Kalıp Döküm Hatalarını Çözme ile İlgili Pratik Bir Kılavuz

Özet

Döküm hatalarının giderilmesi, gözeneklilik, çatlaklar, akış izleri ve aşırı döküm gibi yaygın kusurları tanımlama ve çözme konusunda sistematik bir yaklaşım gerektirir. Bu sorunlar genellikle metal sıcaklığı, enjeksiyon basıncı, kalıp durumu veya malzeme kalitesiyle ilgili yanlış parametrelerden kaynaklanır. Etkili çözümün anahtarı, belirli kusuru sistematik olarak teşhis ederek kök nedenini ele almaktır ve bu, metal akışının optimize edilmesi, kalıbın uygun şekilde havalandırılması veya makine ayarlarının düzeltilmesi yoluyla yapılabilir.

Sorun Gidermeye Sistematik Bir Yaklaşım

Döküm hatalarının başarıyla giderilmesi, köklü değişikliklerle değil, mantıksal bir eleme süreciyle başlar. Kalıp ile ilgili karmaşık bir sorun varsaymadan önce, öncelikle en basit ve en yaygın değişkenleri ele alan sistematik bir dizi takip etmek çok önemlidir. Bu 'önce kolay şeyleri yap' ilkesi zaman kazandırır, maliyetleri düşürür ve pahalı kalıplarda gereksiz değişiklik yapılmasını önler. Disiplinli bir yaklaşım, operatörlerin karmaşık bir çözüm ararken basit bir düzeltmeyi gözden kaçırmalarını engeller.

Önerilen sorun giderme hiyerarşisi en kolay erişilebilir unsurlarla başlar. İlk olarak temizliğe odaklanın. Bu, kalıbın ayırma yüzeylerinin, boşluğun ve itici iğnelerin önceki döngülerden artan parça, birikinti veya artık saçılmış malzemeden arındırılmış olduğundan emin olmayı içerir. Küçük bir metal parçası veya kalıntı, kalıbın düzgün kapanmasını engelleyebilir ve bu da saçılmaya (flash) neden olan hatalara yol açabilir. Bu ilk adım, yapılması en hızlı ve en kolay kontrol işlemidir ve genellikle sorunu hemen çözer.

Sonra, tüketilen malzemeleri değerlendirin. Bu, kalıp ayırma maddesinin kalitesini ve uygulamasını incelemeyi içerir. Eşit şekilde püskürtülüyor mu? Fazla ya da az miktarda kullanılıyor mu? Tutarlı olmayan veya aşırı uygulama, gaz gözenekliliği, akış izleri veya lehimlenmeye neden olabilir. Tüketilen malzemelerden sonra sıra makine parametrelerine gelir. Operatörlerin, bağlama kuvveti, enjeksiyon hızı, basınç ve metal/kalıp sıcaklıkları gibi ayarların kullanılan parça ve alaşım için belirtilen aralıkta olup olmadığını doğrulaması gerekir. Bu parametreler genellikle basınç ve akışla ilgili kusurların temel nedenidir.

Yalnızca bu adımlar tamamlandıktan sonra daha karmaşık faktörleri değerlendirmeyi düşünmelisiniz. Ham maddenin kalitesini değerlendirin; gaz gözenekliliği veya çatlaklar gibi sorunları önlemek için ingotların temiz, kuru ve doğru bileşime sahip olduğundan emin olun. Son olarak, diğer tüm değişkenlerin dışlanmasından sonra, kapak ve havalandırma sistemlerinde aşınma, hasar veya tasarım hataları açısından kalıbın kendisini incelemek gerekir. Örneğin, flaş sorununu giderirken bir operatör önce ayırma çizgisini temizlemeli, ardından sıkma kuvvetini artırmalı ve sonrasında enjeksiyon hızını ayarlamalıdır. Flaş sorunu yalnızca bu durumda devam ederse, die onarımı için uzman kaynaklarda ayrıntılı olarak anlatıldığı şekilde onarım için göndermeyi düşünmelidir. Dolin Casting .

