Kum yalaması, akan metalin kalıp veya maça yüzeyini erozyona uğratması nedeniyle oluşan kaba metal noktaları veya alanlarına denir. Bu tanım, benzer görünüşe sahip kum yalaması ile yine döküm hatalarından erozyon dartı arasındaki farkı açıkca ortaya koymaktadır.
İki döküm hatası arasındaki farkı çok iyi tanımlamak gereklidir. Çünkü iki döküm hatası için alınacak önlemler de birbirinden farklıdır. Örneğin kum yalaması tamamen yumuşak kalıp nedeni ile oluşurken, erozyon dartı kalıp sıkılığı nedeniyle oluşan bir genleşme hatasıdır. Döküm hatasının gerçek nedeni ve çaresi ile ilgili yeterli veri elde edilmeden, hızlı ve alelade karar vermekten kaçınılmalıdır.
Kum Yalaması Döküm Hatasının Nedenleri Nedir?
Parça ve Model Dizaynı
Kalıp yüzeyinde herhangi bir alanda aşırı metal akışına neden olan dizayn
Böyle bir dizayn, kum ya da maçanın aşırı ısınmasına ve sonuç olarak maça ve kalıbın zayıflamasına, nihai olarakta kumun kopup sürüklemesine neden olur. Çoğunlukla kalıp ve maça yüzeyinin lokal olarak aşırı ısınmasını engellemek amacıyla metal akışını yaymak için, çıkışları genişletmek ya da ilâve çıkış koymak gereklidir. Eğer problemi bu şekilde çözmek mümkün değilse, yolluk veya parça dizaynının normal döküm şartları için hatalı bir dizayn olduğu kabul edilmelidir.
Zorunlu olarak metalin fıskiye halinde fışkırmasına neden olan dizayn
Zorunlu tabiri, çözümü dizayncıya bırakmaktadır. Dökümcü metalin bu fışkırma etkisine dayanacak kalıp malzemesi bulmak zorunda kalabilir. Özel yüzey malzemeleri problemi önleyebilir fakat üretim maliyeti artacaktır.
Modeller
Doğru yolluklandırmayı engelleyen model yerleşimi
Metal akışının daha geniş kum yüzeyine yayılması için gerekli uygun çıkış alanlarının dağıtılmasını engel olan ayrım-yüzeyinin yeniden dizaynını gerektirir. Kalıp ya da maça yüzeyinde kumun lokal olarak aşırı ısınmasını engellemek için eşit metal akışı gereklidir. Aşırı miktarda metalin küçük bir kum ya da maça alanından geçmesinin aşırı ısıtma nedeniyle kumda zayıflamaya neden olacağı model yerleşim dizaynında gözönüne alınmalıdır.
Dereceler ve Aksesuarları
Uygun yolluk dizaynını engelleyen çok küçük derece
Eğer tek yolluk, kumun aşırı ısınmasına neden olacak şekilde çok fazla miktarda metal taşıyor ise, çare birden fazla yolluk kullanımıdır.
Küçük bir derece bunun yapılmasını imkânsız kılabilir. Hatta uygun konumdan yolluk geçirilmesini engelleyebilir ve bu nedenle metalin zayıf maça ya da kalıp yüzeyine vurmasına neden olabilir.
Modele çok yakın derece traversleri
İki yolla probleme neden olabilir. Derece traversinin konumu yumuşak kalıp üretilmesine neden olabilir ya da eğilimi arttırabilir veya aşırı ısınan traversler kum yüzeyinin lokal olarak ısınmasına neden olabilirler.
İlk durumda, yumuşak kalıp düşük sıcak mukavemete (laboratuvar sonuçlarına rağmen) ve bu nedenle metal akışına direnci azaltarak kum yalamasına neden olur. İkinci durumda, kumda yeterli sıcak mukavemet gelişmeden önce, ısınan bölge mekanik olarak kum sürüklemesine neden olacaktır.
Yolluk ve Besleyici Sistemi
Uygun olmayan yolluk sistemi, kum yalamasının ana nedenidir. Çünkü kum veya maça yüzeyinden metal akış debisini yolluk sistemi belirler. Bu şekilde istenmeyen durumlar aşağıdaki paragraflarda anlatılmıştır.
Bir kalıp ya da maça yüzeyine metalin çarpmasına neden olan yolluk sistemi
Parçanın ince kesitine yolluklandırmanın yapılması bu hataya neden olabilir. Bu metalin geniş bir yüzeye yayılması öncesinde metalin tüm hızı ile lokal bir noktaya çarpmasına neden olur.
