Ergitme İşlemi Nasıl Yapılır?

Katı haldeki ergitme malzemelerini, ergitme sıcaklığı üzerinde bir sıcaklığa ısıtarak sıvı hale getirme işlemine Ergitme denir.  Ergitme işlemi bazı aşamalardan oluşur.

1. Malzeme Seçimi,
2. Havadan gaz kapmayı önlemek,
3. Gaz Gidermek
4. Tane küçültmek
5. Temizleme yapmak

1)Ergitme İşlemi İçin Nasıl Malzeme Seçilmelidir?

Alaşımın kirlenmesini önlemek için; ham malzeme ve hurda malzemeler, satın alınan yer tarafından renkli kodlarla boyanarak işaretlenmelidir. Şarj sırasında kirli ve rutubetli malzemeler fiziksel tehlikeler meydana getirdiği gibi, ergiyik metal içerisinde çözündükleri zaman, katılaşma sırasında gaz arızaları meydana getirirler.

Fazla miktarda paslı veya pis hurda, banyo içindeki oksidi arttırır . Bu nedenle,  bu durumun temizleme işlemi sırasında ayrıca dikkate alınması gerekir. İdeal olanı ilk önce ergitme işlemi yapılmalı yani ergitilmelidir. Ondan  sonra, ayrı bir işlem ile temizlenmelidir.

2)Havadan Gaz Kapmayı Nasıl Önleriz?  (Ergitme ve Örtü):

• Ergitme işlemi esnasında normal atmosfer içinde (O2, N2, H2O ve CO2) gibi bazı yabancı elementlerde alaşıma girer.
• Kullanılan sıvı, gaz yakıtların yanma ürünü  CO, H2O, SO2 sıvı metal için zararlı olabilir .Ayrıca katı yakıt kullanıldığında kül içindeki fosfor, kükürt gibi elementler de sıvı metale zararlı kaynak teşkil edebilirler. 
• Ergitme işlemi esnasında fırın refrakterleri Oksijen, Alüminyum, Hidrojen, Silisyum ile metalikler-ametalikler de inkülüzyon oluştururlar.
• Şarj ile gelen yabancı elementler de olabilir. Mesela hurda  malzemeler paslı, boyalı, kumlu olabilirler.
• Gaz giderme, karıştırma ya da numune alma işlemleri sırasında kullanılan aletler paslı, yağlı, hatta boyalı olabilirler.

Bütün bunlar ergitme işlemi sırasında malzemenin direkt ya da indirekt gaz almasını sağlayabilir.

Gaz almayı ya da gaz kapmayı önlemek için neler yapılabilir?

Alüminyum oksit parçacıklarından arıtmak ve havadan gaz kapmasını önlemek için bir örtü altında ergitilmesi gerektir. Uygun örtünün seçimi için, alaşımın kompozisyonuna, ocağın tipine ve döküm sıcaklığına bakılır.

Genellikle, kokil döküm nispeten düşük sıcaklıkta yapılır.

Düşük sıcaklıklarda, örtü altında ergitme büyük bir problemdir. Ergitmeyi perdelediği için tuz karışımlarına aksi etki yaparlar. Belli tip ve marka örtü maddeleri döküm sıcaklıklarına ve ocak tiplerine uygun olacak şekilde tasarlanmışlardır. Uygulamalarda katı veya sıvı cürufa göre seçilirler.

Belirli alaşımlar, örneğin alüminyum-magnezyumun değişik kompozisyonları sodyumun etkisine dayanamazlar. Bu yüzden uygulamada da yine belli marka ve tip, özel örtüler kullanılır.

Katı şarjdan ergitme işlemine yani ergitmeye geçildiği zaman; şarjın ilk bölümü ergime başlangıcında hamur haline geldiği zaman, çabucak üzerine örtü ilave edilir. Sodyum kapmasının problem olmadığı alaşımlarda %1 oranında farklı özel örtüler kullanılabilir.

3)Ergitme İşlemi İçin Gaz Giderme Nasıl Yapılmalıdır?

Az miktardaki gaz, kokil dökümde çekme miktarını azaltır. Genel olarak, bütün gazın ergiyik içinden atılması istenir. Gerekli ilaveler yapılarak gaz miktarı kontrol altına alınır.

Alüminyum içinde hidrojenin erimesi sıcaklık ile önemli derecede artar. Bu yüzden gaz giderme işlemi, sıcaklığı sabit tutmak veya düşürülmek sureti ile yapılır.

