılanları 2.5, 3, 4 ve 5 mm’dir.
Tozaltı kaynağında özlü teller ve band elektrodlar da kullanılmaktadır. Özlü teller genellikle
düşük alaşımlı metal tozları içerir. Band elektrodlar ise kaplama amacıyla kullanılır. Dolu
band elektrodların en yaygın genişlikleri 10 ila 5 mm arasındadır.
www.muhendisiz.net
27
www.muhendisiz.net
1.6.4. Kaynak Tozları
Tezattı kaynağında kullanılan kaynak tozlan, eritme, sinterleme veya aglomerasyon
yöntemiyle üretilen mineral karışımlarıdır. Ancak günümüzde özellikle Avrupa'da sinterleme
yöntemi terkedilmiştir.
Aglomere tozlar, her bir bileşeninin cam suyu ile birbirine homojen şekilde karıştırılmasından
sonra izafi olarak düşük sıcaklıklarda (600 ila 900°C) pişirilir; gerektiğinde ferroalaşımlar da
eklenebilir. Aglomere tozlar küçük çaplı küresel tanecikler şeklindedir.
Erimiş tozlarda, her bir bileşen karıştırıldıktan sonra ark ocağında veya kupol ocağında
birlikte eritilir. Kat ılaştıktan sonra kırılır ve istenen tane büyüklüğüne elenir. Bileşimi ve
soğuma hızı, erimiş tozların amorf veya kristalin olmasını etkiler. Üretimi sırasında yüksek
sıcaklığa maruz kaldıklarından, erimiş tozlarda metal bileşen bulunmaz.
Kaynak tozlan EN 760'da standartlaştırılmıştır. Bu standarda göre tozlar türlerine göre 5,
mineral yapılarına göre 10 gruba ayrılmıştır Tablo 5'de kaynak tozlarının görevleri verilmiştir.
Arkın iletkenliğinin iyileştirilmesi ve bu sayede
- daha iyi tutuşma
- daha karartı ark
Curuf oluşturarak
- ark haznesi oluşturma
- damlaların ve kaynak banyosunun atmosferden korunması
- kaynak metalini metalurjik olarak etkileme
- banyoya form verme
-dikişin hızlı soğumasını engelleme
Deoksidasyon ve alaşımlama etkileri için
- cüruf oksitleri içerme (metal-curuf reaksiyonları)
- ferroatesımlar içerme (sadece aglomere tozlarda)
Tablo 5. Kaynak tozlarının görevleri
1.6.5. Yöntemin Uygulanışı
Tozattı kaynağı donanımının ayarlanmasında iki ayar düzeneği gerekir Bunlar kullanılan akım
üretecinin karakteristik formuna göre belirlenir. Sabit gerilimli kaynak akım üreteçlerinde
akım şiddeti, tel ilerleme hızı tarafından ayarlanır, ark gerilimi ise seçilen karakteristik
eğrisine bağlıdır. Düşen tip karakteristikti üreteçlerde ise, akım şiddetinin değiştirilmesi için
başka bir karakteristik eğrisinin seçilmesi gerekir. Gerilim ise belirli bir tel besleme hızının
ayarlanmasıyla ayarlanmış olur.
Nüfuziyet derinliği herşeyden önce ayarlanan akım şiddetine bağlıdır. Akım şiddetinin ayan,
parça kalınlığına ve kaynak ağzı şekline göre seçilir. Tozaltı kaynağında kaynak banyosunun
emniyeti için çeşitli altlıklar kullanılır Şekil 33'de en çok kullanılan altlıklar
gösterilmiştir.
www.muhendisiz.net
28
www.muhendisiz.net
1.6.6. Tozaltı Kaynağında Karşılaşılan Kaynak Hataları
Tozaltı kaynağında kaynak banyosu hacmi büyük ve katılaşma hızı yavaş olduğundan, diğer
kaynak yöntemlerine göre gaz ve cüruf kalıntısı olasılığı daha düşüktür. Yüksek karbonlu
çeliklerin kaynağında CO gözeneği olasılığı vardır (Şekil 34).
Katılaşma çatlakları (lunker ve sıcak çatlak), özellikle dar ve derin kaynak dikişlerinde ortaya
çıkar. Bu tip hatalar, uygun kaynak ağız formu ve doğru kaynak parametreleriyle önlenebilir
Bunun için dikişin form faktörü (dikişin genişliğinin dikiş derinliğine oran) 1'i geçmemelidir.
Şekil 33. Tozaltı kaynağında kullanılan altlık düzenleri
Şekil 34. Tozaltı kaynak dikişlerinde görülen tipik hatalar.
www.muhendisiz.net
29
www.muhendisiz.net
1.7. DİRENÇ KAYNAĞI
1.7.1. Direnç Kaynağının Tanımı
Direnç kaynağında kaynak için gerekli ısı, elektrik akımının kaynak bölgesinden geçişi
sırasında malzemenin akıma karşı gösterdiği elektriksel direnç nedeniyle ortaya çıkan ısıdır.
(Direnç ısısı; Joule etkisi). Kaynak işlemi, basınç uygulanarak veya uygulanmadan ve ilave
metal kullanarak veya kullanmadan oluşturulur.
1.7.2. Direnç Kaynak Yöntemlerinin Sınıflandırılması
Direnç kaynak yöntemlerinin sınıflandırılması, Şekil 36'da verilmiştir, ilk büyük
sınıflandırma, Direnç basınç ve direnç eritme kaynak yöntemleri olarak yapılır. Bu bölümde
direnç basınç kaynak yöntemleri ele alınmıştır Direnç basınç kaynak yöntemleri ise, iletken
akım taşımalı yöntemler ve endüktif akım taşımalı yöntemler olmak üzere alt gruplara ayrılır.
Endüktif akım taşımalı yöntemler, çoğunlukla boylamasına dikişli boru üretiminde kullanılır.
Kaynaklı imalatta en yaygın uygulama alanı bulan direnç basınç kaynak yöntemleri, iletken
direnç kaynaklandır. Bunlar arasında nokta kaynağı, dikiş kaynağı, kabartılı nokta kaynağı,
yakma alın kaynağı ve basınçlı alın kaynağı yeralır. Bunların etki prensibi Şekil 36'de
verilmiştir.
1.7.3. Direnç Basınç Kaynağının Temelleri
Burada örnek olarak nokta kaynağı ele alınmıştır. Kaynak için gerekli ısı, kaynak akım
devresindeki dirençlerden elde edilir. Bu yöntemlerde kaynak akım devresinde bulunan
dirençler, şematik olarak Şekil 35'de gösterilmiştir. Toplam direnç, dört malzeme direncinden
ve üç geçiş (temas) direncinden oluşur.
Şekil 35. Nokta kaynağında kaynak akım devresindeki dirençler.
Elektrik akımını kaynak bölgesine ileten ve basıncı sağlayan içten su soğutmalı elektrodlar
takır esaslı olduğundan, bu dirençler arasında en büyüğü Rü 2 ile gösterilen geçiş direncidir.
Aşağıdaki formül uyarınca ısı oluşur
Q = V.I = I.I.R = I2.R (Joule kanunu)
En büyük ısı iki malzemenin temas yerinde olacağından kaynak çekirdeği de burada oluşur.
Bu denklemde I (akım) karesi cinsinden yeraldığından, oluşan kaynak ısısı üzerinden en
www.muhendisiz.net
30
www.muhendisiz.net
büyük etkiyi yapar R, malzemeler arasındaki geçiş direncidir ve malzemeler arasındaki yüzey
şartlarına ve uygulanan basınca bağlıdır.
Şekil 36. Direnç kaynak yöntemlerinin şematik gösterimi.
www.muhendisiz.net
31
www.muhendisiz.net
1.7.4. Direnç Basınç Kaynağı Akım Üreteçleri
Direnç basınç kaynağında alternatif akım kullanılır. Direnç kaynak transformatörünün
sekonder sargısında çok az sarım olduğundan, kaynak bölgesindeki gerilim çoğunlukla 10
V’un altındadır. Ancak yüksek akım şiddetlerinde transformatör sargılarının uygun enkesite
olması gerekir. Kaynak akım üreteçlerinde akımın ayarlanması çok önemlidir Şekil 37'de
direnç basınç kaynağında akım ayarı için bir düzenek, üretecin kesiti ile birlikte verilmiştir.
Şekil 37. Primer taraftaki sarım sayısının değiştirilmesiyle akım ayarının yapıldığı
bir kaynak akım ayarı.
1.7.5. Nokta Kaynağı
Nokta kaynağında parçalar elektrodlar tarafından basınç altında bir arada tutulur ve nokta
şeklinde bir kaynak dikişiyle birleştirilir. Akım ve basınç, nokta kaynak elektrodları
tarafından sağlanır. Aynı anda bir veya birden fazla nokta kaynağı oluşturulabilir.
1.7.6. Yöntemin Uygulanışı
Şekil 38, nokta kaynağında işlemin akışını göstermektedir.
Şekil 38.Bir nokta kaynağında işlemin akış şeması.
www.muhendisiz.net
32
www.muhendisiz.net
1.7.5.2. Elektrodlar
Nokta, dikiş ve kabartılı nokta kaynağında kullanılan elektrodlar, kaynak akımını ve elektrod
kuvvetini parçaya taşıma görevi yaparlar Bakır esaslı olup farklı malzemeler için değişik
alaşımları da kullanılır. Örneğin kaplı çeliklerin kaynağında CuCrZr, paslanmaz çeliklerin
kaynağında CuCoBe alaşımları yaygın şekilde kullanılmaktadır.
En sık kullanılan elektrod formları Şekil 39’da verilmiştir.
Şekil 39. Sık kullanılan elektrod şekilleri.
1.7.5.3. Kaynak Bağlantılarının Muayenesi
Bilinen tahribatsız muayene yöntemleri, nokta kaynaklarının kalitesi hakkında tatminkar bilgi
vermemektedir. Kaynak noktalarının yük taşıma kabiliyetleri, genellikle çekme-makaslama ve
yorulma dayanımı testleriyle tesbit edilmektedir Şekil 40'da atölye şartlarında yapılabilecek
sıyırma testi gösterilmiştir.
Şekil 40. Nokta kaynaklarının kalitesinin muayenesinde kullanılan atölye deneyi.
1.8. ÖZEL KAYNAK YÖNTEMLERİ
1.8.1. Elektrocuruf Kaynağı
Elektrocuruf kaynağı, kalın metallerde çeşitli kaynaklar oluşturmakta kullanılır. Kaynak
dikey olarak aşağıdan yukarıya yapılır. Kaynağa başlamadan önce, iki esas metal arasına ve
alt kısma, birkaç cm kalınlığında curuf yapıcı madde yerleştirilir. Curuf, elektrik iletkenliğine
sahiptir. Şekil 41, elektrocuarf kaynağıyla yapılan bir alın birleştirmenin t ipik donanımını
www.muhendisiz.net
33
www.muhendisiz.net
göstermektedir. Kaynağa başlamak için bir veya birkaç elektrod ile esas metal arasında bir ark
oluşturulur. Elektrodlar bir besleme düzeneği yardımıyla sürekli olarak beslenir. Çok kalın
parçaların kaynağında elektrodlar yardımcı bir düzenekle ileri-geri hareketi yapar. Curuf, ark
ısısı tarafından eritilir Curuf sıvı hale geldiğinde ark söner ancak elektrik akımı akmayı
sürdürür. Curuf, işlem boyunca sıvı halde kalır. Erimiş curuf, esas metali ve sürekli iletilen
elektroda eriterek bir kaynak metali oluşturur. Bağlantının her iki tarafında, hareketli ve su
soğutmalı iki bakır pabuç, kaynak dikişiyle aynı hızda yukarı doğru hareket eder. Isı miktarı,
atomla ve curufun fiziksel karakteristikleriyle kontrol edilir.
Şekil 41. Elektrocuruf kaynağının prensip şeması.
1.8.2. Sürtünme Kaynağı
Sürtünme kaynağı, iki metal parçasını birleştirmek için sürtünme tarafından üretilen ısıyı
kullanır. Bu işlem esas olarak geniş, büyük çubukların ve boruların atın kaynağı için
kullanılır. Şekil 42, işlemin prensip şemasını göstermektedir, işlem sırasında dış bir ısı menbaı
kullanılmaz. Birleştirilecek parçaların uçları düşük bir basınçla bira raya getirilir. Hareketli ve
sabit parçalar arasındaki sürtünme, kaynak oluşumu için gerekli ısıyı üretir. Metal yüzeyleri
plastik hale geldiğinde döndürme hareketi .durdurulur ve büyük bir basınçla birbirlerine
bastırılır.
Kaynak ekipmanı, gerekli sıkıştırma aygıtlarından, parçalardan birini döndürme
mekanizmasından ve sürtünen yüzeyleri birbirine bastırmak için bir bastırma düzeneğinden
oluşur.
Sürtünme kaynağı sırasında büyük oranda kıvılcım üretilir. Bu nedenle çalışan personelin bu
kıvılcımlarında korunması gerekir.
www.muhendisiz.net
34
www.muhendisiz.net
Şekil 42. Sürtünme kaynağının prensip şeması.
1.8.3. Soğuk Basınç Kaynağı
Bu işlemde dış bir ısı menbaı kullanılmaz. Soğuk basınç kaynağı, metalleri birleştirmek için
büyük basınçlar kullanır. Sadece yüzey molekülleri ısıtılır ve bir kaynak oluşturmak üzere
birleştirilir Bu yöntem genellikle alüminyum-alüminyum, bakır-bakır ve alQminyum-bakır
gibi yumuşak metalleri birleştirmek için kullanılır. Güvenilir kaynak dikişleri elde edilir. Alın
ve bindirme tipi birleştirmeler yapılabilir. Birleştirilecek metal yüzeyleri çok temiz olmalıdır.
Kaynağı oluşturan enerji, genellikle hidrolik preslerle sağlanan yüksek seviyeli basınçtır.
Şekil 43, yöntemin prensip şemasını vermektedir. Kaynak, metalle temas halindeki kalıp
yüzeyleri ve hidrolik basınç tarafından kontrol edilir.
Şekil 43. Soğuk basınç kaynağının prensip şeması
1.8.4. Difüzyon Kaynağı
Difüzyon kaynağı, aynı veya farklı, çoğunlukla metal malzemelerin birleştirilmesinde
kullanılır, özellikle uçak-uzay ve nükleer teknoloji için geliştirilmiştir
Bu yöntemde en önemli kaynak parametreleri, kaynak sıcaklığı, basınç süresi, şekil
değiştirme oranı, yüzey kalitesi ve koruyucu atmosferdir Kaynak sıcaklığı 0,7.Te (K)'dir. Bu
sıcaklık, atomların hareketini (difüzyon) ve birleştirilecek yüzeylerin temizlenmesini
kolaylaştırır. Gerektiğinden yüksek sıcaklıklar, tane irileşmesine ve dayanımın düşmesine
www.muhendisiz.net
35
www.muhendisiz.net
yolaçar. Isıtma genellikle elektriksel indüksiyon, direnç ve yüksek frekans teknikleriyle
gerçekleşt irilir.
Kaynak basıncı 1-30 N/mm2 'dir. Yüksek sıcaklıkta etkiyen bu basınç, yüzeylerdeki
pürüzlülük tepelerinin plastik şekil değişimini sağlar (birleşme yüzeylerinin plastik olarak
birbirine uyumu). Bu şekilde arttırılan temas yüzeyi, madde bağlarının oluşumuna yolaçar
Kaynak basıncı, hidrolik, pnömatik veya elektrik olarak uygulanır Kaynak süresi 10 dakika ile
birkaç saat arasında değişebilir. Şekil 44, işlemin prensip şemasını vermektedir.
Şekil 44. Difüzyon kaynağının prensip şeması
1.8.5. Ark Saplama Kaynağı
Ark saplama kaynağı yanotomatik bir kaynak yöntemidir. Genelikie metal tesbit
elemanlarının, delik veya tapa açmadan metal levhalara, kirişlere birleştirilmesini sağlar.
Civatalar, vidalar, perçinler ve saplamalar bu yolla birleştirilebilir. Şekil 45 ark saplama
kaynağında işlem sırasını vermektedir. Isı menbaı bir arktır. Enerji menbaı, bir elektrik
kaynak transformatörüdür. Kaynak makinasındaki kontrol, elektrik arkındaki akımı belirler
Akım ayarlan, malzeme türüne ve saplama boyutlarına göre değişir. Kontrol ünitesi ark
süresini kontrol eden bir zamanlayıcı içerir, Kaynakçı bir saplamayı tabancaya yerleştirir.
Tabancı esas metal üzerine konumlandırılır. Tabanca üzerindeki bir anahtar, kaynak çevrimini
başlatır.
Şekil 45. Ark saplama kaynağında işlem sırası
www.muhendisiz.net
36
www.muhendisiz.net
1.8.6. Plastik Malzemelerin Kaynağı
Plastik malzemeler, molekül zincirlerinden oluşan yapay malzemelerdir Yapılarına göre
termoplastik veya termoset plastik olarak ayrılır. Yapılarından ötürü sadece, ısıtıldıklarında
yumuşayan termoplastik malzemeler kaynak yapılabilir. Aşağıda termoplastik malzemelere
uygulanan kaynak yöntemleri verilmiştir.Şekil 46, Şekil 47 ve Şekil 48.
Şekil 46.
www.muhendisiz.net
37
www.muhendisiz.net
Şekil 47.
www.muhendisiz.net
38
www.muhendisiz.net
Şekil 48.
www.muhendisiz.net
39
www.muhendisiz.net
DÖKÜM
2.1. DÖKÜMÜN TARİFİ VE AVANTAJLARI
Metal dökümü, arzu edilen katı şekilleri elde etmek amacıyla metalleri ergitme ve kalıp adı
verilen boşluklara dökerek katılaştırma işlemidir. Parçanın şekli, kalıbın şekli ile tayin edilir.
Döküm metallerin kullanılabilir hale dönüştürülmesinin çeşitli kademelerinde yer alabilir.
Cevherden elde edilen metal ve alaşımların ingot adı verilen bloklar halinde dökülmesi, çok
girintili çıkıntılı parçaların tek işlemle kullanılabilir hale getirilmesi gibi çeşitli formlar elde
etmek için dökümden faydalanılabilir.
Döküm sahasındaki çalışmalar en az 4000 yıl öncesinden başlamaktadır, ilk döküm merkezi
(M.Ö. 1766 - 112) Çin'de Shang sülâlesi zamanında kurulmuştur. Zamanla büyük bir hızla
gelişen döküm sayesinde çok karışık şekilli, büyük kütleli parçaların kısa sürelerde imâlatı
mümkün olmuştur.
Yarı mamul ve mamul parçaların üretiminde bazı hallerde yalnızca dökümden faydalanmak
yeterli olmasına rağmen, bazı hallerde kaynak, dövme, plâstik şekil verme ve talaşlı imâlat gibi
usullerden de faydalanmak gerekmektedir. İmâlatta her usulün yeri ayrıdır. Her usulün üstün
olduğu ve tercih edildiği üret im kademeleri mevcuttur. Döküm yoluyla imâlat ın tercih
edilmesini gerektiren hususlar ve dökümün avantajları aşağıdaki şekilde sıralanabilir:
a) içten ve dıştan çok karışık şekilli parçalar dökülebilir. Böylece, bazı imal usulleri
azaltılabilir veya tamamen kaldırılabilir.
b) Bazı metaller metalurjik tabiatlarından dolayı sıcak işleme tabi tutulamayıp, yalnızca
dökülebilir.
c) Yapı basitleştirilebilir. Parçalar tek bir dökümle imal edilebildiği halde, diğer usullerde
bazı parçaların birleştirilmesi gerekir.
d) Çok sayıda ve hızlı üretim yapılabilir.
e) Diğer usullerle yapımı zor ve ekonomik bakımdan uygun olmayan büyük ve ağır parçalar
dökülebilir.
f) Dökme metallerde bazı mühendislik özellikler daha iyi elde edilebilir. Bazıları şunlardır:
f-1. Dökme demirde işlenebilme ve titreşime karşı koyma kabiliyeti yüksektir.
f-2. Dökümde özellikler her yönde aynıdır.
f-3. Bazı hafif metal alaşımlarında mukavemet ve hafiflik ancak dökümle sağlanır.
f-4. Aşınmaya daha iyi özellikler dökümle elde edilebilir.
g) Döküm ekonomik avantaj sağlar.
Bazı şartlar altında da diğer imâl usulleri döküme tercih edilir. Mesela; talaşlı imâlatta elde
edilen çok düzgün yüzey ve ölçüye uygunluk, döküm dahil diğer hiçbir usulde sağlanamaz.
Dövme ile yüksek mukavemet ve sertlik elde edilir; kaynakla komple parçalar yapılabilir;
www.muhendisiz.net
40
www.muhendisiz.net
perçinle hafif ince malzemeler birleştirilebilir. Bundan dolayı, mühendis imâl usullerinden en
uygun birini veya birkaçını birleştirerek yapacağı iş için seçer.
2.2. DÖKÜMDE KATILAŞMA
Döküm tekniği ile elde edilen malzemelerin özelliklerine tesir eden en önemli metalurjik olay
eritme ve dökümdür. Katılaşma olayı sıvı halden katı hale geçiştir ve metalik malzemenin
gelecekteki kullanımı bakımından çok önemlidir.
Katılaşma süresi içinde yüksek sıcaklıkta bulunan sıvı metal, soğuk bir kalıba dökülecektir.
Katılaşma işlemi sona erinceye kadar metali özgül ısısı ve ergime ısısı çeşitli ısıl dirençlerle
karşılaşarak kalıp çeperlerine geçecektir.
Döküm içyapısına yani sıvı metalden katı hale geçişe Birincil kristalleşme içyapıya ise
Birincil içyapı adı verilmektedir.
Malzemeye daha sonra da çeşitli özelliklerin kazandırılması amacıyla bir takım ısıl ve
termomekanik işlemler sırasında da ısı verilmekte böylece katı durumda tane yapısı yeniden
düzenlenmektedir. Bu işlemler sonucunda ortaya çıkan içyapıya da ikincil içyapı adı verilir.
Metalin saf veya alaşım halde oluşu katılaşma olayının sabit sıcaklıkta meydana gelmesi
yerine belirli bir sıcaklık aralığında gerçekleşmesine neden olacaktır.
Katılaşma sırasında metalik kristaller, pozitif iyon halindeki bir çekirdeğin etrafında, negatif
bulut halinde dolaşan elektronlardan meydana gelmiştir Bu durum metalik kristallere, iyi ısı
ve elektrik iletkenliği, ışığı yansıtma gibi birtakım özellikler kazandırmaktadır.
2.3. DÖKÜM USULLERİ
Döküm, kalıp için kullanılan malzeme ve ergimiş metalin kalıp içerisinde sevkedilme şekline
göre sınıflandırılabilir. Buna göre döküm usulleri aşağıdaki şekilde sıralanabilir:
I.
Kum kalıba döküm
II. Kokil (Kalıcı veya metal) kalıba döküm
III. Basınçlı (Püskürtme) döküm
IV. Hassas (Kuyumcu) döküm
V. Santrifüj (Savurma, Merkezkaç) döküm
VI. Alçı kalıba döküm
VII. Seramik kalıba döküm
VIII. Dolu kalıba döküm
IX. Diğer kalıplama usulleri
Daha sonraki kısımlarda bu usuller ayrı ayrı ele alınacaktır.
Bütün döküm işlemlerinin esas kademeleri; a) Model yapımı, b) Maça yapımı, c) Kalıplama,
d) Ergitme ve dökme ve e) Temizleme işlemlerinden meydana gelir.
www.muhendisiz.net
41
www.muhendisiz.net
2.3.1. Model Yapımı
Model dökülecek şeklin tahtadan, metalden veya uygun bir malzemeden hazırlanmış
kopyasıdır. Ayrıca alçı, plastik ve balmumu da model malzemesi olarak kullanılmaktadır.
Model malzemesi olarak kullanılacak tahtanın kuru sert ve kumun nemin, çekip deforme
olmaması, için az gözenekli olması gerekir. Kalıplamada düzgün bir yüzey elde edilebilmesi
için tahtanın sert olması, istenir. Tahta malzeme olarak genellikle gürgen ve çam kullanılır.
Karışık sekili, parçaların modelleri, ayrı ayrı imal edilen parçanın birbirine vida veya geçme
yoluyla tesbit edilmesiyle yapılır. Basit modeller ise, tek parçalı, olarak gerçekleştirilir.
Mümkün olduğu kadar çok parçalı model yapımından kaçınılmalıdır.
Çok ince kısımlar, mevcut olan veya seri imalatta kullanılacak ve uzun müddet aşınmadan
kalıplamaya dayanması istenen modellerin metalden yapılması gerekir. Metalik model
malzemesi olarak; dökme demir, pirinç, bronz, kurşun, kalay alaşımları veya alüminyum
kullanılır. Metalik model olarak kullanılacak malzemenin kolay işlenebilmesi ve uçaklık
değişimlerinde büzülmesi az ol-malıdır.
Kolaylıkla kesilip şekillendirilebilmesi veya bir kalıba dökülerek doğrudan şekil alabilmeleri
sebebiyle alçı modeller büyük üstünlüğe sahiptirler. Mukavemetlerini artırmak üzere içlerine
teller konulabilir.
Model yap.m. için çok kullanılan diğer bir malzemede Plastiklerdir. Plastik malzeme metalik
bir kalıp içerisine enjekte edilerek veya bir bloktan kesilerek model yapımı
gerçekleşt irilebilir.
2.3.2. Model Çeşitleri
Modeller; serbest modeller, levhalı modeller ve altlıklı modeller olmak üzere üç tiptir.
Serbest modeller yalnızca dökülecek parçan,n şekline sahip olup, genellikle ağaçtan imâl
edilirler. Bu tip modeller yolluklu veya yolluksuz olabilirler.
Levhalı modeller küçük parçaların seri dökümünde kullanılır. Modelin üst dereceye gelen
parçası bir levhaya, alt dereceye gelen parçası ise diğer bir levhaya tesbit edilmiştir. Bu
levhalar model ağaç ise ağaçtan, metal ise metalden yapılır ve model ile birlikte dökülür
(Şekil 49).
Modellerin ayırma yüzeyleri düzgün olmadığı takdirde, modele düz bir altlık ilave edilerek
altlıklı t ip modeller yapılır.
2.3.3. Model imâlatında gözönüne alınacak konular:
Döküm yoluyla imâl edilen parçaların boyutlarının dökümden sonra istediğimiz değerde
olabilmesi için modeller, bazı metallurjik ve mekanik nedenlerle hiç bir zaman parçanın esas
boyutlarında yapılmazlar. Bu sebepten dolayı aşağıdaki tolerans ve kaidelerin gözönüne
alınması gerekir:
a) İşleme payı: dökümden sonra elde edilen yüzeylerin istenen yüzey düzgünlüğünde
olmaması sebebiyle, parçaların yüzeyine talaş kaldırma işlemi uygulanır. Bu nedenle, bu
işlem için yetecek kadar pay bırakılması gerekir. İşleme payı, modelin alt dereceye gelen
kısımlarında daha az, üst dereceye gelen kısımlarında ise daha fazla bırakılır. Çünkü üst
kısımlarda cüruf toplanabilir ve ortadan kaldırılması gerekir. Ayrıca işleme payı, dökülecek
malzeme cinsi ve parça boyutuna göre de değişmektedir. Örneğin; çelikte dökme demire göre
daha fazla, büyük parçalarda da küçük parçalara göre daha büyük işleme payı bırakılır
(Tablo6 ).
www.muhendisiz.net
42
www.muhendisiz.net
b) Çekme payı: Metalik malzemelerin kendilerini çekmeleri sebebiyle modelin ölçüleri
dökülecek parçanın ölçülerinden bir miktar fazla olması gerekir. Aksi takdirde, elde edilen
parça boyutları istenenden daha düşük olur. Bu nedenle modeller işleme payı da gözönüne
alınarak bir miktar büyük yapılır. Çekme paylarının hesaplanmasında özel cetveller kullanılır.
