SAE SAE MÜHENDİSLİKEngineering & Consulting

Besleyici Modülü (Chvorinov) Hesaplama

Modül, besleyici çapı ve çekinti hacmi kontrolü

Chvorinov kuralı, bir kesitin katılaşma süresinin modüle (hacim/yüzey alanı oranına) bağlı olduğunu söyler: t = B(V/A)n. Besleyicinin işini yapabilmesi için beslediği kesitten daha geç donması, yani modülünün büyük olması gerekir.

Besleyici (çıkıcı) boyutlandırma

Hesap, besleyicinin alttan parçaya oturduğunu (taban yüzeyi soğumaya katılmaz) ve silindirik olduğunu varsayar. Yalıtımlı gömlek veya ekzotermik besleyici kullanılıyorsa aynı modül daha küçük çapla elde edilir — üreticinin verdiği modül genişletme katsayısı uygulanır.

İki koşul birlikte sağlanmalı

  1. Zaman koşulu (modül): besleyici, beslediği kesitten geç donmalı. Pratikte hedef Mbesleyici ≈ 1,2 × Mparça'dır; kritik işlerde 1,3–1,5 alınır.
  2. Hacim koşulu: besleyici, katılaşma çekmesini karşılayacak kadar sıvı tutmalı. Açık silindirik besleyicilerde besleme verimi yaklaşık %14'tür; yani besleyicinin hacminin ancak küçük bir kısmı işe yarar. Çelikte katılaşma çekmesi ≈ %3–4, alüminyum alaşımlarında ≈ %4–7'dir.

Üçüncü ve çoğu zaman unutulan koşul: besleme yolu açık kalmalı. Besleyici ile beslenecek bölge arasındaki kesit önce donarsa, besleyici dolu olsa bile sıvı ulaşamaz. Bu yüzden katılaşma, en ince kesitten besleyiciye doğru yönlendirilir: soğutucular (chill) ile ince bölgeler hızlandırılır, kalınlaşan geçişler padding ile taşınır.

Modül yalnızca zamanı anlatır, kaliteyi değil. Doğru boyutlandırılmış bir besleyici bile türbülanslı bir yolluk sisteminin içeri taşıdığı oksit filmlerini ve havayı temizlemez. Besleme hesabı, sakin dolum tasarımının yerine geçmez.

Yolluk-besleme tasarımı, makro tane bölgeleri ve boşluk tipi ayrımı için Döküm Teknolojisi; alüminyumda hidrojen ve bifilm sorunu için Alüminyum ve Alaşımları notuna bakabilirsin.

Sık sorulanlar

Modül çarpanını kaç almalıyım?

Yaygın başlangıç 1,2'dir. Kritik, basınca dayanıklı ya da radyografi ile kontrol edilecek parçalarda 1,3–1,5 kullanılır. Yalıtımlı gömlek veya ekzotermik besleyicide üreticinin verdiği modül genişletme katsayısı uygulanır; aynı etkiyi çok daha küçük hacimle verirler, böylece döküm verimi (yield) yükselir.

Besleyici verimi neden sadece %14?

Açık silindirik bir besleyicide sıvının bir kısmı besleyicinin kendi çekintisine gider, bir kısmı da donmuş kabuk hâlinde kullanılamaz. Geriye parçaya aktarılabilen yaklaşık %14'lük bir pay kalır. Ekzotermik ve yalıtımlı besleyicilerde bu oran belirgin yükselir — asıl ekonomik kazanç buradadır.

Soğutucu (chill) ne zaman kullanılır?

Besleyiciden uzak kalan yerel kalın bölgeler, besleme yolu kapandığı için beslenemez. Oraya soğutucu konarak o kesitin modülü düşürülür ve katılaşma besleyiciye doğru yönlendirilir. Alternatif, kesitin geçici olarak kalınlaştırılması (padding) ve sonradan işlenmesidir.

Modül hesabı alüminyum ve çelikte aynı mı?

Bağıntı aynıdır, katsayılar farklıdır: katılaşma çekmesi çelikte ≈%3–4, alüminyum alaşımlarında ≈%4–7'dir ve alüminyumun ısıl iletkenliği çok daha yüksektir. Ayrıca alüminyumda gözeneğin bir kısmı çekintiden değil hidrojenden gelir; besleyici büyütmek o tür gözeneği çözmez.