İnklüzyonlar, metale karışan yabancı maddelerdir. Eğer bu İnklüzyonlar yüzeydeyse, temizleme sırasında yerinde ufak delikler bırakarak giderilebilir. Bu durumda bunlara İnklüzyon boşlukları denir. Bu döküm hatası istenmeyen bir nesneyi ya da yabancı bir malzemeyi tanımladığı için, hatanın gerçek nedenini bulmak iyi bir gözlemi gerektirir.
Örneğin, Çeşitli Nedenler bölümünde, hata herhangi bir yabancı maddenin dikkatsizlik sonucu, kalıba havşa ya da açık besleyicilerden girmesi olarak tanımlanır. Sadece dikkatsiz kalıplamayı incelemek yeterli olmayacaktır. Dikkatsizlik donanım, dizayn, yerleştirme veya bakım kaynaklı olabilir. Örneğin, kum dağıtım donanımından aşağıdaki dökümhane döküm alanında açık kalıplara ya da üst kalıbı kapatma donanımın üstüne serbest kum birikiyor ve oradan periyodik olarak açık alt kalıba, havşaya veya besleyiciye kum düşürüyor olabilir. Üretimde oluşabilecek nedenler sonsuz sayıda olabile-ceği için ekseriya teşhis koymak çok zordur.
Dart, erozyon veya kum yalamasının parça üzerinde herhangi bir yerde kum veya curuf boşlukları yaratacağı açıktır. Bu hataların yolluk sisteminde bulunması mutlaka parçada hataya neden olacağını söyleyebilmek mümkün değildir. Parça kontrol edilip red edilmeden önce yolluk sistemi ayrıldığı için problemin kaynağı sır olarak kalır. Modeli de içeren yaygın inklüzyon incelemesi yolluklu olarak temizlenmiş parçada yapılmalıdır. Yolluk sisteminin herhangi bir yerinde oluşan dart, erozyon veya kum yalaması hataları parçadaki sakatın yerinden uzakta olmasına hata nedeni olabilecektir.
Yüzeyi bozan hatalar inklüzyon nedeni olabileceği için aşağıdaki bölümler gözden geçirilmelidir.
Kum Boşlukları ve Cürufun Nedenleri Nedir?
Parça ve Model Dizaynı
Dart, kopma, sürüklenme ve erozyona katkıda bulunan dizayn faktörleri dökümde bu hatalardan kaynaklanan inklüzyonlara olan eğilimi arttıracaktır. Bu dizayn hataları şunlardır: Kesitlerde ani değişiklikler,
düzensiz yüzey şekilleri, derin cepler, belirli bir yüzeyden aşırı metal akışı sağlayan ya da düzenli kalıp sertliğini engelleyen kesitler. Yetersiz radyus içeren dizaynlar, serbest kuma neden olan kalıp yırtılmalara neden olurlar.
Modeller
(1) Kullanılan model malzemesi için yanlış kaplama
Bazı model yüzey kaplamaları kum yapışma eğilimini arttırırlar. Örneğin, tahta modellerde, eski, koyu veya kirli cila veya vernik kullanımından kaçınılmalıdır. Bu, kalın veya kuruması zor bir yüzey boyası oluşacaktır. Kaplama uygulanırken çok dikkatli olunmalı, karıştırma doğru yapılmalı, aşırı ısı veya nem ile temastan kaçınılmalıdır.
(2) Yerleştirilen maçalar için kapamada yetersiz boşluk payı
Kalıptan kum sıyırmaya ve kum düşürmeye neden olur. Pişirme esnasında yağlı maçaların boyutlarında büyüme oluşur. Boyut değişiminin miktarı bağlayıcının tipi ve miktarına, pişirme sıcaklığına göre değişir. Sonuç olarak, yeterli olan boşluk maça üretiminde oluşacak bir değişimle yeterli olmayacak duruma gelebilir. Yükseklik dışında, genel olarak maçadan 0.75 mm daha büyük boşluk yeterlidir (Büyük işlerde 3 mm boşluk uygulaması yaygındır). Tamamen veya kısmen maça sandığında katılaşan furan veya benzeri uygulamalarda daha sıkı toleranslar kullanılabilir. Bu maçalar sandık dışında katılaşanlara göre daha ölçüsel kararlılığa sahip olacaklardır.
