Dart, her şeyden önce bir yüzey hatası. Parça yüzeyinde pürüzlü bir kabuk görüntüsüne sahip olarak ortaya çıkan dart, sergilediği bu görüntü nedeniyle kum yalaması gibi farklı hata türlerini de çağrıştırabiliyor. Her ne kadar görsel açıdan böyle bir benzerlik olsa da, bu iki hata türünün bambaşka nedenleri olduğunu belirtmemiz lazım. Kum yalaması, kalıbın yumuşak olması nedeniyle ortaya çıkıyor. Dart hatası ise, yukarıda da bahsettiğimiz gibi genleşme ile ilgili bir hata. Farklı kökenlere sahip bu hatalara karşı önlem alabilmemiz için, öncelikle hatayı doğru bir şekilde teşhis edebildiğimizden emin olmamız gerekiyor.
Doğru teşhis ve çözüm yollarını anlamak için, ilk olarak bu hatanın oluşum sürecine yakından bakalım.
Dart hatasının oluşum mekanizması
Parça yüzeyinde karşımıza çıkan pürüzlü kabuk görüntüsüne sahip bu hatanın ardında yatan neden, yukarıda da belirttiğimiz gibi kalıbın genleşiyor olması. Genleşiyor dediğimiz zaman aklınıza sadece kumun genleşmesi gelmesin: Yüksek sıcaklıktaki sıvı metal kalıp içine girdiği zaman sadece kum partiküllerini değil, aynı zamanda kalıp içindeki havayı da ısıtarak genleştiriyor. Havanın genleşmesi sonucunda, kalıp içinde ister istemez bir basınç ortaya çıkıyor. Tabii bu durumda basınç yaratmasını beklediğimiz tek etken kalıp içindeki havanın genleşmesi değil: Kalıptaki yanıcı maddelerin oluşturduğu gaz ve su buharının basıncı da eklenince, kalıpta oluşan basınç doğal olarak daha da artıyor. Bu basıncın ve yaratılan gerilimin sonucu olarak kalıp kumunun bölgesel olarak koparak kalıp boşluğuna girdiğini ve arkasına metalin sardığını görebiliyoruz. Bunun sonucu olarak parça yüzeyinde pürüzlü kabuk görüntüsüne sahip bir yapı oluştuğunu, yani dart hatasının ortaya çıktığını görmüş oluyoruz.
Dart hatasına yol açan etkenler
İşin mekanizmasını anladığımıza göre, biraz da bu soruna ne tür etkenler yol açıyor olabilir, ona bakalım. Dart hatasının kökeninde genleşmenin yattığını yukarıda söylemiştik. Hatanın kaynağına baktığımızda her ne kadar karşımızda basit bir problem duruyor gibi görünüyor olsa da, kalıp genleşmesini ve dolayısıyla bu hatayı tetikleyebilen etkenleri değerlendirdiğimizde, birçok farklı nedenden dolayı dart hatasıyla karşılaşabileceğimizi anlıyoruz. Örneğin kalıp kumu ya da maça kaynaklı etkenler yanında, model tasarımı ve ergitme pratiği gibi parametreler bile dart hatasının oluşmasını teşvik edebiliyor. Şimdi teker teker bu etkenler üzerinde duralım.
Kalıp kumu perspektifinden baktığımız zaman, dart hatasını teşvik eden etkenler arasında kumdaki nem miktarının yüksek olmasını gösterebiliriz. Tabii bu noktada şunu anlamış olmamız çok önemli: Yüksek nem demek, mutlaka kalıp kumu içine yüksek oranda su eklendiği anlamına gelmez. Kumun düzgün karışmasıyla ilgili bir problem olması durumunda da, kum karışımı içinde nemin lokal olarak yüksek bulunduğu bölgeler olabilir. Bu nedenle yüksek nem kaynaklı bir hatadan bahsederken, sadece eklenen su miktarıyla ilgili değil, kumun düzgün karışmamış olmasıyla ilgili bir problemden de bahsediyor olabileceğimizi aklımızda tutmamızda fayda var.
Kumun çok dar bir tane boyu (elek) dağılımına sahip olması da, kalıbın farklı bölgelerinin farklı hızlarda genleşmesine ve dolayısıyla zayıf bölgelerin oluşmasına neden olarak, dart hatasını teşvik edebiliyor. Kum karışımı içinde kaynama etkisi yaratan, aşırı karbon içeren malzemeler kadar, genleşmeyi engellemek amacıyla eklenen ve karbon içeren malzemelerin yetersizliği de dart hatasına yol açıyor olabilir.
