1. 1
SİMGE LİSTESİ
AISI American Iron And Steel Institude
ESR Electro Slag Remelting
HRC Hardness Rockwell C
HV Hardness Vickers
KISALTMA LİSTESİ
KHM Kübik Hacim Merkez
KYM Kübik Yüzey Merkez
ŞEKİL LİSTESİ
Şekil 1.1 Üretim yöntemleri [7]
Şekil 2.1. Bir hava kompresörü çerçevesine ait, 680 kg ağırlığındaki büyük bir kum kalıba
döküm
Şekil 2.2. Kabuk kalıba döküm yönteminin aşamaları
Şekil 2.3. Vakum kalıba döküm yöntemi aşamaları.
Şekil 2.4. Hassas döküm yöntemi aşamaları
Şekil 2.5. Seramik kalıba döküm yöntemi aşamaları
Şekil 2.6. Basınçlı döküm yönteminin genel görünüşü
Şekil 2.7. Savurma döküm yöntemi ile boru üretimi
Şekil 3.1. Kokil dökümcülüğün işlem basamakları [13]
Şekil 4.1. Fe-C denge diyagramı
Şekil 5.1. Değişik şekillerde hazırlanmış kalıplar [3]
Şekil 5.2.Tamamı metal piston kalıbı [3]

2. 2
Şekil 5.3. Yarı metal yarı kum kalıp [3]
Şekil 5.4. Çeşitli malzemelerden yapılmış yolluklar [3]
Şekil 5.5. Sifonlu veya santrifüjlü yolluklar [3]
Şekil 5.6. İnce kısımları kalın kısımlar ile birleştirme [1]
Şekil 5.7. Birleştirme yarıçapları [1]
Şekil 5.8. Takviyelerin birleştirilmesi [1]
Şekil 5.9. Kalınlığı değiştirmekle birleştirme [1]
Şekil 5.10. Takviyeli besleme [1]
Şekil 5.11. Plaka için soğutucu ve çıkıcıların konumu [1]
Şekil 5.12. Kokil kalıpta metal maçaların üst kalıp yüzeyindeki yerleşimleri görülmektedir
[14]
Şekil 5.13. Kokil kalıpların çeşitli bağlantı, kilitleme ve pimlenme şekilleri [3]
Şekil 5.14. Kokillerde hava kanalları [3]
Şekil 5.15. Kanatçık ve federlerle soğutma [3]
Şekil 5.16. İğneli soğutmalı kokil [3]
ÇİZELGE LİSTESİ
Çizelge 1.1. Türk Döküm Sanayinin son 40 yıl içindeki üretim rakamları [7]
Çizelge 1.2. Türk Döküm Sanayinin son 20 yıl içindeki ihracat rakamları [7]
Çizelge 1.3. Dünya döküm üretimi (2005)
Çizelge 3.1. Kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan alüminyum alaşımlarının karışım
oranları [9]
Çizelge 3.2. Kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan bakır alaşımları, magnezyum
alaşımları ve çinko alaşımlarının karışım oranları [9]

3. 3
Çizelge 4.1. Çeşitli kalıp çeliklerinin kimyasal bileşimi
Çizelge 4.2. Sıcak iş takım çeliklerinin sınıflandırılması [11]
Çizelge 4.3. Sıcak iş takım çeliklerinin uygulama alanları [11]
Çizelge 4.4. Sıcak iş takım çeliklerinin kullanım alanına bağlı olarak maruz kaldığı
zorlanmalar
Çizelge 4.5. Çeşitli alaşım elementlerinin çeliklere etkileri
Çizelge 5.1. Dökülecek parça kalınlığına göre kokil kalıbın kesit kalınlığı

4. 4
ÖZET
Yıldız Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde hazırlanan
Lisans Bitirme Tezi’nde; kalıcı kalıba döküm yöntemlerinden olan kokil kalıba döküm
yöntemi incelenip, kokil kalıp imalatında kullanılan malzemeleri ve kokil kalıp imalatını
incelemektedir. Amaç kokil kalıpların malzeme ve imal ediliş yönünden incelenmesidir.
Malzeme olarak genellikle çelikler incelenecek olup sıcak iş takım çelikleri üzerinde
durulacaktır. Sıcak iş takım çeliklerinin kullanım alanlarına, özelliklerine, imal aşamalarına
değinilip neden kokil kalıp imalatında kullanıldıkları hususu üzerinde durulacaktır. Kokil
kalıp imalatı aşamaları anlatılacaktır.
Anahtar Kelimeler: Sıcak İş Takım Çelikleri, Kokil Kalıp, Kalıcı Kalıba Döküm

5. 5
1.GİRİŞ
Günümüzde insanların yaşam standartlarında son 50 yılda sağlanılan olumlu iyileşme, büyük
oranda mühendislik tasarımlarının daha ucuz ve seri imalatını sağlayacak yöntemlerin
geliştirilmesi sayesindedir. İmal uzullerini tanımak bütün mühendislik türleri için önem
taşımaktadır. Mühendisler bu bilgiler ışığında yapacakları tasarımlarda her bir imal usulünün
imkanlarını, üstünlüklerini ve sınırlarını tanıyarak en ucuzuna ve en doğrusuna ulaşmaları
gerekmektedir.
Üretim, doğada bulunan maddeleri istenilen özellik ve biçimdeki ürünlere dönüştürmek olarak
tanımlanabilir.[7] Üretim yöntemlerini iç ve dış dönüşümler olarak ikiye ayırırız. İç
dönüşümler cevherlerin indirgenmesi, kimyasal arıtma, ısıl işlemler gibi maddelerin
kimyasala dönüşüme uğradıkları teknikler olup, dış dönüşümler ise malzemelerin istenilen
biçim ve boyutlara getirilmesidir. Dış dönüşümler sırasında çeşitli imal usulleri kullanılır ve
imal usulleri çok sayıda değişik yöntemi içermektedir; bunlar arasında başlıcaları döküm,
kaynak, plastik şekil verme ve talaş kaldırma yöntemleridir, Şekil 1.1.
Şekil 1.1 Üretim yöntemleri [7]

