Bi – Metal Döküm Yöntemi

Metal dökümü tarihi bir üretim ağacına sahip olup yıllar boyunca farklı araçlardan yararlanılmıştır ve endüstri devriminde önemli bir rol oynamıştır. Metal dökümü, bilindiği üzere, bir metalin ergime sıcaklığının üzerine ısıtılarak ergitilmesi daha sonrada içerisinde boşluklar ve maçalar içeren kalıba istenen şekil elde edilmek üzere dökülmek suretiyle yapılmaktadır.

Bi-metaller iki farklı özellikteki metalin beraberce oluşturduğu bir yapı özelliği gösterirler. Örneğin alüminyum-giydirmeli çelik tellerde olduğu gibi, çelik teller mukavemet ve yüksek dayanım özelliklerini sağlar, alüminyum ise korozyon direnci ve elektrik iletkenliği özelliği ile bi – metal bünyesinde görev yapar. Bi- metal üretim mantığı iki farklı metalden, bazı özellikleri kullanıma göre üstünlük sağlayan metalleri bütünleşik ama aynı amaçla kullanmaktır, üretilen parçalar düşük maliyet, hafiflik, yüksek mekanik dayanım, aşınma direnci ve korozyon direnci özelliklerini içermelidir.
Bi-metal üretimi ve ürün tasarımı üzerine bir çok yöntem bulunmaktadır. Şekilde özellikle çekiç üretimi için uygun tasarım gösterilmiştir, çekicin orta bölümünde yüksek tokluk gereksinimi ve alt kısmında da sürekli aşınmaya maruz kalacak olan sert ve aşınma direnci yüksek malzemeye gereksinim duyulmaktadır.

Bi-metal döküm parçalar bir çok malzemeden üretilebilmektedir. Bunlardan en yaygını aşınma dirençli olanlarıdır. Bu tür dökümler genellikle beyaz dökme demir ve düşük alaşımlı çelikler kullanılarak ve başarılı bir döküm metoduyla sağlanmaktadır. Araştırmalar göstermiştir ki, kömür kırıcı olarak kullanılan konvansiyonel yüksek Mn’lı çeliğe nazaran beyaz dökme demir yüzeyli ve düşük karbonlu altlıklı bi-metal 5 kez daha fazla yaşam çevrimine sahiptir.

Bi-metal dökümü; santrifüj döküm yöntemi, sürekli döküm, hassas döküm (kuyumculuk) yöntemi, maça şeklinde veya kalıp seklinde yerleştirilmiş ön ısıtma uygulanmış metal parçaların içine ve etrafına dökülmek suretiyle uygulanabilmektedir. Bunlardan başka bir de ekstrüzyon ile döküm yöntemi bulunmaktadır.

Ticari olarak üretilen bir çok bi-metal döküm parçası olup, bu parçaların geometrik sekline ve aşınma-tokluk alanlarına ve yüzeylerine göre, farklı tip kalıp tasarımları dizayn edilmektedir. Şekilde iki farklı alaşımın ergitilmek suretiyle tek bir kalıba dökülüp bi-metal elde etmek için tasarlanmış bir kalıbı göstermektedir. Temel olarak bu sistemin çalışma sistemi şöyledir:
1 numaralı yolluktan altlık malzeme dökülür, döküm 1 numaralı yolluk havşası dolana kadar devam eder, bu seviye metal yaklaşık olarak 3 numara ile gösterilen mavi yatay çizgi seviyesine ulaşır, daha sonra bazı uygulamalarda 2 numaralı yolluktan ara yüzey oluşturması için ikinci bir metal ve takiben yine 2 numaralı yolluktan aşınma direnci yüksek üçüncü metal dökülür, döküm 2. numaralı yolluk havşası dolana kadar sürdürülür. İkinci bir uygulama ise 1. numaralı yolluktan alttık(tokluğu yüksek) metal döküldükten sonra, ikinci yolluktan aşınma direnci yüksek olan malzeme yolluk ağzı dolana kadar dökülmeye devam edilir. Sonuç olarak 3 numaralı mavi çizgi boyunca iki ergime seviyesi ve ergime seviyesinin altında olan iki malzeme difüzyon ve birbiri içinde ergime ve metalurjik olarak karışmak suretiyle bağ oluşturur.
Kaynak: muhendisce