Dökme demirde çekintiyi engellemek için soğutucu çil kullanımı

Dökümhane Akademi’de küresel grafitli dökme demirlerde çekinti probleminin nasıl önlenebileceği üzerine birçok yazı yayımladık. Kompozisyon, kalıplama ve aşılamaya bağlı çeşitli parametrelerin çekinti oluşumunu ne yönde etkileyeceği üzerinde durduk. Bu yazıda soğuma hızı ve çekinti ilişkisi üzerinde durup, besleyici ile çekinti problemini engelleyemediğimiz durumlarda, soğuma hızını arttırarak çekintinin nasıl önüne geçebileceğimiz sorusunu ele alacağız.

Dökülen bir parçada çekinti oluşumunun önüne geçmenin en bilindik yolu, tüm dökümcülerin bildiği üzere, çekinti görülen bölgelere besleyici yerleştirerek katılaşmanın sonuna kadar bu bölgelerin sıvı metal ile beslenmesini sağlamaktır. Bu geleneksel yönteme bir alternatif olarak, dökümcülerin kalıp içine soğutucu çil parçaları yerleştirerek, çekinti oluşması muhtemel bölgeleri hızlı bir şekilde soğutup, çekinti oluşumunu engellediklerini de görebiliyoruz. Çekinti daima kalıp içinde en son katılaşan kısımlarda ortaya çıktığı için, çekinti oluşması muhtemel bölgelerin hızlı bir şekilde katılaşmasını sağladığımızda, doğal olarak bu bölgelerde çekinti oluşması gibi ihtimali ortadan kaldırmış oluyoruz.

Besleyicilerden farklı olarak, soğutucu çil kullanımının istenen mikroyapısal özelliklerin elde edilebilmesi açısından sağladığı faydalar da bulunuyor. Örneğin küresel grafitli dökme demirden üretilen büyük parçalarda, küre sayısını arttırmak ve küreselliği yüksek tutmak her zaman çok kolay olmuyor. Bu durumlarda besleyici kullanımı katılaşma süresini uzatması nedeniyle işi daha da kötüye götürürken, soğutucu çil kullanıldığı durumlarda katılaşma süresinin kısalması nedeniyle küreselleşmenin ve küre sayısının istenen değerlerde tutulabildiğini görüyoruz.

Soğutucu çil türleri

Çekinti oluşması muhtemel bölgelerde soğutucu çil kalıp içinden ve kalıp dışından etki edecek şekilde kullanılabiliyor. Her alaşım için yaygın bir şekilde kullanıldığını söyleyemesek de, kalıp içi soğutucu çiller dökümden sonra tamamen sıvı metal içinde kaldığı için, kısmi olarak eriyerek dökülen parçanın içinde kalıyor. Kısmi olarak erimeleri nedeniyle, kalıp içi soğutucu çiller aynı zamanda ergime için ihtiyaç duydukları ergime ısısını absorbe ederek de ekstra bir soğutucu etki ortaya çıkartıyorlar. Bu amaçla kullanılan kalıp içi soğutucu çillerin dökülen parçayla aynı malzemeden yapılmış olması gerekiyor. Kalıp içinde kullanılan bu tür soğutucu çiller dökümden sonra her zaman parçanın içinde bırakılmıyor: Bazı parçalarda bu çiller dökümden sonra işlenecek olan bir bölgeye yerleştirilip, döküm sonrasında işleme sırasında parça içinden çıkartılıyorlar. Tabii bu nedenle, kalıp içine yerleştiriliecek olan soğutucu çilin dikkatli bir şekilde tasarlanması ve konumunun da dikkatli bir şekilde seçilmesi gerekiyor.

Kalıp içine yerleştirilen bu soğutucu çiller çubuk (pin) yapısında olabileceği gibi, zaman zaman bobin formunda da olabiliyor. Bobin formundaki bir soğutucu, benzer uzunluktaki bir çubuğa kıyasla daha geniş bir yüzey alanına sahip olacağı için, ısıyı daha hızlı bir şekilde absorbe edip, çevresindeki sıvının daha hızlı katılaşmasını sağlayabiliyor.

Kalıp dışından kullanılan soğutucu çiller ise, adından da anlaşılabileceği üzere, kalıp içindeki boşluğa değil, bu boşluğun kenarlarına yerleştiriliyor: Diğer bir deyişle, kalıbın bir parçası olarak görev yapıyorlar. Hem ısı iletkenliği hem de özgül ısısı yüksek olan bu soğutucu çiller, yerleştirildikleri konumun yakınında bulunan sıvının lokal olarak hızlı soğumasını ve katılaşmasını sağlayıp, bu bölgede çil oluşmasının önüne geçiyorlar. Besleyici sayısının azaltılmasına ve besleyici mesafesinin arttırılmasına da yardımcı olabilen kalıp dışı soğutucu çiller sadece kalıp içine değil, maça içine yerleştirilerek de kullanılabiliyorlar.

Kaynaklar ve ek bilgiler

İçerik hazırlığında kullanılan tüm kaynakların listesi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.

Yazan: Dr. Arda Çetin. (Dökümhane Akademi ekibi hakkında ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.)