6. 6
Bu bitirme tezinde üretim yöntemlerinden döküm ile imalat yöntemine değinilecektir. Daha
da özele gidilecek olursa kalıcı kalıba döküm teknikleri içersinden kokil (metal) kalıba döküm
yöntemi üzerinde durulacaktır.
1.1.Döküm Tekniği
Döküm işlemi, içersinde üretilmek istenen parçanın biçimine sahip bir boşluk bulunan
kalıplara sıvı metalin doldurulması işlemidir. Kalıp boşluğunun boyutlarının istenilen
parçanın boyutlarından daha büyük olması gerekmektedir. Bunun sebebi katılaşma ve soğuma
sırasında yaşanacak boyut azalmalarını karşılamak ve istenilen toleranslar içersinde parçanın
imal edilmesini sağlamaktır. Kalıplar açık ve kapalı olabilir. Genellikle kapalı kalıp
kullanılmakla birlikte kalıp içerisine sıvı metalin iletilebilmesi için yolluk sistemleri bulunur.
Kalıplar değişik malzemelerden yapılabilmektedir, bunlar arasında kum, alçı, seramik ve
metal sayılabilir. Bazı yöntemlerde kalıp sadece bir defa kullanılıp döküm sonrasında kalıbın
bozulması gerekmektedir (kum kalıp). Bazı yöntemlerde ise kalıp birden fazla döküm için
kullanılabilir (kokil/metal kalıp).
Döküm yönteminde metal döküm öncesi eritilir ve döküm sıcaklığına getirilir. Kalıp içersine
dolan malzeme soğumaya başlar. Bu soğuma metal kalıpta hızlı, kum kalıpta yavaştır.
Sıcaklık belirli bir seviyeye düştüğünde katılaşma başlayacaktır. Katılaşma oda sıcaklığına
kadar devam ettirilir. Bu sırada önemli miktarda ısı uzaklaştırılmış olup malzeme içersinde
faz dönüşümleri gerçekleşir. Tüm süreç boyunca malzemenin boyutlarının yanında iç yapısı
da belirlenir. Dolayısı ile malzemenin özellikleri belirlenmiş olur. Döküm yönteminin en
önemli özelliklerinden biri bu iç yapıyı yani malzemenin özelliklerini belirleyebilmemizdir.
Malzeme eriyik halde iken farklı alaşım ilaveleri ile malzemenin özellikleri ile de
oynayabilme imkanımız vardır. Katılaşma tamamlandıktan sonra parça kalıptan çıkarılır,
parçaya ait olmayan kısımlar uzaklaştırılır, yüzey temizlenir, varsa ısıl işlem yapılır ve gerekli
kontrollerden sonra imalat tamamlanmış olur.

7. 7
Döküm yöntemleri ile biçimlendirilen metallerin en önemlileri; dökme demirler, çelik, bakır
ve alüminyum alaşımlarıdır. Günümüz dökümhaneleri mekanizasyon ve otomasyon
yöntemlerinin yaygın olarak kullanıldığı tesislerdir.
Neden döküm yöntemi sorusuna cevap verebilmek için üstünlüklerine ve sınırlamalarına göz
atmak gerekmektedir.
Döküm yönteminin diğer imalat yöntemlerine göre üstünlükleri şunlardır;
 Yöntemin sınırları çok geniş olup hem tonlarca büyüklükteki parçaların hem de çok
küçük parçaların imalatına uygun farklı teknikler içermesidir.
 Çok karmaşık şekilli ve içi boş parçaların üretimine imkan vermektedir.
 Hemen hemen tüm metal alaşımlarının dökümü mümkün olup dökme demir gibi bazı
malzemeler sadece döküm yöntemi ile imal edilebilir.
 Seri üretime uygun döküm yöntemleri geliştirilmiş olup gelişime açık bir yöntemdir.
Döküm yönteminin sınırlamaları ise şunlardır;
 Çok ince kesitli parçaların elde edilmesi güçtür.
 Az sayıda parça imalatı için genellikle ekonomik değildir.
 Aynı malzemenin plastik şekil verme yöntemi ile imal edilmiş olanı (örneğin dövme),
dayanım bakımından genellikle üstündür.
 Genellikle iyi yüzey kalitesi ve hassas toleransların elde edilmesi güçtür.
 Çevre dostu bir imalat yöntemi değildir.
 Kalıp maliyeti çok yüksek olabilir.
Tüm bu üstünlükleri ve sınırlamaları göz önüne alacak olursak döküm yöntemleri imalat
sektöründe önemli bir yere sahip olmaktadır. Bazı durumlarda başka alternatifimizin
bulunmaması da döküm yöntemlerinin önemini arttırmaktadır. Döküm yöntemleri var olan
sınırlamaları da yavaş yavaş ortadan kaldırma yolunda ilerlemekte yeni gelişmeler ile bu
sınırlamalar en aza indirgenmektedir.

8. 8
1.2.Türkiye’de Döküm Sanayi Ve Önemi
Ülkemizde döküm yönteminin ilk önemli uygulamaları askeri amaçlı olup, Fatih Sultan
Mehmet tarafından Tophane’de kurulan top dökümhanesi, diğer padişahlar tarafından da
(özellikle Kanuni zamanında) geliştirilmiştir. Cumhuriyet döneminde de devlet yatırımları
olarak büyük döküm tesisleri kurulmuştur. 1960’lardan sonra otomotiv ve inşaat sektörünün
gelişmelerine paralel olarak ülkemizdeki döküm sanayi de hızlı bir gelişme göstermiştir.
Halen ülkemizde sanayinin yoğun olduğu bölgelerde değişik kapasitelerde çok sayıda
dökümhane bulunmaktadır. Türk döküm sanayi 2005 yılı açısından Avrupada 6., dünyada 15.
sıradadır. Yaklaşık 1 milyon ton/yıl olan toplam üretimin %71’i lamel grafitli dökme demir,
%14’ü küresel grafitli (sfero) dökme demir, %1’i temper dökme demir, %10’u dökme çelik ve
%4’ü demirdışı metallerin üretimi olarak gerçekleştirilmektedir. Bu üretimin %25’i inşaat,
%35’i makina-imalat, %20’si otomotiv, %8’i basınçlı boru ve %12’si demir-çelik ve diğer
alanlarda kullanılmaktadır. [7]
Türk Döküm Sanayicileri Derneği tarafından hazırlanan ‘’Çizelge 1.1.’’ ve ‘’Çizelge 1.2.’’ de
Türk Döküm Sanayinin son 40 yıl içindeki üretim rakamları ve Türk Döküm Sanayinin son
20 yıl içindeki ihracat rakamları görülmektedir.
Çizelge 1.1. Türk Döküm Sanayinin son 40 yıl içindeki üretim rakamları [7]

9. 9
Çizelge 1.2. Türk Döküm Sanayinin son 20 yıl içindeki ihracat rakamları [7]
Ayrıca dünya döküm üretimi açısından değerlendirecek olursak ‘’Çizelge 1.3.’’ de görüldüğü
üzere Türkiye %1,3 ile Avrupa’da 6. dünyada 15. sırada yer almaktadır.
Çizelge 1.3. Dünya döküm üretimi (2005)

