Pres Dökümlerde Çatlak Analizi: Nedenleri, Sınıflandırılması ve Önlenmesi

Çatlama, döküm parçalarda ürün bütünlüğünü ve hizmet ömrünü doğrudan tehlikeye atan kritik bir yapısal kusurdur. Etkili bir önleme, arıza mekanizmasının derinlemesine anlaşılmasını gerektirir. Bu makale, sektör profesyonellerinin sorunu kökünden tespit edip çözmelerine yardımcı olmak için döküm çatlaklarına ilişkin temel teknik bilgileri paylaşmaktadır.

1. Çatlakların Sınıflandırılması: Sıcak Yırtıklar ve Soğuk Çatlaklar

Öncelikle, temelde farklı iki çatlak türü arasında ayrım yapmak önemlidir; çünkü bu türlerin özellikleri doğrudan nedenlerine işaret eder:

• Sıcak Gözyaşları (Sıcak Çatlama):Katılaşmanın son aşamalarında yüksek sıcaklıklarda, büzülmenin engellenmesi nedeniyle oluşur. Temel tanımlayıcı,oksitlenmiş, koyu gri kırık yüzeyiÇatlak yolu genellikle düzensizdir ve tane sınırlarını takip eder (taneler arası). Bu, basınçlı dökümde görülen en yaygın çatlama türüdür.

• Soğuk Çatlaklar:Döküm daha düşük sıcaklıklara soğuduktan sonra oluşurlar. Bunlar, öncelikle püskürtme sırasında oluşan mekanik gerilmelerden veya yüksek kalıntı gerilmelerden kaynaklanır. Kırık yüzeyioksitlenmemiş, parlak metalik bir parlaklık gösterenÇatlak genellikle düzdür ve tanelerin içinden yayılabilir (transgranüler).

2. Çatlamanın Temel Nedenleri

Çatlakların oluşumu, malzeme, takım ve proses faktörleri arasındaki etkileşimin bir sonucudur.

1. Metalurjik Faktörler:

2. ——Alaşım Bileşimi:Geniş katılaşma aralığına sahip, zararlı safsızlıklar (örneğin yüksek demir içeriği) veya temel elementlerin uygun olmayan oranına sahip (örneğin Al-Si alaşımlarındaki silisyum) bir alaşımın sıcak yırtılmaya eğilimi daha yüksek olacaktır.

3. ——Eritme İşlemi:Eriyik malzemenin aşırı ısıtılması veya çok uzun süre tutulması, yüksek sıcaklıklarda alaşımın mukavemetini ve sünekliğini azaltan kaba taneli bir yapıya yol açabilir.

4. Takım ve Parça Tasarım Faktörleri:

5. ——Kötü Yapısal Tasarım:Duvar kalınlığındaki ani değişiklikler ve yetersiz fileto yarıçapına sahip keskin iç köşeler, bu bölgeleri çatlamaya eğilimli hale getiren başlıca gerilim yoğunlaşması kaynaklarıdır.

6. ——Dengesiz Kalıp Sıcaklığı:Kalıpta lokal aşırı ısınma, sıcak noktalar oluşturur. Bu bölgeler en son katılaşır ve çevresindeki katılaşmış bölümler tarafından ayrılarak yırtılmalara yol açar.

7. ——Fırlatma Sistemi:Yetersiz taslak açıları veya ejektör pimlerinin eşit olmayan dağılımı, ejeksiyon sırasında parça üzerinde eşit olmayan mekanik gerilime neden olarak soğuk çatlaklara yol açabilir.

3. Sistematik Önleme Stratejileri

Çatlamaların önlenmesi için sistematik bir yaklaşıma ihtiyaç vardır:

• Tasarımı Optimize Et:Parça tasarımında düzgün duvar kalınlığı sağlayın ve tüm geçişlerde cömert köşe yarıçapları kullanın.

• Kontrol Malzemeleri:Sıcak yırtılmaya karşı hassasiyeti düşük alaşımları seçin ve uygun bileşimi ve ince taneli yapıyı sağlamak için eritme işlemini sıkı bir şekilde yönetin.

• Süreci İyileştirin:Sıcak noktaları önlemek için kalıbın termal dengesini optimize edin. Dökümün çıkarılmadan önce yeterli mukavemete sahip olmasını sağlamak için uygun tutma süreleri ve kalıp açma sıraları belirleyin.

• Aletleri Mükemmelleştirin:Düzgün ve düzgün parça salınımını garanti eden dengeli ve kararlı bir çıkarma sistemi tasarlayın.

ÖzetleÇatlakları kontrol altına almak, parça tasarımından malzeme bilimine, kalıp mühendisliğinden proses kontrolüne kadar uzanan sistematik bir çabadır. Çatlak kusurları ancak bu aşamaların her birini hassasiyetle yöneterek temelden ortadan kaldırılabilir.