Alüminyum dökümlerdeki döküm çatlakları, metal yapının sürekliliğini bozan ve büyük zarara yol açan bir kusur türüdür. Sonraki ekstrüzyon veya kalenderleme işlemlerinde bu çatlaklar birleştirilemez. Bu nedenle, çatlak içeren külçeler, külçe denetimi sırasında tamamen atık ürün olarak kabul edilir. Döküm çatlaklarının varlığı, alüminyum işleme işletmelerinin üretim verimliliğini ve ekonomik kazançlarını ciddi şekilde etkiler. Bu nedenle, çatlak kusurlarının oluşumunu azaltmak ve külçe verimini artırmak amacıyla, bu kusurları sistematik olarak analiz etmek, incelemek ve üretimde etkili önlemler almak gereklidir.
Döküm Çatlağı
Oluşum sürecine göre, döküm çatlakları genellikle sıcak çatlaklar ve soğuk çatlaklar olarak ikiye ayrılır.
Sıcak çatlaklar, etkili kristalleşme aralığında oluşan çatlaklardır. Yuvarlak külçeleri örnek olarak alırsak, makroskobik belirtileri arasında yüzey çatlakları, merkez çatlakları, halka çatlakları, radyal çatlaklar, giriş çatlakları vb. sayılabilir.
Soğuk çatlama, alaşımın solidus sıcaklığının altında olduğu sırada oluşan çatlakları ifade eder ve bunların çoğu yaklaşık 200 °C’de meydana gelir. Yan çatlaklar, alt çatlaklar ve yarıklar çoğunlukla soğuk çatlaklardır.
Soğuk çatlama genellikle dökümlerin gerilen kısımlarında meydana gelir. Duvar kalınlığı farkları büyük olan ve karmaşık şekilli dökümler, özellikle de büyük ve ince dökümler, soğuk çatlamaya yatkındır. Dökümdeki gerilimi artırabilecek, mukavemetini ve plastisitesini azaltabilecek tüm faktörler, soğuk çatlakların oluşumunu teşvik eder.
Sıcak çatlama, tamamen ortadan kaldırılması zor olan yaygın bir döküm kusurudur. Al-Si alaşımı hariç, neredeyse tüm endüstriyel şekillendirilmiş alüminyum alaşımlarında görülür. Termal çatlakların oluşum mekanizması temel olarak mukavemet teorisi, sıvı film teorisi ve çatlak oluşum teorisini içerir. Bunlar arasında mukavemet teorisi en yaygın olanıdır. Alaşımın yüksek sıcaklıkta mekanik özelliklerine ilişkin araştırma sonuçlarına dayanarak, tüm alaşımların solidus sıcaklığının üzerindeki katı-sıvı bölgede mukavemetinin son derece düşük ve uzamasının son derece az olduğu bir “kırılganlık sıcaklık aralığı”na sahip olduğu düşünülmektedir. Alaşım bu aralıkta soğuduğunda, büzülmenin neden olduğu gerilim o anda metalin mukavemetini aşarsa veya gerilimin neden olduğu deformasyon metalin plastisitesini aşarsa, bu durum sıcak çatlakların oluşmasına yol açar.
Üretim sürecinde genellikle tamamen sıcak çatlaklar veya tamamen soğuk çatlaklar görülmez. Bunların çoğu önce sıcak çatlaklar oluşturur ve ardından soğuma süreci boyunca sıcak çatlaklardan soğuk çatlaklara dönüşür.
Döküm Alüminyum Onarımı
Döküm çatlaklarının oluşumunda etkili olan faktörler, esas olarak eriyik kalitesi, döküm ekipmanı, döküm proses koşulları ve tanecik yapısı ile ilgilidir. Bu nedenle, döküm çatlaklarının oluşmasını önlemek amacıyla bu dört açıdan gerekli önlemleri alabiliriz.
Kirlilik içeriğini azaltın
Kimyasal bileşimin optimize edilmesi, alaşımın kalıplanabilirliğini artırabilir ve külçede çatlak oluşumunu azaltabilir. Safsızlık içeriği yüksek olduğunda, alaşım yapısındaki kafes bozulması artar, iç gerilim yükselir ve plastik deformasyona karşı direnç büyük ölçüde azalır; bu da alaşımın çatlamaya yatkın hale gelmesine neden olur.
Gaz içeriğini ve kalıntı içeriğini azaltın
Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının eritilmesi sırasında, fırın gazı ve hava gazı, arayüzde erimiş alüminyumla etkileşime girmeli ve bu etkileşim sonucunda birleşme, ayrışma, çözünme ve difüzyon gibi süreçler meydana gelmelidir. Alüminyum oksitlenir ve gazı emer.
Çünkü eriyik tarafından emilen gazdaki H₂ miktarı %’den fazladır ve eriyikteki hidrojenin çözünürlüğü sıcaklık düştükçe azalır. Eriyik kristalleşip katılaştığında büyük miktarda gaz çökelir ve külçe gözenekleri oluşur. Kapanımlar ve gözenekler, taneler arasındaki bağı zayıflatarak gerilme yoğunlaşmasına neden olabilir, bu da külçenin plastisitesini ve mukavemetini azaltarak döküm çatlaklarına yol açar.
AdTech, alüminyum alaşımındaki çatlakları giderebilir. Bu çevrimiçi gaz giderme ünitesi ve CFF filtreleme ünitesi AdTech tarafından geliştirilen bu teknoloji, hidrojeni ve diğer safsızlıkları giderebilir ve alüminyum alaşımlarındaki gözenekliliği ve çatlakları azaltabilir.