Metal Akışı ve Katılaşmadan Kaynaklanan Kusurlar

Döküm hatalarının önemli bir kategorisi, kalıp boşluğunun doldurulması sırasında ve ardından erimiş metalin soğuması ve katılaşması süreçlerinde ortaya çıkan sorunlardan kaynaklanır. Bu kusurlar, doğrudan termal yönetim, akış hızları ve basınçla ilişkilidir. Bu faktörlerin birbirleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamak, akış izleri, soğuk birleşimler, çatlaklar ve büzülme gözenekliliği gibi en yaygın görsel kusurları teşhis etmek ve önlemek açısından anahtardır. Bu hataların her biri, döküm döngüsü sırasında nelerin yanlış gittiğine dair ipuçları sunar.

Akış izleri ve soğuk kapanmalar, yetersiz metal akışkanlığı veya sıcaklık nedeniyle oluşan birbirine yakın kusurlardır. Akış izleri, erimiş metalin hareket yolunu takip eden çizgiler veya desenler şeklinde döküm yüzeyinde görünür. Soğuk kapanmalar daha ciddi bir hâldir ve erimiş metalin iki cephesinin tamamen birleşememesi sonucu doğrusal çizgiler şeklinde ortaya çıkar. Bu eksik birleşme, gerilim altında kolayca çatlak haline gelebilecek zayıf bir nokta oluşturur. Her iki kusur da boşluğun tamamen doldurulup basınçlandırılması öncesinde metalin çok hızlı soğuduğunu gösterir.

Öte yandan çatlaklar ve büzülme gözenekliliği, boşluğun doldurulmasının ardından soğuma ve katılaşma aşamasıyla ilgilidir. Çatlaklar, özellikle kalınlığı tekdüze olmayan parçalarda, düzensiz soğumaya bağlı termal gerilmelerden veya çıkarma sırasında aşırı kuvvet uygulanmasından kaynaklanabilir. Büzülme gözenekliliği, döküm katılaşıp hacmin azalması sırasında erimiş metalin yetersiz kalması sonucu ortaya çıkar ve iç boşluklar veya yüzey çökmeleri (sünük izleri) şeklinde görünür. Bu durum genellikle etrafındaki bölgelere göre daha yavaş soğuyan parçaların kalın kesitlerinde sorun oluşturur.

Bu sorunları gidermek için tasarım, malzeme ve süreç ayarlarının bir arada kullanılması gereklidir. Parça geometrisinin eşit duvar kalınlığı için optimize edilmesi, kalıbın düzgün şekilde ön ısıtılması ve enjeksiyon parametrelerinin ayarlanması, bu akış ve katılaşma kusurları için önemli adımlardır. Aşağıdaki tablo bu tür akış ve katılaşma hataları için yaygın çözümleri özetlemektedir.

Gaz, Basınç ve Kirlilikten Kaynaklanan Hatalar

Döküm hatalarının başka önemli bir grubu, doğrudan görülemeyen faktörlerden kaynaklanır: sıkışmış gaz, yanlış basınç uygulaması ve erimiş alaşım içindeki yabancı maddeler. Gaz gözenekliliği, kabarcıklanma, fazla taşma (flash) ve inklüzyonlar gibi hatalar, dökümün yapısal bütünlüğünü ve yüzey kalitesini ciddi şekilde zayıflatabilir. Bu sorunlar genellikle metalin hazırlanmasından, kalıbın durumundan veya boşluğun aşırı yüksek basınç altında nasıl doldurulduğuna ilişkin fiziksel süreçlerden kaynaklanır.