10. 10
2.DÖKÜM YÖNTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI
Döküm yöntemlerini genel olarak sıralayacak olursak iki ana gruba ayırabiliriz:
1. Bozulabilir kalıp yöntemleri: Kalıbın parçayı çıkarmak için dağıtıldığı döküm
yöntemleridir.
 Üstünlüğü: Daha karmaşık şekiller mümkündür.
 Eksikliği: Dökümün kendisinden çok kalıbı yapma süresinin uzunluğu nedeniyle
üretim hızı genellikle düşüktür.
2. Kalıcı kalıp yöntemleri: Kalıbın metalden yapıldığı ve çok sayıda döküm için
kullanılabildiği döküm yöntemleridir.
 Üstünlüğü: Yüksek üretim hızları.
 Eksikliği: Kalıbı açmak gerektiğinden geometriler sınırlıdır.
Bozulabilir kalıba döküm yöntemlerini şu şekilde sıralayabiliriz:
 Kum kalıba döküm
 Kabuk kalıba döküm
 Vakum kalıba döküm
 Kapalı kalıba döküm
 Hassas döküm
 Alçı kalıba döküm
 Seramik kalıba döküm
Kalıcı kalıba döküm yöntemlerini şu şekilde sıralayabiliriz:
 Kokil kalıba döküm
 Basınçlı döküm
 Savurma döküm

11. 11
Kum Kalıba Döküm: Toplam döküm üretiminin önemli bir kısmını oluşturan, en yaygın
kullanılan döküm yöntemidir. Çelik, nikel ve titanyum gibi yüksek sıcaklıkta eriyen
hemen tüm alaşımlar kum kalıba dökülebilir. Geniş bir döküm yelpazesi bulunmaktadır.
En çok dökme-demir dökülmektedir. Dökülen parça boyut aralığı, küçük boyuttan çok
büyük boyutlara kadar uzanır. Üretim miktarı bir adetten milyonlarca adede kadardır.
‘’Şekil 2.1.’’ de kum kalıba döküm yöntemi ile dökülmüş büyük boyutlu bir parça
görülmektedir.
Şekil 2.1. Bir hava kompresörü çerçevesine ait, 680 kg ağırlığındaki büyük bir kum kalıba
döküm
Kum kalıba dökümün aşamalarını şu şekilde sıralayabiliriz:
1. Erimiş metal kum kalıba dökülür
2. Metalin katılaşmasına yeterli süre beklenir
3. Dökümü çıkarmak için kalıp dağıtılır
4. Döküm temizlenir ve muayene edilir
 Yolluk ve besleyici sistemi ayrılır
5. Metalurjik özelliklerini iyileştirmek için bazen döküme ısıl işlem gerekir

12. 12
Kabuk Kalıba Döküm: Termoset reçine bağlayıcı ile birleştirilmiş ince kumdan oluşan
kabuktan yapılan kalıba döküm yöntemidir. Yöntemin genel yapılış aşamaları ‘’ Şekil 2.2.’’
de gösterilmiştir.
Şekil 2.2. Kabuk kalıba döküm yönteminin aşamaları
(1) Bir metal levhalı model veya üst ve alt derece modeli ısıtılarak, termoset reçineli ince kum
içeren bir kutu üzerine yerleştirilir; (2) kum ve reçinenin sıcak model üzerine düşerek kısmen
sertleşmiş, dayanıklı bir kabuk oluşturabilmesi için kutu ters çevrilir; (3) gevşek, sertleşmemiş
tanelerin düşerek uzaklaşması için kutu eski haline getirilir; (4) kum kabuk, sertleştirme
tamamlanana kadar fırın içinde birkaç dakika daha ısıtılır; (5) kabuk kalıp modelden sıyrılır.
Vakum Kalıba Döküm: Kimyasal bağ yerine vakum basıncıyla bir arada tutulan kum kalıp
kullanıldığı yöntemdir. “Vakum” terimi, döküm işleminin kendisinden çok kalıp yapımı

13. 13
anlamındadır. Yöntem 1970’lerde Japonya’da geliştirilmiştir. Bu kalıplama türünde bağlayıcı
kullanılmaz. ‘’Şekil 2.3.’’ de bu yöntemin işlem basamakları görülmektedir.
Şekil 2.3. Vakum kalıba döküm yöntemi aşamaları.
(1) Model yerleştirildikten sonra üzerine bir plastik film konur; (2) kum doldurulur; (3) en
üste ikinci plastik film yerleştirilir; (4) iki plastik arasına vakum uygulanır; (5) alt ve üst kalıp
yarıları aynı şekilde hazırlandıktan sonra birleştirilerek kalıp oluşturulur.
Kapalı Kalıba Döküm: Erimiş metal kalıba döküldüğünde buharlaşan bir polistiren köpük
model çevresine sıkıştırılmış kum kalıp kullanıldığı yöntemdir. Diğer isimleri kayıp-köpük
yöntemi, kayıp model yöntemi, buharlaşan köpük yöntemi ve dolu kalıba döküm yöntemidir.
Polistiren köpük model, düşey ve yatay yolluklar, besleyiciler ve (gerekirse) iç maçalardan
oluşur. Kalıbın alt ve üst derece kesitlerinin açılması gerekmez. Daha serbest parça dizaynı
sağlar. Karmaşık model hem büyük hem küçük parça için uygundur. Az sayıda büyük parça
dökümüne uygundur.

14. 14
Hassas Döküm: Kalıbı yapmak için mumdan yapılan bir model, refrakter malzemeyle
kaplanır ve daha sonra erimiş metal dökülmeden önce eritilerek uzaklaştırıldığı yöntemdir.
“Hassas" kelimesi, mum modelin çevresine refrakter malzemenin kaplanmasını belirten, daha
az kullanılan “tamamen kaplanmış” ifadesinin yerine geçmiştir. Yüksek doğruluğa ve kesin
detaylara sahip dökümler üretebilir. ‘’Şekil 2.4.’’ de hassas döküm yönteminin aşamaları
gösterilmiştir.
Şekil 2.4. Hassas döküm yöntemi aşamaları
(1) mum modeller oluşturulur; (2) birkaç model, bir model salkımı oluşturmak üzere birbirine
tutturulur; (3) model salkımı,önce seramik çamuruna batırılır ardından seramik tozlarına
tutulur; (4) yeterli kalınlığa gelene kadar işlem tekrarlanarak kurumaya bırakılır; (5) kalıp ters
çevrilir ve mumun kalıp boşluğundan eriyerek akması için bir etüvde ısıtılır; (6) kalıp, yüksek