(3) Geçiş radyuslarının yetersizliği
Kalıbın çatlamasına ve oluşan serbest kumların kalıp içinde birikmesine neden olur.
(4) Yetersiz kalıp sıyırma açısı
Üst derecenin kapanması ya da modelin sıyrılması esnasında kalıbın çatlamasına veya sürtmesine neden olur. Bu, modelin çiziminden gerçek model imalatçısına yanlış bilgi aktarımından kaynaklanabilir. Bazen izin verilen tolerans aşırı küçük sıyırma açısı ve bu nedenle çok hassas kalıplama ve kapama ünitesini zorunlu kılar.
(5) Gevşek bağlanmış model veya yolluk sistemi
Bilhassa akışkanlığı yüksek kumda, kum model altına girip, kalıp çatlamasına neden olur. Eğer kalıplama şoklarına ve titreşimlerine dayanacak şekilde sonradan gevşeme oluşabilir.
(6) Aşınmış derece oturma bölgeleri
Parça üzerinde herhangi bir yerde enklüzyon olarak görülen kum tanele-rinin, ezme veya çatlatma sonucu oluşmasına neden olurlar. Aşınmış bu bölgeler göz kontrolü ile yakalanıp, model tamir için model atelyesine gönderilmelidirler.
Üst ve alt derecenin ayrı ayrı kalıplandığı hızlı üretim koşullarında, aşınmış bölgeleri yakalayabilmek mümkün değildir. Ezme, alt ve üst derece plâkalarının toplam aşınmasının sonucu oluşacağı unutulmamalıdır. Göz kontrolünde toplam aşınma bir plâka aşınmasının iki katı olarak hesaplanmalıdır.
(7) Hatalı mala yüzeyi
Ezme ve serbest kuma neden olur. Kum enklüzyonlarına neden olan dişi ve erkek çıkıntıların ve ceplerin uyumsuzluğu, ekseriya hatalı ya da dikkatsiz model yapımından (insan hatası) kaynaklanır.
Dereceler ve Aksesuarları
Maçaların yerleştirilmesi ya da üst derecenin kapanması esnasında sürtmeye neden olan herhangi bir faktör serbest kumun nedeni olabilir. Bu faktörler: Aşınmış dereceler, aşınmış veya deforme olmuş pim ve burçlar, yanlış maça yerleştirme, kirli (metal sıçramış) pim ve burçlar ve yetersiz işaretlemeler. Bu hata yaygın olarak derin montlu üst derecelerin kapanması sırasında oluşur. Cepler veya montlar birbirine dokunmadan önce kapanmada üst dereceye kılavuzluk edecek kadar uzun pimler bulunmalıdır. Kapamanın ilk aşaması kalıpçının tecrübesine bırakılmamalıdır.
Eğer yan kesitler çok ince, flanşlar dar, destekleme yetersiz, kaynak zayıf veya kaynak sonrası derecelerde yetersiz gerilim giderme yapıldı ise, dereceler kolayca çarpılıp deforme olacaktır.
Yolluk ve Besleyici Sistemi
(1) Dart, Kopma ve Erozyona neden olan Faktörler
Kalıplama Kumu, Maça Pratiği, Kalıplama Pratiği, vs.de dart, kopma ve erozyona neden olan herhangi bir faktör kum enklüzyonuna neden olabilir. Eğer kum metale kaynamışsa curuf görüntüsü verebilir. Yolluktan kaynaklandığında bu faktör abartılacaktır. Çünkü enklüzyonun kaynağı parçada değil havşada, dikey veya yatay yollukta veya memede olabilir. Yolluk sistemi temizlenip kontrol edilmedikçe, kum inklüzyonunun kaynağı tespit edilemeyecektir. Aralıklarla üstü kapatılıp açılan herhangi bir yolluk ya da kalıp bölgesi dart yaratabilir.
(2) Yanlış yolluklandırma
Yolluklandırma, ilk gelen metal geriden gelen metali yavaşlatacak ve kalıp doluncaya kadar kum yüzeyi metal ile kaplı olacak şekilde yapılmalıdır. Kum kopma eğiliminin yüksek olduğu havşa altı topuk için kritiktir.
Yavaş döküm sağlayan yolluk sistemleri, özellikle üst kalıp yüzeyinde darta neden olabilirler.
