Alçı ve alçı bağlı kalıplarda prizlenme genleşmesi

Abstract

Bu çalışmada alçı bağlı dereceli hassas döküm tozlarında prizlenme genleşmesi incelenmiştir. Alçı bağlı dereceli hassas döküm kalıpları, özellikle dişçilikte ve kuyumculukta, altın gibi ergime derecesi düşük demir dışı alaşımların dökümünde kullanılır. Kalıbın bileşimi, bağlayıcı olarak kullanılan 25-27% oranında α-alçı, refrakter özellik veren yaklaşık 70-73% oranında kuvartz ve kristobalit ile 2-5% oranında katkı ilavelerinden oluşur. Karışıma suyun ilave edilmesiyle beraber, bağlayıcı olarak kullanılan kalsine edilmiş kalsiyumsülfat yarıhidrat (CaSO4 .½ H2O) kaybettiği 1,5 mol suyu tekrar bünyesine alarak, kalsiyumsülfat dihidrat (CaSO4.2H2O) halinde kristallenerek katılaşır. Hidrate olarak büyüyen iğnesel yapılı alçı kristallerinin birbirini itmesi ve aralarında meydana gelen boşluklar sonucu prizlenme genleşmesi meydana gelir. Alçı bağlı dereceli hassas döküm kalıpları, alçının katılaşması esnasında meydana gelen prizlenme genleşmesi ve refrakter özellik veren kuvars ve kristobalitin yüksek sıcaklıklardaki polimorfik dönüşümleri sonucu, hacimsel genleşme gösterirler. Ancak bu genleşme, alçının yüksek sıcaklıklardaki kalsinasyonu ve dökülen metalin katılaşma sırasında gösterdiği çekme sonucu oluşan büzülmeyi karşılamamaktadır. Yapılan çalışmalarda önceden belirlenen çeşitli katkı maddeleri ilave edilerek alçı bağlı dereceli hassas döküm tozu karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlardan uygun kalıp numuneleri dökülmüştür. Dökülen numuneler üzerinde çeşitli aralıklarla genleşme ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen değerler doğrultusunda katkı maddelerinin prizlenme genleşmesi üzerindeki etkileri incelenmiştir. Katkı maddelerinin miktarları optimize edilerek döküm esnasındaki toplam büzülmeyi karşılamak amacıyla en yüksek genleşme değerleri elde edilmeye çalışılmıştır. Döküm deneyleri sonucunda yüksek genleşme sağlanan numuneler ile referans numunelerinin taramalı elektron mikroskobu kullanılarak yüzey görüntüleri alınmış ve kalıp yüzeylerinin morfolojisi karşılaştırılmıştır.