15. 15
bir sıcaklığa ön tavlanır, erimiş metal dökülür ve katılaşır; (7) kalıp kırılarak bitmiş döküm
çıkarılır ve parçalar yolluktan ayrılır.
Alçı Kalıba Döküm: Kum kalıba benzer ancak kalıp alçıdan yapılır. Kalıp yapımında, alçı ve
su karışımı kullanılır, plastik veya metal modelin üzerine dökülüp ve sertleşmesi beklenir.
Ahşap modelleri, suyla temas ettiklerinde genleştiklerinden genellikle kullanılmaz. Alçı
karışımı, ince detayları ve yüksek yüzey kalitesi oluşturarak modelin çevresinde kolayca akar
ve sıkıştırma gerekmediğinden narin ( mum) ve yumuşak model malzemeleri kullanılabilir.
Seramik Kalıba Döküm: Alçı kalıba döküme benzer; ancak kalıp, alçıya göre daha yüksek
sıcaklıklara dayanabilen refrakter seramik malzemeden yapılır. Dökme çelik, dökme demir ve
diğer yüksek sıcaklık alaşımlarının dökümünde kullanılabilir. Metal dökümü hariç,
uygulamaları alçı kalıba döküme benzer. Üstünlükleri de (yüksek doğruluk ve yüzey kalitesi)
benzerdir. Fakat çok pahalıdır. ‘’Şekil 2.5.’’ de seramik kalıba döküm yönteminin aşamaları
gösterilmiştir.
Şekil 2.5. Seramik kalıba döküm yöntemi aşamaları
(1) Sıvı seramiğin dökülmesi; (2) yaş kalıbın çıkarılması; (3) yakma.
Kokil (Metal) Kalıba Döküm: Kolay ve hassas şekilde açılıp kapatılabilen biçimde
tasarlanmış, iki parçalı bir metal kalıp kullanıldığı yöntemdir. Düşük erime sıcaklığına sahip
alaşımların dökümünde kullanılan kalıplar genellikle çelik veya dökme demirden yapılır.

16. 16
Çelik dökümü için kullanılan kalıplar, çok yüksek döküm sıcaklıkları nedeniyle refrakter
malzemeden yapılmalıdır. Daha sonraki kısımlarda ayrıntılı olarak anlatılacağından bu
bölümde ayrıntıya girilmemiştir.
Basınçlı Döküm: Erimiş metalin yüksek basınç altında kalıp boşluğuna enjekte edildiği bir
metal kalıba döküm yöntemidir. Basınç (7-140MPa), katılaşma süresince devam eder ve
ardından kalıp açılarak parça çıkarılır. Bu döküm işlemindeki kalıplar basınçlı döküm kalıbı
(die) olarak adlandırılır ve bu nedenle adı basınçlı dökümdür (die casting). Metali kalıp
boşluğuna zorlamak için yüksek basınç kullanılması, bu yöntemi diğer kalıcı kalıba döküm
yöntemlerinden ayırır ve bu sayede ince kesitler tam olarak dolar. İki tür basınçlı kalıp
makinası bulunur; sıcak hazneli makina ve soğuk hazneli makina. ‘’Şekil 2.6.’’ da basınçlı
döküm yönteminin genel görünüşü görülmektedir.
Şekil 2.6. Basınçlı döküm yönteminin genel görünüşü

17. 17
Savurma (Santrifüj) Döküm: Merkezkaç kuvvetinin erimiş metali metal kalıbın dış
bölgelerine dağıtabilmesi için kalıbın yüksek hızla döndürüldüğü, yaygın bir döküm
yöntemidir. Erimiş metal, boru benzeri dönel simetrik bir parça üretmek için dönen kalıbın
içine dökülür. Yüksek hızda dönmenin sağladığı merkezkaç kuvvetler sıvı metalin kalıp iç
cidarına homojen olarak dolmasını ve kalıbın iç şeklini almasını sağlar. Üretilen parçalar;
borular, tüpler, burçlar ve halkalardır. Dökümün dış yüzeyi yuvarlak, oktagonal, hegzagonal
vs. olabilir; ancak iç şekli, radyal simetrik kuvvetler nedeniyle (teorik olarak) mükemmel
yuvarlaklıktadır. Dönme ekseni yere paralel dik ya da yatık olabilir. ‘’Şekil 2.7.’’ de savurma
döküm ile boru üretimi görülmektedir.
Şekil 2.7. Savurma döküm yöntemi ile boru üretimi

18. 18
3.KOKİL(METAL) KALIBA DÖKÜM YÖNTEMİ
3.1.Kokil Dökümün Tanımı Ve Kokil Kalıp İmalatında Kullanılan Malzemeler
Kokiller metalden yapılmış ve döküm için defalarca kullanılabilen sürekli kalıplardır. Kokil
ismi, çelik fabrikalarında blum, kütük veya sleb’lerin yapılmasında içerilerine ergitilmiş çelik
dökülen çok kalın kesitli döküm kalıplar için veya kum kalıpçılığında çok çabuk soğuması
istenilen kısımlara konulan döküm soğutucular için kullanılır. [3] Ayrıca devamlı kalıp
niteliğinde olup, şamut, kil gibi seramik maddelerden yapılmış ve az onarım işlemleri ile 10-
15 defa kullanılabilen kalıplarda, kokil kalıp görevi sağlamaktadır.
Sürekli kalıplar için uygun bir malzeme de grafittir. Grafit işlenmesi ve onarımı kolay, çok
yüksek sıcaklıklara dayanabilen, genleşmesi az, ısı iletimi iyi olan bir kalıp malzemesi olarak
kullanılmaktadır. Statik döküm, pres ve savurma döküm tekniği için de uygundur. Grafitin
aşınması fazla olduğundan özel itina gösterilmesi gerekir.
En çok kullanılan kokil kalıp malzemesi dökme demirdir. Dökme çelik veya blok çelik çok az
kullanılır. Fakat dökme çelik ve blok çelik dayanım olarak en iyi sonuçları vermektedir. Diğer
kalıp malzemeleri ile karşılaştırdığımızda çok daha fazla döküm gerçekleştirilebilmektedir.
Bu yüzden bu bitirme tezinde çelik kalıplara ağırlık veriyoruz. Dökme demirlere geri dönecek
olursak genellikle perlitik esmer dökme demirden kokil kalıplar yapılmaktadır. Kokil içine
konulacak olan maça parçaları, ısıya dayanıklı çelikten, normal kumdan veya kabuk maça
olarak yapılır.
3.2.Kokil Dökümcülüğünün Önemli Noktaları
Kokil dökümcülüğünde dikkat edilecek bazı noktalar vardır. Her ne kadar kokil dökümcülüğü
kalifiye eleman gerektirmese de bu konulara dikkat edilmediğinde sorunlar ortaya çıkacaktır.