Metal akışını yavaşlatan metal birikmesini engelleyen yolluk sistemi
Eğer metal bir kesite çarpıp diğer bir bölgeye giderse, o bölgedeki kum duvara sürekli yeni sıcak maden ile temas edecektir. Bu durumda, kum yalamasını önleyecek, kum yüzeyinde katılaşmış metal yüzeyi oluşamayacaktır.
Herhangi bir kalıp yüzeyine gelen çok fazla miktarda metal
Dökümün ilk aşamasında oluşmuş olan katı yüzey kesitini arkadan gelen sıvı metal tekrar çözecektir. Bu oluştuğu zaman, düşük mukavemet sıcaklığına ulaşmış olan kumu metal sürükleyip götürecektir.
Bir kalıp yüzeyine gelen aşırı metal hızı
Kumun düşük mukavemete sahip olduğu sıcaklığa ulaşmadan önce, kum yüzeyini korumak için hızlı bir metal katı yüzeyinin oluşması gereklidir.
Yolluklarda metalin eşit olmayan dağılımı
Çok sayıda çıkışın sağlayacağı oluşumu engeller. Çünkü bazı çıkışlar hâlâ daha fazla metal taşıyacak ya da uygun katı yüzey oluşumuna engel olacak kadar hızlı metal akışına neden olacaktır.
Kalıp Kumu
Eğer yolluk sistemi uygun metal dağılımına izin verir ve aşırı kum ısınmasını engeller ise, metalin aktığı bölgelerdeki sıcaklıklar için yeterli sıcak mukavemet sağlanmalıdır.
Yollukta oluşan sıcaklıklar için gerekli olan kum mukavemetinin düşüklüğü, gerekli bentonitin yetersizliğinden kaynaklanır. Bu durum kumda düşük kuru ve sıcak mukavemete neden olacaktır.
Yetersiz kil, yüksek sıcaklıklardaki düşük mukavemetin sadece ana nedenidir. Bu özellikler aynı zamanda aşağıdaki hususlardan da etkilenecektir: Mevcut kili aktive edebilmek için yetersiz rutubet; uygulama için yanlış tipte düşük sıcak mukavemetli kalsiyum bentoniti; aşırı miktarda bağ-kırıcı’lar, örneğin sıcak mukavemeti düşüren katkılar (selüloz, vb.).
Sıcak kalıp kumunun problem üzerinde direkt ve önemli etkisi vardır. Bu kalıbın döküm öncesi kuruması sonucu, ya da kum karışımında kullanılan kum, kil ve suyun oluşturduğu sıcak kum özelliklerinin etkisi sonucudur. Sıcak kum, döküm sırasında zayıf bölgelere neden olan kurumuş kırılgan kenar ve köşeler oluşumuna neden olur.
Maça Pratiği
Yumuşak maça yüzeyleri
Herhangi bir sebeple oluşan yumuşak maça yüzeyi ya göreceli olarak soğuk maça yüzeyinin mekanik olarak aşınması, ya da sıcak mukavemetteki aşırı düşme nedeniyle kum yalaması oluşturur. Kalıp kumunda olduğu gibi, yumuşak bir kalıp ya da maçanın sıcak mukavemetinin, laboratuarda uygun olarak yapılmış numune üzerinde ölçülen değer ile aynı olmayacağı göz önünde bulundurulmalıdır.
Yumuşak maçalar şunlardan kaynaklanabilir: Aşırı pişirilme ya da az pişirme (pişirme öncesi aşırı havada kuruma); yetersiz bağlayıcı ya da su; yetersiz karıştırma; kimyasal olarak sertleştirilen maça bağlayıcılarında olduğu gibi, aşırı karıştırılmış kum.
Maça yapım prosesini kapsayan diğer faktörler: Yüzeyin yeteri kadar mukavemetlendirilmemesi (örneğin maça yüzeyine çiviler takılarak takviye) ve taşıma, traşlama ve tamirat esnasında hasar görmüş veya aşınmış maça yüzeyleri.
Uygun olmayan maça boyama
Bazı durumlarda, maçanın uygun olmayan boya işlemi maçayı boyamadan kullanılmasından daha kötü sonuçlar doğurur. Bunun bir örneği yetersiz boya penetrasyonudur. Bu ekseriya yanlış Baume (kalınlık)’de boya kullanımı sonucudur. Bazı durumlarda, yanlış boya tipi kullanımı 22 problemin nedenidir. Uygulama Baume’si kullanıma göre seçilmelidir. (örneğin daldırma, püskürtme, fırça ile sürme, v.b.).
