Metal Dünyası

Çelik parça dökümünde en önemli konu sıvı metal temizliğidir. Sıvı metal ne kadar temiz olursa döküm parça kalitesi o kadar iyi olur.

Öncelikle kullanılan hurdanın temizliğine dikkat etmek gerekir. Bilindiği gibi yağlı paslı tufallı hurdalar sıvı metal temizliğini olumsuz yönde etkilemektedir. 

Diğer önemli bir konu ergitme safhasıdır. Ergitmenin yapılacağı endüksiyon ocağının frekansı uygun seçilmelidir. Ocağın ergitme kapasitesine göre bu frekans doğru yapılmalıdır. Bu nedenle endüksiyon ocağı imalatçıları ile bilgi alışverişinde bulunarak seçim yapılması daha uygun olacaktır.

Sonraki önemli konu kullanılacak astardır.  Uygun astar; dökülecek çelik cinsine göre,  seçilmelidir. Kullanılacak astar genel olarak  “nötr astar”olarak adlandırılsa da bu konu için astar tedarikçisi firmalar ile görüşülmelidir. Özellikle teknik satış bölümü ile konuşulup astar uygulaması hakkında bilgi alınmalıdır.

Metal temizliğinin bir diğer aşaması ergime sırasında ve hurda içeriği ile alakalı olarak metal temizliğinin sağlanmasıdır. Genelde aşılama da denilen bu işlemde CaSi, FeSiZr , FeTi, Metalik Silis v.b. aşılayıcılar ve granül alüminyum kullanılır. 

Östenitik düşük alaşımlı çeliklerde kullanılan aşılama malzemeleri ile  Östenitik paslanmaz çelik aşılamasında kullanılan malzemeler   farklılıkta gösterebilir. 

Östenitik düşük alaşımlı çelikler için en sık kullanılan sıvı metal temizleyici Alüminyum ve CaSi ‘dir. FeSiZr‘de kullanılabilir. Ancak kullanım miktarında dikkatli olunması gerekir. Yüksek miktarda kullanılması kılcal çatlak oluşturma potansiyeline sahiptir.  Ayrıca kullanılacak fesizr malzeme kalitesi de önemli bir parametredir.

En yaygın uygulama şekli bu aşılıyıcıların ve alüminyumun aktarma potasında verilmesidir. Ocak ergitme miktarı, döküm süreleri ve dökülecek parça ağırlğı belirleyici husustur. 

FeSiZr ‘un ocakta da verildiği uygulamalar vardır.

Alüminyumun uygulanışı genellikle çubukla daldırma seklindedir. Ancak granül bilya alüminyum da kullanılabilinir. Aktarma potası dibine atılır.  Yine de alüminyum granül bilya kullanımı; dökülecek iş ağırlığ , ocak kapasitesi ve aktarma potası büyüklüğüne göre ayarlanmalıdır. 

Alüminyum miktarı ton başına 800 gr olabilir. Ancak nihai analizde Al miktarı % 0,07 yi geçmemesi tavsiye edilmektedir.

FeSiZr genel de ocak hazır olduktan sonra cürufu  ( periltle )  temizlenmiş sıvı metale tatbik edilerek sıvı metal içine alınmalıdır. Bu metal içindeki oksijeni imha edebilmesi içindir. Aynı zamanda Zirkon Nitrojeni’de maden içinde zararsız hale getirerek bağlar. 

Böylece döküm parçalar için çok zararlı alüminyum nitratların meydana gelmesi önlenmiş olur. Çünkü alüminyum nitrat bileşiklernin tane sınırlarında birikmesi malzemede kırılganlığa yol açar. Özellikle kalın kesitli parçalar için çok tehlikelidir. Çentik darbe mukavemetini düşürme etkisi vardır.

Titanyum östenitik düşük alaşımlı çeliklerde FeSiZr yerine kullanılmamalıdır. Çünki nitrojeni baskılayan zirkon yerine titanyum olursa nitrojenle tane sınırlarında inkülizyonlara sebep olur.

CaSi’in aktarma potasında uygulaması yapılabilir.  CaSi görevini yanarken yerine getirecek ve kalsiyum oksit baloncuklarıyla cürufa karışarak bertaraf olacaktır. 

CaSi, celik döküm parçalarda tip 2 inkülizyonlarının oluşmaması için kullanılır. Bu tip 2 inkulizyonlar yoksa CaSi kullanılmayabilinir.

Zirkonyum nitrat inklüzyonları nadir de olsa görülebilir. Bakıldığında zirkonyum nitratları portakal rengi üçgen şeklinde inkülizyonlar olarak görülür.

Çelik döküm parçaların metalografisinde de göreceğiniz tip 2 inklüzyonlar Oksijen, Mangan ve Kükürtün meydana getirdiği inkülizyonlardır. 

Kalsiyum sadece mevcut inklüzyonların seklini değiştirip tip 2 ‘yi  tip 3 e çevirir. Ayrıca inklüzyonların şeklini globüler hale çevirip ebatlarının küçülmesini sağlar.  Yani küçük küçük parçalara böler. Tip 1 inklüzyon çok zor görünür. Bu tip inklüzyon sadece alüminyum ile deokside olmuş karbon çeliklerinde görülür. Bunun sebebi de genelde cürufu iyi temizlenmemesi ve ergitme sıcaklığının çok yukarısına çıkılmasıdır.

Tip 2 MnSO’dur. Mangan sülfat kırılganlığa sebep olur ve çentik darbe mukavemetini düşürür.

Ayrıca bunların dışında özellikle paslanmaz çeliklerde metalik silis kullanımı da deoksidasyon ve akışkanlık için faydalı bir aşılama türü olmaktadır.  Akışkanlığın artmasıyla da daha yüksek sıcaklıklara çıkılması önlenir.

Aktarma potaları ve ocak potaları temizliği de sıvı metal temizliği için önemli etkendir.

Sıvı metal temizliğini sağlamak için aşılama dışında yapılan en önemli uygulama Argon ile metali yıkama işlemidir. Bu uygulama hidrojen bertarafı için kullanılan en önemli işlemlerden biridir. Argon ile metalin yıkanmasının endüksiyon ocağına uygulaması oldukça önemli olup, dikkat gerektirir. 

Bu nedenle bu uygulamayı titizlikle ve doğru bir şekilde yapmak için profesyonellerden ve bu uygulamayı bilen firmalarla veya kişilerle birlikte yapmak doğru olacaktır.

Yukarıda celiklerin sadece bir bölümü için kısaca sıvı metal temizliğini irdeledim. Bir sonraki yazımda paslanmaz çelik ve yüksek alaşımlı çeliklerin sıvı metal temizliği için kullanılan yöntemler hakkında bilgi vermeye çalışacağım. Döküm parça imalatının en önemli safhası olan ergitme işlemi ve metal temizliği şüphesiz parça kalitesini etkileyen en önemli husustur.