Kalıplama pratiği açısından baktığımız zaman ise, genleşme tipi bir hatayı teşvik etmesini bekleyeceğimiz temel etkenin kalıbın düzensiz bir şekilde sıkıştırılması olduğunu söyleyebiliriz. Kalıp yüzeyine uygulanan boyanın uygun bir şekilde kurutulmamış olması ya da boyanın yetersiz penetrasyonu da bu hatayı teşvik ediyor olabilir.
Kalıp kumundan farklı olarak maça kaynaklı bazı nedenler de dart hatasını teşvik ediyor olabilir. Tıpkı kalıp kumunda olduğu gibi, maça kaynaklı hatalarda da yine işin içinde yüksek nem oranı olduğunu görüyoruz. Maçadaki nem, maça hazırlama prosesiyle ilişkili olabileceği gibi, stok sırasında nem kapmayla ilgili de olabilir. Maçanın dart oluşumunu teşvik ediyor olması sadece nem miktarıyla değil, kullanılan bağlayıcının tipi ve miktarıyla ilişkili de olabilir. Bağlayıcı nedeniyle maçanın sıcak deformasyon kapasitesinin yetersiz bir düzeyde olması, genleşme sırasında maça yüzeyinin çatlamasına ve dart oluşumuna neden olabilir. Kalıp kumunda olduğu gibi maça yüzeyine uygulanan boyanın yetersiz penetrasyonu da dart hatasının oluşmasına yol açabilir. Maça kaynaklı hatalara dair dikkat edilmesi gereken son bir nokta olarak, hatanın kaynağında maça olmasına rağmen, zaman zaman hatanın kalıp yüzeyinde ortaya çıkabildiğini belirtelim. Hatanın kalıp yüzeyinde görülmesi nedeniyle, teşhisi nispeten zor olan bu durumda, maçadan çıkan gaz, yakında duran kalıp yüzeyinde dart oluşmasını teşvik edebiliyor.
Dart hatası, parça ve model tasarımına dair problemler yüzünden de oluşuyor olabilir. Örneğin eğer ince kesitten yolluk verilen bir tasarım kullanılıyorsa, genleşme sonucunda zayıflaması muhtemel bir bölgede metal akışının yoğunlaştığını ve dart hatasının oluşma ihtimalinin arttığını görebiliyoruz. O nedenle ince ve kalın kesit birleşimlerini mümkün olduğunca düşük bir seviyede tutmak, bu hatanın giderilmesinde çözüm sağlayabilir. Benzer şekilde, uygun yapılmayan geçiş radyüslerinin de dart oluşumunu teşvik edebileceğini aklımızda tutmamızda fayda var.
Son olarak bir de döküm ve ergitme kaynaklı nedenler üzerinde duralım. Genleşmeyle ilgili bir problem üzerinde durduğumuza göre, metal sıcaklığının çok yüksek olması durumunda dart oluşumunun teşvik edilebileceğini kolaylıkla tahmin edebiliriz. Bu ek olarak, sıvı metalin kalıba kesik kesik dökülmesi de düzensiz genleşmeye, dolayısıyla da dart hatasına neden oluyor olabilir.
Kaynaklar ve ek bilgiler
Analysis of casting defects. American Foundry Society (1974).
Metalürji teknolojisi: Döküm hataları. 521MMI267. Milli Eğitim Bakanlığı (2011).
İçerik hazırlığında kullanılan tüm kaynakların listesi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.
Yazan: Dr. Arda Çetin. (Dökümhane Akademi ekibi hakkında ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.)
Dökümhane Akademi, TÜDÖKSAD‘ın uzaktan eğitim faaliyetleri kapsamında sunulmaktadır.
Dökümhane’de Arayın
SON BLOG YAZILARI
Eklemeli döküm mü 3D metal yazıcılar mı?02/03/2021 - 10:12
Endüstri 4.0 ve Türkiye01/01/2021 - 10:26
Çevrimiçi Dersler ve Mühendislik Eğitiminin Geleceği01/01/2021 - 09:00
Hakkında
Dökümhane Akademi, Türkiye Döküm Sanayicileri Derneğinin destekleriyle yayımlanan bir açık eğitim platformudur. Ayrıntılı bilgi için bu sayfadan bilgi alabilirsiniz.