Çünkü bir uygulama için uygun olan Baume diğeri için uygun olmayabilir. Su bazlı boyalar furan ya da kimyasal-sertleştiricili maça bağlayıcılarda bir problem yaratabilir. Furanda olduğu gibi ekzotermik bağlayıcılar ile maça tamamen sertleşmeden boya uygulanmaması gereklidir. Eğer boya çok erken boyanırsa, kimyasal reaksiyon duracak ve tam sertleşme sağlanamayacaktır. Bazı boyalar alevle kurutulduğu zaman, yüzeyin yanma tehlikesi vardır.
Maça yüzeylerinin alevle yakılması yüzeyin zayıflamasına neden olacaktır. Zayıf yüzey akan metal tarafından kolayca erozyona uğrayacaktır.
Yüzeye çok yakın gaz firar delikleri veya maça demirleri
Bu maçanın pişirilmesi veya sertleştirilmesi esnasında zayıf bölge oluşumuna neden olacaktır. Bu bölge metal ile temasta kum yalaması yaratacak veya metal ile temasa gelmeden önce ısısal şoktan dolayı parçalanacaktır.
Kötü şekilde tamir edilmiş veya itici delikleri uygun doldurulmamış maçalar
Bu ekseriya kum kopmasına neden olacaktır. Bu hataları sakat parçayı inceleyerek tesbit etmek zordur. Çünkü bu şekilde hatalı tamirat rutin değil rastlantısaldır.
Yumuşak ya da benzer yapılmayan maçalar
Böyle maçalar ekseriya başarısız olur. Maça karışımı, hazır-landığı şekliyle, test edildiğinde yeterli görülebilir. Fakat kötü sıkıştırılmış veya üflenmiş (hatalı gaz firar delikleri ve maça sandığı ventillerinden dolayı) maçalar, uygun olmayan maça mukavemetlerine sahip olacaklardır.
Kalıplama Pratiği
Yumuşak ya da eşit olmayan kalıp sıkılıkları
Problemin ana nedeni olabilirler. Gerçek bir kum yalaması genellikle sıcak mukavemetin eksikliğinden kaynaklanır. Bu özellik direkt olarak kalıp sertliği ile ilişkilidir. Örneğin, 85 kalıp sertliğinde hazırlanan laboratuar numunesi 11.2 kg/mm2 sıcak mukavemet gösterirken, 60-70 kalıp sertliğinde sadece 0.7-2.8 kg/mm2 sıcak mukavemete sahip olacaktır. Ekseriya sıcak mukavemet düşüklüğünde kalıplama yerine kum karışımı suçlanır.
Alevle kurutmada yanan kalıp kenarları
Yanan kalıp kenarları akan metal karşısında serbest hale geçerek kolayca sürüklenirler. Bu kapama öncesi havada fazla kuruyan kalıplar içinde geçerlidir.
Kalıp yüzeyine çok yakın derece aksesuarları
Kalıp zayıflıklarına neden olur. Kum termal şoktan dolayı parçalanabilir ve mekanik olarak sürüklenir.
Maden Analizi – Ergitme Pratiği
Maden analizi ve ergitme pratiği, kum yalamasının nedeni değildir.
Döküm Pratiği
Kullanılan kalıp malzemesi için aşırı yüksek döküm sıcaklığı
Aşırı sıcaklık, izin verilebilir çalışma aralığının üstüne kumu ısıtacaktır. Örneğin, metal sıcaklığı için yeterli sıcak özelliklere sahip kum, 55-110 oC fazla ısıtılırsa bozulacaktır.
Dikkatsiz döküm
Dikkatsiz döküm kum yalamasına neden olacaktır. Bununla beraber, eğer dökücü ekibindeki normal değişimler probleme neden olduysa, hatanın yolluk sistemi mi, kumdan mı ya da kalıplama pratiğinden mi olduğu devamlı sorulacaktır.
Çeşitli Nedenler
Aşırı kalıp ayırıcı kullanımı
Aşırı ayırıcı kullanımı çok az dikkate alınan fakat en yaygın olarak kum yalamasına neden olan faktörlerdendir. Örneğin, aşırı solvent (mazot, vb.) kullanımı kalıp yüzeyinde birikintilere neden olursa önemli oranda sıcak ve kuru mukavemeti değiştirebilir. Bu değişiklik, laboratuar kum karışımına % 0.5 ayırıcı ekleyip kum özelliklerini test ederek gösterilebilir.
Gerçek pratikte, kalıplamada kullanılan ayırıcıdaki solvent miktarı bu orandadır. Ayırıcı kum modele gelmeden önce modelin çukurluklarına birikmemelidir. Bunun özel bir durumu ekseriya slinger operasyonunda görülür. Operatör ayırıcıyı kum akıntısının önünde köşelere doğru yönlendirir ve kalıplama öncesi lokal birikintiler önemsiz miktara düşer.