Örneğin; kır dökme demir için 101 cm'lik sarı cetvel hazırlanıp 100'e bölünür. Çekme
miktarları malzemenin cinsine göre değişmektedir. Bazı malzemeler için çekme payları aşağıdaki gibidir:
Şekil 49. Serbest, çift taraflı modeller.
www.muhendisiz.net
43
www.muhendisiz.net
Kır dökme demir.... %1
Dökme çelik............%2
Saf alüminyum.....%1,8
Pirinç .... %1,1 -1, 7
Bronz…..% 1,4
Ayrıca, model boyutları ve kesit kalınlıkları arttıkça çekme miktarları azalmaktadır.
Tablo 6. Bazı malzemelerde parça boyutlarına göre seçilmesi gereken işleme payları
c) Modellerin kalıptan sıyrılması: Bilhassa kum kalıpların yapımında, modelin kalıptan
sıyrılması çok dikkatli şekilde yapılmalıdır. Çünkü, bu sırada kalıp bozulmamalıdır. Kenarları
dik modelin sıkışmış kalıptan sıyırılması zordur. Bu sebepten, dik yüzeylere 1/40 ila 1/60
oranında vaya 1° ila 2° lik eğiklik verilmelidir. Fakat bazı hallerde parçaya koniklik vermek
modelin kalıptan kolay sıyrılması için çözüm olmayabilir. Böyle durumlarda, modelin parçalı
olarak yapılması gerekmektedir. Şekil 50'de her İki durum örneklerle gösterilmiştir.
www.muhendisiz.net
44
www.muhendisiz.net
Şekil 50. Konik ve parçalı modellerin sıyrılması.
Çarpılma payı: Geniş ve yassı levhalar, kubbeler gibi dökümlerde düzgün bir model
kullanılması halinde, parçalar çarpılabilmektedir. Bu sebepten böyle hallerde modellerin
uygun bir çarpıklıkta yapılması arzu edilen doğru döküm şeklinin elde edilmesini
sağlamaktadır.
2.3.4. Maça Yapımı
Maçalar, kalıp boşluklarına yerleştirilen ve kapladıkları kısımların dökümden sonra boşluk
olarak çıkmasını temin eden şekillerdir. Döküm sırasında ergimiş metal ile direkt temas
halinde olmaları sebebiyle, aşınmaya, kırılmaya, ani sıcaklık değişimlerine ve metal
sızmalarına dayanıklı olmalıdır. Şekil 51'de bazı maça örnekleri verilmiştir. Maçalar metal,
seramik veya kum esaslı olabilir.
Şekil 51. Çeşitli maça örnekleri.
www.muhendisiz.net
45
www.muhendisiz.net
Kum esaslı maçalar kuru veya yaş olarak kullanılabilirler. Yaş maçalar, genel olarak kuru
maçalardan daha çok sıkıştırılırlar. Bu nedenle gaz geçirme kabiliyetlerinin azalmaması için
kumun zayıf olması gerekir. Kum maçalarda bağlama ve gaz geçirme kabiliyetini artırmak
gayesiyle içerilerine kuru ot, saman, ağaç talaşı, kok, gübre gibi katkılar ilave edilir.
2.3.5. Maçaların özellikleri:
Bütün maçalardan beklenen ortak özellik, dökümden sonra parçadan kolayca ayrılabilmelidir.
Bunun dışında bilhassa kum esaslı maçalardan aşağıdaki özellikler beklenir:
1) Hazırlanma ve döküm kademelerinde şekillerini koruyabilmelidirler. Pişirme esnasında
çatlamamalı, dağılmamalı, ergimiş metalin dökümü sırasında parçalanmamalıdır.
2) Sıvı metal ile teması esnasında mümkün olduğu kadar az gaz çıkarmalıdır.
3) Döküm esnasında meydana gelen gazların kolayca uzaklaşmasını temin için yeterli gaz
geçirgenliğine sahip olmalıdır.
4) Döküm sırasında aşınmayacak ve içerisine gaz sızmasını önleyecek özelliklere sahip
olmalıdır.
5) Ani sıcaklık değişmelerine dayanıklı olmalıdırlar.
Maçalardan beklenen yukarıda sayılan özelliklere; pişirme sıcaklığı ve süresi, içerisindeki
elemanlar etki etmektedir. Pişirme süresinin az olması mukavemeti düşürürken, çok fazla
olması da maçaların gevrek ve kırılgan olmasına sebep olmaktadır. Bağlayıcı olarak hububat
kullanılması halinde düşük mukavemet, hububat-yağ karışımı kullanılması halinde ise en
yüksek mukavemet elde edilir.
2.3.6. Maça imali
Maçaların imali ya maça sandığı ile yada çevirme şablon ile olmaktadır.
Maça sandığı ile maça yapımında, içerisinde maçanın dış şekline sahip bir boşluk bulunan
sandıklardan faydalanılır. Şekil 120'de bir örneği verilen maça sandığı iki veya daha çok
parçalı olup, bu parçalar birbirine pimlerle geçirilir ve yay veya diğer bir yolla tesbit edilirler.
Sandık düz bir yüzey üzerine konur ve içerisine maça malzemesi konarak herhangi bir vasıta
ile sıkıştırılır. Mukavemeti artırmak üzere maça içerisinde tel parçalan konur. Sıkıştırma
sırasında şişleme ve tekrar sıkıştırma yapılır.
Dönel şekilli büyük maçalar, genellikle çevirme şablonla imal edilirler. Bunun için maça
tornaları ve maça demiri olarak üzeri delikli bir gaz borusundan faydalanılır (Şekil 52), Bu
boru şablon mili vazifesi görür ve aynı zamanda gazların dışarı çıkmasını sağlar. Borunun
üzerine maçaya elastiklik vermek gayesiyle saman veya ağaç talaşından yapılmış halat sarılır.
Bunun üzerine de balçık sıvanarak şablonlanır.
Sandıkta maça imalinde çeşitli makinalardan faydalanılır. Böylece maçalar daha çabuk ve
sıhhatli olarak yapılmış olur. Bunlar; doldurma, sürme, pres, sarsma ve üfleme makinalandır.
www.muhendisiz.net
46
www.muhendisiz.net
Şekil 52. Şablonla maça imali.
Doldurma makinaları: küçük ve orta çapta maçaların imalinde kullanılır (Şekil 53). Huniden
konulan maça kumu gövde içerisine düşer. Burada dönel vidayla sıkıştırılarak, değiştirilebilen
kovandan dışarıya çıkarılır. Vida ucunda . bulunan pim maça içerisinde bir gaz deliği
meydana getirir. Sıkıştırma vidası bir el çarkı vasıtasıyla hareket ettirilir. Büyük doldurma
makinalarmda bu hareket bir elektrik motoru ve transmisyon ile sağlanır.
Sürme makinaları: Silindirik, altıköşe, dört köşe veya oval maçaların imalinde kullanılır
(Şekil 54). Maça kumu kovana doldurulur ve kılavuzlu piston vasıtasıyla sıkıştırılır. Üst
yüzeyi kapak yardımıyla sıyrılarak düzlenir, şişlenir ve içerisine maça demiri konur. Daha
sonra sürgü kolunun hareketiyle maça dışarıya alınır. Maçanın boyu, sürgü üzerindeki
taksimat vasıtasıyla ayarlanır.
www.muhendisiz.net
47
www.muhendisiz.net
Şekil 53. Doldurma makinası
Şekil 54. Sürme makinası
Pres makinaları: Maçanın dış şekline sahip dikine konmuş sandıklara üstten basınçlı hava ile
maça kumu doldurulur (Şekil 55). Diğer taraftan presle yanlardan sıkıştırılır. Bu tür makinalar
küçük maçaların imalinde kullanılır.
Sarsma makinaları: Şekil 56'da şematik olarak verilmiş olan bu tür makinalar; yüksek maça
sandıklarını bağlamaya yarayan, vidalı, basınçlı, hava pistonlu bir bağlama tertibatı ve
maçanın sandıkta gevşemesini temin eden bir sarsıcıdan meydana gelir.
Şekil 55. Pres makinesı
Şekil 56. Sarsma makinası
Üfleme makinaları: Maça kumu, basınçlı bir hava ile karıştırılarak bir enjektör memesinin
ağzından maça sandığına üflenir (Şekil 57). Küçük ve orta büyüklükte maçaların imaline
elverişlidir Büyük maçalar için uygun değildir, çünkü sınırlı değerdeki basınç sıkıştırma için
yeterli değildir.
www.muhendisiz.net
48
www.muhendisiz.net
Şekil 57.Üfleme makinası
2.3.7. Maçaların pişirilmesi:
Organik bağlayıcıların maçalara mukavemet kazandırması ancak, maçaların pişirilmesiyle
gerçekleşir. Pişirmeden önce maçalar 110°C civarında bir müddet ısıtılarak suyunun
giderilmesi sağlanır. Daha sonra 150° - 250°C arasında 2 ila 6 saat pişirilir. Pişirme sırasında
organik bağlayıcılar oksitlenerek katılaşırlar. Maçaların pişirme sıcaklık ve süreleri çok
önemlidir. Az pişirilirse, döküm sırasında fazla miktarda gaz kaçırırlar ve dökümün hatalı
çıkmasına sebep olurlar. Fazla pişirme halinde ise; çabuk dağılır ve döküm parçası tam
katılaşmadan parçalanırlar. Maçaların pişirilmesi ya alevli fırınlarda yada elektrik fırınlarında
gerçekleşt irilir.
Alevli fırınlar doğal veya suni gaz, sıvı yakıt ile çalışırlar. Maçalar çekmeceler içerisine
konularak pişirilir. Fırının her tarafında aynı sıcaklığı gerçekleştirmek üzere cebri hava
dolaştırılır. Kontinü fırınlarda çekmeceler veya çekmece-siz maçalar bantlar üzerinde hareket
ederler. Bantların hareket hızları pişirme sürelerine göre ayarlanır.
Elektrik fırınlarında pişirme sırasında maçalar iki yassı plaka arasından geçirilir. Plakalar, biri
çelik diğeri alüminyumdur. Plâkalara yüksek frekans ve voltajda akım tatbik edilir. Pişirme
süresi 2 dakika civarındadır.
2.3.8. Maçaların yerleştirilmesi ve dökümden sonra çıkarılması:
Pişirme fırınından çıkarılan maçanın üzerindeki gevşek kumlar sert fırçalarla temizlenir.
Yüzeydeki ufak boşluklar doldurularak koruyucu bir malzeme ile sıvanır. Temizleme
sırasında gaz kanallarının t ıkanmamasına dikkat edilmelidir.
Maçalar kalıp boşluğuna, sıvı metalin etkisi ile yüzmeyecek biçimde yerleştirilmelidir. Bunun
için oturma yerlerinde metalsel parçacıklarla destekleme yapılır.
Maçaların dökümden sonra çıkarılmasında, kalıp kumuna karışmamasına dikkat edilmelidir.
Çünkü kalıp kumuna karışan maça kumu, bu kumun tane büyüklüğünü değiştirir. Ayrıca
yanmış maça kumu kil ile iyi bir şekilde bağlanamaz.
2.3.9. Kalıplama:
Modeller ve maçalar vasıtasıyla, çeşitli ortamlarda (kum, metal) kalıp adı verilen ve içerisine
döküm yapılan boşlukların oluşturulmasına “kalıplama” denir. Kalıplamada model ve
maçadan başka yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden de faydalanılır. Kalıplamanın ayrıntıları her
www.muhendisiz.net
49
www.muhendisiz.net
bir döküm usûlünde ayrı ayrı ele alınacaktır. Burada yalnız yolluk, çıkıcı ve besleyicilerden
söz edilecektir.
2.3.10. Yolluklar:
Döküm sırasında ergimiş metalin kalıp boşluğuna akışını kontrol ederek, kalıp boşluğunun
tamamen doldurulmasını sağlamak üzere açılan yatay ve dik kanallara "yolluk" adı verilir»
Şekil 58’de şematik olarak bir yolluk sistemi görülmektedir.
Düşey yolluklar; yatay düzleme dik olarak yerleştirilirler, direkt olarak kalıp boşluğuyla
temas etmezler.
Yatay yolluklar; yatay düzlemde bulunur ve kalıp ile direkt temas halindedirler. Ergimiş
metalin kalıbı bozmadan sakin bir biçimde kalıbı doldurmasını, bazı pislik ye cürufun kalıp
boşluğuna girmemesini sağlarlar.
Şekil 58. Bir yolluk sistemi.
Yolluklar testere (Şekil 59), merdiven (Şekil 60) biçimlerinde olabilir. Testere yolluklar
küçük parçaların aynı anda dökülebilmesi maksadıyla kullanılır. Merdiven yolluklar, kalıbın
çabuk doldurulması istenen hallerde kullanılır.
www.muhendisiz.net
50
www.muhendisiz.net
Şekil 59. Testere yolluk.
Şekil 60. Merdiven yolluk.
2.3.11. Çıkıcılar ve besleyiciler:
Metaller katılaşırken; sıvı, sıvı-katı ve katı hallerinde büzülürler ve hacimleri ufalır. Bu durum
ise; dökülen parçalarda iç ve dış büzülme boşluklarına sebep olur. Bu tür hatanın
önlenebilmesi için, besleyici ve çıkıcı adı verilen boşluklardan faydalanılır. Böylece, şekil
61’de görüldüğü gibi büzülme boşluklarının çıkıcı ve besleyiciler içerisinde meydana gelmesi
sağlanarak, sağlam bir döküm elde edilmiş olur. Döküm parçanın katılaşmasından sonra çıkıcı
ve besleyiciler kesilir. Uzun katılaşma aralığı olan malzemelerden parça dökümlerinde büzülmeleri önlemek çok zordur.
Şekil 61. Çıkıcı ve besleyiciler.
Genel olarak çıkıcı ve besleyicilerin görevleri aynıdır. Atmosfere açık olanlara çıkıcı, kapalı
olanlara besleyici adı verilmektedir. Çıkıcılar kendi aralarında üst ve yan çıkıcı olarak ikiye
ayrılmaktadır.
Çıkıcı ve besleyicilerin görevlerini tam olarak yapabilmeleri için, atmosfer basıncı altında
olmaları gerekir. Bunun sağlanabilmesi için, besleyicilerde kalem maçalar kullanılmaktadır.
Ayrıca atmosfere açık olan çıkıcıların üst yüzeylerinde oluşacak bir kabuk tabakaya engel
olabilmek için, yalıtkan veya egzotermik örtülerden faydalanılır (Şekil 62 ve 63).
www.muhendisiz.net
51
www.muhendisiz.net
Şekil 62. Çıkıcıda kabuk oluşması ve bunu engellemek amacıyla kullanılan örtüler.
Şekil 63. Maça kalemlerinin kullanılışı.
2.3.12. Soğutucu levhalar ve iç soğutucular
Katıp içindeki katılaşmanın, istenilen bir yönde oluşmasını sağlayabilmek ve böylece çekme
boşluğu meydana gelmesini önlemek için, çelik, dökme demir gibi malzemelerden hazırlanan
soğutucu levhalar kullanılır.
Soğutucu levhaların kullanım zorluğu gösterdiği yerlerde, iç soğutuculardan faydalanılacağı
gibi, aynı etki, çabuk soğuyan bölgelerin yalıtılması yoluyla da elde edilebilir (Şekil 64).
www.muhendisiz.net
52
www.muhendisiz.net
Çekme boşluklarının soğutma plakaları
yardımıyla önlenmesi
Şekil 64. Soğutucu plakalar ve yalıtkanların kullanılması.
2.4. KUM DÖKÜMÜ
Kum dökümü, kum kalıplara yapılan ve en çok kullanılan döküm usulüdür Kalıplama
işleminin ekonomik olması ve farklı ağırlıktaki parçaların dökülebilmesi sebebiyle tercih
edilmektedir. Kum kalıp metodunun esası, üretilecek parçanın şeklinde olan model vasıtasıyla
kum sıkıştırılarak oluşturulan kalıp boşluğu içerisine ergitilmiş metalin yolluklardan
doldurulmasından ibarettir.
Kalıplamada kullanılacak model, daha önce de belirtildiği gibi tek parçalı, çok parçalı,
yolluklu veya levhalı tipte olabilir. Tek parçalı modellerle kalıplamada yolluk ve çıkıcılar
model üzerinde bulunmaz, elle veya mala ile kalıp üzerinde yapılırlar. Ayrıca, tek parçalı
modeller makina ile kalıplamaya elverişli değildir. Yolluklu modeller, tek ve çok parçalı
modellere göre kalıplama yönünden daha pratiktir. Modellerin imâlatında çekme ve işleme
paylan, boyut toleransları, koniktik düzenlemeleri gözönüne alınmalıdır. Dökme demir
parçalar için aşağıdaki işleme payları alınabilir:
Küçük ve orta boy parça için
Büyük boy parça için
: 2 - 3 mm
: 5 - 7 mm
www.muhendisiz.net
53
www.muhendisiz.net
Dökülecek malzeme çelik ise, işleme payı olarak yukarıda verilen değerlerden daha büyük,
demir dışı metal ise, daha küçük değerler seçilmelidir.
Modele verilmesi gereken koniktik payı mümkün olduğu kadar sonradan işlenecek yüzeylere
verilmelidir. Koniklik eğimi el ile hazırlanan kalıplarda % 0,5 ve makina ile hazırlananlarda
ise % 1 olmalıdır.
Kum dökümde kullanılan modeller genel olarak ağaç malzemeden yapılır. En çok kullanılan
ağaç malzemeler, çam, akçaağaç, ceviz ve ıhlamurdur. Ağaç malzemelerin seçiminde parça
sayısı ve büyüklüğü gözönüne alınır. Çam bünyesinde reçine ihtiva ettiğinden az nem alır,
şeklini değiştirmez ve ucuzdur. Fakat yumuşak ve mukavemetsiz olması sebebiyle, çok az
sayıda parçaların dökümünde kullanılır. Akağaç; çamdan biraz daha serttir, kolayca işlenebilir
ve orta büyüklükte modellerin yapımında faydalanılır. Ceviz ve ıhlamur; kolayca işlenebilen,
şeklini muhafaza eden pahalı ağaçlardır. Bunlar, boyutları tam olması istenen ve çok sayıda
dökülecek küçük modellerin imalinde kullanılır. Modeller rutubetten korumak, kalıptan kolay
çıkarmak ve birbirlerinden kolayca ayırt edebilmek için boyanır. Örnek olarak; dökme demir
modelleri kırmızı, dökme çelik modelleri mavi, demir dışı metal modelleri renksiz, işlenecek
yüzeyler sarı ve maça başları siyah renkte olur.
Seri imalatta döküm parça modelinin uzun müddet devam edecek kalıplama işlemine
dayanması icab eder. Bu sebepten, böyle hallerde modeller metalden yapılır. Metalsel
malzemeden yapılan modeller, ağaç modellere göre daha pahalıdır, fakat herhangi bir tamirata
gerek olmadan uzun zaman kullanılırlar. Malzeme olarak genel olarak alüminyum kullanılır.
Ayrıca dökme demir, bronz, pirinç de kullanılır Model yapımında kullanılan metalin kolay
işlenebilir olması gerekir.
Büyük, fakat az sayıda dökülecek iş parçaları için ağaç malzemeden daha ucuz olan seramik
malzemeler kullanılır. Mühendislik özellikleri aranmayan heykel ve süs eşyası gibi parçaların
dökümünde, genel olarak alçı modeller tercih edilir. Modelin mukavemetini artırmak üzere
alçı içerisine teller konabilir. Seramik modeller kilden hazırlanır ve daha sonra mukavemetini
artırmak üzere pişirilir.,
2.4.1. Kum Dökümde Kalıp Hazırlama
Kalıp hazırlamak, kumda istenilen şekilde bir iz bırakmak demektir. Kalıp hazırlayabilmek
için, model, kalıp malzemesi ve kalıplama takımı (veya maktaları) gereklidir. Kum dökümde
kalıp malzemesi olarak kum kullanılır ve kalıp, kumun ihtiva ettiği nem miktarına göre yaş,
kuru veya cidarları kurutulmuş kalıp ismini alır. Kalıplar;
a) Kalıbın ateşe dayanıklılığını art ırmak,
b) Parça yüzeyine kumun yapışmasını önlemek,
c) Parça yüzeyinin temiz çıkmasını sağlamak gayesiyle tozlanır, boyanır ve kurutulur.
Kalıplama işleminde kullanılan kumlar ve tabii yada sentetiktir. Döküm işleminin emniyetli
bir şekilde yapılabilmesi ve elde edilecek iş parçasının arzu edilen nitelikte olması için
kalıplama kumunun şu özellikleri yerine getirmesi istenir:
a) Mukavemet: Kalıp kumunun yaş, kuru ve sıcak mukavemete sahip olması arzu edilir.
Kuma su karıştırıldığı zaman kalıbın yapılabilmesi için kumun yeterli mukavemete sahip
olması, yaş mukavemeti ifade eder.
www.muhendisiz.net
54
www.muhendisiz.net
Sıvı metal hazırlanan kalıba döküldüğünde, sıvı metal ile temasta olan kum suyunu buhar
olarak kaybeder. Bu durumdaki kumun metalin aşındırma ve basıncına karşı dayanıklı olması
gerekir. Kumun bu özelliği kuru mukavemet ile belirtilir.
Suyu buharlaşan kalıp kumunun bazı özelliklere sahip olması gerekir. Kalıp kumunun
150°C’nin üzerinde metal basıncı ile büyümemesi, sıcaklığın etkisi ile çatlayıp kırılmaması
gerekir. İşte bu Özellikler kumun sıcak mukavemeti ile belirlenir.
b) Plastiktik: Şekil alma ve aldığı şekli koruma kabiliyetidir. Kalıp kumunun plâstikliği,
bünyesinde mevcut kil ve su miktarına göre değişir.
c) Gaz geçirme kabiliyeti: Döküm sırasında meydana gelen gazların kolayca kalıbı
terketmeleri gerekir. Aksi takdirde dökülen parçanın içinde ve yüzeyinde boşluklar meydana
gelir.
d) Ateşe dayanıklılık: Kalıbın sıcak metalle teması sırasında çatlamaması (aksi halde sıcak
metal kalıp dışına akabilir) ve ergiyip parçaya yapışmaması (ilave temizleme masraflarına yol
açar) lazımdır.
e) Dökümden sonra tekrar kullanılabilme : Kumun dökümden sonra tekrar kalıplama
işleminde kullanılabilmesi için, kolay bir şekilde ergiyip topraklanmaya yol açmamalı ve
çatlayıp ufalanmamalıdır.
f) Ucuz olma : Kalıp hazırlama masraflarının yüksek olmaması için, kumun kolay ve ucuz
şekilde temin edilebilmesi gerekir.
Kalıplamada kullanılan tabii kum, tabiatta bulunduğu (kum yataklarında) şekilde kullanılan
kumdur. Kimyasal olarak silisyum dioksit (SiO2) olarak bilinen tabii kum, kuvars tanelerinin
kil, kireç ve diğer maden oksitleri (Fe2 03, K2O, Na2O) tarafından çevrilmesiyle oluşur. Tabii
kumun ateşe dayanıklılığı azdır. Zira, sistemde mevcut maden oksitleri (bilhassa Fe2O3) düşük
sıcaklıkta ergir ve kumun parçaya yapışmasına sebebiyet verirler. Tabii kum, dökme demir ve
demir dışı metallerin dökümünde kullanılır. Kuvarsın ergime sıcaklığı 1770 °C olmasına
rağmen, kumda mevcut diğer metal oksitleri kalıbın ateşe dayanıklılığını düşürürler. Bu
sebepten, kalıp kumu içerisindeki Fe2 O3 ve CaO elementleri zararlı etkileri sebebiyle toplam
olarak %8'in üzerinde olmamalıdırlar.
Kalıplamada kullanılan sentetik kum, bir yıkama sonucu elde edilmiş saf kuvars kumuna arzu
edilen miktar ve özellikte kil ve diğer yardımcı maddelerin ilâvesi ile elde edilen bir
karışımdır. Yardımcı madde olarak bentonit, silis tozu, öğütülmüş zahire artıkları, pülverize
kömür, dekstrin, odun talaşı gibi maddeler kullanılır. Yıkanmış kuvars kumu tane
büyüklüğüne göre sınıflandırıldıktan sonra, % 3 - 5 nisbetinde bentonit ile karıştırılır.
Bentonit çok iyi özellikte olan bir kildir ve ergime sıcaklığı yüksektir. Fakat bentonit,
bünyesine girmiş olan rutubeti kolaylıkla atamaz. Bu bakımdan, sentetik kum ile hazırlanmış
kalıbın cidarlarını kurutmak çok güçtür. Bu sebepten sentetik kum içerisine öğütülmüş zahire
artıkları katılır. Kurutma sırasında zahire artıklarının bırakmış oldukları boşluklardan rutubet
kaçabilir.
www.muhendisiz.net
55
www.muhendisiz.net
Kalıp kumunun tabii ve sentetik olarak sınıflandırılması dışında içindeki kil miktarına,
kullanma yeri ve menşeine göre de gruplandırılması mümkündür. Döküm işlerinde kullanılan
kum, denizden elde edilen kum değildir. Dökümde kullanılan kum, atmosferin kayalar
üzerindeki kimyasal ve mekanik etkisinden meydana gelmiştir.
Kalıp kumu, içerisinde mevcut kil miktarına göre üç cinstir:
1) Zayıf kum : içerisinde % 5 - 8 oranında kil bulunan kumdur. Yaş kalıp zayıf kumdan
yapılır, ince cidarlı döküm parçalarının kalıplarının yapımında kullanılır.
2) Orta yağlı kum : içerisinde % 8 - 20 kil bulunur ve bu kum ile yapılan kalıp kurutulur.
Böylece, mukavemet artışı sağlanmış olur. Orta yağlı kum, büyük ve kalın cidarlı döküm
parçalarının kalıplanmasında kullanılır.
3) Yağlı kum : Fazla miktarlarda (% 20 - 35) kil ihtiva eden kumdur. Bu kumdan yapılan
kalıpların mutlaka kurutulması gerekir.
Kullanma yeri ve menşeine göre de kalıp kumlan üç grupta toplanır:
1) Taze (yeni) kum : Ocaktan gelen veya yeni hazırlanmış ve hiç kullanılmamış kumdur.
2) Eski kum : Döküm işlemi sonunda bozulan kalıptan çıkan kumdur. Bu kumda bulunan
kilin büyük bir bölümü yanmış ve dolayısiyle, bağlayıcı özelliğini kaybetmiştir. Kuvars
taneleri, ani sıcaklık değişimleri sebebiyle ufalanmışlardır. Bu nedenle, eski kumun gaz
geçirme kabiliyeti azdır.
3) Kullanma kumu : Eski kuma % 20 - 50 yeni kum, % 5 -15 taş kömürü tozu ve % 5 -12
oranında su ilâve edilerek elde edilir. Taş kömürü tozunun yanmasıyla açığa çıkan gazlar,
kalıbın sıvı metal ile temasını önler. Böylece, dökülen parçanın yüzeyi temiz olarak çıkar.
Kullanma kumu, model kumu veya doldurma kumu olabilir. Model kumu ince taneli, gayet
iyi hazırlanmış ve kalıbın modele temas eden kısımlarına konan kumdur. Doldurma kumu ise,
iri taneli, yüksek gaz geçirme kabiliyetlidir. Model kumu konduktan sonra, kalıbın geri kalan
kısmı doldurma kumu ile beslenir. Bazı hallerde doldurma kumu olarak eski kum da
kullanılır.
2.4.2. Maça Kumu ve Maça İmali
Dökmek istediğimiz parçanın iç şeklini veren maçalar kum, metal ve seramikten yapılabilir.
Fakat maçalar genel olarak, kumdan imal edilirler. Kullanılmaya hazır bir şekilde imal
edilmiş maça, iki ucundan kalıba oturtulur. Maça imalinde kullanılan kumun mukavemeti ve
gazları geçirme kabiliyeti yüksek olmalı, döküm işlemi sonunda döküm parçadan kolayca
temizlenebilmelidir. Maça yapımında, yüksek kille kum (yağlı kum) kullanılırsa dökümden
sonra çok sertleşen maçanın sistemden uzaklaştırılması zorlaşır.
Maça imalinde %8'den az kil içeren kuma, mukavemet sağlamak üzere organik ve inorganik
bağlayıcılar katılır. Organik bağlayıcı olarak çeşitli yağlar, reçineler, dekstrin, inorganik
bağlayıcı olarak da ateş kili, bentonit ve silis tozu kullanılmaktadır.
