Bronz döküm ‘Cire Perdue‘ veya ‘Lost-Wax‘ yani ‘Kayıp Balmumu‘ yöntemi olarak bilinen seramik kabuğa erimiş bronz dökülerek yapılır.
Bronz Nedir?
Önceleri bakır ve kalaydan meydana gelen bakır alaşımlarına bronz denilmekteydi.
Bununla birlikte bronz terimi modern kullanımda bakırın bakır-nikel, bakır-berilyum ve bakır-çinko alaşımı dışındaki bütün alaşımları için kullanılmaktadır.
Bronz döküm denilince;
Alüminyum Bronz
Kızıl Bronz
üretimde en çok akla gelen ve en bilinen bronz çeşitlerindendir.
%14’e kadar alüminyum içeren bakır esaslı alaşımlar Alüminyum Bronz’ları oluşturur.
Alüminyum Bronzlar diğer alaşımlardan farklı mekanik ve kimyasal özelliklere sahiptir. Bu özellikler alüminyum bronzlara bir çok üstünlük sağlar. Sertlikleri 40 – 42 RC’ye kadar çıkan türleri vardır.
%5 kalay, %95 bakırlı kalay bronzları
%10 kalay, %90 bakırlı kalay bronzları
%15 kalay, %85 bakırlı kalay bronzları
gibi Kalay miktarları belirli sınırlar içerisinde olan bakır-kalay alaşımları vardır. %10-12 kalay içeren bronzlar mekanik özellikler açısından en ideal olanlarıdır. Bu tip bronzlar döküm parçalarında tercih edilirler. Döküm bronzları kalay, kurşun, fosfor ve nikel ihtiva eder.
Kullanılan bronz çeşidine göre kalıplama yolluk ve besleyici tasarımı oldukça önemlidir. Özellikle deniz suyu kullanılan sistemlerde bronz malzemeler kullanıldığı gibi iletkenliği düşük ortamlarda da bronzdan faydalanılmaktadır.
Bronz Döküm Yönteminin Süreçleri Nelerdir?
Desen (Pattern)
Sürecin ilk adımı; dökümü yapılacak parçanın , desen adı verilen orijinalini oluşturmaktır. Desen genellikle yağ bazlı veya su bazlı kilde oluşturulur . Ancak desen gömülü ahşap, kemikler ve diğer elementler kullanılarak da oluşturulabilir. Desen, sürecin en önemli parçasıdır.
Kauçuk Kalıp- Rubber Mold
Kil, bir serbest bırakma ajanı görevi gören silikon bazlı bir sıvı sprey uygulanarak kalıplama için hazırlanır. Bu madde, kalıbın çıkarılırken desene yapışmasını önler.
Daha sonra, desene bir kerede bir kat üretan veya silikon kauçuk kalıbı uygulanır.
İlk iki kat, desenin detaylarını yakalamak ve yüzeyde kabarcık veya hava cepleri oluşmamasını sağlamak için çok ince olmalıdır. Küresel düğmelere sahip plastik şimler, kalıbın ilk iki katından sonra dikiş hattı boyunca yerleştirilir. Düğmeler, kalıbın parçalandıktan sonra doğru şekilde oturmasını sağlar.
Kalıp tamamen kauçuğa yatırıldıktan sonra, kenevir lifi ile güçlendirilmiş kalıp sıvadan yapılan ‘ana kalıp’ adı verilen bir kabuk yapılır. Ana kalıp, kalıp çıkarıldıktan sonra dövülebilir olan kauçuğu doğru biçimde tutmayı sağlar.
Balmumu Üretimi-Wax Production
Petrol bazlı bir balmumu olan mikro kristalli wax eritilir ve kauçuk kalıbın içine dökülür. Kauçuğun tüm iç yüzeyinin tüm detayları yakalayacak şekilde kaplandığından emin olmak gerekir. Bu nedenle etrafı sarılır. Fazlalık dökülür.
Bu istenen inceliğe/kalınlığa ulaşılıncaya kadar tekrar edilir (genellikle 1/8 “ila 1/4” arası). Bu, içi boş bir döküm oluşturur ki bronz da içi boş olacaktır.
Aşırı ağırlığı azaltmak, bronz soğudukça büzülmeyi önlemek ve yüzeyde kusurlara neden olmak için içi boş bir döküm gerekir.
Balmumu soğuduktan sonra, yavaşça kalıptan çıkarılır. Balmumu daha sonra kalıptan dikiş çizgilerini ve balmumundaki hava kabarcıkları veya diğer yüzey kusurları gibi kusurları temizlemek için hızla geçer gider. Bu, lehim havyası, küçük ahşap ve metal aletler ile gerçekleştirilir.
Yolluk Sistemi- Döküm Deliğinden Geçirilmesi (Supruing)
Metalin akması ve desene ulaşması için kanallar sağlamak üzere “ladinler” veya balmumu çubukları birleştirilmiştir. Ayrıca, desen doldurulurken gazın kaçması için bir yol sağlarlar.
Deseni metalle besleyen ladinlere “kapılar (gates)”, gazın kaçmasına izin verenlere “menfezler (vents)” denir.