19. 19
 Kokil kalıpta sıvı metalin soğuması hızlı olduğundan yapı sık dokulu olmaktadır.
Yalnız sıvı metalin akışkanlığı zorlaşacağından, metalin akıcılık özelliklerine göre,
parçanın ve yolluk sisteminin iyi ölçülendirilmesi gerekmektedir.
 Kokil gereci gaz geçirmediğinden, kalıp içinde uygun yerlere hava kanalları
açılmalıdır.
 Kalıp dolarken içerde hava kabarcığı kalmamalıdır. Bunun için kalıp uygun bir eğimle
tutularak hava çıkışı kolaylaştırılır.
 Besleyicileri sadece besleme yapacak ek kısımlar olarak değil, aynı zamanda basınç
yapabilecek kısımlar olmalıdır.
 Çok çeken ve dökümü zor olan metaller için, (ağır metaller gibi) sarsmalı döküm
tekniği uygulanmalıdır.
 Dökümden sonra parça, çabuk çıkarılmalıdır. Çekerek sıkıştırma ve çatlakları önlemek
için koniklikler de fazla olmalıdır.
 Kum maçalar, alaşımın soğumasıyla artan sıkma sonunda esnerler. Halbuki metal
maçalar sert olduklarından sıcak çatlamalara sebep olurlar. Bu nedenle özellikle
alaşım çelikler için, kokil kalıp yapımında çok önemli tedbirler almak gerekir.
 Dökülecek olan parçanın şekli karışık olmamalıdır. Mümkün olduğu kadar
basitleştirilmelidir.
 Metal maça parçaları, ısıya dayanıklı çelikten yapılmalı ve soğuyan alaşım sıkmaya
başlamadan çekerek çıkarılmalıdır. Kokil dışından çıkartılamayan metal maçalar için
kumdan yapılmış maçalar kullanılır.
 Kokil iç yüzeyine püskürtülecek bir sıvı madde sıvı metalin kokile yapışmasını önler
ve soğuma etkisini azaltır. Grafit esaslı siyah püskürtme sıvısı çabuk soğumayı, kaolin
esaslı olanlar ise daha yavaş soğumayı sağlarlar.
 Kokiller soğukken döküm yapılmamalıdır. Ani ısı değişmesi patlamalara ve
çatlamalara neden olur. Soğuma hızı daha fazla olur döküm sıcaklıklarını uygun
seçmeli veya ısıl işlem anında kalıbı (bakır döküm ve bronzlarda) soğutmak veya (Mg
ve Al alaşımlarında) arada bir ısıtmak gerekmektedir.
 Dökülecek olan parçalarla birlikte elde edilmek istenen vidalar, burç ve boruların
kokil içine yerleştirerek döküm ile kaynaşmaları mümkündür. Bunun için yüzeylerin
önceden uygun bir şekilde hazırlanması, difüzyon yoluyla kaynamasını kolaylaştırır.
Kokil dökümcülüğün kum kalıplara oranla daha iyi taraflarını bilmek, döküm
yöntemini belirlemekte yardımcı olmaktadır.

20. 20
3.3.Kokil Dökümün Başlıca Yararları
Kokil döküm yöntemini çok sık olarak kullanılan bir yöntem olmuştur günümüzde bunun
nedenlerinden biri sağladığı üstünlüklerdir. Bu üstünlükleri yani başka bir deyişle
yararlarını şu şekilde sıralayabiliriz:
 Katılaşmanın ve soğumanın çok hızlı oluşu, daha sık ve ince bir içyapının elde
edilmesini sağlar. Çekme gerilmesi ve akma sınırı artar. Daha fazla sertlik ve
tokluk elde edilir. Döküm süresi kısalır. Bu da hızlı döküm demektir ve
beraberinde seri üretim gelecektir. Diğer döküm yöntemleri tek döküm için uygun
olmaktadır. Seri üretime elverişli değillerdir. Bu yüzden kokil kalıba döküm
geliştirilmiştir.
 Gaz kabarcığı ve karıncalanma gibi boşluklar meydana gelmez böylece iç yapıda
ve dış yapıda oluşacak birçok hatanın önüne geçilmiş olur.
 Ölçü değişimi daha az olduğu için hassas toleranslar ve işleme payları verilir.
Böylece daha iyi bir döküm kalitesi elde edilmiş olur.
 Düzgün yüzey ve iyi taşlanabilme, parlatılma özellikleri vardır. Böylece döküm
işlemi sonunda yapılacak talaşlı işleme işlemlere daha aza indirgenmiş olacaktır.
Yüzey kalitesi iyi dökümler ortaya çıkacaktır.
 Kokil ile alaşımların sıcaklıklarının ayarlanmasıyla elde edilecek parça sertlikleri
ayarlanabilir. Daha üst sıcaklıklara yada daha düşük sıcaklıklar üzerinde döküm
olanağı sağlamaktadır. Bu da bize ayar özgürlüğü verir.
 Dayanıklı olduklarından daha ince kesitli parça, ufak yolluk ve çıkıcılar
konulduğundan, daha az malzeme kullanılır. Yolluların ve çıkıcıların daha ince
kesitli olması malzeme tasarrufu sağlayacak daha ekonomik döküm imkanı
sunacaktır.
 Bu yöntemle yapılan işler çok kısa zamanda teslim edilecektir. İşlemin hızlı
yapılması soğumanın hızlı olması ve daha az talaşlı bitirme işlemlerine sahip
olması bize zaman kazandırır.
 Küçük alanda fazla miktarda üretim sağlanır. Kum kalıba dökümde olduğu gibi
kum havuzlarına ve kum hazırlayıcılar için ekstra yerler gerektirmez. Döküm
makinası ve kalıp için yeterli yer olması dökümün gerçekleştirilmesine yetecektir.
 Çok sayıda parça dökmek maliyeti düşürür. Kokil kalıba döküm yöntemi az sayıda
parça için maliyetlidir. Çünkü kalıp maliyeti ve ilk yatırım maliyetleri yüksektir.

21. 21
Bunun için çok sayıda parça dökülmelidir. Çelik kalıplarda bu sayı çok
artmaktadır.
 Çok fazla bilinçli işçilere gerek yoktur. Bu da kalifiye eleman ihtiyacını azaltır.
Parça başına düşen üretim maliyetlerini düşürür.
Ayrıca avantaj ve dezavantaj olarak sıralayacak olursak avantajları:
 İnce taneli içyapı sayesinde mekanik özellikleri daha iyidir.
 Hassas boyu toleransları sağlanabilir.
 Karmaşık parçaların üretimi mümkündür.
 Parçanın yüzey kalitesi iyi olup, temizleme masrafları düşüktür.
 Seri üretim için ekonomik bir uygulamadır.
 Soğuk metal kalıbın yol açtığı hızlı soğuma ince taneli bir yapı oluşmasını sağlar,
böylece dökümler daha dayanıklı olur.
Dezavantajları:
 Kokil kalıp pahalı olduğundan yöntem ancak seri üretimde ekonomiktir.
 Bu yöntemle her malzeme dökülemez.
 Sadece küçük parçaların üretimi için uygundur.
 Genel olarak düşük sıcaklıkta eriyen metallerle sınırlıdır.
 Yüksek kalıp maliyeti.