Kullanılan yağlar, bitkisel, mineral ve hayvansal esaslı olabilir. Beşir keten, kenevir, haşhaş
ve pamuk yağı bitkisel esaslı yağlardır. Katran yağları, mineral yağ türü olup ekonomiktir.
Balık ve balina yağı da ucuz olan hayvansal yağlardandır.
www.muhendisiz.net
56
www.muhendisiz.net
Buğday, çavdar ve patates gibi tahıl unları, sıcak su ile hamur haline getirilip bağlayıcı olarak
kullanılır.
Maça hazırlandıktan sonra 100 - 200 °C pişirilir. Maça bünyesinde mevcut yağ oksitlenerek
kum tanelerini birbirine bağlar. Fakat döküm sıcaklığında bağlayıcı olarak kullanılan yağ
yanacağından, bağlayıcılık özelliğini kaybeder ve bu nedenle dökümden sonra maça
kolaylıkla çıkarılabilir. Bağlayıcı olarak tahıl unu ilave edilmiş maçalar 175-195 °C'de
pişirilir. Reçineler arasında en fazla kullanılan bağlayıcı kolofonyumdur. Kolofonyum ilave
edilmiş maçalar 140 -175°C'de pişirilir. Maça bünyesinde var olan reçine, maçanın nem
almasına engel olur.
2.4.3. Kalıp Kumu İçindeki Temel Maddeler
a) Kalıplama kumları; içindeki temel maddeler olan kum, kil ve sudan başka bazı katkılarla
beraber hazırlanan bir karışımdır. Kalıplama kumunu oluşturan maddelerin özellikleri
aşağıdaki gibidir
b) Kum : Kalıplama kumunun % 50 - 95'ini meydana getirir. Demir oksit, alkali oksitler ve
kireçten ibarettir. Bu katkı maddeleri kumun ergime sıcaklığını düşürür.
Şekli ise yuvarlak, köşeli veya yarı köşeli olabilir. Dökümhanelerde kullanılan kumlar; yeni
kum, eski kum ve ufalanmış maça kumuna su ve kil katılarak elde edilir.
c) Kil: Kalıplama kumlan % 2 - 50 arasında kil içerir. Kil, su ile birlikte kum tanelerini
birbirine bağlayarak mukavemet ve plastiklik özelliği sağlar Şekil 65'de kil ve suyun kum
taneciklerini birbirine nasıl bağlandığı görülmektedir.
Şekil 65. Kalıplama kumunda kum taneciklerinin birbirine bağlanışı.
d) Su : Kuma % 1, 5 - 8 oranında katılır. Kilin kalıplama kumuna mukavemet ve plastiklik
özelliği vermesini sağlar. Fazla olarak ilave edilecek su; yağ etkisi yaparak kumun plastiklik
ve kalıp yapılabilirlik özelliğini art ırmasına rağmen kumun mukavemetini azaltır.
Diğer katkı maddeleri :
e) Mısır unu : Yaş ve kuru mukavemeti artırmak üzere % 0,25 - 2 arasında katılabilir.
f) Öğütülmüş zift: Demir dökümlerde sıcak mukavemeti artırmak ve düzgün yüzey eldesi için
% 2 oranında katılır.
www.muhendisiz.net
57
www.muhendisiz.net
g) Yumuşak kömür tozu : Kolay temizleme ve temiz yüzey elde edebilmek için kır dökme
demir kalıplama kumuna % 2 - 8 oranında katılır. Büyüklüğü kum taneciklerinden daha
büyük olmalıdır.
h) Talaş : Kumun sıcaklık dayanımını art ırmak için % 0,5 - 2 oranlarında katılır.
i) Silis tozu : Sıcak mukavemeti artırabilmek için % 35 oranına kadar katılır.
j) Demir oksit: Sıcak mukavemet artırımı için % 0.25 -1 oranında katılabilir.
Dökümhanelerde kumlan sürekli olarak kullanırken, kullanıldığı sürece yanan, eksilen katkı
maddelerinin ilavesi gerekir ancak bu şekilde eski kumlar yeni kumlara karıştırılarak
kullanılabilir.
Dökümhanelerde kum hazırlanması sırasında yapılan işlemler Şekil 66'da şematik olarak
gösterilmiştir.
Şekil 66. Dökümhanelerde kum hazırlama akış şeması.
2.4.4. Kumun sıkıştırılmasına yarayan makinelar
Makina ile kalıp yapımı denince, kalıbın sıkıştırılmasının, modelin kalıptan çıkarılmasının ve
maça yapımının çeşitli makinalarla gerçekleştirilmesi anlaşılmaktadır.
1) Basit sıkıştırıcılar: Bunlarda kumun dövülmesi ve sıkıştırılması için basınç kullanılır. El
ile veya pnömatik olarak tatbik edilen basınç kumu, sıkıştırıcı başlık vasıtasiyla model üzerine
iterek sıkıştırır (Şekil 67). En çok kullanılan kalıplama basıncı 1, 4 ila 3, 5 kg/cm2 arasında
değişir. Kalıplama kumu katı parçacıkların plastik bir topluluğu olduğundan, en üste tatbik
edilen basınç sürtünmeden dolayı homojen olarak dağılamaz ve modelin hemen etrafındaki
kuma ancak bir kısmı gelir. Kumların birbirine kenetlenmeleri, kalıplama basıncının model
www.muhendisiz.net
58
www.muhendisiz.net
üzerine kadar iletilmesini önler Bundan dolayıdır kit yalnız basınçla yapılan kalıplama iyi bir
netice vermez. Modelin etrafında daha homojen bir sıkıştırma için, sıkıştırmayla yapılan
kalıplamanın sarsıntıyla kombine edilmesi lazımdır.
Şekil 67. Basit sıkıştırıcı.
2) Basit sarsıntı makinaları: Hava basıncı ile çalışırlar. Kumların sıkıştırılmasında
sarsıntıdan da faydalanılabilir. Sarsıntı makinasmın masasına derece içerisinde model
yerleştirilmiş vaziyette kumla konur ve sarsıntı sağlanır. Her kum koyuşta sarsıntı tekrar
edilir. Böylece, kumun homojen bir şekilde sıkışması sağlanmış olur (Şekil 68). Makinanın
pistonu hava ile yukarı çıkarılır ve yerçekimi etkisi ile bırakılır. Böylece sarsıntı meydana
getirilmiş olur. Bu tip kum sı kıstırmada tatbik edilen en büyük kalıplama kuvveti, model
üzerindedir. Bundan dolayı da, model etrafındaki kumlar çok sert olur. Fakat, kumların
birbirine kenetlenmelerinden dolayı homojen olmayan bir akış meydana gelir ve modelden
uzak olan kumlar daha az sıkışır. Bu sebepten, en son olarak üstteki kumların sıkıştırılması
basınçla itmeyi ve sıkıştırmayı gerektirir.
Şekil 68. Sarsıntı makinası
www.muhendisiz.net
59
www.muhendisiz.net
3) Sarsıntılı sıkıştırıcılar: Bu tip makinalarda kumun sıkıştırılması için, hem sarsıntıdan hem
de basınçlı sıkıştırmadan faydalanılır. Önce alt derece sarsıntıyla kalıplanır, daha sonra üst
derece kalıplanır. Son olarak, alt ve üst dereceler aynı anda basınçla üstten sıkıştırılır. Üst
derece sıkıştırılırken, sıkıştırma tahtasına ilave edilen bir kalıpla sıvı metalin ilk döküleceği
delik de açılmış olur. Daha sonra yolluk ve çıkıcılar hazırlanıp kalıp döküme hazır vaziyete
getirilir. Küçük dökümler için yapılan kalıplama, bu makina ile daha çok hızlandırılır.
4) Sıyırıcılı sarsıntılı sıkıştırıcılar: Sarsıntılı sıkıştırıcı makinalarına model sıyırma tertibatı
ilave edilmiştir. Bu tip makinalar ayrı alt ve üst derece için kullanılır. Bir adam ve bir makina
alt derece kalıplaması ve bir adam ve bir makinada üst derece kalıplaması için kullanılır.
Üçüncü adam ise, maça yerleştirici ve yardımcıdır.
5) Kum atıcılar: Hızla hareket eden kumun çarpmasıyla, kumun sıkıştırılmasını sağlayan
kalıplama aletleridir. Kalıplama kumu, kum at ıcısına bir bandla getirilir ve buradan atıcı
kumu kalıp üzerine süratle atar (Şekil 69). Kuma kazandırılan hız, 3000 m/dak civarındadır.
Modelin tahrip olmaması için kumun başlangıçtaki hızı düşük tutulur, (5 m/sn) ve daha sonra
artırılır (50 m/sn).
Şekil 69. Basit bir kum atıcı
2.4.5. Modelin Kalıptan Çıkarılmasında Kullanılan Makinalar
Makina ile kalıplamada modellerin kalıptan çıkarılmasında dört usül kullanılır.
Kaldırma Usulü: Sıkıştırılmış olan kalıba uygulanan P kuvvetiyle kalıp derece ile beraber
dört ayak vasıtasıyla sallanmadan kaldırılır (Şekil 70-1). Bu usûl, alçak modeller için
uygulanır.
İndirme usulü: Sıkıştırılmış kalıptan model, bir P kuvvetiyle (modele bağlı model levhasının
hareketiyle) aşağıya çekilir (Şekil 70-2). Bu usûl, büyük kalıplar için uygulanır. Çünkü,
derece ve kalıbı kaldırmak için daha büyük enerji harcamak gerekir. Bu sebepten derece sabit
kalır, model aşağı iner.
Çekme usulü: Bu usulde; modelin dış hatlarına göre ortası oyulmuş bir çekme levhası
pimlerine takılır, model bunun ortasına konur, derece oturtulur, kum sıkıştırılır ve sonra
www.muhendisiz.net
60
www.muhendisiz.net
model kumdan çekme yoluyla çıkarılır. Çekme levhası model çıkarken, kalıbın köşelerinin
bozulmasını önler (Şekil 70-3).
Çevirme usulü: Şekil 70-4’de görüldüğü gibi derece model levhasına, model levhası da
makina levhasına bağlıdır. Kalıp sıkıştırıldıktan sonra, C-D ekseni etrafında çevrilerek A-B
yüzeyi alttaki arabaya konur ve daha sonra model kalıpta
Şekil 70. Modellerin kalıptan çıkarılmasında uygulanan usüller.
2.5. KUM DÖKÜMÜNDE KALIPLAMA YÖNTEMLERİ
Kum dökümündeki başlıca kalıplama yöntemleri şunlardır:
A - Yaş kum kalıplama
B - Kuru kum kalıplama
C - Toprak (Balçık) kalıplama
D - Çukur kalıplama
E - CO2 yöntemiyle kalıplama
F - Kabuk kalıplama
G - Çimentolu kalıplama
www.muhendisiz.net
61
www.muhendisiz.net
H - Maça kalıplama
l - Atmosferde kendiliğinden sertleşen kalıplama
J - Vakumlu kalıplama
Bu yöntemler, aşağıda ayrıntılarıyla ele alınmıştır.
2.5.1. Yaş Kum Kalıplama
Bu tür kalıba kurutulmuş kalıp da denir ve % 5-10 mertebesinde rutubet ihtiva eder. Yaş kalıp
ile yapılan döküme, "yaş döküm" adı verilir. Yaş kalıpların tozlanmasında; odun kömürü tozu,
grafit tozu, is , silis veya kuvars unu kullanılır. Saf silis yüksek sıcaklığa dayanır ve kalıbın
erimesine mani olur. Diğer tozlar ise; kalıp ile sıvı metal arasında bir gaz tabakası teşkil
ederler. Bu gaz metal katılaşıncaya kadar cidarları korur ve bilahare kalıbı terkeder. Tozlama
işlemi, toz torbası yardımı ile yapılır.
Kalıplama küçük parçalar için tezgah üzerinde, iri parçalar için yerde kum havuzlarında
yapılır.
Yaş kum kalıp üstünlükleri:
— Kalıp malzemesi ucuz ve tazelenerek, defalarca en ekonomik şekilde kullanılabilir.
— Basittir ve gerektiğinde mekanizasyon da uygulanabilir.
— Değişik metallerin dökümüne elverişlidir. Yaş kum kalıbın sınırları:
— Karmaşık biçimli ve iri parçaların dökümünde kalıp malzemesinin dayanımı yetersiz kalır.
— Kalıp taşıma sırasında bozulabilir.
— Boyut hassasiyeti ve yüzey kalitesi iyi değildir.
2.5.2. Kuru Kum Kalıplama
Hazırlanan yaş kalıp kurutma sobalarında (veya kurutma odalarında) 150 -350° C sıcaklıkları
arasında veya sıcak hava göndermek suretiyle kurutulursa, kuru kalıp elde edilir. Kuru kalıpta
yapılan döküme kuru döküm adı verilir. Kuru kalıp da boyanır. Bu işlem için grafit, odun
kömürü tozu, kil ve sudan meydana gelen bir bulamaç kullanılır. Bu maddelerden grafit ateşe
dayanıklılık, kömür tozları gaz geçirme kabiliyeti ve kil mukavemet kazandırır. Boya
bulamacının kalıp yüzeyine sürülmesi, fırça veya püskürtme yoluyla yapılır. Kurutma işlemi
boyamadan önce veya sonra yapılabilir.
Kalıp yüzeyine püskürtülen su, refrakter malzeme, bentonit, tahıl veya melas gibi bağlayıcı
karışımları kalıp boşluğundaki kumun kalkmasını önlemenin yanı sıra yüzey kalitesini de
arttıracaktır.
Cidarları kurutulmuş kalıp : Kum yüzeyinin (5 - 20 mm arasında bir kum kalınlığı) bir üfleç
yardımı ile kurutulması ile elde edilir. Kalıp içerisinde mevcut rutubetin yüzeye çıkmasına
olanak vermeden döküm işleminin bitirilmesi istenen durumlarda kullanılır.
2.5.3. Toprak (balçık) Kalıplama
Bu tür kalıplama yönteminde kalıba şekil verme amaca uygun şablonlarla hazırlanmaktadır.
Örnek olarak büyük silindirler, kağıt makinaları merdaneleri gibi dönel simetriye sahip ağır
parçaların kalıplanması verilebilir
www.muhendisiz.net
62
www.muhendisiz.net
Böyle büyük parçalarda, tuğla, tahta veya değişik malzemelerle hazırlanan yapı özerine kum, kil,
su ve bazı katkı maddelerinden hazırlanmış harç, sıvanıp şablonla şekil verilir; daha sonra
kalıp sıcak hava veya üfleç yardımıyla kurutulur.
2. 5.4. Çukur Kalıplama
Çukur kalıplar, derecelere boyutları nedeniyle sığamayacak malzemelerin dökülebilmeleri
için kullanılır (1 ... 100 t). Örneğin türbin gövdesi, gemi uskuru gibi.
Model bir çukurda kalıplanır. Üst derece zemine bağlanır. Büyük kütlenin soğuma hızını
azaltabilmek için soğutma işlemi günlerce sürebilir. Boyut hassasiyeti ise fazla iyi değildir (±
6mm). (Şekil 71)
Şekil 71.Çukur kalıplama
2.5.5. CO2 Yöntemi İle Kalıplama
Bu yöntemde kalıp ve maça kumlarına % 1.5 - 6 cam suyu (sodyum silikat) karıştırılır ve
kalıba şekil verildikten sonra kısa bir süre CO2 gazı geçirilir. Kimyasal reaksiyon gereği cam
suyu, silikajele dönüşerek kalıbı sertleştirir.
Bu işlem yapıldıktan sonra dökümün en geç 24 saat içinde tamamlanması gerekir.
Bu yöntemle hazırlanan döküm parçalarının yüzey hassasiyetleri iyi olup, ekonomiklik için
sayı önemli değildir; ayrıca kalıbın kurutulması gibi bir başka işlem de yoktur. Her tip
dökümhanede kolayca uygulanabilir.
Yukarıdaki avantajlarının yanında, yeniden ortamdan nem kapabilmesi tehlikesinden dolayı,
bekleme süresi az olup kalıp ve maçaların, döküm işlemi bittikten sonra dağılma özelliği
tatmin edici değildir. (Şekil 72)
www.muhendisiz.net
63
www.muhendisiz.net
Şekil 72. CO2 yöntemi ile kalıplama
2.5.6. Kabuk Kalıplama
İnce taneli kum ile yüksek sıcaklıkta sertleşen termoset reçine karışımı kalıplama
malzemesidir.
Kullanılan modeller, metal ve levhalı olup kalıplama işleminden önce yüzeylerine özel bir sıvı
püskürtülür. Böylece modelin kalıptan çıkarılması kolaylaşır. Modeller 230 °C civarında
pişirilir ve döndürme tertibatı yardımıyla, üzerlerine kum reçine karışımından oluşan 5-10
mm’lik bir kabuk meydana getirilir. Kabuk modelden sıyrılmadan önce 315°C’de birkaç
dakika pişirilir ve modelden ayrılır. Bu yöntemle karışık bîr şekle ait kalıp hazırlamada, iki
veya daha çok parçalı kabuk hazırlanır; daha sonra yapıştırılarak pişirilir.
Sıvı metalin dökülmesi sırasında kabuk kalıbın deformasyonunu önlemek için, kabuk kalıptan
hazırlanarak son şeklini alan kalıp, iri taneli kum, çakıl veya metal bilya içine yerleştirildikten
sonra döküm işlemine geçilir.
Bu yöntemle + % 0,2 mm1 ye varan hassas toleranslar elde edilebilir. Kalıplar hafif olup, daha
önce hazırlanarak depolanabilir ve yüzey kaliteleri çok iyidir. Buna karşılık metal
malzemeden hazırlanan modeller pahalı olup çok sayıda döküm için ekonomik olur; parça
boyutları sınırlı olup altyapı yatırımı fazladır. (Şekil 73)
2.5.7. Çimentolu Kalıplama
Kalıplama yönteminin kum kalıplamaya göre farkı yoktur. Ancak kalıp kumunun içinde % 8 12 çimento ve % 4 - 6 su bulunması gerekir. Model kalıptan çıkarılmadan önce çimento
sertleşmelidir. Tam bir sertlik için yaklaşık 3 gün gereklidir. Büyük parçaların dökümünde,
mukavemeti, yüzey kalitesi ve boyut hassasiyeti yüksek kalıplar elde edilebilir.
2.5.8. Maça Kalıplama
Maçaların biraraya getirilmesiyle de kalıplar elde edilebilir. Bu yöntem, şekilleri itibariyle
karmaşık parçalara uygulanabilmektedir. Kum ve organik bağlayıcının 125. .. 350°C arasında
sıcaklıklarda pişirilmesiyle elde edilen maça, bu yöntemi pahalı hale getirmektedir.
www.muhendisiz.net
64
www.muhendisiz.net
Şekil 73. Kabuk kalıplama yönteminin aşamaları
2.5.9. Atmosferde Kendiliğinden Sertleşen (Air- Set) Kalıplama
Kalıp malzemesi kum, reçine ve katalizör karışımıdır. Modelin şeklini alan kalıp malzemesi,
organik bağlayıcı ve katalizörünün kimyasal reaksiyonu sonucu 20 dakikadan itibaren
sertleşmeye başlar ve döküm yapılabilir hale gelir.
2.5.10. Vakumlu Kalıplama
Kalıp malzemesi, hiçbir katkı içermeyen kuru kumdur. Bu yöntemde vakum düzeneği üzerine
yerleştirilen levhalı model ısıtılarak üzerine ince bir plastik fol-ye kaplanır. Bu sırada vakum
tatbik edilerek tam modelin şeklini alması sağlanır. Bunların üzerine, içinde vakum borusu
bulunan derece yerleşt irilir ve kuru kum konur. Vakum tatbik edilerek derecenin en üst yüzeyi
de plastik folye ile tam olarak kaplanır. Bu arada alt kutudaki vakum kaldırılır; derece
modelden ayrılır. Böylece hazırlanan iki derece biraraya getirilir, ikisine de vakum tatbik
edilirken döküm yapılır. Katılaşma süreci sona erdiğinde vakum kaldırılır ve kum tanecikleri
dağılır. {Şekil 74)
www.muhendisiz.net
65
www.muhendisiz.net
Şekil 74. Vakumda kalıplama 1. Model; 2. Model levhası; 3. Vakum bölmesi; 4. Hava kanalı;
5. Vakum şekil kafesi; 6. Emme borusu; 7. Folye; 8, Kum
2.6. KUM DÖKÜMDE ERGİTME VE DÖKÜM
2.6.1. Kum Dökümde Ergitme
Ergitme, döküm için sıvı metalin hazırlanmasıdır. Ergitme işlemi dökümhane içerisindeki bir
fırında yapılabilir ve pota adı verilen kaplarla kalıp yolluklarına dökülür. Ergitme kullanılacak
fırının t ip ve büyüklüğü, ergitilecek malzeme cinsi ve dökülecek parça büyüklüğü, sayısına
bağlıdır. Örneğin; 10-200 tonluk ergimiş metal ihtiyacı için elektrik ark fırınları, 100 -1000 kg
için ise endüksiyon fırınlan kullanılmalıdır. Demir dökümü ile uğraşan küçük dökümhaneler
ile, kupol ocaktan kullanırlar. Ergitme fırınları daha sonraki kısımlarda ele alınacaktır.
Hazırlanmış kalıplar dökümhane zemini üzerine tek tek veya üst üste yerleştirilir. Kalıpların
üst üste yerleştirilmeleri, dereceler üzerine ağırlık koyma ihtiyacını ortadan kaldırır (Şekil 75).
Büyük parçaların dökümünde, doğrudan doğruya ergitme fırınından döküm yapılabilir. Bazı
hallerde ise; ergitilmiş metalde homojenliği sağlamak için, birkaç ton ergimiş metal alabilen
ve brülörlerle ısıtılan toplama potalarından faydalanılır. Bu potalarda bir veya birkaç fırından
gelen ergimiş metal toplanır. Döküm el potaları bir (30 kg) veya iki (90 kg) kişilik olur.
Döküm yapılmadan evvel pota üzerindeki cüruf ve pislik alınmalıdır. Bazen temizlemenin
kolay olması için özel potalar kullanılır. Bunlara örnek olarak, çaydanlık tipi veya dipten
boşaltmalı potalar verilebilir.
Şekil 75. Kalıpların yerleştirilmesi
www.muhendisiz.net
66
www.muhendisiz.net
2.6.2. Kum dökümde temizleme :
Döküm işlemi sonunda elde edilen iş parçasının ihtivanın ettiği yolluk, çıkıcı, beslenme
kafası, çapak, maça, soğutma kokili ve yüzeye yapışmış kumun giderilmesi işlemine
"temizleme" denir. Temizleme işleminin nihai iş parçasının maliyeti üzerinde olan etkisi, çok
büyüktür. Bu bakımdan elde edilecek parçanın dizaynı, temizleme işlemini mümkün olduğu
kadar azaltacak biçimde olmalıdır. Tatbik edilen temizleme işlemi iki grupta ele alınır:
1) Kuru temizleme.
2) Yaş temizleme.
2.6.3. Kuru temizleme :
Dökme parçalarının yolluk ve çıkıcıları darbe yardımıyla veya testere, oksijenle kesme ve
yolluk kesme presi ile koparılır. Dökme demirler kırılgan olduklarından, darbe yolu ile bu
işlem kolaylıkla yapılabilir. Bu işlem sırasında döküm parçayı zedelememek için, kırılacak
parça civarında çevresel çentikler açılır. Orta büyüklükteki parçalar için testere kullanılmasına
rağmen, büyük boy parçaların yolluk ve çıkıcılarının kesilmesinde oksijenle kesme kullanılır.
Oksijenin kullanılması bazı hallerde yapı değişikliklerine sebep olur, bu da tavlamayı gerektirir. Böylece masraf artar. Büyük parçaların temizlenmesi daha çok el ile yapılır.
Yüzeydeki kum parçaları ve maçalar keski veya havalı çekiç yardımıyla temizlenir. Çapaklar,
çıkıcı yerleri, yolluk yerleri ve arızalı çıkmış yerler taşlama makinaları ile düzeltilir. Taşlama
işlemi alüminyum oksit ve silisyum karbürden imâl edilmiş taşlarla yapılır. Dökme demirlerin
taşlanmasında genellikle, silisyum karbür taşlar kullanılır. Döküm sonunda parça
yüzeylerinde bulunan kum darbe ile, kum püskürtme suretiyle veya temizleme tamburlarıyla
temizlenebilir. Temizleme tamburlarında daha çok, küçük ve büyüklükleri üniform olan
parçalar temizlenir Böyle bir cihazın ilk yatırım masraflarının az olması, birçok dökümhane
tarafından kullanılmasına imkan vermiştir. Seri halde radyatör imâl eden dökümhanelerde
yüzey kumu ve maçaların temizlenmesi, sarsmalı ve darbeli makinalarla yapılır. Keskin köşeli
kum tanecikleri 2 - 4 atmosfer basınç altındaki hava İle parça yüzeyine sevkedilir. Bu işlem
sonunda yüzeyde mevcut kumlar temizlendiği gibi, parça parlaklık ve mukavemet kazanır.
Kum püskürtme yoluyla temizleme işlemi özel odalarda yapılmalı ve işçiler maske kullanmalıdır.
2.6.4. Yaş Temizleme : Bu usulde tazyikli su veya asit kullanılır. Karışık şekilli dökme
parçaların maçalarını çıkarmak çok zordur ve fazla miktarda toz açığa çıkar. Bu sebepten
böyle parçaların temizlenmesinde 50-100 atmosfer basınç altındaki su, 5 - 8 mm çaplı bir
huzme halinde temizlenecek parça üzerine püskürtülür. Su ile temizlemede toz giderme
tesisatına ihtiyaç olmaz. Döküm parça üzerine yapışmış kum, kurşun, tahta ve çimento
parçacıkları asitle eritilir. Asit olarak H 2 SO4 veya HCI kullanılabilir. HCI kullanılması
halinde sağlığa zararlı olan CI 2 gazı açığa çıkar. Bu sebepten bu asitle temizleme yaparken
dikkatli olmak gerekir.
2.7. KOKİL DÖKÜMÜ
Kalıp malzemesi olarak çelik veya dökme demirin kullanıldığı döküm usûlüne kokil döküm
adı verilir. Bu bakımdan kokil döküm, "metalsel kalıba döküm" olarak da bilinir. Kum
kalıplarda bir defa döküm yapıldıktan sonra kalıp bozulmakta veya kumun kalıplama özelliği
kaybolmaktadır. Metal kalıplarda ise, binlerce döküm yapılabilmektedir. Kokil döküm için
www.muhendisiz.net
67
www.muhendisiz.net
hazırlanacak kayıp maliyeti, kum kalıba göre çok yüksektir. Fakat kokil döküm kalıpları çok
sayıda döküm için kullanıldığından ekonomik olmaktadır.
Metalsel kalıbın ısı iletkenliği kum kalıba göre yüksek olduğundan, dökülen metal hemen
soğur ve kendini çekme sebebiyle kalıba yapışmaz. Metalin kalıba yapışma ihtimalini
azaltmak için, grafit veya kil ihtiva eden bir sıvı kalıp cidarlarına püskürtülür veya sürülür. Bu
malzeme sıcak metal ile temas ettiği zaman, gaz haline geçerek yapışmayı önler. Kokil ve
kum döküm ile elde edilen döküm parçalan mukayese ettiğimizde, kokil döküm parçaların
aşağıdaki üstünlüklere sahip olduklarını görürüz:
a) İş parçasının yüzeyi daha düzgün olup, talaş kaldırmayı dahi gerektirmez.
b) Mekanik özellikler daha yüksektir.
c) referanslar daha dar tutulabilir ve boyutları daha hassas parçalar elde edilebilir.
d) Temizleme masrafı daha azdır.
e) Karmaşık şekilli parçalar kolaylıkla dökülebilirler
Yukarıda sayılan avantajlara rağmen kokil dökümün tatbikini sınırlayan bazı haller mevcuttur.
Bunlar aşağıdaki gibi sıralanabilir:
a) Bir boyut sınırlaması olmamasına rağmen, kokil döküm genellikle çok ufak boyutlu
parçalara tatbik edilir.
b) Bütün alaşımlar metal kalıpta döküme elverişli değildir. Metal kalıpta alüminyum, bakır,
magnezyum, çinko esaslı alaşımlar ve ötektoid üstü gri dökme demir dökülebilir.
c) Az sayıda parça için çok pahalı hale gelir.
d) Kalıptan çıkarma zorlukları sebebiyle bazı parçaların dökümü imkansızdır.
