Zirkonyum Esaslı Kalıp ve Maça Boyaları

Zirkonyum esaslı kalıp ve maça boyaları döküm proseslerinde mümkün olan en iyi yüzey kalitesini elde etmek için kullanılır. Kalıp ve maçalar için su bazlı ve solvent bazlı boyalar vardır. Refrakterler için tipsotropik , Zirkon içerikli veya su bazlı bazen de Zirkonyum Silikat içeren boyalar kullanılmaktadır.

Zirkonyum Nedir?

Zirkonyumun 14 minerali içerisinde en önemlisi zirkondur. Zirkon ve Zr kimyasalları çeşitli endüstrilerde kullanılır. Bunlar; kimya, döküm, demir-çelik, seramik, refrakter malzeme, boya, gübre ,kağıt ve nükleer santrallerdir. Zirkon ve Zr kimyasalları yüksek kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir. Ancak yerkabuğunda jeokimyasal özelliklerinden ötürü büyük yataklar oluşturamamaktadır. Dünyada belli başlı Zirkon üreticileri Güney Afrika Cumhuriyeti, Avustralya ve A.B.D. ‘dir. Bu ülkelerin dışında az miktarda üretim yapanlar Brezilya, Hindistan, Çin, Malezya, Sri Lanka ve Tayland’dır. Türkiye’de herhangi bir zirkon yatağı olmayıp, bu konuda araştırma yapılmaktadır. (1)

Türkiye ‘deki ilk zirkon araştırmalarından birisi Kumbaba-Şile {Istanbul) sahillerinde 1988 yılında yapılmıştır. Sahil kumu kuvars, feldspat, kavkı parçası, kayaç kıntısı, manyetit, martit, ilmenit ,rutil, epidot, ojit, zirkon ve garnet içerir. Kumun Zr0₂ kapsamı % 2.75 ‘tir. Kumun Zr0₂ kapsamı % 2.75 ‘tir. Tüvonan kumdan % 3. 5 oranında ağır mineral konsantresi elde edilmiş ve bu konsantreden % 66 kazanma verimi ile % 53 Zr0₂ ve% 10 Ti0₂ içeren ürün elde edilmiştir. Zirkon 0.212 mm ‘nin altındaki fraksiyonlarda zenginleşmiştir. (2)

Zirkonyum Esaslı Boyaların Avantajları Nelerdir?

Kullanılan Zirkon esaslı kalıp ve maça boyaları döküm kumundan kaynaklanan damarlaşma ve sinterleşme gibi döküm hatalarını engeller. Böylece  pürüzsüz, iyi bir yüzey kalitesi sağlar. Özellikle 50-55 afs kum dökümde yüzey pürüzlülüğü 10 mikron ve üzerinde olabilirken, bu boyalar sayesinde 7 mikrona kadar düşebilmektedir.

Bu boyalar çoğunlukla yüksek sıcaklık dayanımı nedeniyle tercih edilirken aynı zamanda metal ile kalıp arasında bariyer görevi üstlenirler. Ayrıca sıvı metale geçebilecek safsızlıkları önleyerek iyi bir döküm kalitesi sağlar ve metalin soğuması sırasında oluşabilecek termal gerilimi minimuma indirger.

Çoğu malzemenin kalite kontrolü için endüstride reolojiden yararlanılmaktadır. Çünkü mineral, metalürjik ve kimyasal bulamaçların akış özellikleri, ürün kalitesini etkiler.

Boyaların diğer bir avantajı da sıvı metalin kalıba girişi sırasında oluşabilecek kum sürükleme hatalarını da azaltmasıdır. Bu sayede “döküm sakatları” şeklinde belirtilen döküm hatalarının azaltılması konusunda da yardımcı bir etken olmaktadır.

Kalıp ve Maçalarda Kullanılacak Boyalar Nasıl Seçilmelidir?

Boya seçimi yaparken sıvı metalin özellikleri önem arz eder. Çünkü boya da bir maliyet unsuru olarak karşımıza çıkar. Bundan dolayı boya seçimi maliyette önemli bir tasarruf sağlanmasına neden olur. Bu amaçla imalatçıların sundukları seçenekler öenmlidir. Kullanım özelliklerine göre üreticilerin doğru boya seçimi  de maliyet-fayda parametrelerinin doğru çalışmasını sağlar.

Örneğin pik ve sfero dökümde kullanılan boyalar ile çelik ve paslanmaz çelik dökümde kullanılan boyalar aynı değildir. Halihazırda metalostatik basınç yüksekliği veya Manganlı çelik, yüksek alaşımlı paslanmaz çelik veya metal penetrasyonuna yönelik ürünler mevcuttur.

Dolayısı ile girift parçalarda; parçanın özelliklerine göre veya dökülen malzemenin kimyasal kompozisyonuna göre doğru boya seçimi oldukça önemlidir. Kısacası imalatçı en doğru ürünü en uygun maliyetle sağlarken, üretici de üretimi yapacağı parça için en doğru ürünü aşırı maliyet sarf etmeden satın almış olur. Bu da doğal olarak ürün maliyetlerine yansır.

Kaynakça:

1. Ramazanoğju, Ş . “ZiRKONYUM VE ZiRKON”. Sakarya University Journal of Science 6 (2002 ): 185-189
2. Önal, G., Acarkan, N., Gürkan, V., Acarkan,S.,Ipekoğlu, B., “The Benefication of Zircon Occuring In The Beach Sand At Şile Region”, II. International Mineral Processing Symposium, p. 331- 340, Izmir, 1988

Boya Hazırlama Üniteleri
Kalıp Boyası Nasıl Uygulanmalıdır?
Kalıp Boyasının Seçimi Nasıl Olmalıdır?