Metal filtrasyon sistemi, bir malzemenin içindeki yabancı maddelerin veya istenmeyen partiküllerin çıkarılmasını sağlayan bir süreçtir. Bu sistemler, genellikle bir filtre ortamı kullanarak malzemenin içinden geçen sıvı veya gazın temizlenmesini amaçlar.
Döküm endüstrisinde kullanılan metal filtrasyon sistemleri, özellikle metal alaşımlarının eritildiği ve döküldüğü süreçlerde kaliteyi artırmak amacıyla kullanılır. Bu sistemler, döküm malzemesindeki istenmeyen inclusions (katıklar) ve diğer partiküllerin giderilmesini sağlayarak döküm kalitesini artırır.
Yolluk sistemi içinde, metalin kalıp boşluklarına ulaşmadan filtre edilerek temizlenmesine Metal Filtrasyon Sistemi denir.
Döküm sıcaklığı maksimum 1500 C° olan metal ve alaşımlarında(gri, SFERO, TEMPER döküm, bakır ve alaşımları hatta çelikte de)kullanılmaktadır. Cüruf ve metal dışı kalıntılara yani İNKLUZYONLAR a bağlı döküm hatalarının önlenmesini sağlamak için geliştirilmiş bir metot dur.
Zamanla metot iyileştirilerek, gaz hatalarını azaltmak, metal akışkanlığını ve metalin mekanik özelliklerini arttırmak için de kullanılmaktadır.
Dökümde kullanılan bazı metal filtrasyon sistemleri:
- Seramik Filtrasyon Sistemleri: Döküm metalin içindeki yabancı maddelerin temizlenmesinde kullanılır. Seramik filtreler, metalin içinden geçerken partikülleri tutar ve temiz bir metal akışını sağlar.
- Karbon Filtrasyon Sistemleri: Genellikle demir dökümlerinde kullanılır. Karbon filtrasyonu, karbonun demir alaşımlarındaki oksijeni azaltarak, metalin oksidasyonunu ve katıkları azaltır.
- Mineralli Filtrasyon Sistemleri: Bazı döküm işlemlerinde, özellikle çinko, alüminyum ve bakır alaşımlarında, minerallerin eklenmesiyle filtreleme sağlanabilir. Bu mineraller, istenmeyen katıkları çeker ve çöker, böylece temiz metal akışı elde edilir.
- Kum Yataklı Filtrasyon Sistemleri: Metal akışının bir yatak üzerinden geçirilmesiyle, yatak içindeki kum gibi malzemeler partikülleri tutar. Bu yöntem, özellikle büyük parçacıkların giderilmesi için kullanılır.
Metal filtrasyon sistemleri, döküm endüstrisinde kalite kontrolünü artırmak ve son ürünlerin istenen özelliklere sahip olmasını sağlamak için önemlidir. Bu sistemler, malzemenin içindeki istenmeyen maddeleri temizleyerek, dökümün mekanik özelliklerini ve yüzey kalitesini iyileştirir.
Metal Filtrasyon Sisteminin Kullanılmasının Avantajları:
- Bir kaç gramdan bir kaç tona kadar döküm parça üretiminde kullanılabilir.
- Kullanım açısından oldukça esnektir. Kullanılan filtre, istenilen ölçülerde kolayca kesilebileceği için, sistemin çok çeşitli uygulama şekilleri vardır.
- Verimlilik %2-%5 oranında artar.(HAVŞA ve yolluk ölçüleri küçültülebilir.)
- Kalıntı, gaz ve soğuk birleşme gibi döküm firelerinde yaklaşık %30 oranında azalma elde edilir.
- Çekme mukavemeti ve % uzama gibi mekanik özellikler artar.
- Kesici takımların ömrü uzar, döküm parçanın işlenebilme özelliği artar.
- Kısacası maliyet azalmasına ve kalite iyileşmesine neden olduğundan, avantajlı bir metot dur.
Metal Filtrasyon Sistemi Nasıl Uygulanır?
Metalin temizlenmesi için; yaklaşık 1,5 mm. kalınlığında, seramik liflerden örülü, yüzey aktif özelliği sağlayan özel yapıya sahip ince bez bir filtre, yolluk sisteminin ilk bölümüne, alt dereceye yerleştirilir. Yolluk sistemi, cüruf ve metal harici kalıntıları tutabilecek en uygun şekilde tasarlanmalıdır.
Cüruf tutması açısından en etkili yolluk sistemi tasarımı ve filtre yerleşim bölgesinin belirlenmesi, radyoaktif cüruf parçacıkları kullanılarak daha rahat yapılmaktadır.
Hatasız olarak tasarlanmış olsalar bile filtre kullanılmayan yolluk sistemlerinde, cüruf tutma yeteneğinin sınırlı olduğu yapılan çalışmalar sonucunda ortaya çıkmıştır. Bunun nedeni de dökümün ilk saniyelerinde kalıp içerisine giren cürufu tutacak bir engel olmaması ya da önlem alınamaması ve metal akışının sürekli TÜRBÜLANS li olmasıdır.
REYNOLDS numarası genelde 15.000’in üzerinde olan bu tür yolluk sistemlerinde yapılan çalışmalar; HAVŞA da ki mevcut cürufun % 90’dan fazlasının kalıp boşluğuna sürüklendiğini göstermiştir. Oysaki METAL FİLTRASYON SİSTEMİ kullanıldığında, çalışmalar cürufun ancak %1’inin kalıp boşluğuna taşındığını göstermiştir.
Doğru tasarlanmış bir yolluk sistemi 0,02 mm. ölçülerinde cüruf ve metal dışı kalıntıları tutabilir. Bunun nedeni yüzey aktif filtre kullanılması sebebiyle cüruf taneciklerinin birbirine yapışması ve büyük taneli cüruf oluşturmasındadır.
Metal filtreden geçerken, yolluk sistemi tarafından emilmesiyle hava ve metalin içindeki gazlarda azalır, metalin içindeki yabancı maddelerin azalması ile akışkanlık artar. Spiral test dökümleri, akışkanlığın %10-15 seviyesinde arttığını göstermektedir.