Metal kalıp yüksek ergime sıcaklıkları sebebiyle, çelik malzemeden yapılacak parçaların
dökümü için uygun olmamaktadır. Ayrıca dökülecek malzeme cinsine göre metal kalıp ömrü
değişmektedir. Bunun sebebi malzemelerin ergime sıcaklıklarının farklı olmasıdır. Bundan
dolayı metal kalıp ömrü malzeme cinsine göre aşağıdaki şekilde değişmektedir (Tablo 7) :
Tablo 7.
Dökülebilecek parça büyüklüğü de malzeme cinsine göre değişir. Malzeme cinsine göre parça
büyüklüğü aşağıdaki şekildedir (Tablo 8) :
www.muhendisiz.net
68
www.muhendisiz.net
Tablo.8
Metal kalıba dökümde kalıpların açılıp kapatılması el ile veya hidrolik mekanizmalarla
olabilir. Hidrolik tertibat çok sayıda parça üretiminde kullanılır. Şekil 76’da el ile çalışan bir
kalıp düzeni görülmektedir. Küçük ve düşük ağırlıklı döküm parçalarının imâlatı için sıvı
metalin kalıba doldurulması ve katılaşan dökümün kalıptan çıkarılması el ile yapılabilir. Fakat
döküm sıcaklığı yükseldikçe ve parça ağırlığı arttıkça el ile çalışmak zorlaşır. Bu durumda bu
işlemlerin mekanik tertibatlarla yapılması gerekir.
Şekil 76. El ile çalışan kokil döküm sistemi.
2.8. PÜSKÜRTME (BASINÇLI) DÖKÜM
Sıvı metalin basınç altında metal kalıba doldurulmasıyla elde edilen dökme işlemidir. Bu
döküm usûlünün kökü dökümden farkı, sıvı metalin kalıba basınçla sevkedilmesidir. Her iki
usûlde de metalik kalıp kullanılmaktadır. Püskürtme dökümde basınç kullanılması sebebiyle,
yüksek hızda sıvı metalin kalıba çok hızlı bir şekilde doldurulması sağlanmış olur. Böylece
çok karışık şekilli parçaların dökümü mümkün olur. Genellikle dökülecek malzemenin ergime
sıcaklığı, 1000°C’ nin altındadır. Püskürtme döküm ile çok küçük ve hassas hepsi aynı
özellikte ve seri halde parça dökülebilir. Kullanılan basınç 10-80 atmosfer arasındadır. Elde
edilen parçalara genellikle talaşlı işleme uygulamaya lüzum kalmaz. Ayrıca parçaların
yüzeyleri hızlı soğuma sebebiyle ince yapılı ve yüksek mukavemetlidir. Dökülecek
www.muhendisiz.net
69
www.muhendisiz.net
malzemenin cinsine göre 5.000-100.000 adet döküm yapılabilir. Kalıplar karışık şekilli
olduğundan pahalıdır. Bu sebepten dökümün ekonomik olabilmesi için, dökülecek parça
sayısının 5.000’den az olmaması lazımdır. Püskürtme dökümde, dökülecek malzeme kalıp
malzemesine zarar vermemelidir. Kurşun, kalay, çinko, alüminyum ve magnezyum alaşımlarının bu usul ile dökümü yapılabilir.
Püskürtme dökümde kalıp malzemesi olarak dökme demir, karbonlu çelik, alaşımlı çelik ve
bazen de demir dışı malzemeler kullanılabilir. Döküm sıcaklığı düşük alaşımlar için karbonlu
çelik, yüksek alaşımlar için ise alaşımlı çelik kalıplar kullanılır.
Ergimiş metalin kalıba sevkedilmesi, pistonlu püskürtme makinaları (sıcak hazneli) veya
basınçlı hava püskürtme (soğuk hazneli) makinalarıyla gerçekleştirilir. Kalay, kurşun ve çinko
gibi düşük sıcaklıkta ergiyen alaşımlar için pistonlu püskürtme makinaları kullanılır.
Çoğunlukla mazotla ergitilen alaşım, piston ve kanallar vasıtasıyla kalıba gönderilir. Basınçlı
hava püskürtme döküm makinaları, alüminyum ve bakır alaşımları gibi oldukça yüksek
ergime sıcaklığına sahip malzemeler için kullanılır. Bu makinalarda pistonun vazifesini, hava
yapmaktadır. Piston kullanılırsa, yüksek sıcaklığın tesiri ile piston silindire kaynar ve demirden yapılan piston alüminyumun kimyasal etkisi altında kalır. (Şekil 77 ve 78)
Şekil 77. Sıcak püskürtme döküm yöntemi
Şekil 78. Pirinç, alüminyum veya magnezyumun yatay pistonlu soğuk makinada dökümü
www.muhendisiz.net
70
www.muhendisiz.net
2.8.1. Düşük Basınçlı Döküm
Bu yöntemde, küçük parçalar için endüksiyon fırınında eritilen metale, basınç altında soygaz
uygulanmasıyla kalıp boşluğunun sıvı metal tarafından dolması sağlanır. (Şekil 79)
Şekil 79. Düşük basınçlı döküm
2.9. SAVURMA (MERKEZKAÇ) DÖKÜM
Merkezkaç döküm de denilen bu usulde, ergimiş malzeme dönel bir hareket ile şekillendirilir.
Genel olarak diğer döküm usûllerinde ergimiş metal yerçekiminin etkisi altında iken, savurma
dökümde merkezkaç kuvvetinin etkisi altında da kalmaktadır. Döküm sırasında kalıp dönel
bir hareket yapmaktadır Kalıp ekseni düşey veya yatay olabilir. Buna göre, yatay eksenli ve
düşey eksenli döküm
Şekil 80. Savurma dökümde yatay ve düşey eksenli döndürme sistemleri.
www.muhendisiz.net
71
www.muhendisiz.net
adını alır. (şekil 80). Savurma döküm sayesinde boru, halka gibi dönel şekilli parçalar maçasız
olarak dökülebilirler. Döküm kalıplan, metalden veya kalıp kumundan yapılabilir Döküm
esnasında merkezkaç kuvvetin tesiri ile gazlar sıvı haldeki malzemeden kolayca atılır ve
hatasız, yüksek mukavemetli bir döküm elde edilir. Merkezkaç kuvvetin gaz giderici ve
temizleyici tesiri, devir sayısı artıkça büyür. Gazlar ve özgül ağırlıkları ergitilen malzemeden
küçük olan yabancı maddeler, eksene doğru hareket ederler. Dökme demir ve çelikte savurma
löküm sırasında hafif olan mangan sülfür ayrılır.
Savurma dökümde maçaya gerek olmaması, son zamanlarda bu usulle boru imalini
yaygınlaştırmıştır. Şekil 81' de, savurma döküm yöntemiyle boru mâliyle ilgili bir tesis
görülmektedir. Burada madeni ve dönebilen kalıp dıştan soğutulmaktadır. Dönel kalıp aynı
zamanda ileri geri hareket edebilmektedir. Böylece döküm sırasında kalıp yavaş yavaş ve
sabit bir hızla ilerler. Pota taşıyışı sistem sabit olup, yalnızca potanın eğilmesi hidrolik bir
tertibat sayesinde gerçekleştirilmektedir. Kalıp ısıya dayanıklı molibden çeliğinden yapılmış
olup, içerisi ateşe dayanıklı bir malzeme ile astarlanmıştır.
Şekil 81. Savurma dökümle boru imali.
2.10. ALÇI DÖKÜMÜ
Ana kalıplama malzemesinin alçı olduğu bir döküm usûlüdür. Altın, gümüş, alüminyum,
magnezyum, bakır gibi demir dışı metallerin dökülmesinde kullanılır. Boyut hassasiyetinin
çok iyi, yüzeylerin düzgün olması ve çok detaylı parçaların dökülebilmesi bu usûlün
üstünlükleridir. Fakat kum kalıba göre pahalıdır. Ağır metal alaşımlarından 30 kg’a,
alüminyumdan ise iki tona kadar ağırlıktaki parçalar bu usûl ile dökülebilir. Kalıplama
malzemesi olan alçı CaSO4 olup, çeşitli oranlarda su ihtiva eder.
2.11. KUYUMCU DÖKÜMÜ (Hassas döküm)
Bu usule, hassas ve prezisyon döküm de denir. Başlangıçta kuyumcu ve
dişçiler tarafından kullanılmakta iken, daha sonraları küçük endüstriyel parçalatın dökümünde
de kullanılmıştır. Bu usûlde evvela dökülecek parçanın mumdan bir modeli yapılır. Bu model
üzerine yolluk ve çıkıcılar yerleştirilir Daha sonra bu model sıvı haldeki seramik malzeme
içerisine yerleştirilir ve seramik malzeme kalıp etrafında bir kabuk teşkil edecek şekilde
www.muhendisiz.net
72
www.muhendisiz.net
katılaşması sağlanır. Bundan sonra içerisinde mum model bulunan seramik kabuk ısıtılır.
Böylece mum eriyerek dışarı akar ve seramik içerisinde dökülmesi istenen parçanın şeklinde
bir boşluk elde edilmiş olur. Ergitilmiş metal bu boşluğa dökülür ve katılaşmadan sonra
seramik kalıp kırılarak parça çıkarılır. {Şekil 82) Son derece karışık parçalar temiz ve tam bir
şekilde bu usulün tatbikiyle elde edilebilir. Bilhassa talaş kaldırılarak işlenmesi veya
dövülebilmesi mümkün olmayan alaşımlardan yapılacak hassas parçalar bu usûlle imâl edilir.
Ayrıca son derece karışık şekilli parçaların dökümü kolayca yapılabilir. Çünkü bu usûlde
koniklik verme mecburiyeti yoktur Kuyumcu dökümde dikkat edilmesi gereken en önemli
husus, dökülecek metalin karakterine uygun seramik malzemenin ve bağlayıcının seçimidir.
Şekil 82. Kuyumcu dökümde işlem sırası
2.12. SÜREKLİ DÖKÜM
Sürekli döküm usulü, ergimiş metalin su ile soğutulan, iki ucu açık bir kalıptan geçirilerek
katı hale dönüştürülmesi metodudur Genellikle, şekilsiz veya az şekilli uzun parçaların
dökümü yapılmaktadır. Daha çok düşük ergime sıcaklıktı malzemeler ve bakır alaşımlarına
www.muhendisiz.net
73
www.muhendisiz.net
tatbik edilir. Şekil 83'de düşey bir kalıp ile, sürekli döküm vasıtasıyla çubuk mamul imâli
görülmektedir. Kalıbın üst
ucundan ergimiş metal dökülür, alt ucundan çeşitli çap ve profillerde çubuk elde edilir.
Sürekli döküm sayesinde aşağıdaki üstünlükler sağlanmaktadır:
a) Düzgün olmayan teşekküller ve bozulmalar önlenmektedir.
b) Randıman %100'dür.
c) İngotlara göre daha düzgün bir yüzey elde edilmektedir.
d) Segregasyonların azalması sebebiyle, yüksek kalitede malzeme elde edilmektedir.
e) Soğutma hızı kontrol edilerek, tane büyüklüğü ve yapının ayarlanma imkanı vardır.
f) işlem ekonomiktir.
Şekil 83. Sürekli döküm sistemi
2.13.BİTİRME İŞLEMLERİ
Sıvı metalin kalıba doldurulduğu andan başlayarak parçanın mamul haline gelinceye kadar
geçirmiş olduğu tüm işlemler Bitirme işlemleri olarak tanımlanır. İmal edilen parçaların
özelliklerine ağlı olarak bitirme işlemleri; kalıbı soğutma, bozma, yolluk ve çıkıcıların
ayrılması, temizleme, çapak kesme, onarım, ısıl işlemler ve yüzey işlemleri önemli
kademelerdir.
2.13.1 Kalıp Bozma
Sıvı metal kalıba doldurulduktan sonra parçaların ve kalıbın malzemesine, parça boyutlarına
ve şekline bağlı olarak bir süre kalıpta soğutulması gerekir.
www.muhendisiz.net
74
www.muhendisiz.net
Tablo 9. Kum kalıp içindeki çelik ve kır dökme demir parçaların kalıp açma sıcaklıkları
Parçaların Özellikleri
Kalıp açma sıcaklığı [C]
- 200 Kg'a kadar basit şekilli parçalar.
800
- Cidar kalınlıkları farklı, düğüm noktalan ve kütleli
yerleri soğutucularla soğutulan parçalar.
- Kütle yığılmaları olan yerlere soğutucu
konulamayan yukarıdakilere benzer parçalar
- Soğuma sırasında serbest büzülemeyen, yırtılma ve
deformasyon olasılığı olan parçalar.
600
400
200
Parçaların kalıptan çıkarıldığı sıcaklığa kalıp bozma {kalıp açma) sıcaklığı denir (Tablo 9).
Soğutma süresince kalıplar, döküm yapılan yerde bekletilebildiği gibi, soğutma bantları
üzerinde bir yandan belirli bir hızla kalıp bozma bölgesine yanaşırken de soğutulabilir. Kalıp
açma sıcaklığı; parçanın dayanımı, iç yapı değişimleri, kalıcı iç gerilmeler gibi faktörlere
bağlıdır.
Kalıp bozmada; döküm parçalan, kalıp kumu ve dereceler birbirinden ayrılır Bozma işlemi;
elle, havalı çekiçlerle, itme presleri ile sarsma ve vibrasyon masaları üzerinde bazen de
derecesiz kalıp blokları döner tamburlar içinde veya granül püskürtme odalarında yapılabilir
(Tablo 10).
Dereceli veya derecesiz kalıplar bozularak döküm parçalan kalıptan çıkarılırken, parçalar
içindeki maçalar da bir ölçüde dağılırlar. Kalıp bozma işleminde parçaların dış bölgelerinde
bulunan maçalar, iç bölgelerdeki delik ve kanal maçalarına göre daha kolay dağılırlar.
2.13.2. Yolluk ve Çıkıcıların Ayrılması
Parçaların üzerindeki yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parça üzerindeki yerinin kolay ayırmaya
uygun biçimde düzenlenmesi gerekli olup rahat uzaklaştırılabilmeleri için en azından ayırma
bölgelerindeki yapışmış sert kum tabakalarının da temizlenmesi gerekir (Tablo 11). Bu
nedenle kalıp bozma işlemini genellikle granül püskürtme (basınçlı hava veya savurma
çarkları ile parça üzerine hızla püskürtülen belirli tane büyüklüğünde sert malzeme) işlemi
takip eder.
Yolluk, çıkıcı ve besleyiciler parçadan; el ve havalı çekiçler, keskiler, testereler, kesme
presleri, özel ayırma makinaları gibi mekanik ayırma vasıtaları ile ayrılırlar. Bunlara alevle
yakarak, elektrik arkı ile eriterek kesme donanımlarını da ilave etmek gerekir.
2.13.3. Temizleme
Kesilen yolluk, çıkıcı ve besleyicilerin parçalar üzerindeki izleri ve çapaklar taşlanır.
Gerekirse bir kere daha granül püskürtme işlemi yapılabilir (Tablo 12).
Çapak temizlemede Mekanik yöntemler (Keski, taşlama, pres, freze, eğeleme, fırçalama, ince
taşlama, granül püskürtme), Elektrokimyasal yöntemler ve termik yöntemler kullanılmaktadır.
www.muhendisiz.net
75
www.muhendisiz.net
Taşla kesme işleminde ayırma yeri normal olarak temizdir. Diğer ayırma yöntemleriyle
(kırma, mekanik kesme, yakarak kesme gibi) yolluk ve besleyicilerin ayrılması daima ilave
bir temizleme işlemini gerektirir.
Tablo 10. Başlıca kalıp bozma yöntemleri ve uygulama sınırları
www.muhendisiz.net
76
www.muhendisiz.net
Tablo 11. Yolluk ve besleyicilerin parça üzerindeki yerinin kolay ayırmaya uygun biçimde
düzenlenmesi.
www.muhendisiz.net
77
www.muhendisiz.net
Tablo 12. Parçada temizleme konuları ve giderilmesi
2.14. DÖKÜM HATALARI VE KONTROLÜ
Döküm yöntemi ile üretilen parçaların kalitesini etkileyen faktörlerin sayısı çok fazladır.
Parçada ortaya çıkan hata çok sayıda faktörün bir veya birkaçının sonucu olabilir.
2.14.1. Döküm Hataları
Genel olarak hatalar; dökümde kullanılan malzeme ve ekipmanın yanlış seçiminden, imalat
sırasında sıcaklık, kalıp kumu bileşenleri ve nem gibi fiziksel kontrollerin yeterli tamlıkta
yapılmamış veya hiç yapılmamış olmasından kaynaklanır.
Döküm parçalarda rastlanan hatalar çok çeşitli sebeplerden kaynaklanmaktadır:
— Döküm malzemesine,
— Kalıp ve maça özellikleri ile kalitesine,
— Yolluk ve çıkıcı sistemine,
— Döküm metoduna,
— Kalıp bozma f aktörlerine,
— Parça temizleme ve uygulanan ilave işlemlere
www.muhendisiz.net
78
www.muhendisiz.net
Döküm parçalarındaki hataları; dış ve iç olarak iki ana gruba ayırmak mümkündür (Tablo 13
ve 14)
İmal edilecek parçanın döküme uygun dizayn edilmemiş olması da çok çeşitli hatalara neden
olmaktadır (Tablo 15).
Tablo 13. Döküm parçalarında; dış hataların gruplandırılması
Tablo 14. Döküm parçalarında; iç hataların gruplandırılması.
www.muhendisiz.net
79
www.muhendisiz.net
Tablo 15. Parça dizaynına bağlı döküm hataları.
2.14.2. Dökülmüş parçaların kontrolü
Döküm parçalarında kontrol edilen başlıca özellikler şunlardır:
— Kimyasal bileşim,
— Mekanik mukavemet,
— Yapı sürekliliği (Boşluksuz, çatlaksız, segregasyonsuz),
— Biçim, boyut ve yüzey tamlığı,
— Fiziksel özellikler.
www.muhendisiz.net
80
www.muhendisiz.net
Bu özelliklerin geniş gruplandırılmaları Tablo 16' da verilmektedir.
Döküm parçalarının yukarıda belirtilen kontrolleri yalnızca parçaların malzemeleri ve ısıl
işlemleri hakkında bir değerlendirme olanağı sağlar
Döküm parçası içindeki makro ve mikro boşluklar, kum, cüruf gibi yabancı maddeler, parça
dışı ve içi çatlaklar, döküm parçanın çıkartılması için de çeşitli tahribatsız muayene usulleri
kullanılır.
Kullanılan Tahribatsız usullerin belli başlıları şunlardır:
— Gözle kontrol,
— Ses ve vurma ile kontrol,
— Penetrasyon kontrolü,
— Manyetik toz ile kontrol,
— Dağlama ile kontrol [Ayıraç: % 2 Amonyum asetat + % 15 Kalsiyumbikromat + % 83
Su],
— Ultrasonik kontrol,
— Röntgen ışınları ile kontrol,
— Gama ışınları ile kontrol,
— Basınçlı su ile kontrol.
Tablo 16. Dökümde kontrol çeşitleri
www.muhendisiz.net
81
www.muhendisiz.net
2.14.3. Döküm Uygun Parça Tasarımı
Bir parçanın döküm yöntemiyle imali kararlaştırıldıktan sonra, parçanın geometrik şeklinin,
malzemesinin ve taşıyacağı zorlama seviyesinin, hangi döküm yöntemine uygun olduğunun
belirlenmesi gerekir. Her parça, her döküm yöntemiyle imal edilemez. Çok karışık bir şekle
sahip parça ile basit bir şekle sahip parçanın aynı döküm yöntemiyle imal edilmesi, hem
imalat tekniği açısından ve hem de ekonomiklik açısından uygun değildir.
Bir parçanın belirli bir döküm yöntemine uygun olup olmadığına karar verilebilmesi için,
parçanın aşağıdaki kriterler bakımından incelenmesi gerekir.
a) Zorlamalar
b) Malzeme
c) Enerji
d) Süre
e) Maliyet
Döküm parçalarının tasarımı, genel imalat tekniği prensipleri yanında, özel döküm tekniği
prensiplerinin de gözönünde tutulmasını gerektirir. Bu özel döküm tekniği prensipleri
arasında, sıvı haldeki döküm malzemesinin döküm kalıbını doldurmaya yeterli miktarda
olması ve soğuma esnasında özellikle katılaşma sıcaklık alanında oluşacak büzülmeye
müsaade etmesi gerekir.
Döküm parçalarının tasarımında, muhtemel problemleri en aza indirmeye yönelik beş tasarım
kural aşağıda verilmiştir:
1. Kural: Doldurma işleminin, türbülans oluşturmayacak şekilde yapılması ve döküm
sırasında oluşan gazların ve havanın kalıptan tam olarak çıkması sağlanmalıdır (Tablo 17
Şekil 1 ila 2).
2. Kural: Parçanın her tarafının mümkün olduğunca aynı hızla soğuması ve katılaşması
sağlanmalıdır (Şekil 3 ila 7).
3. Kural: Büzülmeyi sınırlayıcı nedenler en aza indirilmelidir (Şekil 8 ila 12).
4. Kural: Döküm kalıbının şekli, mümkün olduğu kadar basit olmalıdır (Şekil ila 16)
5. Kural: Sonradan kesilerek uzaklaştırılmaları gereken yolluk, çıkıcı ve besleyici gibi
döküm çapakları, kolayca ulaşılabilecek şekilde yerleştirilmelidir (Şekil 17).
www.muhendisiz.net
82
www.muhendisiz.net
Tablo 17. Dökümde uygun şekillendirme kurallarına örnekler.
www.muhendisiz.net
83
www.muhendisiz.net
Tablo 17’nin devamı
www.muhendisiz.net
84
www.muhendisiz.net
Tablo 17’nin devamı
www.muhendisiz.net
85
www.muhendisiz.net
PLASTİK ŞEKİL VERME
3.1. PLASTİK ŞEKİL DEĞİŞİMİNİN ESASLARI
Şekil değişimi, bir malzemenin kuvvet etkisi altında başlangıçtaki biçimini değiştirmesi
demektir. Şekil değişimi elastik veya plastik şekilde olabilir. Elastik şekil değişimi, kalıcı
olmayan şekil değişimi; plastik şekil değişimi, kalıcı şekil değişimi demektir.
Bir malzemeye kuvvet etki ettiği zaman; bu kuvvetin etkisi ile malzeme yapısına bağlı olarak
ya kalıcı bir şekil değişiminden sonra kırdır veya önemli bir kalıcı şekil değişimi olmadan
kırılır. Birinci davranışı gösteren malzeme sünek, ikinci davranışı gösteren malzeme gevrek
olarak adlandırılır.
Malzemelere etki eden kuvvetler, şekil 84' de görüldüğü gibi malzeme üzerinde basma, çekme
ve kayma biçiminde şekil değişimine sebep olurlar. Başlangıçtaki boyutu , kesiti A0 olan bir
çubuk (plastik şekil değiştirebilen), bir P kuvveti ile çekmeye maruz kalırsa; boyu l ve kesiti
A olur. Bunun sonucu olarak elastik alanda malzeme aşağıda tarif edilecek a çekme gerilmesi
altında e yüzde şekil değişimine uğrar.
P
,
A
I  I0
I0
Şekil 84. Şekil değişiminde temel haller.
Bu bağıntılar elastik şekil değişimi alanında geçerlidir. Malzeme kopacak şekilde kuvvetin
artırılmasına devam edilirse, plastik şekil değişimi başlar ve nihayet parça kopar. Bu
kademeler yumuşak bir çelik için şekil 85' de görülmektedir. Burada A ile gösterilen
noktadan sonra malzemede plastik şekil değişimi başlamaktadır.
Şekil 85. Yumuşak çeliğin çekme diyagramı
www.muhendisiz.net
86
www.muhendisiz.net
Yukarıda verilen bilgilerin ışığı altında, malzemelere plast ik şekil değişimi olacak biçimde
kuvvet uygulayarak şekil vermeye, "plastik şekil verme" adı verilmektedir. Malzemelerin bu
özelliklerinden faydalanılarak, onları arzu edilen faydalı şekil haline getirme mümkün
olmaktadır.
3.1.1. Plastik Şekil Değiştirme Mekanizması
Metaller esas olarak, atomların belirli düzenlerde bir araya gelmesiyle oluşan kristal
kafeslerinden meydana gelir. Atomların kafes içerisindeki diziliş biçimlerine göre hacim
merkezli, yüzey merkezli, sıkı düzen heksagonal gibi kafes tipleri mevcuttur (Şekil 86).
Şekil 86. Temel kafes türleri
Kristal kafesleri biraraya gelerek taneleri, taneler de biraraya gelerek malzemeyi meydana
getirirler. Şekil değişimi, bu kristal kafeslerinin birbirine göre hareket etmesi ile oluşmaktadır.
Kafeslerin hareketleri kayma, ikiz teşekkülü ve ikisinin birlikte olmasıyla meydana gelebilir.
Şekil 87’de bu hareketler şematik , olarak verilmiştir. Kuvvet etkisi olmayan kübik kafeste
düzlemler arasındaki açı dik açıdır. Kaymada; kuvvet etkisi ile kristal kafesler birbiri özerinde
kayar ve kafes düzlemleri arasındaki açı 90° dir. ikiz teşekkülünde ise; kafes düzlemleri
birbiri üzerinde kaymaz, fakat aralarındaki açı değişir. Makro seviyede bu hareketler şekil 88'
de görüldüğü gibidir.
Şekil 87. Şekil değişiminde kafes hareketleri
Kayma düzlemleri arasında birçok, kayma olmayan düzlem de bulunur. Kaymalar ilerledikçe;
kafeslerin şekil değiştirme kabiliyeti azalır, sonunda düzlemler arasında ayrılma meydana
gelir ve parça kopar, ikiz teşekkülü, birbirine dikey olan düzlemler arasında meydana
gelemez. Yüzey merkezli kübik, hekzagonal ve rombik kristal kafeslerde meydana gelir.
www.muhendisiz.net
87
www.muhendisiz.net
Şekil 88. Şekil değişiminde makro hareketler.
Kaymayı açıklayan şekil incelenirse; iki düzlem birbirine göre kayma düzleminde atomlar
arası mesafe kadar ilerleyebilmesi için, o düzlemde var olan bütün atomların bağlarının
kopması gerekmektedir Bu işi sağlamak için gerekli kuvvet hesaplandığında, bunun deneyle
bulunandan çok daha büyük (100 ila 1000 defa) olduğu görülmektedir. Bu fark, dislokasyon
adı verilen kafes hatalarına bağlanmıştır. İlk zamanlarda teorik olan bu düşünce, bugün artık
elektron mikroskobuyla görülmüş ve kanunları ortaya konmuştur. Dislokasyona haiz bir kafes
sisteminde bütün düzlemde kaymayı sağlamak İçin, gerekli kuvvetin sadece birkaç atomun
bağını koparabilecek mertebede olması kafi gelmektedir. Parça özerinde görülebilir bir
deformasyonun olabilmesi için çok büyük sayıda dislokasyonun olması gerekir. Son
araştırmalar göstermiştir ki normalize edilmiş bir malzemede dislokasyon yoğunluğu 106 - 108
cm / cm3 mertebesindedir.
Kaymalar, kafeslerin atom yoğunluğunun en yüksek olan düzlemlerinde meydana gelir.
Bunun sebebi; bu düzlemlerde atomlararası mesafe kısaldığı için, dislokasyon adımı da
kısalmakta ve daha az bir kuvvet dislokasyonu hareket ettirebilmektedir.
3.1.2. Plastik Şekil Değişimine Etki Eden Faktörler
Malzemelerin plastik şekil değişimi karşısındaki davranışları; malzemenin kimyasal bileşim
ve iç yapısı, şekil verme sıcaklığı, şekil verme hızına bağlıdır. Malzemenin kimyasal bileşim
ve iç yapısına göre; malzeme ya kolayca şekil değiştirir ve istenen biçimi alır veya zor şekil
değiştirir, istenen biçimi almadan kırılır. Şekil değişimi sırasında malzemenin sıcaklığına
bağlı olarak plastik şekil değişimi, “soğuk şekil değiştirme” ve “sıcak şekil değiştirme” olarak
ikiye ayrılır.