Gaz gözenekliliği, metal içinde hapsolmuş küçük boşluklar veya kabarcıklarla karakterize edilen en yaygın kusurlardan biridir. Bu boşluklar parça üzerinde zayıflama etkisi yapar ve basınca karşı sızdırmazlık gerektiren bileşenlerde ciddi bir sorun teşkil edebilir. Gazın kaynağı birkaç farklı yerden gelebilir. Bunlar, erimiş alüminyum alaşımından açığa çıkan hidrojen, türbülanslı dolum süreci sırasında metal içine sıkışan ve karıştırılan hava ya da sıcak metalle temas ettiğinde yanarak gaz oluşturan kalıp ayırma maddesinden kaynaklanan buhar olabilir. Kabarcıklar (blisters), yüzeyin hemen altında kalan gazın genleşerek döküm üzerinde kabarıp çıkmasıyla oluşan yüzeyel bir görünüm şeklidir.

Flash, basınç ve kalıp bütünlüğüyle ilgili bir kusurdur. Dökümün kenarında, kalıbın iki yarısının birleştiği yerde istenmeyen ince metal levha şeklinde görünür. Sıvı metal yüksek basınç altında kalıptan kaçtığında flash oluşur. Bu durum birkaç nedenden dolayı meydana gelebilir: makinenin kapatma kuvveti kalıbı kapalı tutmak için yetersizdir, enjeksiyon basıncı çok yüksektir, kalıp yüzeyleri aşınmış veya hasarlıdır ya da kalıbın mükemmel şekilde kapanmasını engelleyen kalıntı maddeler vardır.

Son olarak inklüzyonlar, dökümde hapsolmuş yabancı maddelerdir. Bunlara sıvı metalden gelen oksitler, fırından artan kalıntılar veya geri dönüştürülmüş malzemeden gelen safsızlıklar gibi metalik ya da metalik olmayan parçacıklar dahildir. Inklüzyonlar döküm içinde erken başarısızlığa yol açabilecek gerilim noktaları oluşturur. Bunları önlemek, ergitme ve döküm sürecinin tamamında titizlikle temizlik ve elleçleme prosedürleri gerektirir.

Gaz Gözenekleri ve Kabarcıkların Giderilmesi

• Sık görülen nedenler: Ergimiş alaşımdaki çözünmüş hidrojen; külçelerde veya aletlerde nem; enjeksiyon sırasında türbülans; aşırı veya uygun olmayan kalıp ayırma maddesi.
• Etkili Çözümler:
  1. Döküm öncesinde çözünmüş hidrojeni uzaklaştırmak için metal dekapaj tekniklerini uygulayın.
  2. Tüm metal külçelerin ve aletlerin kullanılmadan önce tamamen temiz ve kuru olduğundan emin olun.
  3. Kalıba metal akışının düzgün ve türbülanssız olmasını sağlamak için kapama ve kanal sistemi optimize edin.
  4. Hapsedilen havanın çıkabilmesi için kalıp vantuzlarının temiz ve doğru boyutta olduğundan emin olun.
  5. Yüksek kaliteli bir kalıp yağlayıcısı kullanın ve bunu nadiren ve eşit şekilde uygulayın.

Flash Sorunlarını Giderme

• Sık görülen nedenler: Yetersiz makine sıkma kuvveti; aşırı yüksek enjeksiyon basıncı; kalıpta aşınmış veya hasarlı ayırma çizgileri; kalıp yüzeylerinde pislik.
• Etkili Çözümler:
  1. Parça yüzey alanına göre yeterli olduğundan emin olmak için makinenin sıkma tonajını doğrulayın ve gerekirse artırın.
  2. Her döngüden önce kalıbın ayırma yüzeylerini temizleyin.
  3. Enjeksiyon basıncını en düşük etkili seviyeye düşürün.
  4. Ayırma hatlarındaki aşınma veya hasarı onarmak için kalıp bakımını düzenli olarak yapın.