22. 22
3.4.Kokil Dökümün İşlem Basamakları
Kokil kalıp da işlem sırası ‘’Şekil 3.1.’’ de gösterilmiştir.
Şekil 3.1. Kokil dökümcülüğün işlem basamakları [13]
(1) Kokil kalıbın hidrolik bir mekanizma ile açılıp kapanmasını ve açık halde iken yüzey
ayırıcı sıvı maddenin püskürtülmesi,
(2) Kokil kalıp parçalarının bütünleştirilmiş hâlde içine konan bir maça, gidici ve kalıp
boşluğu,
(3) Kokil kalıba sıvı metalin pota yardımı ile dökümü,
(4) Kokil kalıbın açılması ve içerisinde katılaşmış halde görünen döküm parça,
(5) Kokil kalıptan elde edilmiş döküm parçadır.

23. 23
3.5. Kokil Kalıplarda Dökülebilen Malzemelerin İncelenmesi
Daha önce söylediğimiz gibi kokil kalıplarda genelde düşük sıcaklıkta eriyen metal
malzemeler dökülmektedir. Bunları sıralayacak olursak alüminyum alaşımları, bakır
alaşımları ve çinko alaşımlarıdır. Bu malzemeleri inceleyecek olursak:
 Alüminyum Alaşımları
 Genellikle kolay dökülebilir olarak bilinir
 Alüminyumun düşük erime sıcaklığı nedeniyle, dökme sıcaklıkları düşüktür
 Tm = 660C
 Özellikleri:
 Hafif yapı
 Isıl işlemlerle dayanım özelliklerinin değiştirilebilmesi
 Talaş kaldırma kolaylığı
 Bakır Alaşımları
 Bronz, pirinç ve alüminyum bronzu türleri vardır
 Özellikleri:
 Korozyon direnci
 İyi görünüm
 Yüksek yataklama kalitesi
 Zayıflığı: bakırın yüksek maliyeti
 Uygulamaları: boru ek parçaları, tekne uskur kanatları, pompa elemanları, süs eşyaları

24. 24
 Çinko Alaşımları
 Yüksek dökülebilirlik, basınçlı dökümde yaygın kullanım
 Düşük erime sıcaklığı – çinkonun erime sıcaklığı Tm = 419C
 Döküm kolaylığı için iyi akıcılık
 Özellikleri:
 Düşük sürünme dayanımı, bu nedenle dökümler uzun süreli yüksek gerilmelere
maruz bırakılamaz
‘’Çizelge 3.1.’’ de kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan alüminyum alaşımlarının
karışım oranları ‘’Çizelge 3.2.’’ de kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan bakır
alaşımları, magnezyum alaşımları ve çinko alaşımlarının karışım oranları görülmektedir.
Çizelge 3.1. Kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan alüminyum alaşımlarının karışım
oranları [9]
Alaşım Alaşım Elemanları , %
AlüminyumAlaşımları
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan

25. 25
Çizelge 3.2. Kokil kalıba döküm yönteminde kullanılan bakır alaşımları, magnezyum
alaşımları ve çinko alaşımlarının karışım oranları [9]
Alaşım Alaşım elemanları , %
Bakır Alaşımları
Magnezyum Alaşımları
Çinko Alaşımları
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan
kalan

26. 26
4.SICAK İŞ TAKIM ÇELİKLERİ
4.1.Çeliklerin Tanımı
Çelik, bir demir (Fe) karbon (C) alaşımıdır. C’dan başka farklı
oranlarda alaşım elementleri ve empürite elementler bulunur. Çeliğe farklı özellikler
kazandıran içerdiği elementlerin kimyasal bileşimi ve çeliğin iç yapısıdır. Çeliğe değişik
oranlarda alaşım elementleri katılabileceği gibi, çeşitli işlemler (ıslah, normalizasyon vs.) ile
iç yapı da kontrol edilerek kullanım amacına göre değişik özelliklerde çelik elde edilir.
Manganez (Mn), fosfor (P), kükürt (S) ve silisyum (Si) üretim sırasında hammaddeden
kaynaklanan elementler olup, çelik bünyesinde belirli oranlarda bulunur. Diğer elementler ise
(Cr, Ni vs.) ferro-alyajlar halinde istenilen miktarlarda çelik bünyesine ilave edilir.
Çelik demir cevherinden veya hurdadan geri dönüşüm ile iki şekilde üretilmektedir. Sıvı çelik
üretildikten sonra döküm ile ingot olarak veya sürekli döküm yöntemi ile kütük veya blum
olarak şekillendirilir. [10]
Çelikler üretim yöntemleri, kullanım alanları, alaşım durumları, ana katkı maddeleri, dokusal
durumlarına, kalite durumlarına, fiziksel ve kimyasal özelliklerine, sertleştirme ortamlarına
göre farklı sınıflara ayrılırlar:
1. Üretim yöntemlerine göre
Çelik üretiminde kullanılan başlıca önemli üretim yöntemlerine göre yapılan sınıflandırma
çeşididir. Bu sınıflandırmada çelikler;
 Bessemer ve Thomas yöntemleriyle üretilen çelikler.
 Siemens – Martin yöntemleriyle üretilen çelikler.
 Elektrik ark ve elektrik endüksiyon yöntemleriyle üretilen çelikler.
 Pota içerisinde üretilen çelikler.
 Oksijenli konverter yöntemleriyle üretilen çelikler.
 Vakum yöntemleriyle üretilen çelikler şeklinde sınıflandırılır.

27. 27
2. Kullanım alanlarına göre
Tüm metalurji sanayiinde bugün için üretilen çelikler mutlaka belli bir amaçta kullanılmak
için üretilmezler ancak yinede belli işlerde kullanırlar. Burada yalnızca sayılmaya değer
nitelikte kullanılmak olanlarından söz edilecektir. Bu sınıflandırmada çelikler;
 Yapı çelikleri
 Takım yapım işleri
 Soğuk ve sıcak işlerde
 Yay yapımında kullanılacak çelikler
 Yüksek sıcaklıkların bulunduğu ortamlarda kullanılacak çelikler
 Dış etkilere maruz yerlerde ve deniz ortamında kullanılacak çelikler
 Hızlı kesme işlerinde kullanılacak çelikler şeklinde sınıflandırılır.
3. Alaşım durumlarına göre
Çeliklere alaşımsız demek onun sadece demir elementinden ibaret olduğu anlamına gelmez.
Tüm çeliklerde demirle birlikte karbon elementi bulunur. Bunun dışında bir element yapıya
girecek olursa alaşımlı çeliklerden söz edilir. Çelikler bu sınıflandırmada;
 Sade karbonlu çelikler
 Düşük ve orta alaşımlı çelikler
 Yüksek alaşımlı çelikler şeklinde sınıflandırılır.
4. Ana katkı maddesine göre
Bu sınıflandırmada çeliğe, ana kütle içerisinde miktarı en çok olan elementin adı verilerek
sınıflandırma yapılır. Bu sınıflandırmada ise çelikler;
 Karbonlu çelikler
 Manganlı çelikler
 Kromlu çelikler
 Nikel çelikler
 Krom Nikel çelikler
 Volframlı çelikler
 Vanadyumlu çelikler şeklinde sınıflandırılır.