3.1. 2.1. Plastik Şekil Değiştirmeye Sıcaklığın Etkisi:
Sıcak şekil değiştirmede; şekil değişiminin ortaya çıkardığı iç yapı ve mekanik özelliklerdeki
değişmeler şekil değişimi sırasında ortadan kalkar ve malzeme şekil değişiminden önceki
özelliklerine sahip olur. Soğuk şekil değiştirmede ise; şekil değişimi sonundaki özellikler,
başlangıçtaki özelliklerden farklıdır ve herhangi bir işlem yapmadan malzeme eski
özelliklerini kazanamaz.
www.muhendisiz.net
88
www.muhendisiz.net
3.1.2.2. Soğuk Şekil Değiştirme
Soğuk şekil değiştirmede, kuvvetin etkisi altında malzemenin kristal kafeslerinde kayma, ikiz
teşekkülü veya her ikisi birden meydana gelir. Bunun sonunda taneler uzar. Şekil değişiminin
ilerlemesiyle; malzemenin şekil değişimine karşı mukavemeti artar. Eğer şekil değişimine
devam edilirse, malzemede çatlama ve yırtılmalar meydana gelebilir. Soğuk şekil değişimi
sonunda malzemenin mukavemeti ve sertliği artar, sünekliği azalır.
Soğuk şekil değiştirme sonunda sertliğin artması, "şekil değiştirme sertleşmesi" (Pekleşme)
olarak adlandırılır.Sertleşme miktarı malzemenin cinsine de bağlıdır. Alaşım elemanı ilavesi
malzemenin akma sınırını yükselttiğinden, alaşımlı malzeme alaşımsız malzemeye göre daha
fazla sertleşir. Soğuk şekil değişimi sonunda metallerin sertleşme ve mukavemetlerinin
artmasını izah eden çeşitli teoriler mevcuttur. Bunlardan en eskilerinde kafesin bozulması, iç
gerilmelerin teşekkülü ve kayma düzlemleri civarında parçalanan kafeslerin meydana
getirdiği amorf metalin şekil değiştirmenin devamını güçleştirmesi bu sertleşmenin sebepleri
olarak belirtilmektedir. Bugünkü teoride ise, sertleşmeye birbiri ite karşılaşan ve birbirinin
hareketini engelleyen dislokasyonların sebep olduğu ifade edilmektedir.
Plastik şekil değişimi sonunda malzemenin çekme ve yorulma mukavemeti, sertliği,
elektriksel direnci ve kimyasal çözünmesi artar; fakat uzama, alan küçülmesi ve sürünme
kabiliyetleri azalır. Soğuk şekil değişimi sonunda malzeme yüksek bir iç enerjiye sahip olur
ve atomları daha dengeli mevkilere yayılmak isterler. Bu yayılma oda sıcaklığında çok yavaş
meydana gelir. Sıcaklık yükseltilirce, atomların yayınması (difüzyonu) hızlanır ve bunun
sonucu olarak malzeme tekrar eski sünekliğini kazanır. Böylece, soğuk şekil değişimine uğramış malzeme ısıl işlem yoluyla yumuşatılabilir.
Isıl işlem yapılınca, sertleşmiş malzemenin tekrar eski özelliklerini kazanmasını sağlar. Düşük
sıcaklıklarda malzemenin iç yapısı değişmemesine rağmen; elektriksel iletkenlik ve
mukavemet biraz artar, iç gerilmeler azalır. Bu durum "malzemenin eski halini alması" olarak
adlandırılır. Kazanılan mukavemeti kaybetmeden, iç gerilmelerin azaltılması, istenen bir
durum olmaktadır.Yeniden kristalleşmenin başlangıcında, plastik şekil değişimi sonunda
uzamış taneler arasında yeni taneler teşekkül etmeye başlar. Bu tanelerin teşekkül etmeye
başladığı sıcaklık "yeniden kristalleşme sıcaklığı" olarak adlandırılır ve metalden metale göre
değişir. Tekrar kristalleşmiş taneler, şekil bakımından düzgün, kayma çizgileri ihtiva etmez ve
genellikle küçüktürler. Tekrar billurlaşma; mekaniksel özelliklerdeki ani değişiklik, uzamış
tanelerin kaybolması, kayma çizgilerinin görülmemesi ve tane büyümesi ile tanınır.
Tekrar kristalleşen taneler aynı kafes yapılarını korurlar ve bu sebepten tekrar kristalleşme,
faz değişikliğini içine alan ısıl işlemlerden farklıdır. Metalin tekrar kristalleşme sıcaklığından
ani soğutulmasıyla, sertleşme eğilimi yoktur. Örneğin; soğuk plastik şekil değiştirmiş demir
ve yumuşak çelikler yaklaşık 500-700 °C arasında tekrar kristalleşir. Bu sıcaklık değerleri
kritik bölgenin altındadır. Pirinç için soğuk plastik şekil değiştirme oda sıcaklığında olur,
molibden ve tungsten malzemelerde 800 °C de yapılan şekil değişimi hala soğuk plastik şekil
değişimidir. Tarif olarak soğuk plastik şekil değişimi, tekrar kristalleşme sıcaklığının altında
yapılan şekil değişimidir. Tekrar kristalleşme sıcaklığına etki
eden faktörler aşağıdaki şekilde sıralanabilir:
a) Tekrar kristalleşmenin olabilmesi için, belirli bir soğuk şekil değiştirmeye ve sıcaklığa
ihtiyaç vardır.
www.muhendisiz.net
89
www.muhendisiz.net
b) Plastik soğuk şekil değiştirme ne kadar az ise, tekrar kristalleşme sıcaklığı o kadar
yüksek olur.
c) Uzun tavlama süresi, gerekli kristalleşme sıcaklığını düşürür.
3.1.2.3. Sıcak Şekil Değiştirme
Plastik şekil değiştirme tekrar kristalleşme sıcaklığının üstünde bir sıcaklıkta yapılırsa, işleme
"sıcak plastik şekil değiştirme" adı verilir. İşlem sırasında şekil değiştirme hızı, derecesi ve
sıcaklığı uygun seçilmişse; malzemenin şekil değişimi sonunda sertliği değişmez, ufak taneli
ve yüksek mukavemetli bir yapı elde edilir. Yukarıda sayılan şartların uygun seçilmesiyle;
şekil değişimi sonunda meydana gelen yapı değişikliği, tekrar kristalleşme ile düzeltilmiş,
olur.
Sıcak şekil değiştirmede, şekil değişimi için harcanan enerji soğuk şekil değiştirmeden daha
azdır. Ayrıca sıcak plastik şekil değişimi çatlama olmadan şekil değîşebîlme kabiliyetini
yükseltir ve yüksek sıcaklıktaki hızlı difüzyon ile de döküm ingot yapıdaki kimyasal
homojensizliklerin ortadan kalkmasını sağlar. Hava kabarcıkları ve gözenekler, bu boşlukların
birbirine kaynaması ile ortadan kaldırılır ve dökümün uzun, kalın taneleri kırılarak aynı
büyüklükte tekrar kristal-leşmiş taneler meydana gelir. Sıcak şekil değiştirme sonunda ortaya
çıkan değişmeler, döküm yapıya nazaran süneklik ve tokluğu artıracak yöndedir.
Yukarıda sayılan avantajların yanında sıcak plastik şekil değişiminin de bazı dezavantajları
vardır. Yüksek sıcaklığa kadar ısıtıldığından, metal ile fırın atmosferi arasındaki reaksiyonlar
istenmeyen sonuçlar verir. Genellikle sıcak şekillendirme havada yapılır ve meydana gelen
oksidasyondan dolayı, önemli oranda metal kaybı olur. Molibden gibi bazı reaktif metaller
oksijenle gevrekleşir, bu sebepten soy atmosfer altında şekil verilmelidir. Çeliklerin sıcak
şekillen-dirilmelerinde yüzeyde karbon kaybı olur. Bütün bunların yanında, gerekli ısıyı
sağlamak için ilave masraf yapılır.
Sıcak plastik şekil verme için en düşük sıcaklık; tekrar kristalleşme zamanında şekil
değiştirme sertleşmesini önleyerek hızdaki şekillendirmedeki en düşük sıcaklıktır. En yüksek
sıcaklık ise, ergime noktası veya aşırı oksitlenmenin olduğu sıcaklıktır. Genellikle en yüksek
sıcaklık olarak, ergime noktasının 100 °C altındaki değer alınır.
Pahalı bir usül olan sıcak plastik şekil değiştirmenin avantajları aşağıdaki şekilde
özetlenebilir:
a) Şekil değiştirme sıcaklığı yükseldikçe, metale istenen şekli vermek için gerekli enerji
miktarı süratle azalır.
b) Metalsel malzemelerin çatlamadan ve kopmadan şekil değiştirme kabiliyetleri, sıcaklıkla
orantılı bir şekilde artar.
c) Metalin içindeki heterojenlikler, yüksek sıcaklıkta yapılan dövme ile kolaylıkla
giderilebilir.
Yukarıdaki son madde, dökme ve dövme parçalar arasındaki en önemli farkı izah etmektedir.
Genel olarak dökme ve dövme parçaların çekme mukavemetleri arasında çok bariz bir fark
www.muhendisiz.net
90
www.muhendisiz.net
yoktur. Yalnız döküm yapısı, tane sınırlan ve tane içleri arasındaki heterojenlikler dolayısıyla
düşük bir çentik darbe mukavemetine sahiptir. Sıcak dövme esnasında, şekil değiştirme ve
tekrar kristalleşme ile meydana gelen tanelerden müteşekkil yapının çentik darbe mukavemeti
çok daha fazladır.
3.1.3. Plastik Şekil Değiştirmeye Şekillendirme Hızının Etkisi
Malzemenin şekillendirmeye karşı davranışı şekillendirme hızına göre değişir. Sünek halden
gevrek hale geçme, hızlı şekillendirmelerde, daha fazla görülür. Bu davranış malzemenin
içinde bulunduğu sıcaklığa da bağlıdır. Örneğin; demir ve çelik oda sıcaklığının altında
çekiçlenirse çatlar. Fakat aynı sıcaklıkta yavaş bir şekil değişiminde çatlama görülmez. Şekil
değiştirme hızı arttıkça, malzemenin şekil değiştirme kabiliyeti azalır.
3.2. PLASTİK ŞEKİL VERME USULLERİ
Önceki bölümlerde plâstik şekil vermenin esaslarını ele aldıktan sonra, uygulama biçimlerine
göre plâstik şekil verme usulleri aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
a) Dövme
b) Haddeleme
c) Ekstrüzyon
d) Çubuk ve tel çekme, boru imâli
e) Plâstik saç işleme usulleri
Aşağıda bu usuller teker teker incelenecektir.
3.2.1. Dövme
Dövme, metalleri faydalı bir şekle sokmak için çekiç veya pres ile şekil verme işlemidir,
işlemin yapılması sırasında faydalanılan gereçlere göre dövmeyi serbest dövme ve basma,
kalıpla dövme ve basma olarak ikiye ayırmak mümkündür. Dövme plâstik şekil verme
usullerinin en eskisidir.
3.2.2. Serbest Dövme ve Basma
İş parçasına örs, çekiç, pres veya şahmerdan ile uygulanan kuvvetle dövme, yığma tesiri
altında şekil vermeye "serbest dövme ve basma" adı verilir.
Serbest dövme ve basma pahalı bir usuldür. Bununla beraber bu işlem esnasında
malzemelerin özellikleri iyileşt iğinden, bazı hallerde diğer şekil verme usullerine tercih edilir.
Bu usulle imâl edilecek olan parçaların mümkün olduğu kadar basit ve sayıları az olmalıdır.
Karışık şekilli parçaların bu nedenle imali güç ve bazı hallerde de imkansızdır.
Sert malzemelerin dövme ve basma ile şekillendirilmeleri, talaş kaldırarak işlemeyi zorlaştırır.
Bu sebepten bu usulde mümkün olduğu kadar yumuşak malzemeler tercih edilmelidir. Serbest
dövme ve basma ile imâl edilmiş parçalarda yüzey düzgünlüğü iyi değildir. Parçaların birbiri
üzerinde çalışan kısımlarının talaş kaldırarak işlenmesi gerekir Bu bakımdan serbest dövme
ve basma ile işlenecek parçalarda, işleme payı bırakılır. Bu işleme payları genellikle aşağıdaki
mertebelerdedir:
www.muhendisiz.net
91
www.muhendisiz.net
Küçük parçalar
Orta büyüklükteki parçalar
Büyük parçalar
3 mm
5-10 mm
25 - 30 mm
Serbest dövme ve basmada, iş parçalarının boyutları tam olarak tesbit edilemez, iş parçasının
kendini çekmesi {tavlama sıcaklığına göre % 1 -1, 3), dövmede kullanılan aletlerin duyarlılığı
da bu hususa geniş oranda etki eder. Aynı zamanda iş parçasının soğumaması için süratli
çalışmak icap ettiğinden, sıcaklığın ve ısınmanın tesiri ile de sıhhatli bir ölçme
yapılamadığından, serbest dövmede ölçü farklarının tesbiti çok güçtür ve büyük tecrübe ister.
Meydana gelebilecek ölçü farkları genel olarak aşağıdaki mertebededir:
Küçük parçalar
Orta büyüklükteki parçalara
Büyük parçalar
% 5 - 20
%3-5
% 2, 5
Serbest dövme ve basma ile iş parçası imâli büyük bir ustalık ve tecrübeyi gerekt irir. İşçi
ücretlerinin büyük artışlar gösterdiği gözönünde bulundurulursa, yalnız serbest dövme ve
basma ile parça imâli çok pahalı olur. Bu sebepten, serbest dövme ve basma üretimde
yardımcı olarak kullanılır. Örneğin; kalıpla dövülecek parçalara ön şekil vermede ve millerin
yapılarının düzeltilmesi ve malzemenin tokluğunun artırılması için büyük ölçüde tatbik
edilmektedir.
Serbest dövme işlemi ile örs, çekiç ve diğer yardımcı aletleri kullanarak parçalar üzerinde;
uzatma, genişletme, yığma, delme, kesme, yarma, basamak yapma, bükme, kıvırma ve
demirci kaynağı işlemleri yapılabilir.
a) Uzatma: İş parçasının uzunluğunu artırmak ve aynı zamanda kesitini küçültmek
maksadıyla uygulanan bir işlemdir. Uzatmada, ağzı sapına dikey bir çekiç veya balyoz
kullanılır (şekil 89). Çekiç iş parçasına, uzatma doğrultusuna dikey olarak vurulur. Takım ağzı
ne kadar dar olursa birim yüzeye isabet eden basınç da o kadar büyük dolayısıyla o kadar
tesirli olur.
Şekil 89.Uzatma balyozu
Büyük parçaların uzatılmasında, şahmerdan veya preslere çeneli uzatma başlıkları takılır
(şekil 180). Bu durumda tesir iki taraflı olduğundan, uzatma hızı büyür. Yuvarlak millerin
uzatılmasında özel altlıklar kullanılır (şekil 90).
www.muhendisiz.net
92
www.muhendisiz.net
Şekil 90. Uzatma cidarlı borular malafalar üzerinde kalın cidarlı borular, malafalar üzerinde
dövülürler.
b) Genişletme: iş parçasının genişliğini artırmak için uygulanan bir işlemdir. Bunun için iş
parçası önce uzatılır. Daha sonra çekiç 90° çevrilir ve tekrar dövülür.
c) Yığma: Küçük ve kısa parçalara eksenleri yönünde kuvvet uygulayarak, boylarının
kısalması ve genişliklerinin artması işlemidir. Bazı hallerde parçanın bir bölgesinin yığılması
da sağlanabilir (şekil 91), Uzun parçalarda yığılması istenen yer tavlanır ve ekseni
doğrultusunda kuvvet uygulanır. Çok uzun ve ağır parçalarda yığma işlemi; parçanın bir levha
üzerine düşürülmesi ile gerçekleşir.
Şekil 91. Yığma işlem türleri
d) Delme: Küçük çaplı deliklerin delinmesinde, çekiç şeklinde saplı zımbalar kullanılır. Delik
önce bir tarafından yarısına kadar, sonra diğer taraftan tamamen delinir. Büyük delikler ise;
zımbalar ve şahmerdanlar vasıtasıyla delinir.
e) Kesme : İnce levhaların kesilmesinde, şekil 92'de görülen ağaç saplı keskiler kullanılır ve
bu keskilere balyozla vurularak, kesme işlemi gerçekleştirilir. Sıcak kesmede 20° soğuk
kesmede 60othk kesme açısı kullanılır Büyük ve kalın parçalar şahmerdan altında kesilir.
Kesme altlıklarının kullanılmasıyla, kesme daha kolaylıkla yapılabilir (şekil 93).
f) Yarma : İş parçaları üzerinde çeşitli maksatlarla çentiklerin açılması gerekebilir. Bu işlem,
yarma keskileri vasıtasıyla çekiç veya şahmerdanlarla gerçekleştirilebilir.
www.muhendisiz.net
93
www.muhendisiz.net
Şekil 92. Kesmede kullanılan keskiler.
Şekil 93. Kesmede kullanılan keski altlıkları
g) Basamak Yapma: Basamak yapma, iş parçası üzerinde çeşitli kalınlıkta kısımlar meydana
getirme demektir. Çekiçle veya şahmerdan ile yapılabilir. Her vuruştan sonra parça iki tarafa
doğru uzar. Basamak tek taraflı veya iki taraflı olarak yapılabilir (şekil 94).
Şekil 94. Basamak yapma işlemi
h) Bükme: Üzeri çeşitli yollarla şekillendirilmiş parçalarda, bu şekillerin tertiplenmesi için
bükme yapılabilir. Bükmede parçanın iki ucu tesbit edilir ve tek taraftan veya iki taraftan
bükme yapılır. Parçanın üzerinde bağlamaya elverişli köşeli kısımlar yoksa, dövme ile
meydana getirilir. Çubuk yüzeylerinde çatlama olmaması için, tavlama yapılması gerekir, iş
www.muhendisiz.net
94
www.muhendisiz.net
parçasının kesiti büyüdükçe ve boyu kısaldıkça, bükme için gerekli moment artar. Krank
milleri ve matkaplar burma yoluyla şekillendirilir.
i) Demirci Kaynağı: Parçaların basınç altında birleştirilmesi işlemidir. Şekil 95'de görüldüğü
gibi parçaların uçlarına ağız açıldıktan sonra tavlanır ve iki taraftan kuvvet uygulanır
Parçaların birleştirilmesinde tatbik edilen en eski usuldür.
Şekil 94. Demirci kaynağı
3.2.3. Kalıplama Dövme ve Basma
Dövme yoluyla imalatı gereken parça sayısı belirli bir sınırı aştıktan sonra, serbest dövme
ekonomik olmaz. Bu sebepten kalıpla dövme uygulanır. Aynı zamanda kalıpta dövmede iş
parçalarının boyutlarının birbirine eşit olması, yüzeylerinin düzgünlüğü sebebiyle işleme
paylarının azalması hem gereksiz malzeme sarfiyatımı önler hem de talaş kaldırmak için
gerekli işçilik ve süreyi kısaltır.
Şekil 95. Kalıpla dövme ve basma
Serbest dövmede malzeme yalnızca uzayarak veya yığılarak şekil değiştirmektedir. Fakat
kalıpla dövme ve basmada şekil 95'de görüldüğü gibi malzeme ayrıca yükselme hareketi de
yapmaktadır. Malzeme bloğunun üzerine malafa bastırılırca, malzeme yukarıya doğru
yükselmeye başlar. Bu olaya, "yükselme" adı verilir. Malafa kalıbı tamamıyla kapatırsa,
www.muhendisiz.net
95
www.muhendisiz.net
malzeme bir sıvı gibi hareket ederek kalıp boşluğunu tamamen doldurur. Kalıpta özel olarak
bir boşluk bırakılmış ise, malzeme buradan fışkırır. Bir kalıbın tamamen dolması, malzemenin
cinsi ve akma tarzından başka bir de şekil değiştirme hızına bağlıdır Örneğin, şahmerdanla
yapılan dövmede şekil değiştirme hızı yüksektir. Malzeme mukavemetin az olduğu tarafa,
yani yukarı doğru akar ve kalıbın üst kısmını daha iyi doldurur. Her iki tablası da hareketli
şahmerdanlarda teorik olarak kalıbın her iki kısmının da eşit olarak dolması gerekir. Fakat
malzeme alt kısımda kalıpla daha fazla temas ettiğinden, daha çabuk soğur ve dolayısıyla
gene kalıbın üst kısmı daha iyi do lar.
Presle şekil değiştirmede, şekil değiştirme hızı küçük olduğundan malzeme daha fazla alt
kalıba doğru akar. Fakat burada yukarıda söz ettiğimiz gibi; alt kısım daha çabuk soğur ve bir
çarpma tesiri de olmadığından, kalıbın girinti ve çıkıntılarını şahmerdanda şekil vermedeki
kadar iyi dolduramaz. Genel olarak fazla girintili ve çıkıntılı parçalar şahmerdanda, yüzeyi düz
ve simetrik parçalar ise preslerde şekillendirilir. Girinti ve çıkıntıların çok olduğu yüzey
dövme hâlinde üstte, yavaş hareketli basma halinde ise altta olmalıdır.
Kalıpla dövmede kullanılan takımlar, altlık veya kalıp tarzındadır. Altlıklar uzatma veya
genişletme işlemlerinde şahmerdan örsü üzerine konur. Kalıplar ise iki veya daha çok
parçalıdırlar. Kalıplar şekil 96’da görüldüğü gibi açık, yarı açık veya kapalı tipte olabilirler.
Açık kalıplarda bir çubuğun orta kısmı, yarı açık kalıplarda ise uç kısmı şekillendirilebilir.
Kapalı kalıplarda ise, parça halindeki malzemeler şekillendirilir.
Şekil 96. Dövmede kalıp türleri.
Kalıplar yuvarlak, dörtköşe veya dikdörtgen kesitli olabilirler. Genellikle ufak kalıplar
yuvarlak kesitlidirler.
Kalıpla dövmede dikey kuvvetlerin yanında, parçanın şekline bağlı olarak yatay reaksiyon
kuvvetleri de mevcuttur. Yatay kuvvetler, klavuzlar vasıtasıyla karşılanır. Klavuzların bu
kuvvetleri kaldıramaması halinde şahmerdan ve preslerde, ilâve pim ve delikler kullanılır.
Parçalı dövme kalıplarında kalıp parçalarının birbirleri ile temas yüzeyleri, iş parçasının
şekline göre doğru veya kırık düzlemler şeklindedir. Bir simetriye haiz parçaların simetri
ekseninin bu ara düzlemden geçmesi, tavsiye edilen bir husustur. Buna rağmen dövme kalıbı
imal edilirken, evvela parçanın kalıptan kolayca çıkarılabilmesi gözönünde
bulundurulmalıdır.
Malzemenin kalıp içerisindeki akışını ve iş parçasının kalıptan çıkarılmasını kolaylaştırmak
için, kalıpların dövme doğrultusundaki kenarlarına bir eğim verilir. İş parçasının soğuma
sonucu kendini çekmesi gözönünde bulundurularak; kalıbın girintili ve çıkıntılı kısımlarında
parçanın kolayca çıkmasını sağlamak için, bu kısımlarda eğimin daha fazla olması gerekir.
Buna göre aşağıdaki eğim değerleri seçilebilir:
www.muhendisiz.net
96
www.muhendisiz.net
Dış yüzeyler
İç yüzeyler
Yuvarlak yüzeyler
%8-10
% 15-20
% 5-7
Eğim bilhassa girintili ve çıkıntılı, ince kısımlarda fazla alınmalıdır. Çünkü bu kısımlar çabuk
soğuduğundan, malzemenin akışı güçleşir. Kalıplardaki keskin köşeler de, malzeme akışını
güçleştirir. Dolayısıyla katmerler meydana gelir ve istenen şekli elde etmek için gerekli
kuvvet süratle artar. Aynı zamanda köşe ve kenarlarda sürtünme fazla olacağından; bu
kısımlar aşınır, çatlar veya yığılır. Bu mahzurları ortadan kaldırmak gayesi ile, kalıpların köşe
ve kenarları yuvarlatılır (2-8 mm yarı çapında).
Derin kalıplarda kalıp içerisindeki havanın dışarıya çıkarılabilmesi için, hava kanalları
yapılması gerekir. Bu kanalların kavla dolup tıkanmaması için de, iş parçasının boyuna göre
5-10 mm çapında yapılmaları lazımdır.
Kalıpta dövülen iş parçalarının boyutları soğudukları zaman küçüleceğinden, kalıplar çekme
payları gözönüne alınarak yapılmalıdır. Çekme payları verilirken kalıbın da bir miktar
ısınarak genleşeceği de gözönüne alınmalıdır. Pratikte kullanılan çekme paylan aşağıdaki
mertebelerdedir:
Karbonlu çelik (büyük parça)
Karbonlu çelik (küçük parça)
Manganlı sert çelik
Monel alaşımı
Alüminyum
% 1,2-1,5
% 0,75-1,2
%1
%-1
% 1,5-1,7
Kalıp içerisine konan malzeme miktarının hacmi kalıbın hacmine eşitse; dövme veya basma
neticesinde, malzeme kalıbı tam olarak doldurur. Malzeme hacmi büyükse, fazla kısım
yanlara taşar. Bu taşan kısımlara "çapak" adı verilir (Şekil 97). Kalıpla dövmede malzemenin
kalıbı iyice doldurabilmesi ve parçanın boşluklu çıkmaması için, daima fazla malzeme konur
ve meydana gelen çapak sonradan ikinci bîr işlemle, çapak temizleme işlemi ile, temizlenir.
Çapak kalınlığı iş parçasının büyüklük ve şekline göre değişir. İş parçası üzerinde, bilhassa
köşelerde, her iki taraftan yığılan çapağın akmasını kolaylaştırmak lazımdır. Bu gibi
kısımlarda çapağın birikebilmesi için, "çapak çukurları" yapılır. Yüksekliği fazla parçaların
dövülmesi sırasında malzemenin hızla yanlara akmasını önlemek için, çapak yüzeyi üzerine
yığılma kanalları açılması gerekir.
Şekil 97. Kapalı kalıpta dövme.
www.muhendisiz.net
97
www.muhendisiz.net
Kalıp imalatında kullanılacak malzemenin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir:
a) Kalıbın şekîl değiştirmemesi için yeterli sertlik.
b) Kalıbın dinamik kuvvetlere dayanabilmesi için yeterli tokluk.
c) imalat sırasında ölçülerini kaybetmemesi için yeterli aşınmaya dayanıklılık.
d) Kesme kabiliyetinin yüksek olması.
e) Kolayca işlenebilme.
f) Isıl değişmelere dayanıklılık.
Kalıp malzemesinin seçiminde yukarıda sayılanların yanında iş parçasının malzemesi, dövme
usûlü, parça sayısı, kalıbın şekli ve büyüklüğü ve malzeme fiyatı gibi faktörlerin de gözönüne
alınması gerekir. Dökme malzemeler dinamik zorlamalara elverişli değildir. Dökme demir ve
çelik, dinamik ve ani zorlaması olmayan pres kalıpları yapımında kullanılır. Şahmerdan
kalıpları ise, dövme çelikten yapılır. Bu çelikler sade karbonlu olabileceği gibi; mangan,
silisyum, krom, nikel, molibden ve wolfram da ihtiva edebilir.
Kalıplar döküm, talaş kaldırma, dövme ve basma yoluyla imal edilir. Dökme kalıpların
yüzeyleri dökümden sonra mutlaka talaş kaldırarak işlenir. Bu kalıpların işlenmesinde planya,
freze, matkap, pantograflar ve el takımları kutlanılır. Kalıplar imalat sırasında kompaslarla ve
şablonlarla kontrol edilir, imalatı biten kalıplar içerisine alçı veya kurşun dökülerek gerekli
son kontrol yapılır. Dövme veya basma ile kalıp imalinde, iş parçasının şeklinde olan bir
ıstampa soğuk veya tavlanmış kalıp bloğuna bastırılır. Bıçak, makas ve anahtar gibi parçaların
kalıbının yapımında blok sıcak; para, rozet ve süs eşyası gibi parçaların kalıbının yapımında
blok soğuktur.
