1. Genel Bak??

2、Süre? Prensibi

Yar? kat? d?küm i?leminin prensibi, s?v? metalin kat?la?mas? s?ras?nda gü?lü ?alkalama uygulayarak, geleneksel d?kümde olu?an dendritik a? iskeletinin k?r?lmas? ve s?v? fazda as?l? da??n?k granüler bir organizasyona d?nü?mesi ger?e?inde yatmaktad?r. Kat? faz oran? belirli bir seviyeye ula?t???nda (0,5-0,6 gibi) bu yar? kat? bulama? hala belirli bir ak??kanl?k derecesini koruyabilir ve bu dakal?p d?kümEkstrüzyon ve kal?pta d?vme gibi geleneksel ?ekillendirme prosesleri, d?küm kalitesini optimize etmek ve verimlili?i art?rmak i?in metali i?ler.

3. Ala??m Haz?rlama

Yar? kat? ala??mlar? haz?rlamak i?in bir?ok y?ntem vard?r, mekanik kar??t?rma y?ntemine ek olarak, son y?llarda elektromanyetik kar??t?rma y?ntemi, elektromanyetik darbe yükleme y?ntemi, ultrasonik titre?im kar??t?rma y?ntemi, d?? kuvvet etkisi alt?nda kavisli kanal boyunca ala??m s?v?s?n?n zorla ak???, gerinim kaynakl? erime aktivasyon y?ntemi (SIMA), sprey biriktirme y?ntemi (Sprey), ala??m d?küm s?cakl???n?n kontrolü y?ntemi vb. geli?tirilmi?tir. Bunlar aras?nda elektromanyetik kar??t?rma y?ntemi, ala??m d?küm s?cakl???n? kontrol etme y?ntemi ve SIMA y?ntemi endüstriyel uygulama i?in en fazla potansiyele sahip y?ntemlerdir.

3.1 Mekanik kar??t?rma y?ntemi

Mekanik kar??t?rma, yar? kat? ala??mlar?n haz?rlanmas?nda kullan?lan en eski y?ntemdi. Flemings ve arkada?lar?, di?leri olan e? merkezli bir i? ve d?? silindirden (d?? silindir d?ner ve i? silindir sabittir) olu?an bir kar??t?rma cihaz? ile kalay-kur?un ala??m?n?n yar? kat? bir bulamac?n? ba?ar?yla haz?rlad?lar; H. Lehuy ve arkada?lar?, kar??t?rma kürekleri ile alüminyum-bak?r ala??m?, ?inko-alüminyum ala??m? ve alüminyum-silikon ala??m?n?n yar? kat? bulama?lar?n? haz?rlad?lar. Daha sonra, kar??t?r?c? geli?tirilmi? ve ZA-22 ala??m?n?n yar? kat? bulamac?n? haz?rlamak i?in spiral bir kar??t?r?c? kullan?lm??t?r. ?yile?tirme sayesinde, bulamac?n kar??t?rma etkisi geli?tirilmi?, metal s?v?n?n kal?p i?indeki genel ak?? gücü gü?lendirilmi? ve d?kümü te?vik etmek ve kül?enin mekanik ?zelliklerini iyile?tirmek i?in metal s?v?da a?a?? do?ru bas?n? olu?turulmu?tur.

3.2 Elektromanyetik kar??t?rma y?ntemi

Elektromanyetik kar??t?rma, metal s?v?y? kar??t?rma amac?na ula?mak i?in indüklenmi? ak?m üretmek i?in metal s?v?da d?nen elektromanyetik alan?n, hareketin etkisi alt?nda Lorentz manyetik kuvvetindeki metal s?v?n?n kullan?lmas?d?r. ?u anda, d?nen manyetik alan üretmek i?in iki ana y?ntem vard?r: biri indüksiyon bobininin i?inden alternatif ak?m ge?irmenin geleneksel y?ntemidir; di?eri ise 1993 y?l?nda Fransa'dan C.Vives taraf?ndan tan?t?lan d?nen sabit m?knat?s y?ntemidir, bunun avantaj? elektromanyetik indükt?rün yüksek performansl? sabit manyetik malzemeden olu?mas? ve i?inde üretilen manyetik alan?n yüksek mukavemetli olmas? ve sabit m?knat?slar?n düzenini de?i?tirerek metal s?v?n?n belirgin ü? boyutlu ak?? üretmesini sa?layabilir. Kar??t?rma etkisi iyile?tirilir ve kar??t?rma s?ras?nda gaz kat?l?m? azalt?l?r.

