Alüminyum dökümde; akışkanlığın belirlemesinde metal ve kalıp özellikleri göz önünde bulundurulmalıdır. Metal karakteristiklerinde, akıcılığı etkileyen faktörler; Alüminyum alaşımının bileşimi, ergimiş sıvı metalin sıcaklık prosesi, sıvı metal yüzeyindeki oksit tabakaları, sıvı metalin yüzey gerilimleri, sıvı metal içindeki kalan gaz tabakası (Hidrojen), sıvı metal içinde askıda kalan cüruflar, sıvı metalin sürtünme katsayısı, sıvı metal içinde kalan istenmeyen yabancı metaller (empürite, inklüzyon vb), katılaşma esnasında oluşan çökelekler, kalıbın konstrüksiyonudur.
Alüminyum dökümde akışkanlığı belirleyen en önemli etken faktörler alüminyum alaşımının bileşimi ve sıvı metalin sıcaklığıdır. Sıvı metal sıcaklığını ve kalıp sıcaklığı yüksek olursa alaşımın bileşiminde meydana gelen değişim katılaşma süresini uzatır ve akışkanlığı da etkiler. En iyi akışkanlık saf metallerde(alaşımsız) ve ötektik noktalardaki sıcaklıklarda ulaşılır. Olumsuz yöndeki akıcılık ise katılaşma aralığı geniş olan alüminyum alaşımlarında oluşur.
Ötektik bileşimlerdeki alaşımların katılaşması bazı yönlerden saf metallere (alaşımsız) benzediğinden dolayı akışkanlıkları aynıdır. Katılaşma sıcaklık aralıkları geniş olan alaşımlar, çevresi sıvı dendiritlerden oluşan yarı katı halde bulunacağından dolayı en düşük akışkanlığa sahip olacaktır. Sıcaklık yüksek olduğu zaman katı cisimler yumuşak, sıvılar ise daha akıcı halde bulunurlar. Katılaşma sıcaklığı yüksek olan alaşımlar, katılaşma aralığı düşük olan alaşımlara göre akıcılığı daha düşüktür.
Curuf, inklüzyon ve oksit tabakaları yolluktan kalıp boşluğunu serbestçe akışını önleyen maddeler uygun yolluk sistemi, kepçe temizliği, sıvı metali gelberi ile temizleyerek akışkanlığa olumsuz etki eden nedenler minimize edilmiş olur.
Akıcılık, metallerin özelliklerinden biridir ve metalin rahat serbestçe dolumunu etkilemektedir. Yolluk girişi yakındaki bölgelerde yapılar kaba tanelidir. Metalin akışkanlığı iki temel unsura bağlıdır. Birincisi metalin özelliklerine ikincisi akışkanlık testinin değişkenlerine. Yüzey gerilimi çok karışık ve ince parçaların dökümünde önemlidir. Yüzey gerilim değerleri büyük olursa parçaların dökümünde zorluklar çıkmaktadır. Sıvı metallere sonradan ilave edilen Stronsiyum, antimuan gibi elementler yüzey gerilimini azaltırlar. Sıvı metal yüzeyindeki oksitler, yüzey gerilimini yaklaşık olarak 3 kat arttırır ve bunun için oksit oluşumunu minimize ederek bir film oluşmasını önleyerek metalin akışkanlığını arttırır.
Alüminyumda akışkanlığı etkileyen diğer bir faktör yoğunluktur. Metaller ergidiği zaman hacimsel olarak artış gösterirler bunun sonucunda sıvı metalin yoğunluğunun katı metallerden düşük olduğunu gösterir. Yoğunluğun döküme olan etkisi, yolluk ve besleyicilerde meydana gelen hidrostatik basınç hesaplanmalıdır. Özellikle döküm kumu buna göre seçilmelidir. Gazlar oksit filmlerini kırarak yada oluşmasını engelleyerek akışkanlığı artırması mümkündür. Döküm esnasında ortaya çıkan gazlar akışa karşı direnci arttırır.
Alüminyum metalin akışkanlığını etkileyen diğer bir faktör ise döküm hızıdır. Metalin düşük sıcaklıkta ve kesik kesik dökülmesi istenmez, metal kesik kesik dökülürse dökülen parçalarda soğuk döküm(katmerleşme) hataları oluşmaktadır. Sıvı metalin kalıba çok hızlı doldurulması kalıp yolluk erozyonu, pürüzlü yüzey ve döküm poroziteleri ve çekintiler ortaya çıkmaktadır. Uygun sıcaklıkta ve bir ayardan dökülmesi istenilir. Özellikle kum dökümlerde optimum sürenin hesaplanması yolluk tasarımında önemlidir.
Akışkanlık katılaşma aralığı ile ters orantılıdır, akışkanlık sıvı metal ne kadar homojen yani saf metallerde ve ötektik bileşimlerde o kadar yüksek olur. Akışkanlık katılaşmanın yapısına bağlıdır. Yolluk sistemi akışkanlık hesaplaması için önemli bir etkendir. Yolluk çıkış kesiti dar ve olmalıdır ve yolluklar %15 konik olmalıdır. Bunun neticesinde sıvı metal yolluktan geçerken türbülans azaltılmış olur.
Akışkanlığı etkileyen önemli faktörlerden biri bileşimlerdir. Silisyum miktarı arttıkça ötektik altı alüminyum silisyum alaşımlarında sıvı metalin akışkanlığı artar.
Kaynak : Rasul ASLANDOĞAN / Yıldız Teknik Üniversitesi