Gaz gidermenin en iyi yolu, ergiyik içerisinden balonlar halinde kuru gaz geçirmek ile yapılır. Metal içerisinde çözünen hidrojen baloncuklara geçer ve onlarla yükselerek ergiyik metalin üst yüzeyinden dışarı atılır.

Nitrojen, Argon, Karbondioksit ve Klor gibi gazlarda gaz giderme ile ergiyik içerisinden atılırlar. Her bir ocak için gazın depolanması ve sevki zorluk yaratır çünkü önemli bir masraf gerektirir. İlave olarak Klor gibi gazlar sağlığa zararlıdır.

Dökümhanelerin en gözde metotlarından biri katı haldeki gaz gidericilerdir. Bunlar tabletler halinde ergiyik metalin dibine daldırılırlar. Burada çözünen tabletler gazları toplayarak metalin üstüne çıkarırlar.

Gaz gidermenin yeterliliği, ergiyik metal içinde bulunan gaz baloncuklarının toplam yüzey alanına bağlıdır. Ergiyik içerisindeki küçük balonlar, büyük balonlara nazaran daha etkilidirler.

Tabletler, küçük balon tekniği dikkate alınarak uygun formülde üretilmişlerdir. Halka şeklindeki tabletleri, bir kanca ile ergiyik içerisine daldırmakla en etkili gaz giderme işlemi yapılır.

Eğer istenirse, metalden alınan bir numunenin azalan basınç altında katılaştırılarak gaz seviyesi kontrol edilebilir. Bu mevcut bir gazın etkisini açıkça gösterecektir. Gaz giderme işleminin faydalarından biri de, yüksek silisyum alaşımlarında, istenmeyen yapıyı meydana getiren sodyumun ergiyik metalden uzaklaştırılmasıdır.

Bunun anlamı, uygun modifikasyon için gerekli olan doğru sodyum miktarının verilmesidir.

4)Ergimiş Metalde Tane Küçültme:

Ergiyik metal içerisindeki çok az miktarlarda Titan ve Boron gibi elementler katılaşma sırasında kristal yapı için çekirdekleri oluştururlar. Döküm parçada bir “ince eşit eksenli tane” yapısı meydana getirirler. Bunun etkisi ile maksimum mekanik özellikler elde edilir ve kesit kalınlığındaki değişiklikleri dengeler.

İlave olarak alaşımın “besleme” özelliklerini de arttırarak çekme boşluklarının önlenmesini sağlar. Gaz giderme ve çekirdek yapıcı tablet kombine durumdadır. Ergitme sürecinde ergiyik metale daldırıldığında hem gaz giderme, hem de sonuç olarak, tane iyileştirilmesi yapılmış olur.

Kısaca gerek temizleme örtüsünün seçiminde, gerekse tane yapıcı da birbirine uygunluk aramak karışımın kirlenmesini önlemek bakımından gereklidir.

5)Ergitme İşleminde Modifikasyon (Islah etme) Nasıl Yapılır ?

6)Son Temizleme İşlemi Nasıl Yapılmalıdır?

Az bir miktar daha temizleme-örtü tozu ergiyik metalin üzerine serpilir, beş dakika üzerinde bırakılır ve son olarak hafifçe karıştırılır. Kırmızı renge gelmesi sağlanır. Ondan sonra,a metalin yüzeyinden sıyrılarak alınır.

Kirliliğin önüne geçebilmek için hurda malzemeler ve ham malzeme alınan yer tarafından renkli kodlar ile işaretlenmiş olmalıdır çünkü kirlenmiş ve rutubetli malzemeler şarj esnasında gaz arızaları oluşturabilir. Hatta fiziksel tehlikeler de meydana gelebilir.

Doğru örtü seçimi; döküm sıcaklığı, alaşımın kompozisyonu ve ocağın tipine bağlı olarak yapılmalıdır.

Piyasada belirli döküm sıcaklığı ve ocak tipine bağlı olarak üretilen “örtü” ler mevcuttur çünkü Al-Mg gibi belirli alaşımların değişik kompozisyonları Sodyumun etkisine dayanıklılık göstermezler. Bu nedenle, uygulamalarda belli tipte özel örtüler kullanılmaktadır.

Titan ve Bor gibi elementler ergimiş metal içinde katılaşma esnasında kristal yapı çekirdekleri meydan getirir. Bu, en iyi mekanik özelliklerin elde edilmesini sağlar ve kesit kalınlığında ki değişiklikler dengelenmiş olur.