3.3 Gerinim Kaynakl? Eriyik Aktivasyon Y?ntemi (SIMA)

Gerilme Kaynakl? Erime Aktivasyonu (SIMA), geleneksel bir kül?enin ?nceden deforme edildi?i, ?rne?in ekstrüzyon, haddeleme vb. ile s?cak i?lenerek gü?lü bir uzun deformasyon yap?s?na sahip bir mikro yap?ya sahip yar? mamul bir ?ubuk haline getirildi?i ve daha sonra belirli bir süre boyunca kat?-s?v? iki fazl? b?lgeye izotermal olarak ?s?t?ld???, uzun tanelerin ince par?ac?klara d?nü?türüldü?ü ve daha sonra amorf dendritik bir organizasyona sahip bir kül?e elde etmek i?in h?zla so?utuldu?u bir i?lemdir. SIMA i?leminin etkisi esas olarak s?cak ?al??ma ve yeniden eritme iki a?amas?n?n dü?ük s?cakl???na ba?l?d?r veya ikisi aras?na bir so?uk ?al??ma a?amas? eklenir, i?lem daha kontrol edilebilir.SIMA teknolojisi, ?e?itli yüksek ve dü?ük erime noktal? ala??m serileri i?in uygundur, ?zellikle dendritik olmayan ala??m?n daha yüksek erime noktas?n?n haz?rlanmas? i?in benzersiz bir üstünlü?e sahiptir. Ala??m?n yakla??k 20um dendritik olmayan organizasyonunun tane boyutunu elde etmek i?in paslanmaz ?elik, tak?m ?eli?i ve bak?r ala??mlar?, alüminyum ala??m serilerine ba?ar?yla uygulanm??t?r, yar? kat? ?ekillendirme hammaddeleri haz?rlamak i?in rekabet?i bir y?ntem haline gelmektedir. Bununla birlikte, en büyük dezavantaj?, haz?rlanan bo?luklar?n kü?ük boyutudur.

3.4 Son y?llarda geli?tirilen yeni y?ntemler

Son y?llarda, Southeast üniversitesi'nde ve Japonya'daki Aresty Enstitüsü'nde, yeni ba?layan dendritik organizasyonun, ala??m?n d?külme s?cakl??? kontrol edilerek küresel bir organizasyona d?nü?türülebilece?i bulunmu?tur. Bu y?ntemin ?zelli?i, ala??m elementleri eklemeye veya kar??t?rmaya gerek olmamas?d?r.V.Dobatkin ve arkada?lar?, s?v? metale bir ar?tma maddesi ekleyerek ve bunlar? ultrasonik olarak i?leyerek yar? kat? kül?eler elde etmek i?in bir y?ntem ?nermi?lerdir ki bu y?nteme ultrasonik i?lem y?ntemi ad? verilmektedir.

4. ?ekillendirme y?ntemi

Yar? kat? ala??mlar? olu?turman?n bir?ok y?ntemi vard?r, bunlardan ba?l?calar? ?unlard?r:

(1) Reokasting(Rheoforming, Rheocast) Metal s?v?n?n s?v? fazdan kat? faza belirli bir kat? faz fraksiyonunda so?utulmas? s?ras?nda yo?un kar??t?rma ile elde edilen yar? kat? metal bulamac?n?n do?rudan kal?p d?kümü veya ekstrüzyon kal?plamas?. 1 Bas?n?l? d?küm ala??m? 2 Sürekli ala??m s?v?s? beslemesi 3 ?ndüksiyon ?s?t?c? 4 So?utucu 5 Reolojik olarak d?külmü? kül?e 6 Enjeksiyon odas? 7 Bas?n?l? d?küm kal?b? ?rne?in, R. Shibata ve arkada?lar?, elektromanyetik kar??t?rma y?ntemiyle haz?rlanan yar? kat? bir ala??m bulamac?n?, ?ekillendirme i?in do?rudan bir bas?n?l? d?küm makinesinin enjeksiyon odas?na beslemek i?in kullanm??lard?r. Bu y?ntemle üretilen alüminyum ala??ml? d?kümlerin mekanik ?zellikleri ekstrüzyon d?kümlerinkinden daha yüksektir ve yar? kat? tiksotropik d?kümlerinkiyle kar??la?t?r?labilir. Sorun, yar? kat? metal bulamac?n?n korunmas? ve da??t?m zorluklar?d?r, bu nedenle ger?ek uygulama ?ok fazla de?ildir.

(2) Tiksotropik d?küm(Thixoforming, Thixocast) Dendritik olmayan organizasyonun haz?rlanm?? ingot kütüklerinin kat?-s?v? b?lgesinde uygun bir viskoziteye kadar yeniden ?s?t?ld?ktan sonra kal?p d?kümü veya ekstrüzyonu. Amerika Birle?ik Devletleri'nde EOPCO, HPM Corp, Prince Machine ve THT Presses, ?svi?re'de Buhler, ?talya'da IDRA USA ve Italpresse of America, Kanada'da Producer USA ve Japonya'da Toshiba Machine Corp ve UBE. Machinery Services, vb. yar? kat? alüminyum ala??mlar?n?n dokunsal ?ekillendirilmesi i?in ?zel ekipmanlar üretebilmi?tir. Kütük ?s?tma y?ntemi, otomasyonun elde edilmesi kolay ta??ma, bu nedenle günümüzün ana i?lem y?ntemlerinin yar? kat? d?kümüdür.

(3) Enjeksiyon kal?plama(Enjeksiyon Kal?plama) do?rudan erimi? metal s?v?s?na (yar? kat? bulamac?n i?lenmesinden sonra de?il) uygun s?cakl??a so?utulur ve bo?luk enjeksiyon kal?plama i?ine belirli bir i?lem ko?ullar? ile desteklenir. Amerika Birle?ik Devletleri, Wisconsin, touch into shape geli?tirme merkezi gibi, magnezyum ala??mlar?n?n yar? kat? d?küm y?ntemini kullanm??t?r. Amerika Birle?ik Devletleri Cornell üniversitesi, Profes?r K.K. Wang ve di?erleri, bo?lu?a uygun so?utma bas?nc? enjeksiyonundan sonra, birle?tirmek i?in malzeme tüpünden yar? kat? bulama? olan benzer bir magnezyum ala??ml? d?küm ?ekillendirme cihaz? geli?tirdiler.

(4) Dü?ük s?cakl?kta sürekli d?küm Dü?ük s?cakl?kl? sürekli d?küm, s?v? metalin k?zg?nl???n?n 0°C civar?nda olacak ?ekilde kontrol edildi?i ve d?küm kal?b?n?n alt?nda zorlamal? so?utman?n ger?ekle?tirildi?i bir d?küm y?ntemidir. Sürekli d?kümde merkez ayr??mas? büyük bir sorundur ve filma?inin sürekli haddelenmesinde k?r?lma meydana gelebilir. Bu nedenle proses büyük ?nem ta??maktad?r.

(5) ?erit sürekli d?küm Flemings, Sn-15% Pb dü?ük ergime noktal? metal ile deneysel ?erit sürekli d?küm ?al??malar? ger?ekle?tirmi? ve ?s? transferi, kat?la?ma ve deformasyonu analiz etmi?tir. ?erit kal?nl???n?n merdane bas?nc?, kat? faz oran?, reolojik kayma oran? ve sürekli d?küm h?z? ile ili?kili oldu?u sonucuna var?lm??t?r. Ekstrüzyon alt?ndaki spesifik bas?n? yüksek oldu?unda, mikro ayr??may? te?vik eder. Yüzey ve i? kaliteyi ve boyutsal do?rulu?u sa?lamak i?in, kat? faz oran?, ilk kristal formun boyutu ve yay?lan metal miktar? gibi yar? kat? metal üretiminin proses parametrelerini s?k? bir ?ekilde kontrol etmek gerekir. Fosfor bronz Cu-Sn-P ala??m? (Cu-8%Sn-0.1%P) gibi yüksek erime noktal? metaller i?in, 1030 ℃ s?v? faz hatt? s?cakl???, s?cak i?lenmesi zor, ince plakadan yap?lm?? bu yar? kat? ala??m ile belirgin sonu?lar vard?r. ?u anda, yar? kat? paslanmaz ?elik kül?elerin, yüksek h?zl? tak?m ?eli?i kül?elerinin mükemmel organizasyonunu haz?rlamak mümkün olmu?tur.