Kalıp ve Makine Etkileşiminden Kaynaklanan Kusurlar

Ergimiş alaşım, çelik kalıp ve döküm makinesinin kendisi arasındaki fiziksel ve termal etkileşim, sıkça kusurlara yol açar. Lehimlenme, sürükleme, ısıl çatlama ve uyuşmayan parçalar gibi sorunlar yalnızca metal nedeniyle değil, aynı zamanda üretim ekipmanının durumu ve hizalanması nedeniyle meydana gelir. Bu kusurlar genellikle daha iyi bakım, takımlarda ayarlamalar veya kalıp ve makinenin nasıl kurulup çalıştırıldığında değişiklik yapılması ihtiyacını gösterir.

Lehimleme, erimiş alaşımın kalıp boşluk yüzeyine kimyasal olarak bağlanması veya kaynaşması durumunda meydana gelir. Bu durum döküm üzerinde pürüzlü bölgelere neden olur ve çıkarma sırasında kalıba zarar verilebilmesine yol açabilir. Birincil nedenler arasında yüksek sıcaklıklardan dolayı kalıp malzemesinin aşınması veya metal akımının doğrudan çarpması, alüminyum alaşımdaki yanlış demir içeriği ya da metalin tutunmasına neden olan pürüzlü kalıp boşluk yüzeyi yer alır.

Sürüklenmeler ve kazıntılar, daima çıkarma yönüne paralel olan döküm yüzeyinde çizikler veya derin çizgilerdir. Bu kusur, parçanın kalıptan çıkarılmasıyla ilgili bir sorunun açık göstergesidir. Genellikle parça tasarımında yetersiz eğim açısına, parçayı kavrayan pürüzlü veya hasarlı bir boşluk yüzeyine veya parçayı eşit olmayan şekilde iten hizalanmamış ejectör pimlerine bağlı olarak oluşur.

Isı çatlağı, ya da termal yorulma olarak da bilinir, kalıp yüzeyinde ince çatlaklar halinde görünür ve ardından döküm parçalara karşılık gelen kabarık desenleri aktarır. Bu, kalıbın maruz kaldığı sürekli ve hızlı ısınma-soğuma döngülerinden kaynaklanan uzun vadeli bir aşınma sorunudur. Uyumsuz parçalar ise kalıbın iki yarısının tam olarak hizalanmamasından kaynaklanan başka bir mekanik sorundur ve bu durum parça ayırma çizgisinde görünür bir basamak veya kayma oluşturur. Bunun nedeni genellikle kalıpta veya makinede aşınmış ya da yanlış hizalama pimleridir.

Bu kusurları önlemek, kalıp kalitesine odaklanmayı ve titiz bakımı gerektirir. Kritik uygulamalar için yüksek bütünlüklü metal bileşenlere uzmanlaşmış tedarikçilerle ortaklık yapmak, baştan itibaren hassasiyetin önemini vurgular. Çözümler genellikle hem önleyici önlemleri hem de düzeltici işlemleri içerir.

• Lehimleme: Lehimlenmeyi önlemek için sorun yaşanan bölgelerde kalıp soğutmasını iyileştirmek, kalıp boşluğunu pürüzsüz bir şekilde parlatmak ve alaşımın demir içeriğinin önerilen aralıkta olduğundan (genellikle %0,8 ile %1,1 arasında) emin olmak esastır. Yüksek kaliteli ve doğru uygulanmış bir kalıp ayırma maddesi kullanmak da önemli bir bariyer sağlar.
• Sürüklemeler: Sürüklemeler için çözüm, parça ve kalıp tasarımını analiz etmektir. Bu işlem, çekme açılarını artırma, boşluk duvarlarını parlatma ve ekstrüzyon sisteminin dengeli ve düzgün çalıştığından emin olmayı içerebilir.
• Isı Çatlağı: Uzun üretim süreçlerinde ısı çatlağı kaçınılmaz olsa da, kalıbı çalışmaya başlamadan önce uygun şekilde ön ısıtarak, aşırı sıcaklık dalgalanmalarından kaçınarak ve yüksek kaliteli takım çeliği kullanarak bu durumun başlangıcı geciktirilebilir.
• Uyumlu Olmayan Parçalar: Bu durum, kalıp ve makinenin mekanik olarak kontrol edilmesini gerektirir. Çözüm genellikle die-döküm makinesinin arızasını gidermek ve doğru hizalamayı yeniden sağlamak için aşınmış veya yanlış konik pimleri ve hizalama pimlerini değiştirmektir.