28. 28
5. Dokusal durum ve metalografik yapılarına göre
Bu sınıflandırma grubunda ise; ana kütleyi oluşturan yapı çeliğe adını verir. Çelikler bu
sınıflandırma grubunda;
 Ferritik çelikler
 Ferritik ve Perlitik çelikler
 Perlitik çelikler
 Östenit çelikler
 Martensitik çelikler
 Ledeburitik çelikler
 Beynitik çelikler
6. Kalite durumlarına göre
Bu sınıflandırma grubunda çelikler;
 Kütle çelikler
 Kalite çelikler
 Soy (asal) çelikler şeklinde sınıflandırılır.
7. Fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre
Bu grupta çeliklerin göstermiş olduğu fiziksel ve kimyasal özelliklere göre sınıflandırma
yapılır. Çelikler bu grupta;
 Isıya dayanıklı çelikler
 Manyetik çelikler
 Korozyona dayanıklı çelikler
 Paslanmaz çelikler şeklinde sınıflandırılır.

29. 29
8. Sertleştirme ortamlarına göre
Bu grup çeliğin sertleştirildiği ortama göre yapılan sınıflandırma grubudur. Çelikler bu grupta
ise;
 Su çeliği
 Yağ çeliği
 Hava çeliği şeklinde sınıflandırılır.
4.2.Çeliklerin İç Yapısı ve Demir-Karbon Denge Diyagramı
Mühendislik alaşımları içersinde, en önemli yere sahip olan alaşım çeliktir. %0,006 ile %2,06
arasında C içeren Fe-C alaşımları çelik olarak adlandırılır. Fe-C denge diyagramı ‘’Şekil
4.1.’’ , temel olarak Fe ve Fe3C fazlarını içerir. Çelik yapısında, C ile birlikte Cr, Ni, Si, Mo
gibi alaşım elementleri de bulunur.
Şekil 4.1. Fe-C denge diyagramı

30. 30
Saf Fe, oda sıcaklığında KHM (kübik hacim merkez) yapısına sahip olup α-Fe fazındadır.
Yapının ısıtılmasıyla birlikte 911 ˚C’de α-Fe, KYM (kübik yüzey merkez) yapılı γ-Fe
yapısına dönüşür. 1392 ˚C’de ise γ-Fe, KHM yapılı δ-Fe fazına dönüşür. Katı haldeki Fe,
1536 ˚C’de ergiyerek sıvı faza dönüşür.
‘’Şekil 4.1.’’ , Fe-C denge diyagramında görüldüğü gibi % 0,8 C içeren bileşim, ötektoid
bileşimidir ve perlit olarak adlandırılır. Perlit, α ve 2.sementit (Fe3C) fazlarında oluşur. α fazı,
oda sıcaklığında % 0,006 C içerir ve KHM yapısındadır. Sementit ise, % 6,67 C içeren ve
ortorombik kafes yapısına sahip olan Fe-C intermetalik fazıdır.
Çelik yapısının yüksek sıcaklıklara ısıtılmasıyla en fazla % 2,06 C çözünürlüğüne sahip olan γ
fazı elde edilir. γ fazı KYM kafes yapısına sahiptir. Sahip olduğu kafes yapısı nedeniyle
şekillendirebilirliği oldukça yüksektir.
4.3.Kalıp Çelikleri
Plastik üretiminde ve bazı metal kalıp uygulamalarında kullanılan çelikler olup AISI
sisteminde P grubu çelikler olarak sınıflandırılmaktadırlar. Üretimleri ve malzemeden
beklenen özellikler, diğer takım çeliklerinden daha farklıdır. Kalıp çeliklerinden beklenen
özellikler aşağıda sıralanmıştır. [6]
 Şişirme kabiliyeti (polimer esaslı malzemelerin üretimi için)
 İşleme kabiliyeti
 Parlatma kabiliyeti
 Aşınma dayanımı
 Yüksek yüzey sertliği
 Yüksek çekirdek dayanımı
 Tokluk
 Sertleştirme sırasında düşük boyutsal değişim
 Korozyon direnci
 Menevişleme sırasında düşük sertlik kaybı
Bazı kalıp çeliklerinin bileşimi ‘’Çizelge 4.1.’’ de verilmiştir. Kalıp çelikleri, özellikle plastik
üretiminde kullanıldığı için biz kokil kalıplar için daha çok sıcak iş takım çeliklerinden
bahsedeceğiz. Kalıp çelikleri düşük mekanik ve ısıl yüklere maruz kalır fakat döküm

31. 31
işleminde yüksek sıcaklıklar ve yüksek mekanik yükler söz konusu olacağı için döküme
uygun olmamaktadırlar.
Çizelge 4.1. Çeşitli kalıp çeliklerinin kimyasal bileşimi
AISI C
%
Mn
%
Si
%
Cr
%
Ni
%
Mo
%
W
%
V
%
Al
%
P2 0,10
(m.)
0,10
-
0,40
0,10
-
0,40
0,75
-
1,25
0,10
-
1,50
0,15
-
0,40
- - -
P4 0,12
(m.)
0,20
-
0,60
0,10
-
0,40
4,00
-
5,25
-
0,40
-
1,00
- - -
P20 0,28
-
0,40
0,60
-
1,00
0,20
-
0,80
1,40
-
2,00
-
0,30
-
0,55
- - -
P21 0,18
-
0,22
0,20
-
0,40
0,20
-
0,40
0.50
(m.)
3,90
-
4,25
- -
0,15
-
0,25
1,05
-
1,25
Kalıp çelikleri, düşük C içeren çeliklerdir. Bu nedenle, sertleştirme işlemi sonrası yüksek
sertlik değerlerine ulaşabilmesi mümkün değildir ve yüzeyde istenen sertlik değerinin elde
edilmesi amacıyla karbürizasyon işlemi uygulanır. Karbürizasyon, 870-925 ˚C arasındaki
sıcaklıklarda ve 2 ile 24 saat arasında değişen sürelerde uygulanır. Yalnızca, yüksek C ve
alaşım elementi içeriğine sahip P21 çeliğinde menevişleme sıcaklığı 540-580 ˚C sıcaklık
aralığındadır. Bu durumda daha yüksek sıcaklıklara ulaşacak döküm alaşımlarını