5 Teknolojik avantajlar

Yar? kat? bas?n?l? d?küm teknolojisinin avantajlar? aras?nda ürün ve süre? avantajlar? bulunmaktad?r.

(1) Süre? Avantajlar?

(1) ince tane organizasyonu elde etmek i?in herhangi bir tane ar?tma maddesi eklemeden, geleneksel sütunlu kristaller ve kaba dendritik kristaller d?kümünü ortadan kald?r?r.

2) Dü?ük ?ekillendirme s?cakl??? (?rne?in alüminyum ala??m? 120°C'den daha fazla dü?ürülebilir), enerji tasarrufu sa?layabilir.

3) Uzat?lm?? kal?p ?mrü. Geleneksel dendritik bulama?tan daha dü?ük s?cakl?kta yar? kat? bulama? olu?turan kesme gerilimi nedeniyle, ü? büyüklük s?ras? daha kü?üktür, bu nedenle dolum pürüzsüz, kü?ük termal yük, termal yorulma mukavemeti azalm??t?r.

4) Kirlili?i ve güvensiz fakt?rleri azalt?n. ?ünkü operasyon yüksek s?cakl?ktaki s?v? metal ortam?ndan uzakt?r.

(5) Kü?ük deformasyon direnci, kü?ük kuvvet kullan?m? ile homojen i?leme sa?lanabilir, i?lenmesi zor malzemelerin ?ekillendirilmesi kolayd?r.

(6) Daha h?zl? kat?la?ma, daha yüksek üretkenlik ve daha k?sa proses d?ngüsü.

(7) Bilgisayar destekli tasar?m ve üretim kullan?m? i?in uygundur, üretimin otomasyon derecesini art?r?r.

(2) ürün Avantaj?

1)D?küm kalitesiYüksek. Tane inceltme, tek tip organizasyon da??l?m?, azalt?lm?? g?vde büzülmesi, azalt?lm?? termal ?atlama e?ilimi, matris üzerinde gev?ek büzülme e?iliminin ortadan kald?r?lmas? nedeniyle mekanik ?zellikler büyük ?l?üde iyile?tirilmi?tir.

(2) Kat?la?ma büzülmesi kü?üktür, bu nedenle yüksek boyutsal do?ruluk, kü?ük i?leme pay?, net ?ekillendirmeye yak?n ?ekillendirmeden sonra.

(3) ?ok ?e?itli ?ekillendirme ala??mlar?. Demir d??? ala??mlar alüminyum, magnezyum, ?inko, kalay, bak?r, nikel bazl? ala??mlar; demir bazl? ala??mlar paslanmaz ?elik, dü?ük ala??ml? ?elik vb.

(4) Metal matrisli kompozitlerin imalat?. Yar? kat? metal yüksek viskozite kullan?m?, yo?unluk fark?, ala??mlardan yap?lm?? metalin kat? ??zünürlü?ü, ayn? zamanda yeni kompozit malzemelerden yap?lm?? farkl? malzemelerin kar??t?r?larak etkili bir ?ekilde kullan?lmas?n? sa?layabilir.

