Özet

Döküm yüzeylerindeki akış izleri, kalıp dolum süreci sırasında erimiş metalin tutarsız akışını gösteren görünür çizgiler, lekeler veya desenlerdir. Bunlar özellikle düşük kalıp sıcaklığı, uygun olmayan dolum hızı veya hatalı kalıp tasarımı gibi nedenlerle erken katılaşma sonucu oluşur. Bu kusurları gidermek için süreç parametrelerinin sistematik olarak ayarlanması, kalıp sıcaklığının optimize edilmesi ve kalıp boşluğunun düzgün ve homojen bir şekilde doldurulmasını sağlamak üzere kanal sisteminin iyileştirilmesi gerekmektedir.

Akış İizlerini Anlamak: Tanım ve Görsel Tespit

Döküm sürecinde kusursuz bir yüzey kalitesi elde etmek temel hedeftir. Ancak çeşitli kusurlar ortaya çıkabilir ve bunlardan en yaygın olanı akış izleridir. Akış izleri, bazen akış çizgileri olarak da adlandırılır ve yönsüz çizgiler, lekeler veya damarlar şeklinde görünen yüzey kusurlarıdır. Bu desenler, erimiş metalin kalıp boşluğunu doldururken izlediği yolu takip eder ve coğrafi bir haritaya benzer şekilde görünebilir. Genellikle sadece yüzeyde kalan bu kusurlar, elle görünür ve hissedilebilir olup döküm yüzeyinde bir düzensizlik olduğunu gösterir.

Akım izlerinin oluşumu, termal dinamikler ve akışkanlar mekaniği ile ilgilidir. Bunlar, kalıp içindeki erimiş metalin farklı akımlarının mükemmel şekilde birleşememesi durumunda meydana gelir. Bu durum, sıvı metalin bir kısmı hâlâ akmaya devam ederken başka bir kısmının erken katılaşması sebebiyle gerçekleşir. Hâlâ erimiş olan metal bu kısmen katılaşmış bölgelerin üzerinden aktığında, yüzeyde kusurlu eklem yerleri ve görünür çizgiler oluşturur. Bunlar çatlak değil, metal cephesinin sorunsuz bir şekilde kaynaşmadığı, türbülanslı veya kesintili bir dolum sürecinin kanıtıdır.

Akım izlerini görsel olarak tanımlamak, sorunun teşhis edilmesinde ilk adımdır. Kalite kontrol teknisyenleri bunları diğer kusurlardan ayırt etmek için belirli özelliklere bakar. Önemli görsel göstergeler şunlardır:

• İzler veya Çizgiler: En yaygın görünümü, temel metalin dokusundan ayrılan düzgün, hafif dalgalı çizgiler şeklindedir.
• Yön Bağımsız Desenler: Kazıktan farklı olarak belirgin bir yönü olmayan akış izleri genellikle dönerek ilerleyen veya kıvrımlı desenler şeklinde görünür.
• Renk Değişimi: İzler, çevre yüzeye göre hafifçe farklı bir ton veya parlaklık seviyesine sahip olabilir.
• Yer: Genellikle döküm ağzının etrafında ya da erimiş metalin farklı akımlarının birleştiği bölgelerde görülürler.

Akış izleri ile diğer kusurlar arasında ayrım yapmak önemlidir. Isıl yorulmadan kaynaklanan kalıpta oluşan ince yüzey çatlakları olan ısı çatlağı izleri, tek bir döngü sırasında metal akışıyla ilgili sorunlardan değil, kalıbın kendisindeki termal yorgunluktan kaynaklanır. Bu farklılıkları anlamak doğru düzeltici önlemleri uygulamak açısından hayati öneme sahiptir.

Dökümde Akış İzlerinin Temel Nedenleri

Akış izleri tek bir sorundan kaynaklanmaz, bunun yerine süreç parametreleri, kalıp tasarımı ve malzeme işleme ile ilgili faktörlerin birleşiminden meydana gelir. Detaylı bir teşhis, erimiş alaşımın kalıp boşluğunu doldururken erken veya düzensiz soğumaya neden olan koşulları incelemeyi gerektirir.

En önemli faktörlerden biri hem kalıbın hem de erimiş metalin sıcaklığıdır. Düşük kalıp sıcaklığı sık karşılaşılan bir nedendir; örneğin alüminyum alaşımları için 180°C'nin altında veya çinko alaşımları için 90°C'nin altında bir sıcaklık, metalin kalıp duvarlarına temas etmesiyle birlikte çok hızlı soğumasına neden olabilir. Benzer şekilde, erimiş metalin kendisi de uygun sıcaklığa sahip değilse viskozitesi artar, bu da akışın düzgün olmasına engel olur ve ayrı akış cephesinin doğru biçimde birleşmesini önler. Bu durum, nihai parçada karakteristik çizgiler ve izler oluşmasına yol açar.

