İki malzemenin de kimyasal bileşimi birbirine oldukça yakın. Buna rağmen biri çekiçle vurulduğunda kırılır, diğeri eğilir. Farkı yaratan şey demir ya da karbon oranı değil, karbonun parça içinde aldığı şekil.
Farkı grafitin şekli yaratıyor
Dökme demirde karbon, çelikteki gibi tamamen çözünmüş halde kalmaz. Katılaşma sırasında serbest grafit olarak ayrışır ve bu grafitin metal matris içindeki geometrisi malzemenin karakterini belirler.
Pik dökümde (gri dökme demir) grafit ince, uzun ve keskin uçlu pullar halinde bulunur. Bu pulların her biri matris içinde bir çatlak başlangıcı gibi davranır. Parçaya çekme yükü bindiğinde gerilme keskin uçlarda yoğunlaşır ve çatlak pul boyunca hızla ilerler. Ortaya çıkan tablo şu: basma dayanımı yüksek, çekme dayanımı düşük, uzama neredeyse sıfır.
Sfero dökümde (küresel grafitli dökme demir) dökümden hemen önce yapılan magnezyum aşılaması sayesinde grafit pul yerine küre şeklinde katılaşır. Kürenin keskin ucu olmadığı için gerilmeyi yoğunlaştırmaz ve matrisi kesmez. Metal matris sürekliliğini korur, malzeme çelik gibi davranmaya başlar: yük altında önce eğilir, sonra kırılır.
Karşılaştırma tablosu
Aşağıdaki değerler tipik büyüklük mertebeleridir. Gerçek değerler kaliteye, kesit kalınlığına ve ısıl işleme göre değişir.
| Özellik | Pik (Gri) Döküm | Sfero Döküm |
|---|---|---|
| Grafit yapısı | Lamel (pul) | Küresel |
| Çekme dayanımı | Düşük, orta | Belirgin şekilde yüksek |
| Kopma uzaması | Pratikte yok, gevrek | Sünek, kayda değer uzama |
| Darbe dayanımı | Zayıf | İyi |
| Titreşim sönümleme | Çok iyi | Orta |
| İşlenebilirlik | Çok iyi, talaş kırılgan | İyi, talaş daha sürekli |
| Isı iletimi | Yüksek | Orta |
| Maliyet | Daha düşük | Daha yüksek |
Pik dökümü nerede tercih ediyoruz
- Parça esas olarak basma yüküne maruz kalıyorsa.
- Titreşimin sönümlenmesi isteniyorsa. Tezgâh gövdeleri, makine kaideleri ve motor blokları geleneksel olarak bu yüzden pik dökümdür.
- Isının hızlı dağılması gerekiyorsa.
- Geometri karmaşık, adet yüksek ve maliyet baskısı varsa.
- Yoğun talaşlı imalat yapılacaksa. Pik dökümün kırılgan talaşı tezgâhta temiz çalışır ve kesici ömrünü uzatır.
Sfero dökümün gerektiği durumlar
- Parça çekme, eğilme veya burulma yükü taşıyorsa.
- Ani darbe ihtimali varsa ve parçanın kırılmadan önce deforme olması gerekiyorsa.
- Yorulma dayanımı öne çıkıyorsa. Krank milleri, aks parçaları ve salıncak kolları bu gruba girer.
- Basınç altında çalışan, sızdırmazlığı kritik gövdeler söz konusuysa.
- Çelik dövme bir parçanın maliyetini düşürmek isteniyorsa. Sfero döküm çoğu zaman bu boşluğu doldurur.
Tezgâhta nasıl davranıyorlar
İki malzeme talaşlı imalatta da farklı davranır ve bu, işleme stratejisini doğrudan etkiler.
- Talaş formu. Pik dökümde grafit pulları talaşı doğal olarak kırar, kısa ve tozumsu talaş çıkar. Sfero dökümde talaş daha sürekli olduğu için talaş kırıcı geometrisi önem kazanır.
- Kesici ömrü. Pik döküm genellikle kesiciye daha yumuşak davranır. Sfero dökümde, özellikle yüksek dayanımlı kalitelerde kesici aşınması hızlanır.
- Yüzey kalitesi. Pik dökümde grafit pulları işlenmiş yüzeyde mikro boşluklar bırakır. Sızdırmazlık yüzeyi isteniyorsa bunu baştan hesaba katmak gerekir.
- Kabuk tabakası. Her iki malzemede de döküm kabuğu kesiciyi hızla yer. İlk pasonun bu tabakanın altına inecek şekilde planlanması gerekir, bu da doğrudan işleme payı konusudur.
Seçim yaparken neye bakıyoruz
Bize gelen parçalarda önce şunu soruyoruz: parça çalışırken hangi yönde zorlanıyor, basma mı çekme mi? Ardından beklenmedik bir darbe geldiğinde parçanın kırılmasının mı yoksa eğilmesinin mi tercih edildiğine bakıyoruz. Son olarak parçanın titreşim sönümlemesi gereken bir yerde çalışıp çalışmadığını değerlendiriyoruz.
Bu üç cevap çoğu zaman malzemeyi kendiliğinden belirliyor. Emin olamadığınız yerde teknik resminizi gönderin, parçanın çalışma koşulunu birlikte değerlendirip kaliteyi netleştirelim.