Alüminyum Gaz Giderme İşleminde Ultrasonik Yöntemin Kullanımı Ultrasonik yöntem, sıvı alüminyumda çözünmüş haldeki hidrojenin yapı içinden uzaklaştırılmasını sağlamada kimyasal ilaveler, vakum ve inert gaz uygulamaları ile karşılaştırıldığında daha etkili olduğu görülmektedir. Bunun yanı sıra, nihai ürünlerin mekanik özelliklerinde de iyileşmenin elde edilmesi, uygulamanın sağladığı önemli bir avantajdır. İzleyen yıllarda, üretim faaliyetlerinde sıvı alüminyum kullanan işletmelerde Ultrasonik yöntemin yaygınlaşması beklenen bir durumdur. Gaz giderme yöntemleri Asal (inert) gaz uygulaması Herhalde akla gelen ilk ve en basit yöntem, sıvı alüminyum içinden argon ya da azot gibi bir gaz geçirmek [2]: Sıvıyla reaksiyona girmeyen ve sıvı içinde çözünmeyen bu gazları sıvı içine verdiğimiz zaman, yüzeye doğru giden ufak kabarcıklar oluşturuyorlar: Bir pipetle su dolu bir bardağın içine üfleyerek kabarcık oluşturduğunuzu düşünün. Olan, bunun aynısı. Bu işlemin etkinliğini arttırmak için gazı sadece yüzeye değil, en dipten gelecek şekilde vermeniz gerekiyor. Yüzeye giden bu kabarcıklar, sıvı içindeki hidrojen gazını toplayarak sıvıyı temizleyebiliyorlar [3]. Gaz kullanılmayan durumlarda, bu kabarcıkları oluşturmak için hegzakloretan (C2Cl6) tabletlerinden de faydalanabileceğimizi belirtelim. Bu yöntemin etkinliği arttırmak için yapabileceğimiz birkaç işlem var: Örneğin sıvı içine eklenen çok az miktarda Mg, alaşımın yüzey gerilimini düşürdüğü için, gaz giderme sırasında oluşan kabarcıkların çok daha büyük, dolayısıyla da geniş yüzey alanına sahip olmasını sağlıyor. Azot ya da argon kabarcıkları bu şekilde büyüdükleri zaman, işlem sonrasında yapıda kalan hidrojen miktarı daha da azaltılabiliyor [4]. O nedenle, örneğin bir Al-7Si alaşımı yerine, az miktarda Mg de içeren A356 alaşımının dökülmesi, parçanın daha iyi mekanik özellikler sergilemesini sağlayabiliyor. Vakum yöntemi Bu yöntemden farklı olarak vakum yöntemiyle de sıvı alüminyum alaşımları içindeki gaz seviyesinin düşürülmesini sağlayabiliyoruz. Adından da anlaşılabileceği gibi, bu yöntemde sıvı alaşım vakum altına alınarak, sıvı yüzeyinin üzerindeki basınç düşürülüyor. Gaz çözünürlüğü sadece sıcaklığa değil, aynı zamanda ortam basıncına da bağlı olarak azaldığı için, eriyik bu düşük basınç altında içindeki hidrojeni yüzeyinden kusmaya başlıyor. Bu yöntemde dökümhane içine bir vakum sistemi kurulması gerekeceği için, vakum yönteminin maliyetinin göreceli olarak yüksek olacağını anlayabiliyoruz. Ultrasonik yöntem Son olarak bir de ultrasonik yöntemlerle gaz gidermeden bahsedelim. Yine adından anlaşılabileceği üzere, sıvı içinde basınç dalgaları yaratarak, çok sayıda küçük oyuklar oluşmasını sağlıyoruz: Yani aslında gaz kabarcığı oluşturmak yerine, aynı mekanizmayı ses dalgaları yardımıyla devreye sokmaya çalışıyoruz. Bu şekilde oluşan minik oyukçuklar, basınç dalgalarının etkisiyle birbirleriyle çarpışarak daha büyük oyukların oluşmasına yol açıyorlar. Bu şekilde sıvı içinde oluşan gözenekler, tıpkı diğer yöntemlerde olduğu gibi sıvı içindeki hidrojeni temizleyerek yüzeye gidiyorlar. Bu yöntemin bahsetmemiz gereken birkaç güzel yönü var: Her şeyden önce çevreye verdiği zararın oldukça düşük olması açısından oldukça güzel bir proses olduğunu söyleyebiliriz. Ayrıca gaz giderme sırasında bir karıştırıcı kullanılmıyor olması nedeniyle, sıvı yüzeyinde oluşan oksit tabakasını sıvının içine karıştırma gibi yan etkileri bulunmuyor. Teknik literatürde sunulan bilgilere bakılırsa, bu yöntem aynı zamanda sıvı içinde bulunan inklüzyonların temizlenmesine de yardımcı olabiliyor [5]. Ergitme Pratiği Ergitme pratiği sıvı metal içerisine yüksek oranda gazın girmesini kuvvetlendirerek gaz sakatlarına doğru eğilimi arttırırlar. (1) Çelik Bir fırın içerisinde kuvvetli bir şekilde ve uzunca bir süre kaynatıldığında metal içerisindeki gazlar ayrılacaklardır. Metal içerisinde çözünmüş durumda bulunan gazlar, metal yüzeyine doğru yükselen CO ve CO2 habbecikleri şeklinde kaynama esnasında ayrılırlar. Çok yüksek bir difüzyon hızına sahip olduğu için öncelikle hidrojen gazı uzaklaşır ve daha sonra da difüzyon hızlarına göre diğer gazlar sistemden uzaklaşırlar. Deoksidasyon işlemi potada tamamlanmak zorundadır. Çelikte uygun gaz giderme işlemi yapılma masının sonucu ise karınca sakatlarının oluşumudur. (2) Demir Gaz boşluğu sakatının en önde gelen nedeni, kalıplara sıvı demirin soğuk olarak dökülmesidir (Bakınız Şekil 11.16). Bu uygulama demir dökümhane-lerinin en önde gelen problemlerindendir. Ne yazık ki pek çoğu yüzey altı gaz boşluklarıdır ve döküm parça işlenene kadar görülemez. Sakat genellikle düşük döküm sıcaklığından kaynaklanır. Soğuk sıvı metal ve düşük akışkanlık, oksitlenmiş demir veya refrakterlerden oksit kapmasının olduğunu ortaya koyabilir. (3) Demir-dışı metaller Pek çok demirdışı metal gaz kapma kabiliyeti açısından oldukça aktiftir. Dökümhane-lerin çoğu demirdışı metalleri alev üflemeli fırınlarda ergitirler. Bu nedenle oldukça metal açısından fazla oranda bir gaz absorbsiyonu söz konusudur. Sıvı metal ve döküm parçalar içerisindeki poroziteden korunmak için çok dikkatli bir şekilde kontrol edilmeleri gerekir. Bu nedenle özel gaz gidericilerin sıvı metale ilâve edilmeleri gerekir. Bunun yanında yine gazın giderilmesi amacıyla azot, argon gibi inert bir gaz metal içerisine, gazları süpürmesi amacıyla verilir.
