Şekil 1 : Hazırlanan kalıp kum karışımlarında kullanılan kumun elek analizi sonucu.

ÖZET Yaş kum kalıba dökümde kalite, yaş/kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi gibi kalıp özelliklerine bağlı olmaktadır. AFS tane incelik no. 41,09 olan Şile silis kumu, Ankara-Bolu bölgesi bentoniti (%3-12 aralığında) ve su (%2-9 aralığında) ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş kum kalıp özellikleri incelenmiştir. %3, 6, 9, 12 Ankara-Bolu (Ca) bentoniti içerikli kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemetleri %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmış ve daha yüksek nem içeriklerinde ise düşme gözlenmiştir. Hazırlanan kalıp kum karışımlarında bentonit içeriğinin %3’ten %12’ye yükselmesiyle gaz geçirgenliği doğrusal olarak düşüş göstermiştir. Ankara-Bolu (Ca) bentonitleri ile hazırlanan kalıp kum karışımlarında artan bentonit ve nem içeriğinde kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi doğrusal olarak artış göstermiştir.

7. ULUSLARARASI ANKIROS DÖKÜM KONGRESİ

DENEYSEL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada bütün deneylerde Siltaş A.Ş.’ye ait, elek analiz sonucu Şekil 1’de verilen AFS tane incelik numarası 41,09 olan kum kullanılmıştır. XRF analiz sonucu Çizelge 1’de verilen Ankara-Bolu bölgesi bentoniti, temin edildiği şekliyle herhangi bir aktivasyon işlemi yapılmaksızın bağlayıcı olarak kullanılmıştır. %3-12 aralığında bentonit içerecek şekilde hazırlanan döküm kalıp kum karışımları, laboratuvar tipi karıştırıcıda %2-9 aralığında su ilavesi yapılarak hazırlanmıştır. Karışımlar, kapasitesi 4,5 kg olan laboratuvar tipi bir karıştırıcıda TSE 5360 standardında belirtildiği şekli ile hazırlanmıştır. Karıştırma işlemi iki kademede yapılmış olup, ilk kademede kum ve bentonit numunesi miksere boşaltılıp bir dakika kuru karıştırılmış, bentonitin kum içerisinde homojen dağılımı sağlanmıştır. İkinci kademede, homojen hale gelen kum karışımı belirli oranlarda su ilavesi yapılarak 9 dakika karıştırma işlemi uygulanmıştır.Hazırlanan karışımlardan AFS standardına göre 50 mm çap ve 50 mm yüksekliğinde kum test numuneleri hazırlanmıştır. Yaş basma ve yaş kesme mukavemetleri George Fisher marka AFS standart mukavemet test cihazı ile ölçülmüştür. Gaz geçirgenlik ölçümleri, George Fischer gaz geçirgenlik cihazında gerçekleştirilmiştir. Kalıplanabilirlik ve shatter indeksleri ölçümünde George Fischer kalıplanabilirlik cihazı ve shatter indeksi tayini cihazı kullanılmıştır.

Poster

No

Çizelge 1 : Ankara-Bolu bölgesi bentonitinin XRF

analiz sonuçları.

SiO2 51,4

Al2O3 17,0

Fe2O3 10,5

CaO 4,3

MgO 2,5

K2O 0,5

Na2O 1,9

GİRİŞ Yaş kum kalıplama karışımına yapılan her bir ilave malzeme, kum sistemini, dolayısıyla da oluşturulan kum karışım reçetelerini kompleks hale getirmektedir. Dökümhaneler için yapılan en iyi tavsiye, kum karışım reçetelerinin mümkün olduğunca basitleştirilmesi ve tekrarlanabilir özellikte olmasıdır. Yaş kum kalıp reçetesinin oluşturulması, kek yapımına benzemekte, doğru miktar ve zamanda ilave edilmek zorunda olan temel bileşenlerden (Kum-Bentonit-Su) oluşmaktadır. Temel bileşenlerin miktarları, kontrol altında tutulmalı ve arzu edilen sonuçların temini için, nihai ürün standart testlerden geçirilerek değerlendirilmelidir. Bentonitler, döküm sanayiinde, kalıp kumunun hazırlanmasında bağlayıcı olarak önemli bir yere sahiptir. Türkiye’deki bentonit yataklarından çıkarılan bentonitlerin dökümcülükte kullanımı sektör açısından önemli bir yer oluşturur. Ankara-Bolu (Ca bentonit) bölgesine ait bentonitlerin döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amacı kapsamında %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir.