Yavaş döküm, metal kaplamadan önce üst kalıp yüzeyinin ısı etkisine maruz kalmasına neden olur. Bu yolluğun üst derece yüzeyleri için de geçerlidir. Yolluğun metal dolmasını engelleyen yolluk formüllerinden kaçınılmalıdır.
Çünkü bu şekildeki yollukların üst taraflarında dart oluşacak veya kum düşürecektir.
Yetersiz sayıdaki meme, parçada kum yalaması ve kum düşmesine neden olacaktır. Yetersiz yatay yolluk ve aşırı tahdit benzer şekilde kum erozyonlarına sebep olur. Eğer süzgeç maçasından fazla miktarda metal geçiyorsa, zayıf süzgeç maçaları (filtreleri) kırılabilir ve döküm içine sürüklenebilir. Zayıf süzgeç maçasının (filtresinin) yetersiz desteklenmesi, kırılmasına, erozyona uğramasına ve kalıba kum sürüklemesine neden olacaktır.
Yolluk sistemi, inklüzyon yaratacak, izin verecek veya oluşumunu arttıracak şekilde dizayn edilmiş olabilir. Örneğin, tahdit kesiti akan curufu durdurmada yetersiz olabilir. Curuf tutucuları daha sonra oluşacak curufa engel olamayacak şekilde yanlış yerleştirilmiş olabilir veya sisteme giren curufu tutmak için çok küçük olabilir
Çok hızlı akan metalde, muhtemelen curuf yüzemeyecektir. Kum yüzeyi ile temas edip yapışıncaya kadar metal ile hareket eder. Döküm havşa dizaynı girdap oluşumuna engel olmalı ve curufun havşada alıkonmasını sağlamalıdır
Süzgeç maça (filtre) alanı yolluk sistemi için yanlış olabilir. Süzgeç maçalar gerçekte herşeyi süzmez. Metalin akışında bir tahdit görevi görürler. Fakat bu bütün sistem onun ile uyumlu isi gerçekleşir. Zayıf ya da kırılmış süzgeç maçaları (filtreleri) kalıba sürüklenen kumun direkt kaynağı olabilirler.
Yolluk ve besleyici sisteminde kullanılan ekzotermik malzemeler, eğer reaksiyon yan ürünleri kalıp ve parça içine girecek şekilde kullanılıyorlarsa curuf inklüzyonlarına neden olabilirler. Metali çarptır-manın ve dolu tutmanın zor olduğu herhangi bir döküm havşası problem yaratabilir.
Kalıp Kumu
(1) Kalıp ve yolluk sisteminde dart, erozyon ve kum düşürmeye neden olan faktörler
Bu hataların oluşumuna katkıda bulunan kum faktörleri, beklenen kum erozyonu miktarını etkileyecektir.
(2) Düşük sinter noktasına sahip malzemeler
Eğer kum sinterleşir ya da düşük sinter noktasına sahip malzemeler içeriyorsa, curuf enklüzyonlarının nedeni olabilir. Böyle düşük sinterleşmeye sahip malzemeler özellikle yolluk sisteminde çok tehlikelidir. Çünkü yolluk sistemi, kalıp boşluğuna giden tüm metali maksimum sıcaklıkta taşımak zorundadır. Yolluk sistemindeki metal, parçadakinden daha sıcaktır. Yolluk sistemindeki kum metal akışına dayanacak özelliklerde olmalıdır.
Maça Pratiği
(1) Kopma, erozyon, ve darta neden olan faktörler
Maça üzerinde bu hatalara neden olan faktörler, kumların yerini değiştirebilirler ve enklüzyonlara neden olurlar. İnklüzyon maçadan kaynaklanmasına rağmen başka yerlerde bulunabileceğinden hatanın kaynağını tespit etmek çoğu zaman zordur.
(2) Yetersiz temizlenmiş maçalar
Eğer maçalar yeterli temizlenmezler ise, serbest halde veya yapışmış haldeki kumlar ya da boyalar kolayca erozyona uğrayarak sürüklenirler.
(3) Maçaların kalıp ya da yolluk sisteminde vaktinden önce dağılması
Bir maçanın (süzgeç maçası da dahil) vaktinden önce dağılması, serbest kuma neden olur. Bu şekildeki kum, kum inklüzyonu olarak görülür ya da düşük sinterleşmeye sahip bağlayıcılardan dolayı sinterleşerek bir curuf enklüzyonu olarak görülebilir. Böyle bozulumlar serbest taneler oluşturabilir ya da küçük külçeler sinterleşerek oldukça büyük boyutta curuf enklüzyonuna dönüşebilir. Yüksek gaz içeren maçalar kum tanelerini metal içine üfürürler.