Metalin kalıba enjekte edilme dinamikleri de eşit derecede kritiktir. Yanlış bir dolum hızı süreci bozabilir. Hız çok yavaşsa, boşluk tamamen dolmadan önce metalin soğuması için fazla zaman olur ve bu da soğuk kapanmalar ile akış izlerine neden olur. Tersine, hız çok yüksekse türbülans meydana gelir, hava hapsolur ve laminar akışı engeller; bu da yüzey kusurlarına yol açar. Amac, türbülans oluşturmadan boşluğu olabildiğince hızlı doldurmaktır ve bu hassas dengeyi sağlamak hassas bir kontrol gerektirir.

Süreç parametrelerinin ötesinde, kalıpların ve bileşenlerinin fiziksel tasarımı temel bir rol oynar. Kötü tasarlanmış bir kapı ve koşucu sistemi akış sorunlarının yaygın bir kaynağıdır. Çok küçük veya uygunsuz bir şekilde konumlandırılmış kapılar akışı kısıtlayabilir veya jetler oluşturabilir, oyuk sistemindeki keskin köşeler ise türbülansa neden olabilir. Ayrıca, yetersiz havalandırma, metal girerken hapsedilmiş havanın ve gazların boşluktan kaçmasını engeller. Bu tutsak hava bir bariyer gibi hareket eder, metalin akış yolunu bozar ve yüzeyde kusurlara yol açar. Son olarak, küf çıkarıcı maddeler veya kaplamaların uygulanması dikkatli bir şekilde yönetilmelidir. Aşırı veya eşit olmayan bir kaplama, metal akışını etkileyebilir ve matrosun yüzey sıcaklığını etkileyebilir ve akış izlerinin oluşmasına katkıda bulunabilir.

Kanıtlanmış Çözümler ve Önleme Stratejileri

Akış izlerini etkili bir şekilde ortadan kaldırmak, tanı aşamasında belirlenen temel nedenleri ele alan sistematik bir yaklaşım gerektirir. Çözümler, süreç parametrelerinin ayarlanmasını, olası kalıp değişikliklerini ve önleyici tasarım stratejilerinin uygulanmasını içerir. En derhal ve sıklıkla etkili değişiklikler makinenin ayarları üzerinde yapılır.

İlk savunma hattı, sıcaklıkların optimize edilmesidir. Kalıp sıcaklığının artırılması, erimiş metalin katılaşmadan önce daha uzun süre akışkan kalmasını sağlar ve böylece farklı akış cephesinin sorunsuz bir şekilde birleşmesini mümkün kılar. Şuradaki kaynakların önerdiği gibi Minghe Casting alüminyum için 180°C'nin üzerinde ve çinko için 90-150°C aralığında sıcaklıkları korumak iyi bir başlangıç noktasıdır. Sıcaklık yanında, döküm hızının optimizasyonu da büyük önem taşır. Bu, metalin herhangi bir kısmı katılaşmadan önce kalıp boşluğunun tamamen doldurulmasını sağlayacak ancak aşırı türbülansa neden olmayacak doğru enjeksiyon hızını bulmayı içerir. Bu parametrelerin hassas ayarlanması, genellikle belirli bir parça ve kalıp için optimal dengenin bulunması amacıyla yinelemeli bir süreçtir.

İşlem parametrelerini ayarlamak yetersizse, odak noktası kalıbın kendisine kaydırılmalıdır. Giriş sisteminin tasarımı büyük önem taşır. Bu, metalin boşluğa girdiği sırada akış durumunu iyileştirmek için girişin kesit alanı veya konumunun ayarlanmasını içerebilir. Taşma kanallarını genişletmek ve hava çıkışlarını iyileştirmek, hapsolmuş havanın ve daha soğuk metalin dışarı atılması için bir yol sağlayarak daha düzgün bir doldurma işlemi sağlar. Ayrıca, kalıp ayırıcı maddelerin uygulanması ince ve homojen olacak şekilde dikkatlice kontrol edilmelidir ki metal akışını engellemesin. Aşağıdaki tablo bir sorun-çözüm yaklaşımını özetlemektedir:

Uzun vadeli önleme için, özellikle yeni parçaların geliştirilmesi sırasında, modern teknoloji güçlü araçlar sunar. Tasarım aşamasında kalıp akış simülasyon yazılımı kullanmak oldukça etkili bir önleme yöntemidir. Uzmanların da belirttiği gibi Bruschi , bu programlar metalin kalıba nasıl dolduğunu tahmin edebilir ve herhangi bir çelik kesilmeden önce akış izlerinin oluşabileceği potansiyel problem alanlarını belirleyebilir. Bu sayede mühendisler, kanal sistemi, döküm yolluğu ve soğutma sistemlerini sanal ortamda optimize ederek başlangıçta kusurları önlemek suretiyle önemli ölçüde zaman ve maliyet tasarrufu sağlayabilir.

