Erkan Kahraman
Yrd. Doç. Dr. Çetin Karataş
Gazi Üniv. Teknik Eğitim Fak. Makine Böl.
Mayıs 2005

ÖZET

Alüminyum, kalay, kurşun, bakır, inko gibi hafif alaşımların kaliteli, hassas aynı zamanda seri bir şekilde üretebilmek için basınçlı döküm yöntemi tercih edilmektedir. Basınçlı pres dökümde; üretilecek malzemenin alaşımı, mekanik özellikleri göz önüne alınarak parçanın kalıplanması sıcak ve soğuk kamaralı olarak iki yöntem ile yapılmaktadır. Üretilecek malzemenin cinsine göre seçilecek yöntemin belirlenmesinde aynı zamanda üretimin istenilen kalitede ve hassasiyette yapılabilmesi için kalıp yapımında kullanılan kalıp malzemelerinin, parçanın çıkarılmasında kullanılan iticilerin, kalıplanan malzemenin soğutulması için kullanılan soğutma kanallarının, kalıp içerisindeki havanın tahliyesi için gerekli olan havalandırma kanallarının, dağıtıcıların seçimi için gerekli olan etmenler açıklanmıştır.

1- GİRİŞ

Basınçlı döküm klasik döküm yöntemi ile makine hacim kalıpçılığının birleştirildiği bir sistemdir. Benzer sistemlerden farklılıklar sunan basınçlı döküm yöntemi bir çok malzeme üretiminde tek bir metal kalıp kullanılarak sıvı metalin kalıp içerisine basınç altında basılması ile gerçekleşir. Basınçlı dökümde kaliteyi yakalaya bilmek ve aynı zamanda kalıbın kısa sürede yıpranmasını önlemek için üretilecek malzemenin alaşımı, biçimi v.b. özellikleri göz önünde bulunarak kalıbın tasarlanması gerekmektedir. Tasarımın yanı sıra kalıba uygun basınçlı döküm makinesi de belirlenmelidir.

2- BASINÇLI DÖKÜM

Basınçlı Döküm; düşük sıcaklıkta ergime ve metal kalıplar içerisinde kalıplana bilme özelliği olup da demir ve çelik olmayan metal ve metal alaşımlarının yüksek basınç altında biçimlendirilmesine "Basınçlı Döküm " denilmektedir (1).
Basınçlı dökümle bisiklet parçaları, atal bıçak takımları, saatler, klimalar, kül tablaları, el aletleri, motorlar, kilitler, makaralar, valfler, traktör parçaları, tren parçaları, elektrik aletleri, dürbünler, hava freni donanımı, savaş gereçleri, roket parçaları v.b. gibi yapımı özen gerektiren önemli parçalar üretilebilmektedir (Şekil 1) (2).

Şekil 1. Yukarıda basınçlı dökümde üretilmiş olan bilgisayar, bisiklet, motor ve motosiklet sektöründe kullanılan parçalardan örnekler verilmiştir.

Basınçlı Döküm Yöntemleri ve Makineleri

Basınçlı döküm makinesinin fonksiyonu kalıbın iki parçasının tam ekseninde ve sağlam olarak tutmak, yeterli miktarda erimiş madeni kalıba basınç altında göndermek ve kalıbın iki parçasını açıp kapatarak dökülmüş parçanın kalıptan çıkarılmasını sağlamaktadır. Kalıp, içine dökülecek parça oyulmuş, maça itici ve benzeri parçalar eklenmiş, basınçlı döküm makinesi tablalarına aynı eksende monte edilmiş iki çelik bloktan meydana gelir (3).

Basınçlı döküm makineleri, metal basma sisteminin farklı oluşuna göre "sıcak kamaralı" ve "soğuk kamaralı" makineler olarak başlıca iki ana guruba ayrılır. Basınçlı döküm makinesi seçimi dökülecek malzemenin özeliklerine ve yapısına göre seçilmektedir (4).

1- Sıcak Kamaralı Döküm Yöntemi;

Sıcak kamaralı basınçlı döküm makinelerinde ergime sıcaklığı 327°C olan kurşun, 420°C olan çinko, 232 °C olan kalay gibi ergime sıcaklıkları düşük olan malzemelerin kalıplanmasında kullanılır. Bu yöntemle çok küçük ve hassas, hepsi aynı özelliğe sahip parçalar seri halde dökülebilir. Sıcak kamaralı döküm yöntemi ile üretim sonucunda ±0,05 mm hassasiyet elde edilebilir. Üretim sırasında 10-80 atmosfer basınçla çalışıldığından üretilmiş parçaların üzerinden ikinci bir suretle talaş kaldırılmasına gerek duyulmaz. Sıcak kamaralı döküm yönteminde kullanılan makineler çalışma sistemlerine göre ikiye ayrılmaktadır (5).

a-) Pistonlu makineler sıcak kamaralı makineler;

Şekil 2'de görünen pistonlu makinelerda; Fırın içerisine pik bir pota yerleştirilir. Bu potaya monte edilen silindir ergimiş alaşımın içine gömülür. Silindir içindeki piston bir levye ve eksantrik mekanizma ile yatay yönde çalıştırılır. Ergimiş metal bir delikten geçerek yer çekimi etkisi silindiri doldurur. Çalıştırma levyesi çekildiğinde piston kolu pim çevresinde dönerek pistonu silindir içinde hareket ettirir. Pistonun ileri hareketi önce silindirde metal giriş deliğini kapatır, sonra da silindirdeki metali kalıba basar (4).
Bu sistem ile yaklaşık olarak 20 kg/cm²'yi aşan basınçlara erişmek mümkün olabilmektedir. Ayrıca sıvı metal en kısa sürede ve en az ısı kaybı ile enjekte edilebilmektedir (2).

Şekil 2. l-Kapama silindiri, 2-Gövde, 3-Ana mil 4-Kollar, 5-Kayar plaka, 6-Kılavuzlar, 7-Ön plâka, 8-Meme 9-Deve boynu 10- Baskı silindiri 11-Piston kolu, 12-Piston, 13-Pota, 14-Fırın, 15-Kapak kalıbı, 16-İtici kalıp, 17-Kroshed, 18-Şasi.

b-) Basınçlı hava ile çalışan sıcak kamaralı makineler;

Şekil 3. Basınçlı hava ile çalışan makinenin basit görünüşü

Şekil 3'de basınçlı hava ile çalışan döküm makinelerinde metal basma sistemi için tipik bir örnek verilmektedir. Bu makine görünüş itibari ile kaz boynunu andırdığı için kaz boynu tipide denilebilir. Hareket kolunun yardımı ile hareket koluna bağlı bulunan kaz boynunun sıvı metal içerisine daldırılması sağlanır. Sıvı metal içerisine daldırılan kaz boynu içerisine doldurma kanalından ergitilmiş metal dolar daha sonra hareket kolu yardımıyla kaz boynu sıvı metali kalıba basacak şekilde kilitlenir sonra sıvı metal, kaz boynundan kalıba yüksek basınçlı bir hava ile doldurulur. Bu tip makinelerda kalıba sıvı metalin doldurma işlemi yaklaşık 35 kg/cm² basıncındaki hava ile gerçekleşmektedir. Burada depo içindeki sıvı metal ergime noktasının oldukça üstünde bir sıcaklıkta tutulur.