Kalıplama Pratiği
(1) Kum düşmesi, dart ve erozyona neden olan faktörler
Darta, erozyona, düşmelere, ezmeye, kalıpta veya yollukta yer değiştiren kuma neden olan her türlü kalıplama pratiği bir kum inklüzyonunu başlatabilir. Yolluk sisteminde eşit olmayan sıkıştırmadan kaçınıl-malıdır. Birçok yolluk sistemi iyi sıkıştırmaya müsait dizayn edilmezler. Keskin köşeler, geçiş radyuslarının yetersizliği, küçük sıyırma açıları bunlara örnektir.
(2) Dikkatsiz kalıplama
(3) Sıvı kalıp ayıracının aşırı kullanımı
Kalıp kumunun sinterleşme noktasını düşürerek curuf oluşumuna neden olabilir. Hatta daha yaygın olarak, ceplerde ve yolluk sisteminde sıvı ayıraç birikerek erozyon ve darta neden olacak kadar kuru ve sıcak mukavemeti düşürür. Bu yüksek üretim ve otomatik ayıraç donanımı kullanan dökümhanelerde yaygın enklüzyon kaynağıdır.
(4) Maça ya da kalıptan gelen serbest kum
Maçalar ister elle ister aparatla konsun, ceplerin (montların) veya göbeklerin kumunun sürtünmeye maruz kalması serbest kuma neden olur. Derin cepler ve kısa pim kullanıldığında üst derecenin kapaması dikkatsiz yapılırsa, maçasız kalıplarda da aynı problem oluşabilir.
Maden Analizi
Birçok metalde, analizinin belli olduğu durumlarda curufun veya curuf benzeri bir malzemenin mi kalıntıya sebep olduğunu ayırmak mümkündür. Örneğin, gri dökme demirde, yüksek kükürt soğuma esnasında MnS curuflarının ayrışmasına neden olur. Benzer şekilde, kurşunlu bronzlarda hatalı denge koşullarında ayrışma gösterebilir (örnek:sarı pirinç).
Metaller, kum kalıpları ve refrakterleri erozyona uğratmalarına dolayısıyla kum boşluğu veya curuf enklüzyonu oluşturma eğilimlerine göre sınıflandırıla-bilirler. Yüzey gerilimi ve ısı yayma özellikleri buna katkıda bulunur ve pota veya kalıp beklentilerinde değişiklik yaratırlar. Örneğin, bir pota refrakteri soba kapağı dökümü için yeterli olmasına rağmen yüksek alaşımlı çelik için yeterli olmayacaktır.
Ergitme Pratiği
(1) Çözünmeyen aşı veya alaşım katkıları
Eğer potaya katılan aşılar ve alaşım katkıları çözünmeden kalmış ise, katı halde kalıba kadar ulaşarak enklüzyon oluştu-rabilirler. Pota büyüklüğü, metal sıcaklığı ve karıştırma etkinliğine göre katkının ergime sıcaklığı ve ergime ısısı göz önüne alınmalıdır. Uygun olarak eklenmemiş alaşım elemanları çözünmeden önce yüzeylerinde oksit tabakası oluşturmaları ve bu yolla uygun çözünmeye ve ergimeye karşı direnmeleri çok yaygın görülen problemlerdendir. Hata alaşım kompozisyonunda veya ilâve şeklinde olabilir.
(2) Curuf oluşturan katkılar
Bazı alaşımlar, özellikle demir dışı malzemede, curuf yaratmaya eğilimlidirler. Ekzotermik katkılar curuf oluşururlar. Bu curuf metal akışından alınmalı veya yolluk sisteminde yakalan-malıdır.
(3) Curuf inklüzyonları
Düşük ergitme sıcaklıkları curuf kalıntılarına neden olabilir. Çünkü düşük sıcaklıkta curufun ayrılabilirliliği zayıftır.
(4) Curuf hacmi
Ergitme sırasında yetersiz curuf hacmi, metal ve curufun tam olarak ayrımını engelleyebilir. Curuf taneleri bir curuf katmanına tutunmaya eğilimlidirler. Böyle bir katmanın olmayışı curuf tanelerinin metal fazında kalmasına neden olacaktır.