Akış İzleri Üzerinde Kalıp Tasarımının ve Malzeme Seçiminin Etkisi

Operatörler fabrika zemininde süreç parametrelerini ayarlayabilseler de, akış izlerini önlemenin en etkili çözümleri genellikle kalıp tasarımının başlangıç aşamasında ve döküm alaşımının seçiminde yer alır. Bu temel unsurlar, erimiş metalin akış ve katılaşma koşullarını belirler ve böylece yüksek kaliteli yüzey sonuçlarının sürekli olarak elde edilmesi açısından kritik önem taşır.

İyi mühendislik yapılmış bir kalıp, kusursuz dökümün temel taşıdır. Besleme sistemi—hazne kanalı, dağıtım kanalları ve girişler dahil—erimiş metalin kontrollü ve türbülanssız bir şekilde boşluğa iletilmesini sağacak şekilde tasarlanmalıdır. Kaynaklarca vurgulandığı gibi kalıp tasarımında en iyi uygulamalar, Prototool , düzgün geçişlere, uygun boyutlardaki kanallara ve metalin eşit bir şekilde dolduğunu sağlayacak kapı konumlarına vurgu yapın. Aynı derecede önemli olan diğer bir unsur ise havalandırma ve taşma sistemi. Havalandırmalar, metal kalıba girdiğinde kavite içindeki hava basıncının dışarı atılmasını sağlayan küçük kanallardır. Yeterli havalandırma sağlanmazsa, bu sıkışan hava geri basınca neden olabilir ve akış izleri ile gözeneklilik gibi kusurlara yol açabilir.

Malzeme seçimi aynı zamanda ince ama önemli bir rol oynar. Çinko (Zamak) ile alüminyum (örneğin A380) gibi farklı döküm alaşımlarının, termal ve akış özellikleri açısından belirgin farkları vardır. Çinko alaşımlarının genellikle daha düşük ergime noktaları ve daha yüksek akışkanlıkları olup bu da onları bazı durumlarda daha hoşgörülü hale getirir. Ancak her alaşımın döküm sıcaklığı, basıncı ve hızı için kendi ideal aralığı vardır. Akışla ilgili kusurları önlemek amacıyla hem kalıp tasarımını hem de süreç parametrelerini uyarlamak için bu özelliklerin anlaşılması esastır. Silisyum veya magnezyum içeriği gibi alaşımın kimyasal bileşimi de katılaşma davranışını ve belirli kusurlara yatkınlığı etkileyebilir.

Sonuç olarak, yüzey kusurlarını önlemek, başlangıçtan sonuna kadar hassas mühendislikle ilgilidir. Bu prensip, die dökümün ötesine geçerek diğer yüksek performanslı üretim yöntemlerini de kapsar. Örneğin otomotiv bileşenleri dünyasında, sıcak dövme gibi süreçler de yapısal bütünlüğü ve kusursuz yüzeyleri garanti altına almak için malzeme akışının çok titiz bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir. Otomotiv dövme parçaları gibi kritik uygulamalarda bu karmaşık süreçlerin hakimiyetini ele alan şirketler, kalitenin pazarlık konusu olmadığı alanlarda itibarlarını inşa ederler. Gelişmiş simülasyon kullanımı, dahili kalıp tasarımı ve katı kalite kontrol, dökülmüş ya da dövülmüş olmalarına bakılmaksızın kusursuz bileşen üretme taahhüdünün damgasını vurur. Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , gelişmiş simülasyon, dahili kalıp tasarımı ve katı kalite kontrol, dökülmüş ya da dövülmüş olmalarına bakılmaksızın kusursuz bileşen üretme taahhüdünün damgasını vurur.

Sıkça Sorulan Sorular

1. Die dökümde ısı kontrol izleri nelerdir?

Isı kontrol çizgileri, basınçlı döküm parçasının yüzeyinde görünen ağ şeklindeki çatlaklardır. Tek bir enjeksiyonda erimiş metal akışından kaynaklanan akış çizgilerinin aksine, ısı kontrol çizgileri kalıp çeliğinin kendisinde meydana gelen termal yorgunluktan kaynaklanır. Isınma ve soğuma birçok döngüsünden sonra kalıbın yüzeyi çatlar ve bu çatlaklar ondan dökülen her parçanın yüzeyine aktarılır. Bu, süreç parametresi bir sorunu değil, kalıp aşınmasının bir işaretidir.

2. Enjeksiyon kalıplamada akış izlerini nasıl çözülür?

Bu makale basınçlı döküme odaklansa da, akış izleri benzer nedenlerle plastik enjeksiyon kalıplamada da oluşur. Çözümler kavramsal olarak benzerdir: akışı iyileştirmek için kalıp ve erimiş plastik sıcaklıklarını artırın, kalıbın eşit şekilde dolmasını sağlamak için enjeksiyon hızını ve basıncını optimize edin ve kapıları veya kanalları büyüterek kalıp tasarımını değiştirin. Malzemenin düzgün şekilde sıkıştırılmasını sağlayarak akışla ilgili hataları önlemeye yardımcı olmak için geri basınç artırılabilir.