Kusursuz Döküm için Proaktif Stratejiler

Kalıp döküm kusurlarının etkili bir şekilde giderilmesi, bireysel sorunlara tepki vermekten ziyade proaktif bir kalite kontrol stratejisi oluşturmaya daha çok bağlıdır. Sıcaklık, basınç, kontaminasyon veya mekanik aşınmayla ilgili olsun, çoğu kusurun temel nedenleri birbiriyle bağlantılıdır. Soğuk dökümü düzeltmek için enjeksiyon hızını artırmak gibi tek bir sorunu çözmek amacıyla yapılan bir değişiklik, flaş oluşumu gibi başka bir soruna kasıtsız olarak neden olabilir. Bu nedenle tutarlı başarı için bütüncül ve sistematik bir yaklaşım esastır.

Bu stratejinin temeli, titiz proses kontrolü ve düzenli bakım yapmaktır. Bunlara kalıpların özenli bir şekilde temizlenmesi, kontaminasyonu önlemek için ham maddelerin dikkatli şekilde taşınması ve hem makine hem de kalıp ekipmanının aşınma belirtileri açısından periyodik muayeneleri dahildir. En basit değişkenlerle başlayan mantıksal bir arıza giderme sırasını takip ederek operatörler sorunları daha verimli şekilde çözebilir ve maliyetli, gereksiz müdahalelerden kaçınabilir. Nihayetinde, yüksek kaliteli, kusursuz döküm parçalar üretmek, sağlam parça tasarımına, yüksek kaliteli kalıba ve süreç parametrelerinin derinlemesine anlaşılmasına dayanmaktadır.

Sıkça Sorulan Sorular

1. Döküm hataları nelerdir?

Yaygın döküm hataları kategorilere ayrılabilir. Bunlara akış ve katılaşma sorunları (akış izleri, soğuk eklem, çatlaklar, büzülme), gaz ve basınç problemleri (gaz gözenekliliği, kabarcıklar, fılaks), kontaminasyon sorunları (katkı maddeleri) ve kalıp/makine etkileşimi kaynaklı hatalar (lehimlenme, sürüklenmeler, ısıl çatlamalar, uyuşmayan parçalar) dahildir.

2. Döküm hataları nasıl kontrol edilir?

Döküm hatalarını kontrol etmek için temel yöntem, çatlaklar, flaş, akış izleri ve büzülme izleri gibi yüzey hatalarını tespit edebilen kapsamlı bir görsel incelemedir. Gaz veya büzülme gözenekliliği gibi içsel hatalar için ise parçanın iç bütünlüğünü değerlendirmek amacıyla X-ışını muayenesi veya yıkıcı testler gibi daha gelişmiş yöntemler gerekebilir.

3. Kalıp dökümde flaş hatası nedir?

Flaş, kalıp yaralarının birleştiği bölüm hattı boyunca döküm kenarında ince, fazladan metal tabakasının oluştuğu yaygın bir hatadır. Genellikle yüksek basınç altında erimiş metalin boşluğa kaçması sonucu meydana gelir ve bunun nedeni yetersiz sıkma kuvveti, aşınmış kalıp ya da kalıp yüzeyindeki kalıntı olabilir.

4. Yedi döküm hatası nelerdir?

Döküm kusurlarının birçok türü olmasına rağmen, en yaygın yedisi gaz gözenekliliği, büzülme gözenekliliği, çatlaklar, kıvılcım, soğuk birleşimler, akış izleri ve lehimlenmedir. Bu kusurlar, metal sıcaklığı ve gaz içeriği ile ilgili sorunlardan enjeksiyon basıncı ve kalıp durumu ile ilgili sorunlara kadar geniş bir kök neden yelpazesini kapsar.