Karışık şekilli iş parçalarının dövülmesinde veya zor akan malzeme kullanılması halinde,
kalıbın ömrünü uzatmak ve basma için gerekli kuvvet ihtiyacını azaltmak için parçaya bir ilk
şekil vermek gerekir. Bazı hallerde ise, dövme birkaç kademede yapılabilir. İlk şekil verme
genellikle, serbest dövme ile altlık veya zımba kullanılarak yapılır. Kademeli kalıplarda her
kademe için bir kalıp gereklidir.
Ufak çaplı perçin, vida ve civata başlan gibi küçük iş parçaları özel preslerde soğuk olarak
dövülürler. Şekil verme bir veya birkaç kademede ve büyük bir hızla yapılır. Bazı hallerde
kademeler arasında yumuşatma tavlamaları gerekebilir.
Soğuk dövme ile imal edilen iş parçalarının yüzeyleri çok düzgün ve ölçüleri tamdır.
Sıcak dövme ile şekil verilebilen demir dışı alaşımlar ve şekillendirme sıcaklıkları aşağıda
verilmiştir:
Bakır
Çinko
Pirinçler
Alüminyum
Bakır-mağnezyum alüminyum
alaşımı
900°C
225°C
750-850°C
400°C
400-480°C
3.2.4. Yığma Makinası İle Şekil Verme:
Yığma makinası esas itibariyle, yatay çalışan bir prestir. Bu tip makinalarda çubuk şeklinde
parçalar şekillendirilir. Şekil 98'de görüldüğü gibi; bir ucundan tavlanmış çubuk, kalıp
www.muhendisiz.net
98
www.muhendisiz.net
şeklinde olan sıkıştırma çeneleri arasına sürülür, iş parçasının tavlı ucu, çenelerden bir miktar
dışarı çıkar. Çeneler kapanır ve tavlı uca bir ıstampa basarak, malzemenin kalıp içerisinde
yığılması sağlanır. Bir cıvata başının yığma ile şekillendirilmesi, şekil 99'da görülmektedir.
Şekil 98. Yığma makinası ile şekil verme.
Şekil 99. Cıvata başının yığılması
Yığma bir veya birkaç kademede yapılabilir. Gerekli kademe sayısı, çubuğun kesiti île iç
parçasının en büyük kesitli arasındaki orana göre değişir. Yığmanın bir kademede
yapılabilmesi için, iş parçası ve çubuğun aşağıdaki kaidelere uyması gerekir:
a) Çubuğun çenelerin dışında kalan ucu, çubuk çapının üç katını aşmamalıdır.
b) Çubuğun serbest ucunun boyu çubuk çapının üç katını aştığı hallerde, iş parçasının çapı,
çubuk çapının 1,5 katından fazla olmamalıdır.
İş parçasının çapı çubuk çapının 1,5 katından ufak ve yığılması gerekli parça boyu çubuk
çapının 3 katını aştığı hallerde; kalıbın yüzünden dışarı taşan çubuk boyu, çubuk çapını
aşmamalıdır. Bu üç hal için gerekli kuralar, şematik olarak şekil 100' de görülmektedir.
Şekil 100. Tek kademeli yığma şartları.
www.muhendisiz.net
99
www.muhendisiz.net
Genellikle yığmanın ıstampa içerisinde yapılması tercih edilir. Çünkü bu şekilde, ıstampa
daha dayanıklı olur. Yığılacak çubuğun serbest ucunun hacmi, yığılması gerekli hacme eşit
olmalıdır. Böyle bir durumda çapak meydana gelmez.
Son olarak dövme ile parça imalinin yapılacağı durumlar aşağıdaki şekilde sıralanabilir:
a) Büyük bir parçadan karışık bir şeklin yapılması, dövme ile daha çabuk ve kolaydır.
b) Mukavemeti yüksek parçaların yapımı mümkündür.
c) Az talaş kaldırma istenen hallerde.
d) Çok sayıda parçada maliyetin düşük olması istenen durumlarda.
3.2.5. Dövmede Kullanılan Şahmerdan ve Presler
Şahmerdanlar: Bu makinalarda, örs üzerinde bulunan iş parçası üzerine çekiç adı verilen
kütleler indirilir. Çekiç iş parçası üzerine ya serbest olarak veya ayrıca düşey bir kuvvetin
(örneğin; bir yay, buhar veya hava basıncı kuvveti) tesiri ile iner. Çekicin hareketi ya düşey
kılavuzlarla veya ekseni etrafında dönebilen bir sap vasıtasıyla sağlanır (Şekil 101).
Çekicin yerçekimi kuvveti ile düştüğü şahmerdanlara, düşüm şahmerdanları adı verilir. Kapalı
kalıpla çalışan bir düşüm şahmerdanı şekil 102'de görülmektedir. Bu tür şahmerdanlar küçük
parçaların dövülmesinde kullanılır Çekiç ağırlıkları 200-5000 kg; düşme yükseklikleri ise,
çekiç ağırlıklarına bağlı olarak 1-2 m arasındadır.
Şekil 101. Şahmerdanların çalışma prensibi
Yerçekimi kuvvetinden başka, çekice buhar veya hava basıncının {6-9 kg/cm2) da etki ettiği
şahmerdan türü görülmektedir. Bunlardan çekiç ağırlıkları 250-25.000 kg arasındadır. Dövme
kuvveti tamamen operatörün kontrolü altındadır.
Presler: Presler basma makinalarıdır. Düşey olarak hareket eden pres başı tarafından
uygulanan basınçla, iş parçası şekil değiştirir. Şekit verme sırasında, sarsıntı ve gürültü
meydana gelmez. Bu sebepten enerji kaybı olmaz. Presler güç kaynağına göre, mekanik ve
hidrolik presler olarak ikiye ayrılırlar. Şekil 103’de bir mekanik pres görülmektedir. Bu tür
preslerde strok; şahmerdan ve hidrolik preslere göre daha kısa olup, maksimum güç 300-8000
ton arasındadır.
www.muhendisiz.net
100
www.muhendisiz.net
Şekil 102. Kapalı kalıpla çalışan bir düşüm şahmerdanı
Mekanik preslerin şahmerdanlara göre şu üstünlükleri vardır;
a) İmalat hızı preslerde daha yüksektir.
b) Preslerde vuruş şiddeti daha az olduğundan, kalıplar daha küçüktür. Pres kalıpları
dökümden de olabilir.
c) Pres işçiliği daha kolaydır ve daha az işçilik ister.
Yukarıda sayılan avantajların yanında preslerin daha pahalı olması, simetrik parçalar için
uygun olmaması gibi dezavantajları da vardır.
Presin vuruş kapasitesi arttıkça, konstrüksiyonunda da bu özellik gözönünde tutularak,
mukavemet ve rijitliğini arttırıcı yönde değişiklikler yapmak gerekir (Şekil 104).
Hidrolik preslerde pres başı, hidrolik veya hidropnömatik bir sistem tarafından hareket
ettirilir. Kapasiteleri 300-50.000 ton arasındadır. Hidrolik preslerde işlem sırasında hız ve
basınç kontrolü mümkündür. Böylece yüksek şekil değiştirme hızlarında hasara uğrayan
malzemelerin, düşük hızlarda şekillendirilmesi mümkün olur (Şekil 105).
www.muhendisiz.net
101
www.muhendisiz.net
Şekil 103. Bir mekanik pres
Şekil 104. Çeşitli pres konstrüksiyonları.
3.3. Haddeleme
Metalik malzemelerin, merdane adı verilen ve eksenleri etrafında dönen silindirler arasından
geçirilerek plastik olarak şekillendirilmesine "haddeleme" denir. Şekil 106' da şematik olarak
verilen bu sistemde iş parçasının kesiti küçülürken, aynı zamanda da uzama ve genişleme
meydana gelir. Haddeleme en fazla kullanılan şekillendirme usûllerinden birisidir. Çünkü
kapasite yüksektir ve ölçüler daha iyi kontrol edilebilir. Malzeme merdaneler arasında şekil
değiştirirken, merdanelerin sıkışmasından dolayı basma gerilmesine ve malzeme ile merdane
arasındaki sürtünmeden dolayı da yüzey, kesme gerilmesine maruz kalır. Sürtünme kuvveti,
malzemenin merdaneler arasından çekilmesini sağlar.
İngot ve kütüklerin haddelenmesinde olduğu gibi; iş parçasının haddelemeden önceki ve
sonraki kesitleri arasındaki fark büyükse, şekil değişimi yüksek sıcaklıkta sağlanır (sıcak
haddeleme). Bu sıcaklık çelik için, tekrar kristalleşme sıcaklığının üzerindedir. İngot ve
kütüklerin sıcak haddelenmesinden elde edilen mamuller daha sonra yine sıcak olarak
haddelenerek levha, çubuk, tel veya profil haline getirilir.
www.muhendisiz.net
102
www.muhendisiz.net
Şekil 105. Hidrolik pres
Şekil 106. Haddelemenin prensibi
www.muhendisiz.net
103
www.muhendisiz.net
Genellikle son haddeleme oda sıcaklığında yapılır. Soğuk haddeleme adı verilen bu
haddeleme ile düzgün yüzey, hatasız ölçü ve yüksek mekanik özellikler elde edilir. Fakat
gerekli haddeleme kuvvetleri ve dolayısıyla, harcanan güç fazladır.
Demir-çelik sanayisindeki haddelenen mamullerin isimlendirilmesinde kesin bir ölçü
verilemez, Blum, ingotun ilk haddelenmiş şeklidir. Genel olarak blumun genişliği derinliğine
eşittir Blumun sıcak haddelenmiş şekli de, kütük olarak bilinir. İngotun haddelenmesi
sonunda elde edilen mamulün genişliği kalınlığının iki katı otursa, bu mamul Slab adını alır.
Blum, slab ve kütükler yarı mamuller olup, istenilen şekiller için tekrar haddelenirler.
3.3.1. Haddeleme Teçhizatı
Bir haddeleme teçhizatı merdaneler, yataklar, bunları taşıyan kısımlar, merdanelere göç tatbik
eden ve hız kontrol eden kısımlardan meydana gelir. Haddelemede kuvvet çok yüksek olduğu
için, çok rijid bir sistem ve yeterli gücü temin edecek motorlara ihtiyaç vardır.
Haddeleme sisteminde merdanelerin tertip şekline göre, çeşitli tertipler ortaya çıkmaktadır. En
basit ve en geneli, ikili tertiptir (Şekil 107-a). Burada, eşit büyüklükteki merdaneler tek yönde
dönerler. Haddelenen malzeme tekrar haddelenebilir. Şekil 107' da görülen tersinir haddede;
merdanelerin dönme yönleri değiştirilerek, malzeme ileri geri her iki yönde de haddelenir.
Diğer bir tertip, üçlü tertiptir. Burada alt ve üst merdaneler motorla çevrilir, ortadaki
sürtünmeyle döner. Haddeleme için istenen güç, küçük çaplı merdaneler kullanılarak
azaltılabilir. Fakat bu küçük çaplı merdaneler, arkadan daha büyük merdanelerle
desteklenmesi gerekin Bunların en basiti, şekil 199-b’de görülen dörtlü tertiptir. Küçük çaplı
merdaneler ile, çok ince saclar en ince toleranslara kadar kolayca haddelenebilir. Şekil 107.c’
de bir üçlü tertip görülmektedir.
Şekil 107. Haddelemede merdane tertipleri
www.muhendisiz.net
104
www.muhendisiz.net
Şekil 108’de ise, çift ikili tertip bir hadde sistemi verilmiştir. Burada devamlı haddeleme
mümkündür. Fakat hor defasında, merdaneler arasındaki aralıkların ayarlanması gerekir.
Yüksek kapasite için, haddeleri seri halinde arka arkaya birbirinin devamı olarak kurmak
lazımdır. Bu tür haddelere, "devamlı hadde grupları" adı verilir. Şekil 109’da görüldüğü gibi,
her hadde grubunda kesit küçülmesi farklı olacağından, malzeme haddedeki her grupta
değişik hızda olacaktır. Merdanelerin hızlan, bîr önceki hadde grubundan malzemenin çıktığı
hıza eşit olacak şekilde ayarlanır, Malzemenin ve merdanelerin hızları, son hadde gruplarında
maksimuma ulaşır.
Şekil 108. Birleştirilmiş ikili medane tertibi
Şekil 109. Devamlı hadde grupları
Malzemelerin şekillendirilmesinde kullanılan merdaneler çeşitli demir dökümlerden veya
çelik dökümlerden yapılır. Dış kısımları düz veya malzemeye verilecek şekle göre
kalibrelenmiş şekildedir. Buna göre üzeri düz olanlara "düz merdane", kalibreli olanlara
"kalibreli merdane" adı verilir (Şekil 110). Merdaneler malzemeyi şekillendiren gövde,
yataklanmaya yarayan muylu ve güç aktarılmasına yarayan kavrama kısımlarından meydana
gelir.
www.muhendisiz.net
105
www.muhendisiz.net
Şekil 110. Merdane tipleri.
Düz merdaneler, sac imalinde kullanılır. Kalibreli merdaneler ise, çeşitli şekillere sahip
profillerin yapımında kullanılır. Kalibreli merdanelerde birbirinin karşısına gelen girinti ve
çıkıntılar, buradan geçen malzemenin şeklini tayin eder.
Merdaneler muylularından yataklanır ve kavrama manşonları vasıtasıyla hareket ederler. Bu
manşonlar bir oynak kavrama gibi hareket ederler ve bu suretle, merdaneler arasındaki aralık
kolayca ayarlanabilir. Merdaneler sıcak haddelemede, sıcak malzeme aralarından geçerken
aldıkları ısı sebebiyle yüksek sıcaklıklara ısınırlar. Yüksek sıcaklıkta mukavemetlerini
kaybetmemeleri için, soğuk su ile devamlı soğutulurlar.
Malzemenin üçlü tertiplerde merdanelerin arasına girmesi için yukarı kaldırılması veya
aşağıya indirilmesi, kaldırma masaları vasıtasıyla olur. İşlenen parçanın geçişler arasında
yanlara doğru kaydırılarak çeşitli kalibrelerin hizasına getirilmesi ve gerektiğinde de 90°
döndürülmesi, kaldırma-döndürme tertibatları vasıtasıyla sağlanır. Malzemenin merdaneler
arasına girmeden veya çıktıktan sonraki ileri - geri hareketi, dönen rulolarla temin edilir.
3.3.2. Sıcak Haddeleme
Haddeleme, malzemenin yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde yapıldığında, "sıcak
haddeleme" adını alır.
ilk sıcak işleme, blum haddesi adı verilen haddelerde yapılır. Blum haddeleri genellikle, ikili
tersinir gruptur. Blumlaştırma, ingot yapısının değiştirildiği ilk basamaktır. Blumdan kütük
yapımı, daha küçük kütük haddelerinde yapılır. Kütük daha sonra yuvarlak çubuk (inşaat
demiri), özel şekiller ve profiller yapılmak üzere haddelenir (Şekil 111).
Üniversal haddelerde yatay eksende dönen merdanelerin yanında, kenar haddelemesinin
yapılabilmesi için dikey hadde grupları da vardır. Belirli bir profilin elde edilmesinde, ham
bloğun veya yarı mamulün kesiti ancak birkaç kademede istenilen profile getirilebilir.
Malzemeye şekil veren kalibreler, açık veya kapalı kalibre olmak üzere iki tip olabilir. Açık
kalibrelerde merdaneler birbirlerine değmezler ve aralarında bir boşluk vardır. Kapalı
kalibrelerde ise, merdanelerden birisindeki oyuğa diğerindeki çıkıntının geçmesiyle meydana
gelir (Şekil 112).
İstenecek parçanın genişliği, merdanelerin genişliğinden az olmalıdır. Böylece medaneler
arasından her geçişte genişliği artan iş parçasının genişlemesi karşılanmış olur. Fakat
genişlikteki bu fazlalık, malzemenin haddelenirken doldurabileceği kadar olmalıdır. Bu
takdirde, düzgün yan yüzeylerin elde edilmesi sağlanmış olur. Genişleyen bir kesitin tekrar
daraltılması istenirse, malzeme 90° çevrilerek yığma kalibresinden geçirilir. Böylece bir
kesitin iki boyutu da küçültülürken, boyu uzar. O halde burada da malzeme, serbest
dövmedeki uzatmada olduğu gibi şekil değiştirir.
www.muhendisiz.net
106
www.muhendisiz.net
Şekil 111. Haddeleme pasoları sonucunda kesitin küçülmesi ve şekil değişimi
Şekil 112. Kalibre tipleri
Bir hadde sisteminde birlikte çalışan iki merdanenin çaplarını tamamı) aynı yapmak ve böyle
kalmasını sağlamak zordur. Alttaki merdanenin çapı biraz küçük yapılır ve yukarıdakinin
çevre hızı daha büyük olacağından, merdaneler arasından çıkan parçanın ucunun aşağıya
doğru kıvrılması sağlanır.
3.3.3. Soğuk Haddeleme
Soğuk haddeleme, çok düzgün yüzeyli ve dar toleranslı, sac ve rulo hali deki ince
malzemelerin imalinde kullanılır. Ayrıca mamullerin mukavemeti, plastik şekil değiştirme
sertleşmesinden dolayı artar Çeliğe nazaran demir dışı malzemelerin soğuk haddeleme ile son
şekillendirilmeleri yüzdesi çok yüksektir.
www.muhendisiz.net
107
www.muhendisiz.net
Derin çekme veya şekillendirmede akma noktasındaki uzamadan dolayı, saclarda homojen
olmayan şekil değişimi ortaya çıkar. Akma noktasındaki bu uzamayı ortadan kaldırmak için
saclar, çok ince olarak soğuk haddelenir. Bur "temper haddeleme" denir. Temper haddeleme
aynı zamanda, pürüzsüz \ düzgün bir yüzey sağlar.
3.3.4. Çubuk, Profil ve Sacların Haddelenmesi
Yuvarlak ve çokgen kesitli çubuklar; I, H ve U profilleri, köşebent ve demiryolu malzemeleri
sıcak olarak kalibreli merdanelerde haddelenir. Çubuk ve profillerin haddelenmesi kesitin her
iki yönde de küçülmesinden dolayı, yassı hac delemeden farklıdır. Fakat burada da, her
geçişte malzeme tek yönde basmaya maruz katır. Diğer geçişte 90° çevrilir. Malzeme
haddelenirken genişleme yapacağından, çubuk ve profillerin haddelenmesinde genişleme için
uygun bir payı bırakılması önemlidir. Tipik bir kare kesitli kütüğün çubuk haline
getirilmesinde malzeme oval ve kare şekillerden geçer. Malzemenin en son şekli alıncaya
kadar geçireceği safhaları tesbit etmek büyük bir tecrübeyi gerektirir. Çubuk v profillerin
haddelenmesinde sürekli veya süreksiz, ikili veya üçlü tertipler kullanılır. Malzeme en son
şeklini aldıktan sonra istenilen boyda kesilir ve soğumaya bırakılır. Profiller soğuduktan
sonra, soğuk olarak doğrultma tezgahlarında doğrultulur (Şekil 113).
Saclar kullanıldıkları yerlere ve kalınlıklarına göre sınıflandırılır. Örneğin yapı sacları, kazan
ve boru sacları gibi. Kalınlığı 5 mm’den fazla olan saclara kalın, 3-2 rnm kalınlıkta olanlara
da orta kalınlıkta sac adı verilir. Kalın ve orta kalınlıktaki sacların imaline, slabdan
haddelenmiş platinalardan başlanır.
Haddeleme esnasında malzeme esas itibariyle uzar ve genişleme az olur.İstenilen kalınlık elde
edildikten sonra, kenarlar arzu edilen ölçülerde kesilir. İnce sacların imalinde merdaneler
muylularından ısı kaybettiklerinden, sac orta kısımlarında kenarlarına nazaran daha sıcak ve
dolayısıyla ince olurlar. Bum önlemek için, merdaneler ya soğutulur veya ortaları biraz çukur
yapılın Birine haddelemeye soğuk usul, ikincisine de sıcak haddeli usul denir. 0,4 mm' der
ince saclar çabuk soğumayı önlemek için, sıcak haddeli usul ile haddelenir. Burada merdane
en fazla 400 °C’ de tutulur. Haddeleme sırasında malzemeler inceldikçe çabuk
soğuduklarından, bunu önlemek gayesiyle üst üste konarak haddelenir. Sacların birbirine
yapışmasını önlemek için, aralarına kömür tozu serpilir.
Sıcak haddeleme ile elde edilen sacların üzeri ince bir kav tabakası ile kaplanır Üzeri kav ile
kaplı saca, kara sac denir. Kav tabakasının temizlenmesiyle elde edilen saca, dekape sac adı
verilir. Yüzeylerinin çok düzgün olması istenen sacların dekapajdan (temizleme) sonra, özel
olarak soğuk haddelenir. Soğuk olarak haddelenen saclar hem gerilme giderme ve hemde
soğuk şekil değiştirmenin etkilerini ortadan kaldırmak için, yeniden kristalleşme tavlamasına
tabi tutulurlar.
www.muhendisiz.net
108
www.muhendisiz.net
Şekil 113. Çeşitli profil tipleri
3.4. Ekstrüzyon
Bir metal blokun kovanlara yerleştirilerek, bir ıstampa yardımıyla basınç altında, belirli
profillere sahip matrisler içerisinden geçirilerek şekîllendirilmesine "ekstrüzyon" adı verilir.
Borular ve çeşitli profiller, hafif ve ağır metallerden ekstrüzyon yolu ile elde edilebilir.
Metalsel malzemelerin ekstrüzyonu genel olarak sıcak şekilde yapılır. Bununla beraber,
kurşun ve kalay gibi yumuşak malzemelere soğuk ekstrüzyonla şekil verilebilir.
Genel olarak ekstrüzyon, silîndirik çubuk veya tüplerin imalinde kullanılır. Fakat alüminyum
gibi kolayca şekil değiştirebilen malzemeler kullanılarak, düzgün kesitli olmayan parçaların
www.muhendisiz.net
109
www.muhendisiz.net
imali de mümkün olmaktadır. Ekstrüzyonda büyük kuvvetlere ihtiyaç olduğu için, birçok
metal sıcak olarak şekillendirilir.
Şekillenen malzemenin çıkış yerine göre ekstrüzyon ikiye ayrılır:
a) Direkt ekstrüzyon
b) Endirekt ekstrüzyon
Şekil 114’de direkt ekstrüzyonun prensibi şematik olarak verilmiştir. Burada metal kütük bir
kalıp içerisine konur; ıstampa ile bir ucundan "itilerek, diğer uçtaki kalıptan malzeme
şekillenmiş olarak elde edilir. Istampayı korumak gayesiyle, kütük ile aralarına bir ön levha
konur. Endirekt ekstrüzyonda ise, malzemenin alacağı şekildeki kalıp ıstampa üzerindedir.
(Şekil 114-b). Malzemenin konduğu kabinin diğer tarafı bir plaka ile kapatılmıştır endirekt
ekstrüzyonda kütük ile malzemenin konduğu kabin arasında sürtünme olmadığından, şekil
verme için direkt ekstrüzyondan daha az basınca ihtiyaç vardır.
Istampanın arkasına bir mandrel yerleştirilerek, ekstrüzyonla tüp imal edilebilir, Mandrel ile
kalıp duvarı arasındaki açıklık, tüpün kalınlığını tayin eder. Tüpler ya ortası delik bir kütükle
başlanarak veya önce kütük delinerek iki kademe yapılır Darbe ekstrüzyonu ile ilâç ve macun
tüpleri gibi kısa boylu delik şekillerin yapılması mümkündür (şekil 115-116-117). Tüp için
yeterli olacak miktardaki malzeme tüpün dış çapına eşit bir kalıba konur ve tam tüpün iç
çapındaki ıstampa malzemeye hızla çarptırılır. Istampa malzemeyi kalıp içerisinde sıkıştırır ve
kaçacak bir yer bulamayan malzeme, ıstampanın etrafını sararak tüpün şeklini alır. Istampa
tekrar yukarı kalktığında, bir sıyırıcı tüpü ıstampadan sıyırır. Bu usul ile yuvarlak veya köşeli
tüp, kutu gibi içi boş parçalar kurşun, kalay, alüminyum gibi yumuşak alaşımlardan imal
edilir.
Şekil 114. Ekstrüzyon tipleri
www.muhendisiz.net
110
www.muhendisiz.net
Sertliği artırmak için kalaya %0,4 - 0,5 bakır, kurşuna % 0,6 antimon katılır. Yiyecek
maddeleri için kurşun tüplerin kullanılması pahalı olacağından, bu tür tüpler kalay kaplı
kurşundan imal edilir. Alüminyum malzemenin darbe ekstrüyonu genellikle soğuk olarak
yapılır. Cidar kalınlıkları 0,04 mm’ye kadar incelikte olabilir. Darbe ekstrüzyonla çinko
kaplar imalinde çinko, 150 - 180°C arasında ısıtılır Çinkodan tüp imalatında cidar kalınlığı en
az 0,08 mm olabilir.
Şekil 118'de görüldüğü gibi kablolar üzerine ekstrüzyonla kurşun kaplanarak kullanılır. Bir
taraftan çıplak olarak giren kablo üzerine basınçla kurşun malzeme sevkedilir. Böylece diğer
taraftan kablo üzeri kurşunla kaplı olarak çıkar.
Şekil 115. Geri ekstrüzyon
Şekil 116. İleri ekstrüzyon
www.muhendisiz.net
111
www.muhendisiz.net
Şekil 117. İleri ve geri ekstrüzyonun kombinasyonu
Şekil 118. Ekstrüzyonla kabloların kaplanması
Modern tesislerde soğuk çekmedeki toleranslara yakın toleranslarda ekstrüzyonla boru imal
edilebilir. Ekstrüzyonla boru imalinde ıstampanın itilmesinden başka, ayrı bir hidrolik
sistemle bir mandrel itilir. Mandrel ile kalıp arasında ki aralık borunun kalınlığını meydana
getirir (şekil 119).
Şekil 119. Ekstrüzyonla boru imali
www.muhendisiz.net
112
www.muhendisiz.net
3.4.1. Ekstrüzyon Değişkenleri:
Ekstrüzyonla parça imâlinde gerekli olan kuvvete etki eden faktörler aşağıdaki gibi
sıralanabilir :
a) Ekstrüzyon tipi
b) Ekstrüzyon oranı
c) Çalışılan sıcaklık
d) Şekil değişimi hızı
e) Sürtünme
Ekstrüzyon kuvvetinin kütük kesitine oranına "ekstrüzyon basıncı" adı verilir. Şekil 120'de
direkt ve endirekt ekstrüzyonda ekstrüzyon basıncının ıstampa hareketine göre değişimi
verilmiştir. Bu diyagramdaki ilk artış, ani ve çok yüksektir (A). Bunun sebebi, kütüğün
ekstrüzyon kabını doldururken meydana gelen kuvvetli basmadır. Direkt ekstrüzyonda
kütüğün kaptaki kısmı gittikçe azaldığında, kütük ile kap arasındaki sürtünme azalacağından,
ekstrüzyon basıncı düşer (B) endirekt ekstrüzyonda kütük ile kap arasında bir sürtünme
olmadığından, ıstampanın hareketiyle basınç değişmez, sabit kalır (B) Kapta malzeme
azalınca, basınç direkt ve endirekt ekstrüzyonda aynı şekilde artar (C ve D).
Şekil 120. Ekstrüzyon basıncının, ıstampa hareketine göre değişimi
Ekstrüzyondan önceki kesit alanının ekstrüzyondan sonraki alana oranına, "ekstrüzyon oranı"
adı verilir ( A0 / A f ). Ekstrüzyon basıncı yaklaşık olarak, ekstrüzyon oranrnm tabi
logaritmasının doğasal bir fonksiyonudur. Bundan dolayı ekstrüzyon kuvveti (P) aşağıdaki
şekilde hesaplanır:
www.muhendisiz.net
113
www.muhendisiz.net
P = k.A0 . ln
A0
Af
Burada;
k : Ekstrüzyon sabiti olup, Malzeme akış gerilmesi, sürtünme ve homojen olmayan şekil
değişimi içeren değerlerin ortalamasıdır.
Şekil değişimi kuvvetini azaltmak için birçok metal sıcak olarak ekstrüzyona tabi tutulur.