SONUÇLAR Ankara-Bolu (Ca bentonit) bölgesine ait bentonitleri hazırlanan kalıp kum karışımlarının döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amaçlanmış, %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir. Ankara-Bolu bölgesine ait bentonitlerin döküm endüstrisi açısından teknolojik değerlerinin ve optimum kullanım şartlarının belirlenmesi amacıyla %3-12 bentonit ve %2-9 su ilaveleri ile hazırlanan karışımların, yaş basma mukavemeti, kuru basma mukavemeti, gaz geçirgenliği, kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi özellikleri incelenmiştir. %3, 6, 9, 12 Ca-bentoniti içerikli kalıp kum karışımlarında yaş basma mukavemetleri %3 nem içeriğinde maksimuma ulaşmakta (temper noktası su içeriği) ve daha yüksek nem içeriklerinde ise düşme gözlenmiştir. Sabit nem içeriklerinde bentonit miktarının artması durumunda, yaş basma mukavemet değerlerinde artış gözlenmiştir. Artan nem ve bentonit içeriğiyle kuru basma mukavemeti, hazırlanan karışımlarda doğrusal olarak artış göstermiştir. Bentonit içeriğinin %3’ten %12’ye yükselmesiyle, gaz geçirgenliği doğrusal olarak düşüş göstermiştir. Artan bentonit ve nem içeriğinde; kalıplanabilirlik indeksi ve shatter indeksi doğrusal olarak artış göstermiştir. 100 kg üzeri çelik parçaların kum kalıba dökümü esnasında, hazırlanan kalıp kum karışımları içerisinde optimum kalıp özelliklerini sadece kuru basma mukavemetinin artırılması için mısır unu veya dekstrin ilavesinin gerekli olduğu, dolayısıyla ekonomik olarak karşımıza çıkan kalıp kum karışımının %3 nem - %12 Ankara-Bolu (Ca) bentonitli karışım olduğu tespit edilmiştir.

Şekil 2 : Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun yaş basma mukavemeti-(%) nem değişimi.

Şekil 3 : Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun kuru basma mukavemeti-(%) nem değişimi.

Şekil 4 : Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun gaz

geçirgenliği-(%) nem değişimi.

Şekil 5 : Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun shatter

indeksi-(%) nem değişimi.

Şekil 6 : Ankara-Bolu (Ca) bentoniti ile hazırlanan döküm kalıp kumunun

kalıplanabilirlik indeksi-(%) nem değişimi.

KAYNAKÇA 1) D. F. Hoyt., ‘If It's Black, Why Do They Call It Green Sand?’AFS Transactions, 100, s.353, 1995. 2) TSE 5360, ‘Döküm Bentoniti’, ICS 73.080, 1996. 3) AFS Mold and Test Handbook, 2nd Edition, İ.T.Ü. Kütüphanesi, AFS Inc., des Plaines, Illinois 60016-2277, 1989. 4) E. N. Çavuşoğlu, Döküm Teknolojisi, İTÜ Matbaası, İstanbul, 1981. 5) Foseco, The Foseco Foundryman’s Handbook, 9th Edition, s.70, 1986. 6) J. O. Aweda, Y. A. Jimoh., ‘Assessment of Properties of Natural Moulding Sands in Illorin and Ilesha, Nigeria’, USEP:Journal of Research Information in Civil Engineering, 6, s.68, 2009. 7) M. S. Abolarin., S. A. Lawal., A. A. Salawu., ‘Effect of Moisture Content on the Molding Properties of River Niger Sand Using Tudun-Wada Clay as a Binder’, AU J.T., Technical Report, 13, s.170, 2010. 8) W. A. Ayoola., A. Oyetunji., S. O. Adeosun., O. I. Sekunowo., M. O. Bodude., ‘Investigation of Foundry Properties of Oshogbo and Saki Silica Sand Deposits’, Daffodil International University Journal of Science and Technology, 8, s.11, 2013. 9) J. Outhwaite., ‘Recent Trends in Greensand Practice’, British Foundryman, 60, s.143, 1967. 10) S. Gao., D. Shi., L. Wang., ‘Orthogonal Experiments for Effect Of Components On Performance Parameters of Green Sand for High Density Moulding’, s.535, 2012. 11) A. L. Graham., H. W. Dietert., T. H. Hanna., R. T. Dakswicz., ‘Moldability Testing and Control’, AFS Transactions, 71, s.394, 1963.

Laboratuvar çalışmalarımızda kullanmış olduğumuz kalıp kumu ve bentonit temininde desteklerini esirgemeyen KARAKAYA BENTONİT A.Ş.’ye teşekkürü bir borç biliriz.