(5) Akışkan curuf
Eğer curuf çok akışkansa, ayrılmaktan ziyade metalle dökülmeye eğilimli olacaktır. Örneğin, demirli metallerde, yüksek FeO curufu yaklaşık metalle aynı yoğunluğa ve akışkanlığa sahip olacak ve döküm koşullarında banyodan ayırmak zorlaşacaktır. Bu faktör çelik dökümde oksitler ve temper dökümde karınca oluşumu ile ilgilidir. (6)
(6)Refrakter malzeme
Yetersiz özellikteki bir refrakter, kolayca metalde curuf inklüzyonları oluşturabilir. Eğer çok yaş ise veya genleşme karakteri çok büyükse, böyle refrakterler genleşebilir. Eğer yüksek ısıya dayanabilme özelliği çok düşükse, eriyip gideceklerdir. Kayıp büyük ölçüde kimyasal olacaktır. Örneğin FeO’in astar içine penetrasyonu, refrakterin büyük ölçüde curuflaşmasına neden olacaktır.
(7) Kükürt gidericiler
Aşırı curuf toplayıcı ya da reaksiyon katkıları (örneğin demirden kükürdü almak için soda külü) ilâvesi, direkt curuf yapabilir veya astar aşınması yaratarak curuf inklüzyonlarına neden olabilir.
Döküm Pratiği
Eğer döküm potası (ergitme ocağına nazaran) metaldeki yabancı malzemenin kaynağı ise, ergitme pratiğinde söz edilen bir çok yorum aynı şekilde döküm pratiğine de aktarılabilir.
(1) Kaynayan pota
Yaş veya ağız kısmı kaynayan pota, madeni soğutarak curufun ayrımını zorlaştırırlar. Ek olarak, böyle yaş ağızlar genleşerek curuf oluştururlar.
(2) İyi curufu alınmayan metal
İyi curufu alınmayan pota, kalıba aşırı curufun gitmesine neden olur (Şekil 6.9). Yolluk tahditinin her işi yapacağını düşünmek yanlış varsayımdır. Gerçekte, yolluk tahditine bağlı olarak katmer ve eksik döküm oluşacak kadar metal akışı kısıtlanabilir.
(3) Döküm sıcaklığı
Düşük döküm sıcaklığı çoğu zaman hatanın yaygın nedenidir. Kısmen sıcak ve temiz metal için yeterli yolluk tahditi daha soğuk ve kirli metalde curufu ayıramayabilir.
(4) Kesikli ya da yavaş döküm
Havşayı dökümde dolu tutamama, yolluk sisteminde etkili curuf tutulmasını engeller ve havşada yüzmesi gereken curufun kalıp içine düşmesine neden olur (Şekil 6.10).
(5) Curuf birikmesi
Kirli potaların kullanımı, yolluk sisteminin tutabileceğinden daha fazla curufun oluşmasını sağlar. Eğer potalarda biriken curuf oksitlenerek daha akışkan bir kompozisyona sahip oluyorsa, bu özellikle daha fazla problem çıkaracaktır. Örneğin, uzun bir süre pota kullanıldığı zaman oksitlenme (ya da temper dökümde karınca) hatalarının oluşması yaygın bir örnektir. Birçok dökümhane üretimdeki potaları belirli bir düzen dahilinde yeniden örerek bu oluşumu engellemeye çalışırlar.
(6) Pota astarları
Curuf inklüzyonlarına kolayca kaynayabilen düşük sinterleşme, yüksek genleşme, ya da yaş malzemeler, pota astarı içinde bulunmamalıdır. Sıkıştırılan pota refrakteri, eşit sıkıştırmama sonucu erozyona ve genleşmeye uygun ortam yaratırlar.
(7) Pota astarlarının mukavemeti
Döküm esnasında mekanik kayıptan (erozyon) sakınmak için astar refrakter malzemesinin sıcak ve kuru mukavemeti yeterli olmalıdır.
Çeşitli Nedenler
Daha önce anlatıldığı gibi, dikkatsiz dizayn, yetersiz bakım, dikkatsizlik, dikkatsiz davranışlar yaygındır. İnklüzyonlar kalıbı kapama öncesi kalıba giren yabancı bir cisim veya kapama sonrası oluşan düşmelerden kaynaklanabilir.