Istampa hızı arttıkça, ekstrüzyon basıncı da artar, Hızdaki 10 kat artma basıncı % 50 artırır.
Kalıptaki ve kaptaki sürtünme, ekstrüzyon basıncını artırır.
3.4.2. Çubuk ve Tel Çekme, Boru İmali
3.4.3. Çubuk ve Tel Çekme :
Çekme; metalin bir kalıptan geçirilmesi için, diğer taraftan bir çekme kuvveti tatbik edilmesi
işlemidir. Çubuk ve tel çekmede değişik büyüklükler için farklı teçhizat kullanılmasına
rağmen, kullanılan esas prensip aynıdır. Kangal olmayacak çubuklar, şekil 121’de görülen
prensiple çekilir
Şekil 121. Tel ve çubuk çekmenin prensibi
Çubuk ya zincirli veya hidrolikti bir mekanizma ile çekilir. Önceden çekilmiş veya
haddelenmiş mamul, bir çekme matrisi deliğinden geçirilerek çapının küçülmesi sağlanır.
Kalibreli sıcak haddeleme ile 3,5 mm çapa kadar teller imâl edilebilir. Daha ince tellerde
yüzey - hacim oranının büyümesi dolayısıyla çabuk soğuma olduğundan, haddeleme sonunda
elde edilen hassasiyet kifayetsiz kalmaktadır. Hassas ölçüler ancak soğuk çekme ile elde
edilir. Tel çekmede çekme hızlan 9-90 m/dak arasında olup, 50 m uzunluğunda tezgahlar
mevcuttur.
Tel çekmeye sıcak haddelenmiş çubuklardan başlanır Haddeleme ile elde edilmiş filmaşinler
çekilmeye tâbi tutulmadan evvel, üzerlerindeki hadde kavı tabakalarının giderilmesi lâzımdır.
Bu bir dekabaj banyosu (sülfirik ve hidroklorik asit banyosu) içinde gerçekleştirilir.
Filmaşinler banyoya daldırılır ve üzerindeki kav tabakasının kalınlığına ve kullanılan
banyonun asitlik derecesine göre, belirli bir süre banyoda tutulur. Bazı hallerde banyolar
60°C' ye kadar ısıtılır. Yalnız bu gibi hallerde banyodan yükselen tehlikeli asit buharlarından
personel korunmalıdır. Filmaşinler banyoda fazla kalırsa, asit serbest kalan çeliğe de tesir eder
ve yanı zamanda asidin hidrojeni çeliğin İçerisine difüzyonla yayınarak, çeliği kırılgan yapar.
Bunu önlemek için banyoya stabilizatör katılır. Banyodan çıkarılan malzeme su ile durulanır
ve üzerinde esmer bir oksit tabakası teşekkül edinceye kadar açık havada bırakılır. Bundan
sonra malzeme bir baz banyosuna daldırılarak, artık oksitler nötralize edilir. Tekrar
kurulanarak, 100°C’de kurutulur. Bu kurutma sırasında daha önce malzemeye yayınmış olan
hidrojen tasfiye edilmiş olur ve malzemenin sünekliği artan Bu şekilde hazırlanmış filmaşinler
www.muhendisiz.net
114
www.muhendisiz.net
tel çekme tezgahlarında gitgide azalan kapılardan geçirilerek arzu edilen çapa kadar inceltilir
ve tekrar kangal yapılır. Böyle bir tel çekme sistemi şematik olarak şekil 122’de
görülmektedir.
Şekil 122. Tel çekme tezgahının şeması.
Tel çekme esnasında sürtünmeyi azaltmak için, yağlama yapılması gerekir. Bu işlem
genellikle kireç ve iç yağın karışımından yapılmış gresle veya kuru sabunla yapılır. Bazı
hallerde çekmeyi kolaylaştırmak için filmaşin kısa bir süre bakır sülfat eriyiği içinde
tutularak, üzerinin ince bir tabaka bakırla kaplanması sağlanır. Bu bakır tabaka, telin
çekilmesini kolaylaştırır.
Tel çekmede kullanılan metal ve kesit küçültme oranına göre, orta derecede bir tavlamaya
ihtiyaç duyulabilir. Karbon oranı % 0,25'ten fazla olan teller, özel patentli ısıl işleme tâbi
tutulurlar. Isıl işlem üst kritik sıcaklığın üzerine ısıtma ve kontrollü bir şekilde soğutmayı
veya ince perlit yapının teşekkülü için 400°C'deki kurşun banyoda faz dönüşümünü içine alır.
Yüksek karbonlu müzik ve yay tellerinin patentli çekimine, yüksek mukavemet ve süneklik
iyi bir şekilde birleştirilir.
3.5. Boru İmali:
Borular ya sac şeritlerin kıvrılıp kaynatılmasıyla veya blok malzemeden çeşitli usûllerle
çekilerek imal edilirler. Saçtan kıvrılarak yapılmış borulara "dikişli boru" denir ve bunlar
ancak alçak basınçlara maruz şebekelerde kullanılırlar.
Bloktan imal edilmiş borular "dikişsiz borular olarak adlandırılır ve kazan, buhar ve hidrolik
develer gibi yüksek basınçlı yerlerde kullanılır.
3.5.1. Dikişli Boru İmali :
Sac şeritlerin kıvrılıp boru haline getirilmesinde takip edilen usule göre, çeşitli dikişli boru
imâl metodu vardır. Bunlar aşağıda ayrı ayrı ele alınmıştır.
Kaynak dikişli ince boruların imali: Küçük çaplı ve cidar kalınlığı ince boruların imalinde
şekil 123'de görülen sistem uygulanır. Burada sac şeritler çan biçiminde bir huniden özel
çekme tezgahlarında çekilerek kıvrılır ve kenarları alın kaynağı ile kaynatılır. Bu usulde sac
şeridin genişliği, boru çevresinden bir miktar geniş tutulur. Kaynak sıcaklığına kadar ısıtılan
sac şerit özel boru çekme kıskacı ile tutulur, ve kıskaç huniden geçirilerek, tezgahın çekme
arabasına bağlanır. Çekme sonunda sac şerit hem boru şeklinde kıvrılır, hemde kenarları
www.muhendisiz.net
115
www.muhendisiz.net
birbirine kaynar. Elde edilen boru daha sonra özel kalibreleme ve yüzey düzeltme
haddelerinden geçirilerek, hem çapı kalibrelenir hemde üzerlerindeki kav tabakası giderilir.
Şekil 123. İnce dikişli boru imalatının prensibi
Kalibreli hadde ile boru imali: Bu usulde sac şeritler kesilmeden kullanılır ve imâlden sonra
borular istenen boylarda kesilir. Rulodan açılan sac şerit bir fırından geçer ve bu esnada
kenarlarına tatbik edilen alevle kaynak sıcaklığına erişir. Sac şerit bundan sonra bir seri
kalibreli haddeden geçerek ve her kademede bir miktar kıvrılarak boru şeklini alır. Son olarak
özel bir çift hadde ve malafa arasından geçirilerek, kaynatılır (şekil 124).
Kalibreli hadde ile imâl edilmiş borular basınca dayanıklıdır Eskiden basınçlı şebekelerde
kullanılan kalın boruların imâlinde tatbik edilen bu usûl, dikişsiz boru imal usûllerinin
gelişmesiyle terkedilmeye yüz tutmuştur.
Şekil 124. Kalibreli hadde ile dikişli boru imali
Elektrik direnç kaynağı ile boru imali: Bugün dikişli boru sanayiinde 30 cm çapına kadar
boruların imalinde hemen hemen tatbik edilen tek usûldür. Sac şerit aynen haddeleme ile boru
imâlinde olduğu gibi, yuvarlak kalibreli maddelerden geçerek ve her hadde çiftinde bir miktar
daha kıvrılarak boru şeklini alır. Bu hadde grubunun nihayetine yerleştirilmiş olan üç
merkezlerne ve iki elektrod merdanesinden müteşekkil kaynak ünitesinden geçerek kaynatılır.
Boru kaynak ünitesinden geçer geçmez, dikişinin alt ve üst kısmındaki fazlalıklar alınır. Elde
edilen boru diğer usullerde olduğu gibi, doğrultma ve kalibrelemeye tabi tutulur.
Büyük çaplı dikişli boruların imali : Sac şeritler kıvırma tezgahlarında spiral halinde
kıvrılarak boru şeklini alması sağlanır ve birleşme yerleri tozaltı kaynağıyla içten ve dıştan
kaynatılır. Bugün kullanılan büyük çaplı boruların çoğu, bu usûlle imâl edilmiş spiral
borulardır. Bu boruların imâli süreklidir ve diğer usullere nazaran daha süratlidir. Elde
edilecek borunun boyu, bükme tezgahının boyuna tabi değildir.
www.muhendisiz.net
116
www.muhendisiz.net
3.5.2. Dikişsiz Boru İmali:
Blok malzemenin boru haline getirilmesi çeşitli sistemlerle mümkün olmaktadır. Bu sistemler
boru kalınlığı, boyu gibi etkenler gözönüne alınarak geliştirilmiştir. Aşağıda dikişsiz boru
imâli usullerinden bazıları anlatılacaktır.
Mannesman usulü: Bu usûlde blok eğik, eksenleri birbirine göre az eğik ve aynı yönde
dönen iki merdane ve bir malafa vasıtasıyla boru şeklini alır (şekil 125). Bu şekilde yapılan
haddeleme esnasında bloğun haddelerle temas eden kısımlarında basma, orta kısımlarda ise
yan doğrultuda kayma ve uzama istikametinde de çekme gerilmeleri hasıl olur.
Şekil 125. Mannesman usulü boru imali
Stiefel usulü : Bu usûlde de aynı yönde dönen iki merdane kullanılmakla beraber,
merdanelerin arasında 60°'lik bir açı bulunur. Bu halde de yine boruya şekil veren bir malafa
vardır. Dışarıdaki merdaneler ve malafa başı, üçlü hadde teşkil eder. Merdanelerin bloğa
değen kısımları arasındaki çap farkı büyük olduğundan, blokta sürtünmeden dolayı şiddetli
zorlamalar meydana gelir. Bundan dolayı kalıcı cidarlı boruların imâlinde daha çok,
Mannesman usulü kullanılır.
Erhardt usulü : Bu usûlde kare kesitli bloklar tavlandıktan sonra, çapı kesitin köşegenine eşit
bir silindirik kabın içine konur ve kesiti blokla kalıp arasında kalmış daire kesmelerine eşit
olan bir malafa presle bastırılarak parça delinir. (şekil 126). Elde edilen bir tarafı kapalı boru
parçası, özel olarak geliştirilmiş itme tezgahlarında normal cidarlı boru haline getirilir.
www.muhendisiz.net
117
www.muhendisiz.net
Şekil 126. Erhardt usulüyle dikişiz boru imali
Röckner usulü : Bu usül ile imal edilen borular yüksek basınçlı buhar kazanlarında ve kimya
sanayinde kullanılır. Ortalama çapı imal edilecek borunun ortalama çapına eşit fakat cidarı
daha kalın çelik boru dökülür ve sor dört çift merdane arasından geçirilerek haddelenir,
Röckner metoduyla 601 ağırlığına kadar; 800-1800 mm çapında, 20-70 mm cidar kalınlığında
ve 6 m uzunluğunda dikişsiz borular imal edilmektedir.
Çeşitli usullerle imal edilmiş olan borular genellikle tam yuvarlak ve istenen çapta olmazlar.
Borular henüz sıcak iken hassas ölçü haddelerinden geçirilerek, son ölçülerini alırlar, imal
edilmiş olan boruların doğrultulması için, özel olarak yapılmış eğik haddeleme tertibatı veya
doğrultma presleri kullanılır.
3.6. Plastik Sac İşleme Usulleri
Seri imalatta yassı saclara çeşitli şekilleri verebilmek, 20. asrın gerçekte teknolojik
ilerlemelerinden birisidir. Elle şekillendirmeden, süratli ve devamlı imalata geçiş, yaşam
standardını yükseltmede en büyük etkendir.
Boru, kutu, kap, karoseri, tank, kazan ve gemi teknesi gibi mamuller, saclara plâstik şekil
verilerek elde edilir. Sacları bükmek, kıvırmak, sıvamak, damgalamak ve çekerek kap şekline
getirmek gibi işlemlerin hepsi birer plâstik şekil verme usulüdür.
Saclar malzemenin cinsine ve kalınlığına göre, sıcak veya soğuk olarak işlenirler. Tavlamayla
malzemenin şekil değiştirme kabiliyeti artar. Fakat belirli sınırdan sonra yüzey - hacim oranı
büyüdüğünden, çabuk soğumadan dolayı sıcak işlenemezler.
Saclara plâstik şekil verme ile beraber, çok defa kesme de tatbik edilir. Bazı hallerde kesme
ayrı bir işlem halinde, bazen de plastik şekil verme esnasın da yapılır. Sacların kesilmesi
prensip olarak plâstik şekil vermeden tamamıyla ayrı bir usuldür.
www.muhendisiz.net
118
www.muhendisiz.net
3.6.1. Kesme :
Kesme yada diğer bir deyimle makaslama, hareket eden iki kesme ağzı t; rafından metalin
ayrılmasıdır, (şekil 127). Bir zımba ve buna uyan matris arasına konan bir sacın zımba ve
matris arasında zorlanarak kesilmesine, "zımbalama" adı verilir. Kesmede bıçaklar birbirine
doğru hareket etmeye başlayınca, sacın her iki yüzünde de tatbik edilen kuvvet dolayısıyla bir
plâstik şekil değiş mi başlar ve kopma mukavemeti değerine erişilince kopma meydana gelir.
Makaslamada kesme ağızları arasındaki aralık önemli bir değişkendir. Uygun aralıkta kesme
ağızlarında meydana gelen çatlamalar, metal kalınlığınca uzayıp tam ortada birleşerek,
düzgün bir kesme ağzı meydana gelir. Fazla aralıkta kesme ağzı düzgün olmaz ve fazla kısım
plâstik şekil değişimine uğradığı için de daha büyük kuvvete ihtiyaç olur. Sert ve gevrek
malzemeler az plastik şekil değişimine uğrayabileceklerinden, aralık dar olmalıdır.
Şekil 127. Kesme işleminin prensibi
Kesme sisteminde hareketli ağız ıstampa, sabit ağız matris üzerindedir Yukarıda da
belirtildiği gibi, matris ve ıstampa arasındaki aralık sac kalınlığı ve sac malzemesinin
fonksiyonudur.
Sacların kesilmesinde kullanılan makaslar düz bıçaklı ve rulo bıçaklı olmak üzere iki grupta
toplanabilir. Düz bıçaklı makaslara giyot in makaslar da denir.Bu makaslarda alt bıçak tablaya
tesbit edilmiştir ve sabittir. Üst bıçak el veya ayak ile mekanik olarak tahrik edilir. Rulolu
makaslarda alt ve üst bıçak daire şeklindedir. Her iki bıçakta da eğim olduğundan, kesme
kuvveti küçüktür. E tip makaslarda parçalar bir eğri boyunca kesilir.
Istampalar (zımbalar) açık ve kapalı t ipte olabilirler. Açık zımbaların kullanılabilmesi için
pres kafasının hareketi düzgün ve hassas olmalıdır. Klavuz veya kapalı zımbalarda, ıstampa
www.muhendisiz.net
119
www.muhendisiz.net
kesme kalıbı içerisinde klavuzlanmıştır. Bu sebepten zımbanın hareketi presin hassasiyetine
bağlı değildir. Kesme dalı hassastır, fakat bu tür zımbaların imâli daha pahalıdır. Şu halde
büyük toleranslı parçaların kesilmesi açık, hassas parçaların kesilmesi ise kapalı (klavuzlu)
zımbalar kullanılmalıdır. Şekil 128'de bir kapalı zımba örneği görülmektedir.
Şekil 128. Kapalı (klavuzlu) zımba
3.6.2. Bükme ve kıvırma :
Bir sac parçasının bir kısmının bulunduğu düzlemle verilmiş bir açı yapan başka bir düzleme
gelmesini sağlamak için yapılan işleme "bükme" denir. Bükmede düzlemler arasında bir açı
oluşturulabileceği gibi, belirli çaplarda eğri şeklinde bükmelerde yapılabilir. Kıvırma ise,
sonsuz sayıda bükmelerin kapalı veya açık eğri meydana getirmeleri olarak tarif edilebilir.
Şekil 129’da çeşitli bükme işlemleri görülmektedir.
Şekil 129. Çeşitli bükme işlemleri
Bükmede kullanılan tertibatlar özel ve genel olarak iki grupta toplanır. Özel bükme tertibatları
belirli bir iş parçasının formunu elde etmek için yapılmıştır ve yalnız o iş için kullanılabilir.
Bunların maliyetleri yüksektir, fakat hassas ve süratli olarak çalışırlar. Ancak çok sayıda
parça imali için elverişli ve ekonomi olurlar. Genel bükme tertibatları ise, birbirlerine çok
yakın şekilde bükmelerde kullanılır Bu tertibatla süratli çalışmak çoğunlukla mümkün
www.muhendisiz.net
120
www.muhendisiz.net
değildir. Bunlar genellikle büyük parçaların veya az sayıda yapılan küçük parçaların
bükülmeleri için elverişlidirler.
Bükme işlemi bir bükme makinası veya herhangi bir prese takılan bükme zımbalarıyla yapılır.
Preslere takılan bükme zımbalarıyla yapılır. Preslere takılan bükme zımbalan ve kalıpları, özel
bükme tertibatları sınıfına girer. Cakalar bir tabla ve ona düşey durumda hareket eden ve
tablaya sacı tesbit eden bir üst çene ile, bükme ekseni etrafında hareket eden bir alt çeneden
ibarettir. Çenelerin ağızları değiştirilerek, çeşitli yarı çaplarda bükmeler yapılabilir. Alt çene
el ile veya mekanik olarak hareket eder. Cakalar da ha çok ince sacların bükülmesinde
kullanılır. Abkant presler ise, üst tabakası ince ve uzun olan preslerdir. Bu şekilde üst
tabakaya uzun zımbalar bağlanarak, büyük boyutlu sacların bükülmesi sağlanabilir. Bu presler
sadece bükme işlemi için geliştirilmişlerdir. Yine bunlarda da zımba altlıkları ve zımbalar
değiştirilerek, değişik açılarda bükme yapılabilir.
Kıvırma işlemi özel kıvırma tezgahlarında veya kıvırma zımbaları ile yapılır. Bu tezgahlarda
sac altta iki ve üstte bir olmak üzere üç merdaneden müteşekkil bir haddeden geçirilerek
kıvrılır. Arzu edilen kıvırma yarıçapı, merdanelerin birbirlerine nazaran konumları
değiştirilerek elde edilir. Kıvırma zımbaları, seri işlerde ve ufak parçaların kıvrılmasında
kullanılır. Bu takımlarda bir parça ancak belirli bir şekilde kıvrılabilir.
Genel kıvırma işlerinde kullanılan merdaneli tezgahlar mevcuttur.
3.6.3. Sıvama :
Kenarları içeriye doğru dönük, dönel şekilli kaplar sıvama ile imâl edilirler. Düz sac rondela
veya önceden preste bir ön şekil verilmiş iş parçası sıvama tezgahlarının miline takılmış olan
kalıbın alnına dayanır ve bir baskı ile desteklenir iş parçasının ortası delik olduğu takdirde,
rondela bir vida ile kalıba tesbit edilir. Tezgah çalışmaya başladıktan sonra, sıvama kalemiyle
rondelanın ortasından çevresine doğru bastırılarak parçan kalıbın şeklini alması sağlanır.
Sıvama kalemlerinin uç kısımları küreseldir ı iyice parlat ılmıştır. Çalışma esnasında kalemin
uç kısmına sabunlu su ve; yağ sürülür. Kalem parçaya bastırılırken, bir destek üzerine
bağlanmış bas ruloları kullanılır. Sıvama tezgahlan çok basit bir tornayı andırırlar. Herhangi
bir torna tezgahı da bu iş için kullanılabilir.
Sıvama kalıpları genellikle sert ağaçtan yapılır. Çok sayıda yapılması gereken parçaların
kalıpları ise, demirden yapılır. Kalıplar tezgah miline vidalanan takılırlar. Kenarı içeri dönük
kaplar imâl edildikten sonra kalıbın içerisinden ç karılabilmesi için, bu tip parçaların kalıpları
parçalı yapılır ve iş parçasının içerisinden kalıp parçalar halinde çıkarılır.
Az sayıda imâli gereken saçtan mamul kap şeklindeki parçalar da sıvama ile imâl edilirler.
Çünkü sayılarının azlığı, preste şekillendirilmeleri için gerekli kalıbın maliyetini
karşılayamaz.
3.6.4. Damgalama :
Sac parçasının iki parçalı bir kalıp içerisinde yığılarak, yükseltilerek ve akarak şekil
değiştirmesine "damgalama" adı verilir. Bu işlem, kalıpta soğuk dövmenin bir tatbikatıdır. Bu
usûl madeni para, madalyon ve süs eşyası imalinde tatbik edilir.
Dolu ve boş damgalama olmak üzere iki türü mevcuttur. Dolu damgalama da malzemenin
kalınlığı değişir. Boş damgalamada ise, bir yüzün girintisi diğer yüzün çıkıntısına tekabül eder
ve malzemenin kalınlığı değişmez. Derin damgalamalar birkaç kademede yapılır ve
kademeler arasında parçanın tekrar kristalleşme sıcaklığına kadar tavlanması gerekir.
www.muhendisiz.net
121
www.muhendisiz.net
Damgalamada uygulanacak basınçlar malzeme cinsine göre değişir. Aşağıda bazı malzemeler
için bu değerler görülmektedir:
Yumuşak çelik
Altın para
Gümüş para
Nikel
Alpaka (yemek takımları)
Paslanmaz çelik
Pirinç (ince saclar - 0,7 mm)
Pirinç (kalın saclar - 2 mm)
100 -120 kg/mm2
120 - 150 kg/mm2
150-180 kg/mm2
160-180 kg/mm2
160 - 200 kg/mm2
250 - 300 kg/mm2
10 kg/mm2
80 - 90 kg/mm2
3.6.5. Derin çekme :
Sac levhalardan kap şeklinde cisimler elde etmek için kullanılan en önemli usûllerden birisi
derin çekmedir. İmâl edilecek olan parçanın açılmış şekline uygun bir sac parçası çekme
matrisi üzerine konur. Pot çember adı verilen bir bastırıcı sac levhayı tutar ve bir ıstampa sac
parçasını matris deliğinden geçirerek, iş parçasının elde edilmesini sağlar.
Derin çekme işlemi, malzemelerin plâstik olarak akışı sayesinde gerçekleştirilir. En basit
çekme takımları, pot çembersiz olanlarıdır. Bunlar sadece çekme matrisi ve ıstampadan
meydana gelir. Bu tip çekme tezgahları sadece derinliği az olan parçaların imâlatında
kullanılır.
Çekme matrisinin ve ıstampanın kenarları, sacın uzatılması için yuvarlatılır. Istampanın
kenarlarının yuvarlatılma çapları, küçük olmamalıdır. Çekme matrisinin yuvarlatılmış
kenarlarının yarıçapı 5-10 mm arasında olmalıdır. Böylece iş parçasının kenarlarının
kıvrılması ve akması ko laylaşır.
Derinliği az olan iş parçalarının çapı çekmeden sonra malzemenin elastikliği dolayısıyla biraz
büyür ve ıstampa yukarı çıkarken, matrisin kenarı iş parçasını sıyırır. Derinliği fazla olan ve
ince saçtan imâl edilen iş parçalarının ıstampanın üzerine iyice oturması sebebiyle, bunları
ıstampadan sıyırmak için kalıpta özel sıyırıcı tertibatların bulunması gereklidir. Derin
parçalan elde etmek için, birbirini takip eden birkaç çekme işlemi yapmak gereklidir. Bununla
beraber, rondela çapı/mamul kap çapı oranı belirli bir değeri aşamaz. Aksi ha de parçada
katlanmalar ve yırtılmalar meydana getir.
www.muhendisiz.net
122
www.muhendisiz.net
TALAŞLI İMALAT
4.1. TARİFİ VE KULLANILDIĞI YERLER
Takım tezgahlan vasıtasıyla, bir veya birkaç takım kullanarak metal, ağaç veya taş gibi
maddelerin talaş kaldırma yoluyla önceden bilinen şekil ve ölçülerde işlenmesine "talaşlı
imâlat" adı verilin işlemin esası, malzemelerin birbirinden farklı sertlikte olmaları ve
birbirlerini aşındırabilmeleridir. Buna örnek olarak; çelik malzeme ile alüminyum
malzemenin çizilebilmesi, bıçakla ağaç malzemenin yontulabilmesi verilebilir.
Takım tezgahı; talaşlı imâlat sırasında gerekli olan güç ve hareket sağlayan bir araçtır. Talaşlı
imâlat esnasında ya iş parçası hareketli, kesme takımı sabittir (tornalama) veya iş parçası
sabit, kesme takımı hareketlidir.(şekil 130).
Talaşlı imalatta iş parçası üzerinden parçacıklar (talaş) kaldırmaya yarayan ve sert
malzemelerden yapılmış gereçlere, "takım" adı verilir.
Talaşlı imâlat yardımıyla malzemeler üzerinden parçacıklar kaldırarak istenen şekil ve
ölçülerde parça imali; parçalar üzerinde delik, vida, diş ve kanalların açılması mümkün
olmaktadır.
4.2. TALAŞ KALDIRMANIN ESASLARI
Daha önce de belirtildiği gibi talaş, malzemeden kaldırılan parçacıklara verilen addır, işlenen
malzemenin cinsi ve kesme şartlarına bağlı olarak, üç tip talaş meydana gelmektedir:
a) Akma talaş: Malzeme üzerinden çatlaksız ve devamlı olarak ortaya çıkan talaş türüdür. Bu
tip talaş dövme demir, yumuşak çelik, bakır ve alüminyum gibi yumuşak malzemelerin
yüksek hızla işlenmesinde görülür. İşlenen yüzeyin düzgünlüğü, güç tüketimi ve takım ömrü
bakımından en uygun talaş tipidir. Şekil 131’de şematik olarak akma talaş tipi verilmiştir.
www.muhendisiz.net
123
www.muhendisiz.net
Şekil 130. Parçaların istenen boyutlara getirmekte kullanılan geleneksel yöntemler.
Şekil 131. Akma talaşın teşekkülü
b) Kesintili talaş: Gevrek malzemelerin işlenmesinde şiddetli gerilmeye maruz kalan
malzemeden oluşan talaşlar parça parça olarak ortaya çıkar.Böylece parçalı talaşlara "kesintili
talaş" adı verilir, Kesintili talaş dökme demir, dökme bronz gibi; sünek malzemelerin düşük
kesme hızlarıyla işlenmesinde de ortaya çıkar. Gevrek malzemelerin işlenmesinde yüzey
durumu iyi, kesme kuvvetleri düşük ve takım ömrü iyidir. Fakat yumuşak malzemelerin
işlenmesinde yüzey durumu kötü ve takım ömrü kısadır. Kesintili talaşın meydana gelmesi
şematik olarak şekil 132-a’da verilmiştir.
c) Yapışık kenarlı talaş: Akma talaş tipinde olduğu gibi sürekli biçimde ortaya çıkar. Yalınız
bu tipte talaş ile takım arasında bir yapışma vardır ve bu sebepten talaş-takım sürtünmesi çok
yüksektir. Talaş kaleme kat kat yapışır. (Şekil 132-b). Talaş kaldırılırken yapışma devam eder
ve talaş bir süre sonra kırılır, Bu tip talaş genellikle sünek malzemelerin orta hızda
işlenmesinde ortaya çıkar.
a)
b)
Şekil 132. Kesintili ve yapışık kenarlı talaş
Talaş kaldırmada kullanılan takımlar, talaş kaldırmayı kolaylaştıracak biçimde
şekillendirilmişlerdir. Bu sebepten kesmeyi yapan kenarlar, keskin şekillere sahiptirler. Şekil
133'de kesme işlemi sırasında bir takımın yapmış olduğu açılar ve takımın biçimi
görülmektedir, Talaş kaldırmada ortaya çıkan açılar, hareket yönü ve referans düzlemi esas
alınarak tarif edilmişlerdir.Bu açıların kesme şartları üzerinde önemli etkileri vardır. Taban
açısı (a), takımın taban yüzü ile iş parçasının sürtünmesini önler. Takımın kama açısı ( ) ve
talaş açısı (
), kalem ağzının kesiciliğini temin ederler. Bu iki açının değişimi birbirine
bağlıdır; yani birisi artarken diğeri azalır. Eğer kama açısı çok küçük olursa (bu takdirde talaş
www.muhendisiz.net
124
www.muhendisiz.net
Şekil 133. Kesme açıları ve kesme takımı
açısı çok büyük olur), takımın kesme ağzı çok zayıf olur. Bu sebepten, takım ağzı çabuk
körlenir. Takım kama açısı çok büyük olursa (talaş açısı çok küçük); kesme ağzı küt olur ve
kesmede fazla direnç göstererek, aşırı ısınır. Taban açısının takım ile iş parçası arasındaki
sürtünmeyi önleyecek kadar küçük olması yeterli olmaktadır. Bu açının lüzumundan fazla
yapılması halinde, takım kes ağzı zayıflayacaktır. Genel olarak taban açısı 5  8 0 arasındadır.
