BASINÇLI DÖKÜM KALIP İMALATINDA YENİ MALZEME BAŞARISIZLIK ANALİZİ

Abstract

Yüksek basınçlı döküm, sıvı metalin kısa döngü süreleri üzerinden çok parçalı yeniden kullanılabilir kalıplarda preslendiği bir tekniktir. Diğer döküm yöntemlerinin aksine doldurma eylemi, ağırlığı etkilemez; bu nedenle de döküm süreçleri yüksek hızda sıvı akışları ile meydana gelmekte ve bu sürecin sonunda, bu kinetik enerji ısıya ve de basınç enerjisine dönüşmektedir. Dolayısıyla da yüksek kalitede ve de keskin köşe ve kenarlara sahip olan yüksek hassasiyetli ve ince cidarlı dökümler, burada bahsedilen basınçlı döküm yöntemi kullanılarak özel koşullar altında üretilmektedir. Basınçlı döküm yöntemi kullanılarak işlenen demir dışı alaşımlar, alüminyum, magnezyum ve çinkoyu içermektedir. Basınçlı döküm, alüminyumun bir kalıba enjeksiyonu esnasında yüksek termal ve mekanik basınç altındadır. Prensip olarak döküm kalıbın kullanım süresi, kimyasal kompozisyonun, imalat yönteminin ve termal operasyonların yanı sıra kalıp materyali özelliklerinin seçimine de bağlıdır. Termal basınçlar, kalıp malzemesinin yapısında hasara neden olabilecek sıcaklık değişiklikleri ile oluşmaktadır. Dış yüzeyde ince çatlaklar şeklinde görünen bu hasar tipi, sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanmaktadır. Oluşan bu derin çatlaklar aşamasal olarak büyümekte ve boşluklar şeklinde çatlaklar oluşmaktadır. Çatlaklar nedeni ile oluşan hasar, basınçlı döküm kalıbın kullanım süresinde kritik bir rol oynamaktadır. Basınçlı döküm kalıplarında ısı kontrolü, tipik başarısızlık mekanizmasıdır. Bu başarısızlık girişimini azaltan parametrelerin optimize edilmesi, çeliklerin tasarlanması ve ısıl işlemde göz önünde bulundurulmalıdır. Bu araştırma, farklı deneysel döngülerden sonra basınçlı döküm kalıp numunelerine uygulanan geleneksel materyallerin 1.2343 (X38CrMoV5-1) H11 ve 1.2344(X40CrMoV5-1)H13 ve yeni çeliklerin (Dievar & Toloox) özelliklerini incelemektedir. Ayrıca bahsedilen materyallerin mikro yapıları da, Optik Işık Mikroskobu ve Tarayıcı Elektron Mikroskobu (SEM) testi ile analiz edilmiştir. Krom-molibden-silikon-vanadyum çeliği, yağ ve havada iyi sertleşme özelliğine sahiptir. Dolayısıyla da sıcak işlenmiş çelikler, hem düzenli hem daha yüksek sıcaklıklarda makul sertlik ve plastik özelliklerine sahiptir. Bu nedenle de, oldukça iyi bir geleneksel basınçlı döküm materyalidir. Buna rağmen, Dievar gibi diğer bir özel kalıp çelikleri de özellikle bu çelik sınıfı ile geliştirilmektedir; Dievar, hem sıkı bir tokluk hem iyi bir sıcak dayancının neticesi olarak iyi bir ısı kontrolü ve azami kırınımına sahiptir. TOOLOX 44 isimli yeni sertleştirilmiş bir takım çeliği olan ek bir malzeme, ısı kontrol başarısızlıklarını azaltabilecek olan çarpma tokluğu parametrelerinin optimize edilmesi ile yukarıda tanımlanan başarısızlığı kontrol etmektedir. Isı işlemlerindeki çeşitlilik sorunu, TOOLOX 44 ile çözülmektedir.