Ladinler balmumu şablonuna bir lehimleme demiri ve yapışkan balmumu kullanılarak kaynak yapılır.
Shell Kalıp (Seramic Shell Mold)
Daha sonra, balmumu “investing” olarak adlandırılan seramik bir kabuk kalıbında kaplanır.
Kolloidal silika ve silika unundan yapılan bir sıvı seramik astar içine batırılır.
‘Bulamaç’ adı verilen bu sıvı, balmumu üzerine yapışırken geri kalanı karıştırma tankına geri akmaktadır.
‘Sıva’ adı verilen silika kumu daha sonra ıslak bulamaç yapışarak yüzeye dökülür. Ayrıntıların yakalanmasını sağlayan ilk birkaç kat için ince sıva kullanılır.
Kaba yapı ve mukavemeti arttırmak için dış kaplamalara kaba sıva uygulanır. Her kat, son kat uygulanmadan önce birkaç saat kurur.
Bu işlem istenen 1/4 “- 1/2” kalınlık elde edilinceye kadar tekrarlanır ve genellikle küçük kalıplar için 6-8 kat ve büyük kalıplar için 20 kat kadar gerektirir.
Yanma (Burnout)
Daha sonra, seramik kabuk kalıpları (balmumu içeren) baş aşağı bir fırına koyulur. Fırın hızla yaklaşık 1300 ° F’ye kadar ateşlenir, bu da kalıpları boş bırakarak balmumunu eritir. Aynı zamanda seramik malzemeyi vitrifiye eder, seramik parçacıklarını eritip kaynaşacak kadar ısıtır.
Bu, kalıbı güçlendirir ki böylece dökülürken erimiş metalin hidrolik basıncına dayanacaktır. Kalıplar soğuduktan sonra, yanma işlemi sırasında oluşabilecek çatlaklar dikkat bir şekilde incelenir. Bulunan herhangi bir çatlak, ateşe dayanıklı bir harç ile örtülür, böylece erimiş bronz alırken küf sızmaz.
Metal Döküm (Metal Casting)
Artık kalıp boş (bronz dökümün balmumu metodu) ve vitrifiye edildikten sonra, içine erimiş metal dökülebilir. Bronz külçe, silis karbürden yapılmış bir potaya yerleştirilir ve fırına konur.
Bir gaz / hava karışımı, fırının açık odasına bir açıyla girer, burada yanar ve potanın dışından merkezkaç bir alev oluşturur ve eşit şekilde ısıtır. Bronz külçelerin 2200 ° F’ye ulaşması yaklaşık 45 dakika sürer, gereken sıcaklık yeterli miktarda dökülür.
Pota çelik kaldırma maşası kullanarak fırından çıkarılır ve bir dizi boşaltma sapına yerleştirilir. Erimiş metal daha sonra bir fırında 1400-1500 derece F’ye ısıtılmış olan her kalıbın içine dökülür.
Sığdır, Kaynakla ve Sonlandır (Fit, Welding,Finish)
Metal soğuduktan sonra, seramik kalıp malzemesi bir çekiç ve keski ile hafifçe yontulur. Aralıklarda kalan kalıp malzemesi kumlanır. Daha sonra yolluklar, desen ile birlikte bronz dökülmüş olan , bir açılı taşlama ve metal kesme diski kullanılarak kesilir. Geride kalan çapklar çeşitli taşlama ve zımparalama aletleri kullanılarak zımparalanır.
Döküm parçaları daha sonra birbirlerine uygun olduklarından emin olmak için kontrol edilir. Gerekli ayarlamalar yapılır ve ardından parçalar birbirine kaynak yapılır. Kaynaklar ayrıca çeşitli taşlama ve zımparalama aletleri kullanılarak kovalanır. Yüzey dokuları çeşitli araçlarla çoğaltılır, böylece dikiş çizgileri ve ladin ekleri artık görünmez.
Patinalama (Patination)
Döküm parçanın (örneğin heykel gibi) yüzeyi temiz ve tutarlı bir şekilde bırakılarak kumlanır. İstenilen renk için belirlenen kimyasallar kullanılarak bir patina uygulanır.
Patina, metalin kontrollü bir oksidasyonudur. Kullanılan kimyasallara, uygulama tekniğine ve kimyasal uygulandığında bronzun sıcaklığına bağlı olarak hemen hemen her renk elde edilebilir.
Genellikle patinalar, arka plan renkleri ve görsel derinlik yaratan farklı kimyasal katmanlara uygulanır.
İstenilen patine elde edildiğinde, yüzey bir meşale ile ısıtılır ve karnauba mumu ile kaplanır.
Bu, daha fazla oksidasyonu inhibe etmenin yanı sıra, yüzeye görsel derinlik ve parlaklık verir.
Bronz Dökümün Avantajları Nelerdir?
Bronz malzemesinin
- hafif olması
- iyi yalıtkan olması,
gemi inşaat sektörü için oldukça avantajlıdır. Buna karşın ekonomik değeri yüksektir.
YAZI
- 9.7