Talaş açısı b hallerde negatif olarak seçilmektedir.
Takım hareket yönü ile talaş kayma düzlemi arasındaki açıya ( ) "kayma açısı" adı
verilmektedir. Bu açıya bağlı olarak, oluşan talaş kalınlığı değişmektedir.
Takım kesme kenarının iş parçasına göre izafi hareketinde, hareket yönü ile yaptığı açıya göre
iki türlü kesme sözkonusudur. Bu açının 90 0 olması halinde "dik kesme", 90 0 ’den farklı
olması halinde "eğik kesme" adı verilmektedir. Bu iki hal şekil 134'de şematik olarak
görülmektedir. Eğik kesmedeki kesme açıları şekil 135'de verilmiştir. Takım hareket yönüne
dik olan ve "referans düzlen adı verilen düzlemle, takım kesme ağzının yapmış olduğu açıya
eğim açısı ( ) denir.
Şekil 134. Dik ve eğik kesme halleri
www.muhendisiz.net
125
www.muhendisiz.net
Şekil 135. Eğik kesmede kesme açıları
4.3. TAKIMLAR
Talaşlı imâlatta malzeme üzerinden parça kaldırmaya yarayan araçlara takım adı verilmekte
idi. Takımların kimyasal bileşim, konstrüktif yapı, ömür, kullanma şartı ve gayeye göre
sınıflandırmak mümkündür. Fakat en uygunu malzemelerine göre yapılacak sınıflandırmadır.
Buna göre takımları beş grup allında toplayabiliriz:
- Takım çelikleri (alaşımlı ve alaşımsız)
- Sert metaller (stellitler)
- Elmas takımlar
- Seramik takımlar -Taşlama takımları
Yukarıdaki takım türlerinin her biri ayrı ayrı aşağıda incelenecektir.
4.3.1 Takım Çelikleri
Takım çelikleri alaşımsız ve alaşımlı takım çelikleri olarak iki türdür. Karbonlu takım
çelikleri % 0,5-1,7 arasında karton ihtiva ederler ve karbon oranına göre özellikleri değişir.
Suda su verilebilir ve bu esnada çatlama tehlikesi vardır Bu sebepten karışık şekilli takımlar
alaşımsız takım çeliği olarak yapılmaz. Ayrıca düşük sıcaklıkta sularını kaybederler ve
yumuşarlar. Aşınmaya dayanıklıkları, alaşımlı takım çeliklerine göre daha düşüktür.Dövme
işlemi ile toklukları arttırılır. Yüksek kesme hızlarında kullanılamazlar Çünkü çok çabuk
sertliklerini kaybederler.
Alaşımsız takım çeliklerinin içerisine tungsten, krom, nikel, molibden, kobalt katılarak
yüksek mukavemette ve yüksek sıcaklıklara dayanabilen alaşımlı takım çelikleri elde edilir.
Tungsten karbürler oluşturarak aşınmaya dayanıklılık ve yüksek su alma kabiliyeti verir.
Ayrıca diğer alaşım elemanları çeşitli özellikler kazandırır. Su alma özelliğinin artmasıyla,
havada bile su vermek mümkün olur. Böylece hızlı su vermede ortaya çıkan çatlama ve
www.muhendisiz.net
126
www.muhendisiz.net
çarpılmaların önüne geçilmiş olur. Ayrıca özelliklerin kaybedildiği sıcaklık, alaşımlı takım
çeliklerinde yükseltilmiş olur. Alaşımlı takım çeliklerinden yüksek oranda Cr W ihtiva edenler "hız çeliği" olarak adlandırılırlar. Hız çelikleri sertliklerini 600 0C 'ye kadar muhafaza
ederler ve bu sebepten yüksek kesme hızlarında kullanılabilirler. Hız çelikleri pahalı
olduklarından takımın tamamı hız çeliğinden yapılmaz, küçük parçalar halinde alaşımsız
saplara tesbit edilirler.
4.3.2. Sert Metaller
Sert metaller W, Ti, Mo ve V karbürlerin döküm veya sinterleme ile biraraya getirilmesiyle
elde edilirler. Sinterleme metal ve metalsel alaşımların tozlarının ergitilmeden, basınç ve
sıcaklık yardımıyla sert cisimler haline getirilmesidir. Bu işlem, kullanılan tozun ergime
noktasının altındaki bir sıcaklıkta yapılır. Eğer çeşitli malzemelerin karışımı halinde bir toz
kullanılırsa, sinterleme bu tozlardan en yüksek ergime sıcaklığına sahip olan tozun ergime
sıcaklığının altında
yapılır. Sert metaller yüksek tokluğa sahiptirler. 1000 0C ’de sertliklerinin ancak % 5'ini
kaybederler. Bu takımlar sayesinde, yüksek mukavemetli ve sert malzemelerin ekonomik
olarak işlenmesi mümkün olur.
Sert metaller çelik olmamakla birlikte, bir miktar karbon ihtiva ederler. Isıt işlem
gerektirmezler, çok kırılgan olup kolayca çatlarlar, Sert metal takımlarda da ekonomik
sebeplerden takımın tamamı sert metalden yapılmaz. Çelikten bir sapın ucuna sert metal
parçası lehimleme veya mekanik olarak tesbit edilir. Şekil 136’da tesbit işlemi şematik olarak
görülmektedir.
Şekil 136. Sert takım uçlarının saplara tesbiti
İnce ve düzgün talaşlı imalat işlerinde elmas kalemler kullanılır. Çok yüksek kesme hızlan ve
sıcaklıklarda bozulmadan çalışılabilir. Elmas takımlarla genellikle son işlemeler yapılır, kaba
işlemeler diğer cins takımlarla yapılmalıdır. Yüksek karbonlu ve alaşımlı çelikler, soy
metaller, bakır, bronz, pirinç ve çinko gibi metal ve alaşımlar elmas kalemlerle işlenirler. Yine
ekonomik sebeplerden dolayı takımın yalnızca uç kısmı elmastan yapılır. Elmas ucun sapa
tesbiti lehimleme veya mekanik olarak yapılabilir. Elmas takımlarda kesme hızlan mümkün
olduğu kadar yüksek olmalıdır.
www.muhendisiz.net
127
www.muhendisiz.net
4.3.4. Seramik Takımlar
Seramik takımlar alüminyum oksit, silisyum oksit ve benzeri malzemelerin sinterleme yoluyla
biraraya getirilmesiyle elde edilir. Daha öncede belirtildiği gibi; toz haldeki malzemeler
sıcaklık ve basıncın etkisiyle, ergime olmadan biraraya getirilip bir bütün halini almasına
sinterleme adı verilmekte idi Seramik takımların elde edilmesinde 1-10 mikron büyüklükteki
pudra halindeki tozlar kalıplarda presleme veya dövme ile şekillendirilir. Presleme sonucu
elde edilen parçalar daha sonra uygun sıcaklıklarda fırınlarda pişirilir. Seramik takımların
eğilme mukavemetleri çok düşüktür ve kolayca kırılabilirler. Aynı ömür için seramik
takımların kesme hızları, karbür takımlara göre 3-4 kat daha fazladır.
Takım malzemelerinin dayanıklıkları ve dolayısıyla kullanılma sınırları, sıcaklığa bağlı olarak
sertlik değişimleriyle belirtilir. Aşağıda bununla ilgili bir tablo verilmiştir {Sertlik: Rc)
(Tablo18).
Tablo18. Çeşitli takım malzemelerinin sertliklerinin sıcaklıkla değişimi.
4.3.5. Taşlama takımları:
Taşlama takımlarına, taş adı verilir. Taşlar kemirici ve kesici takımlar olup, sayısız ve
düzensiz kesici ağıza sahiptirler. Bir taş sert tanecikler ve bunları birbirine bağlayan bağlayıcı
çimentodan meydana gelir. Sert tanecikler kesici kenarlara sahip kristallerdir. Bu kristaller
tabii ve suni olabilir. Tabii kristaller, tabiattan elde edilen kuvars parçacıklarıdır (SiO2).
Kuvars parçacıkları kalem haline getirilerek veya kağıtlar üzerine yapıştırılarak kullanılırlar.
Fakat saf olmadıklarından, kullanılmalarında mahzurlar vardır. Tabii sert malzeme olarak yağ
taşı ve alüminyum oksit de kullanılmaktadır Suni sert parçacık olarak tabii korendon, suni
korendon, elmas, bor karbür ve silisyum karbür kullanılır.
Taşlama taşlarının imâlinde bağlayıcı olarak seramik, madeni ve nebati bağlayıcılar kullanılır.
Seramik bağlayıcılar esas olarak kilden meydana gelir. Sert tanecikler kil ile iyice karıştırılıp,
pres ile şekillendirilir ve sonra 1100°C’de 100 saat pişirilir. Böylece porselen sertliğinde,
gözenekli bir yapı elde edilir Seramik bağlayıcı ile yapılan taşlar su, yağ ve sıcaklıktan
etkilenmezler, fakat darbeli çalışmaya dayanıklı değildirler. Madeni bağlayıcılar, su camından
teşekkül eder. Sudan etkilenmemeleri için içerilerine çinko oksit ilâve edilir. Madeni
bağlayıcılarla yapılan taşların mukavemetleri az olup, hafif işlerde kullanılırlar, Organik
bağlayıcılar şellak, bezir yağı, kauçuk ve bakalit gibi bağlayıcılardır. Taşa elâstik bir yapı
kazandırırlar, fakat sıcağa dayanıksızdırlar.
Taslamada kullanılan takımlar genellikle sertliklerine göre değerlendirilirler. Bir taşın sertliği
denilince, bağlayıcının sertliği sözkonusu olur. Bu sebepten taşın sertliği, bağlayıcının cins ve
miktarına bağlıdır. Eğer aşındırıcı taneciklerin aşınması bağlayıcının ufalanmasından hızlı ise,
www.muhendisiz.net
128
www.muhendisiz.net
bu taş "serttir". Eğer bağlayıcı kesici taneciklerden hızlı olarak ufalanıyorsa, bu taş
"yumuşaktır". Kullanılan taş taşlanan malzeme için sert ise, tanecikler körlendikleri ve
bağlayıcı ile aynı seviyeye kadar aşındırdıkları halde dökülmezler. Bu durum, taşın çevresinin
"camlaşması" olarak adlandırılır. Bazen de taşın boşlukları ve sert taneciklerinin arası işlenen
malzemenin talaşı ile dolarak körlenir. Buna taşın "tıkanması" denir.
Taşlama takımlarının şekilleri, kullanılacak işe göre değişir. Şekil 137’de taşların şekilleriyle
ilgili bazı örnekler görülmektedir
Taşların tezgaha bağlanmasında çok dikkatli hareket edilmelidir. Kırılgan bir yapıya sahip
olduklarından, yanlış teshillerde kolayca kırılırlar Titreşimlerin yutulması için, taşların ortası
kurşun ile doldurulur. Ayrıca taşın dengeli bir şekilde bağlanması gerekir. Dengeyi sağlamak
üzere gerekirse, flanş üzerine ağırlıklar konur. Şekil 138’da taşın tesbitiyle ilgili bir örnek
görülmektedir.
Taşlama takımlarının cinslerini belirten çeşitli standart mevcuttur. Bu standarttasın tanecik ve
bağlayıcısının cinsini, sertliğini belirtir.
Şekil 137. Taşlama takım t ipleri
www.muhendisiz.net
129
www.muhendisiz.net
Şekil 138 .Taşlama takımlarının tesbiti
4.4. TALAŞLI İMALAT USULLERİ
Talaşlı imalat birbirinden farklı işlemler yapan tornalama, planyalama, frezeleme, delme,
boşaltma, raybalama, testere ile kesme ve taşlama gibi usulleri ihtiva eder. Bu usuller aşağıda
ayrı ayrı ele alınacaktır, (şekil 139)
Şekil 139. Başlıca talaşlı imalat usullerinin gösterilişi
www.muhendisiz.net
130
www.muhendisiz.net
4.4.1. Tornalama:
Tornalama işlemi; dairesel hareket yapan bir iş parçası üzerinden talaş kaldırarak, parçaya
silindirik veya dönel bir şekil verme olarak tarif edilebilir (Şekil 140).
Şekil 140. Çeşitli tornalama şekilleri
Tornalama işleminde, torna tezgahlarından faydalanılır. Torna tezgahları paralel, revolver ve
otomatik tipte olabilir. Paralel tornalarda işleme takımı eksenine dik ve paralel hareket yapar.
Dolayısıyla parça, eksenine dik ve paralel yönlerde işlenmiş olur. iş parçası bir taraftan
aynaya, diğer taraftan puntaya bağlanır. Aynaların bağlanma yerleri sabit olup, yalnızca
kendileri değiştirilebilir. Farklı uzunlukta parçaların bağlanabilmesi için, puntalar kızaklar
üzerinde hareket edebilir. Kesme kaleminin işleme sırasındaki hareketi el ile veya otomatik
olarak yapılabilir, iş parçasının dönme hareketinin hızı, bir dişli veya kayış-kasnak sistemiyle
değiştirilebilir. Şekil 141'de bir paralel torna görülmektedir. Paralel tornada tek kalemle
çalışılır.
Şekil 141. Paralel torna
Rovelver tornalarda dönebilir birtakım taşıyıcı vardır. Takım taşıyıcı üzerinde genellikle attı
ayrı iş yapabilen takım mevcuttur. Böylece takım değiştirmeye gerek kalmadan işlem yapılır,
dolayısıyla parça imalat zamanı ve maliyeti düşer Şekil 142'de bununla ilgili bir örnek
verilmiştir.
Otomatik tornalar çubuk halindeki malzemeden seri imâlatta küçük parçaların yapılmasında
kullanılır. Bu tezgahlarda parçanın tesbiti, takımın değiştirilmesi gibi işlemlere ayrılan zaman
www.muhendisiz.net
131
www.muhendisiz.net
çok kısalmıştır. Otomatik çalışma sebebiyle, bir işçi birden fazla tezgahı çalıştırılabilir.
Böylece de işçilik maliyeti düşer.
Şekil 142. Rovelver tornada bir parçanın işlenmesi
Tornalamada işlemin verimine birçok faktör etki etmektedir. Bunlar şöyle sıralanabilir:
- Takım ömrü
T (dakika)
- Kesme hızı
V (m/dak)
- Devir başıma ilerleme
S (mm/devir)
- Paso derinliği
a (mm)
- Kesme açıları
- Takım ağzının şekli ve burun radyusu
- Titreşim durumu
- Soğutma ve yağlama şartları
- Malzeme çifti (takım ve iş parçası malzemesi)
Yukarıdaki faktörlerin etkilerinin birlikte ele alınması, çok karışık bir bağıntı ortaya çıkarır.
Bu sebepten bunlardan takım ömrü ve kesme hızı ele alınarak, diğerleri sabit tutulur. Buna
göre takımın iki bilenmesi arasında geçen zaman olan takım ömrü ile kesme hızı arasında
aşağıdaki bağıntı vardır;
V. T1/n = sabit
Yukarıdaki bağıntıda geçen (n) değeri, malzeme çiftine (tamı - iş parçası malzemeleri)
bağlıdır. Aşağıda bazı malzemeler için bu değerler verilmiştir:
Malzeme çifti
Karbon çeliği - çelik
Karbon çeliği - dökme demir
Hız çeliği - çelik
Hız çeliği - dökme demir
Stellit - çelik
S = 0,5 mm için (n)
5
13
,8
-10
5,5
www.muhendisiz.net
132
www.muhendisiz.net
Takım ömrü ile kesme hızı arasındaki bağıntıdan, aşağıdaki diyagram ortaya çıkmaktadır
(şekil 143).
Şekil 143. Takım ömrünün kesme hızı ile değişimi
Aşağıda da görüldüğü gibi, kesme hızının artması takım ömrünü azaltmaktadır. Bununla
beraber, takım ömrü ve kesme hızı arasındaki ilişkiyi etkileyen talaş kesiti (q = a. s) faktörü
vardır. Takım ömrü, kesme hızı ve talaş kesiti arasındaki ilişki, belirli takım ömürlerinde
kesme hızı ile talaş kesiti arasındaki ilişki bulunarak tesbit edilmiştir. 60 dakikalık birtakım
ömrü için bu ilişki aşağıdaki biçimde olup, şekil 144'de diyagram halinde görülmektedir.
V60
Cv
v. q
Burada; V60 :60 dakikalık kalem ömrüne tekabül eden kesme hızı (m/dak)
Cv : Malzeme çifti ve soğuma şartlarına bağlı bir katsayı
q : mm2 cinsinden talaş kesiti (q - a. s)
ev : Malzeme çiftine bağlı bir üstür.
Şekil 144. Talaş kesitine göre kesme hızının değişimi
www.muhendisiz.net
133
www.muhendisiz.net
Talaş açısının artmasıyla kalem ömrü önce artar, bir maksimumdan geçtikten sonra azalır.
Kalem burnunun radyusu arttıkça, kalem ömrü artar Kalem ve iş parçası arasındaki t itreşim;
parça yüzeyinin düzgünlüğünü bozar, takım ömrünü azaltır. Takımda meydana gelen titreşim,
kesme hızının artmasıyla, kesme kuvvetinin azalmasıyla ortaya çıkar. Düşük kesme hızlarında
ve yeni bilenmiş kalemlerde, titreşim azdır, ayrıca iş parçası ve takımın rijid olarak tesbit
edilmemiş olması, tezgahın kızak ve yataklarındaki boşluklar da titreşime sebep olur.
Talaşlı imâlatta takım kesine ağzı kenarındaki sıcaklığı ve ısıl gerilmeleri azaltmak için,
çeşitli sıvılardan faydalanılır. Diğer şartlar sabit kalmak üzere, kesme sıvısının debisi arttıkça
takım ömrü de artar.
Tornalamada malzemenin etkisi, "işlenebilme kabiliyeti" ile tesbit edilmektedir.İşlenebilme
kabiliyeti, talaş kaldırma faktörlerine göre değişmektedir. Bu sebepten sabit şartlarda
değerlendirme yapılır. Malzemelerin işlenebilme kabiliyetleri hakkında aşağıdakiler
söylenebilir:
a) Belirli kesme şartlan altında kalem ömrünün veya kesme hızının büyüklüğü, işlenebilme
kabiliyetinin büyüklüğünü ifade eder.
b) Kesme kuvvetlerinin veya güç sarfiyatının azlığı, İşlenebilme kabiliyetinin iyi olduğunu
gösterir.
c) işleme sonunda yüzey düzgünlüğü ne kadar iyi ise, işlenebilme kabiliyeti o kadar yüksektir.
Tornalamada talaş kaldırma işlemi, iş parçasından istenen özelliklere göre;
Şekil 145. Tornalama işleminde oluşan kuvvetler.
"kaba talaş kaldırma" ve "son paso" işlemleri tatbik edilmektedir. Kaba talaş kaldırmada
maksat, birim zamanda mümkün olduğu kadar çok talaş kaldırmaktır. Bu yüzden paso
derinliği (a) 1-25 mm, devir başına ilerleme (s) 0,05-3 mm arasındadır. Son paso ise, düzgün
yüzey elde etmek için yapılır. Kesme hızı arttıkça» yüzey düzgünlesin Son pasoda paso
derinliği 0,1-0,5 mm, devir başına ilerleme 0,05-1,5 mm arasındadır.
www.muhendisiz.net
134
www.muhendisiz.net
Tornalamada talaşın kesilmesi, talaşın şekil değiştirmesi ve talaş ile takım arasındaki
sürtünmeden dolayı çeşitli kuvvetler ortaya çıkar. Bunlardan en önemlisi "asıl kesme kuvveti"
(Fz) adı verilen düşey kuvvettir (şekil 245). Ayrıca radyal "kalem kuvveti" (Fy) ve eksenel
"ilerleme kuvveti" (Fx) vardır. Kesme kuvvetleri üzerinde kesme hızı ve kesme sıvısının
etkisi çok azdır. Fakat talaş açısı ve talaş kesitinin etkisi çoktur. Talaş açısı ve talaş kesit i
arttıkça, kesme kuvvetleri art maktadır.
Takımların ömürlerinin bitmesi, yüzlerinin aşınması veya belirli miktarda parçanın kopması
ile meydana gelir. Aşınmanın meydana geldiği bölgeler şekil 146’da görülmektedir.
Şekil 146. Tornalamada takımın aşınması
Aşınmalar taban yüzü ve talaş yüzünde ortaya çıkar, talaş yüzendeki aşınma, talaşın takım
yüzü boyunca hareketinin sonucu ortaya çıkar.
4.4.2. Planyalama :
Planyalama, tornalamaya çok benzer bir işlemdir. Yalnız burada iş parçası sabit, takım
hareketlidir. Bunun tersi de olabilir. Takım ile iş parçası arasındaki hareket, doğrusaldır.
Takımın veya iş parçasının hareketi, ileri - geri olmaktadır.(şekil 147)Bu hareketlerin biri
kesmeye, diğeri ise takım veya parçayı eski durumuna getirmeye yarar.
Şekil 147. Planyalamanın prensibi
www.muhendisiz.net
135
www.muhendisiz.net
4.4.3. Frezeleme :
Çok sayıda kesme ağzına sahip takımlarla yapılan bir talaşlı imalat türüdür
Şekil 148. Frezelemede kesme işlemi
Frezelemede, bıçak adı verilen takımın üzerinde bulunan çok sayıda dişten sırayla her biri
kısa bir süre parçayı keser ve sonra boş döner, (şekil 148). Her bir dişin kesmesi sırasında
talaş kesiti devamlı değişir.
Frezelemeye tezgahın cinsi ve gücü, takımın çapı, diş sayısı, diş eğimi; iş parçasının şekli,
ölçü hassasiyeti, yüzey durumu, kesme şartlarından kesme hızı, paso derinliği, paso genişliği,
soğutma ve yağlama şartları etki etmektedir.
Frezelemede talaş kesiti, virgül şeklindedir. Bıçak ve iş parçasının hareketlerine göre iki çeşit
frezeleme vardır (şekil 149). Bıçağın dönme yönü ile parça ilerleme yönü aynı ise, "eş yönlü
frezeleme, bıçak dönme yönü parça hareketiyle ters yönde ise, "zıt yönlü frezeleme"
sözkonusudur.
Şekil 149. Frezeleme çeşitleri
Eş yönlü frezelemede talaş işlenmiş yüzeye yığılır ve böylece işlenecek yüzey kontrol
edilebilir. Zıt yönlü frezelemede kesici ağız daima işlenmiş yüzeyle temas eder ve bıçak ömrü
uzun olur.
www.muhendisiz.net
136
www.muhendisiz.net
Frezeleme sayesinde birçok işlem yapılabilmektedir. Bunlar arasında diş açma, kanal açma,
havsa açma gibi işlemler sayılabilir (şekil 150).
a) Yatay freze tezgahı
b) Düşey freze tezgahı
Şekil 150. Yatay ve düşey freze tezgahları
Bütün bu işlemler bıçakların değiştirilmesiyle gerçekleştirilmektedir.Vals-alın bıçaklarda aynı
anda aralarında 90°Tık açı bulunan iki yüzeyin işlenmesi, kanal bıçaklarıyla kanal açılması,
profil bıçaklarla çeşitli profillerin işlenmesi, modül-vals bıçaklarla dişli çarkların imali
mümkündür. Bıçaklar üzerindeki kesme kenarları düz veya helisel olabilir.
4.4.4. Delme (matkaplama):
Genellikle delmede parça sabit durur, takım kesme ve ilerleme hareketi yapar Çok derin
deliklerde ise parça döner, takım ilerleme hareketi yapar. Delme takımlarına matkap adı
verilir. (Şekil 151)
Şekil 151. Delme tipleri
Delmede önemli etkenlerden birisi, matkabın uç açısıdır. Şekil 256 fda görülen uç açısı,
delinecek malzemeye göre değişir. Bu açı çelikte 150°. alüminyumda 90° ve çinkoda 60°’dir.
Delmede önemli olan diğer bir açıda, helis açısıdır. Helis açısı 0° -45° arasında olup, sert
malzemelerde küçük, yumuşak malzemelerde büyük değerler seçilir.Delmede kullanılan
matkapların ömürleri, mm cinsinden delme uzunluğuyla ifade edilir. Matkap ömrüne iş
parçası ve matkap malzemesinin cinsi, kesme sıvısı, kesme hızı gibi faktörler etki etmektedir.
www.muhendisiz.net
137
www.muhendisiz.net
4.4.5. Boşaltma (Broşlama)
Boşaltma işleminde bir eksen boyunca hareket eden bir veya daha çok ağızlı kesme takımı
yardımıyla iş parçalarının iç veya dış yüzeylerinde düz veya çeşitli profillerde işleme
yapılabilir (Şekil 152)
Şekil 152. Boşaltma( broşlama) işleminin prensibi
153’de bir dişlinin içinin boşaltılması görülmektedir. Broşlama adı da verilen boşaltma
takımları üzerinde dişler bulunan çubuklardan ibarettir. Broşlama vasıtasıyla, iç ve dış
boşaltma işlemleri mümkün olmaktadır. Çubuk üzerindeki dişler önden arkaya doğru gittikçe
yükselir.
Şekil 153. Boşaltma takımı
Boşaltma işlemi ile yüksek çalışma verimi elde edilir, takımın bir hareketiyle çok işlem
yapılır, iki bileme arasında takım dayanma zamanı çok yüksektir. Fakat boşaltma işleminin
uygulanabilmesi için parça üzerinde takımın doğrusal hareketini önleyecek kısımlar
bulunmamalı, işlem sırasında esnememelidir.
Boşaltma yoluyla elde edilen tipik dış yüzeyler Şekil 154'de görülmektedir.
4.4.6. Raybalama :
Açılmış deliklerin yüzeylerini daha temiz ve hassas hale getirmek için yapılan bir işlemdir.
Bu sebepten kaldırılan talaş miktarı çok azdır. El veya makina ile yapılabilir.
www.muhendisiz.net
138
www.muhendisiz.net
Şekil 154. Boşaltma yoluyla elde edilen tipik dış yüzeyler.
4.4.7. Testere ile kesme :
Çok ağızlı takımlar (testereler) yardımıyla kütlelerin parçalara ayrılması işlemidir. Kesme
işlemi sırasında testereler ya ileri-geri hareket ederler (şerit testereler) veya dairesel hareket
yaparlar (dairesel testereler), ileri-geri hareket eden kollu testerelerde kolun hareketi, bir
krank mekanizması ile; dairesel testerelerde dairesel testerenin hareketi bir mil ile sağlanır
(Şekil 155).
a) Dairesel testere
b) Band testere
Şekil 155. Çeşitli testere tipleri
www.muhendisiz.net
139
www.muhendisiz.net
Bu ödev/proje örnek olarak hazırlanmıştır, herhangi bir öğretim kurumuna verilmesi
a305teyim.com yönetimi tarafından tavsiye edilmez. Bu tür bir girişim nedeniyle
doğabilecek olumsuz sonuçlardan dolayı sorumluluk kabul etmeyiz. Bu dosyayı buraya
koymamızdaki amaç; ödev ve tezlerinizde size örnek olması, yol göstermesi ve bilgiye
daha kolay ulaşabilmenizi sağlamaktır.
YTÜ makine mühendisleri - A305
www.muhendisiz.net
140