6, yar? kat? d?küm teknolojisinin geli?tirilmesi

6.1 S?cakl?k aral??? pertürbasyonunun ve d?kme s?cakl???n?n yar? kat? haldeki magnezyum ala??mlar?n?n d?küm halindeki organizasyonu üzerindeki etkisi

Paslanmaz ?elik pota diren? f?r?n?nda AZ91HP magnezyum ala??m?, rafine i?lemi i?in 720 ℃ izolasyona 10 dakika ?s?t?l?r, k?sa süreli izolasyon i?lemine yak?n s?v? faz hatt?nda, dendritik organizasyon olu?um e?ilimini azaltabilir; i?lem s?cakl???n? dü?ürür, eriyik bozulur, taneye e? eksenli ?ekle veya hatta küresel geli?ime h?zlan?r; eriyik üfleme argon (Ar) i?leminin yar? kat? s?cakl?k aral???nda, b?ylece eriyik ?ekirdeklenme oran?n? iyile?tirmek, dendritik kol füzyonunu ve tane izometrisini h?zland?rmak i?in bozulur. Dendritik kollar?n füzyonunu ve tane e?eksenelle?mesini h?zland?rmak, dendritik olmayan organizasyonun düzgün bir da??l?m?n? elde edebilir; bu, ?ekillendirmeden sonra yar? kat? d?küm yapar, sert ve k?r?lgan β-faz? i?eri?i azal?r ve yeni ba?layan α-faz? tane s?n?rlar?nda ince bir a? da??l?m?d?r, magnezyum ala??ml? yar? kat? d?kümlerin mekanik ?zelliklerini geli?tirir (Foundry, 2006, 55(2): 120-125).

6.2 Yar? kat? ala??mlar i?in geli?mi? hamurla?t?rma y?ntemleri

?nerilen geli?mi? bulama? yapma y?ntemleri aras?nda, e?imli plaka teknolojisi prensip ve ekipman a??s?ndan basittir, süreci kontrol etmek kolayd?r ve dü?ük maliyetlidir. Yar? kat? alt ?tektik yüksek kromlu beyaz d?kme demir yar? kat? bulama? cihaz? haz?rlamak i?in e?imli plaka y?ntemini kullanarak, uyarma so?utma etkisi alt?nda so?utma g?vdesindeki metal s?v?, ostenit düzgün olmayan bir ?ekilde ?ok say?da ?ekirdeklenme ve büyüme, dendritik erime, katlama, ezme ve b?ylece ar?tma, küresel ostenit olu?umu.

6.3 Al-6Si-2Mg alüminyum ala??m? yar? kat? tiksotropik bas?n?l? d?küm

S?v? faz hat s?cakl??? 615°C ve kat? faz hat s?cakl??? 557°C olan Al-6Si-2Mg alüminyum ala??m?, mükemmel tiksotropik proses ?zelliklerine sahiptir. S?cak üst y?ntemi kullan?larak ?ubuk kütük, elektromanyetik kar??t?rma dikey yar? sürekli d?küm, 60 ~ 70 mm ?ap; orta frekansl? indüksiyon ekipman? bobin ?s?tmas?nda kütük, h?zl? ?s?tman?n ba?lang?c? 500 ℃ ve ard?ndan yava? ?s?tma, ?ekirdek 560 ℃'ye ula??r ve ard?ndan ?s?tma gücünü daha da azalt?r, ?ekirdekte 575 ℃'ye ula??r, 2800KN yatay so?uk kamara d?küm makinesine ta??nd?ktan sonra, su pompas? kapa??n?n kullan?m?nda otomobil motoruna d?küm. Yar? kat? kal?p d?küm, kal?p d?kümde yüksek h?zl? kesme temas?nda α-Al'? eriterek ?ekle sokmu?tur, birincil α-Al büyümesinin bir k?sm?, kat?la?man?n bir k?sm? ince küresel ikincil α-Al'a d?nü?mü?tür. Mg2Si'nin ?tektik organizasyonu sürekli d?küm organizasyonundan daha iyidir; G?zeneksiz yar? kat? organizasyon nedeniyle, 540 ℃, 8 saat kat? ??zelti muamelesi ve ard?ndan s?ndürülmü? ve ard?ndan 170 ℃, 6 saat yapay ya?land?rma ile a?a??dakileri elde etmek i?in Mekanik ?zellikler: ?ekme dayan?m? 340MPa, akma dayan?m? 310MPa, uzama 3.5% (Casting, 2005, 54(5): 475-478).