32. 32
karşılayamayacaktır. Al ve alaşımlarının döküm sıcaklıklarının 690-730 ˚C arasında olduğunu
düşünecek olursak hafif alaşımları dökebilmemiz için daha yüksek sıcaklıklarda özelliklerini
koruyacak çeliklere ihtiyacımız vardır. Burada karşımıza sıcak iş takım çelikleri çıkacaktır.
4.4.Sıcak İş Takım Çeliklerinin Tanımı
Sıcak iş takım çelikleri yüksek sıcaklık (200 ˚C ve üzeri) uygulamalarda kullanılan çelikler
olup AISI sınıflandırma sisteminde H (Hot Work) harfi ile simgelenen takım çeliği
grubudur.[5] Sıcak iş takım çeliklerinin kullanım alanları gereği tekrarlanan sıcak
şekillendirme uygulamalarında yumuşamaya karşı yeterli dayanımı göstermesi en temel
özelliği olup kimyasal kompozisyonu da bunu desteklemektedir. Kullanım yerleri gereği
yüksek sıcaklıkta mekanik özelliklerini korumaları gerekir ve bu nedenle sıcak iş takım
çeliklerinde sıcak sertliği sağlayan prensip alaşım elementleri bulunur.
Kullanılacak olan sıcak iş takım çeliğinin seçiminde 3 temel kriter belirleyici rol oynar:
 Kullanım sıcaklığı
 Parçaya etkiyen yük
 Parçanın soğuma davranışı
Sıcak iş takım çelikleri içerdikleri prensip alaşımına göre üç gruba ayrılmaktadır:
 Krom (Cr) esaslı sıcak iş takım çelikleri,
 Molibden (Mo) esaslı sıcak iş takım çelikleri,
 Tungsten (W) esaslı takım çelikleri, ‘’Çizelge 4.2’’

33. 33
Çizelge 4.2. Sıcak iş takım çeliklerinin sınıflandırılması [11]
4.5.Sıcak İş Takım Çeliklerinin Kullanım Alanları
Sıcak iş takım çelikleri için çok farklı kullanım alanları bulunmaktadır. Bunlar arasında metal
enjeksiyon, ekstrüzyon ,cam kalıpları ,dövme ve plastik kalıp çeliklerini sıralayabiliriz.
‘’Çizelge 4.3.’’

34. 34
Çizelge 4.3. Sıcak iş takım çeliklerinin uygulama alanları [11]

35. 35

36. 36

37. 37

38. 38
4.6.Sıcak İş Takım Çeliklerinden Beklenen Özellikler
Sıcak iş takım çelikleri demir ve demir dışı alaşımların dövülerek şekillendirmesinde, demir
ve demir dışı metallerin sıcak ekstrüzyonunda ve plastik şekillendirilmesinde, hafif metallerin
yüksek basınçlı dökümünde yaygın olarak kullanılan takım çelikleridir. Kokil kalıpların
imalatında da sıcak iş takım çelikleri kullanıldığından daha önce bahsetmiştik. Sıcak iş takım
çeliklerinin uygulama alanına göre maruz kalacağı zorlanmalar ‘’Çizelge 4.4.’’ de
özetlenmiştir.
Çizelge 4.4. Sıcak iş takım çeliklerinin kullanım alanına bağlı olarak maruz kaldığı
zorlanmalar
Zorlanma Türü Dövme Ekstrüzyon Enjeksiyon
Maks. yüzey 870˚C 570˚C 600˚C
Isıl yorulma +++++ +++ ++++
Plastik deformasyon +++++ +++ +++
Sıcak aşınma +++++ ++++ ++++
Erozyon ++ ++ +++++
Sürünme + +++++ +
Darbe +++++ ++ ++++
‘’Çizelge 4.4.’’ de görüldüğü üzere ısıl yorulma sıcak iş takım çeliklerinin ömrünü
sınırlandıran en önemli hasar oluşturucu mekanizma olarak karşımıza çıkmaktadır. Özellikle
dövme prosesinde dövülen parça sıcaklığı 1050 ila 1150˚C arasında olmakta ve temas
süresine bağlı olarak kalıp yüzey sıcaklığı 870˚C’ye kadar çıkabilmektedir. Bu nedenle sıcak
iş takım çeliklerinin ısıl yorulma direncini arttırmak için günümüzde mikroyapısı son derece
homojen ve düşük oranda ilklüzyon ve eser elementler içeren ESR işlemi görmüş çelikler
geliştirilmiştir.

39. 39
‘’Çizelge 4.4’’ de bahsettiğimiz zorlanmalara karşı sıcak iş takım çeliklerinden beklenen
özellikleri şu şekilde özetleyebiliriz.
 Çalışma sıcaklığında yeterli plastik deformasyon direnci: Plastik deformasyona
karşı direnç çeliğin sahip olduğu çekme ve basma dayanımıyla orantılı olup artan
sertlik değeri ile artış gösterir. Örnek olarak bir sıcak iş takım çeliği 45 HRC
değerinde 1350 MPa çekme dayanımına sahipken bu değer 50 HRC sertlik değerinde
1650 MPa’dır. Ancak diğer takım çeliklerinin oda sıcaklığında sertleştirilmiş ve
menevişlenmiş durumda daha yüksek sertliğe sahip olmalarına karşın artan
sıcaklıklarda sertliklerini kaybeder, sıcak iş takım çelikleri ise yüksek çalışma
sıcaklıklarında içerdikleri Cr, Mo, W alaşımları sayesinde sertliklerini ve
dayanımlarını koruyarak çok iyi yüksek sıcaklık plastik deformasyon direnci
gösterirler.
 Yeterli darbe direnci (Tokluk): Sıcak iş takım çeliklerinin sahip olması gereken
diğer önemli özellik mekanik ve ısıl şoklara karşı yeterli dayanımı göstermesidir.
Tokluk olarak ifade edilen bu değer çeliğin kırılması için gereken enerji miktarıdır ve
çentikli darbe testi ile belirlenir. Bir sıcak iş takım çeliğinin sahip olduğu kırılma
enerjisinin mümkün olduğunca yüksek olması gerekir. Bu nedenle sıcak iş takım
çeliklerinde diğer takım çeliklerine kıyasla karbon oranı düşürülerek yeterli darbe
direncine sahip olmaları sağlanmıştır. Çeliğin mikro temizliği ve segregasyon miktarı,
darbeye maruz kaldığı sıcaklık ve uygulanan ısıl işlem çeliğin sahip olduğu tokluğa
son derece büyük etkide bulunmaktadır.
 Yeterli yüksek sıcaklık aşınma direnci: Sıcak iş takım çelikleri yüksek çalışma
sıcaklıklarında yoğun olarak erozyon ve sıcak aşınmaya maruz kalırlar. Üretim
sırasında yüzeyin çıktığı maksimum sıcaklıkta çeliğin sahip olduğu sertlik düşmeye
başlar ve yüzeyde metal metal sürünmesine bağlı olarak aşınma gözlenir Artan sıcak
sertlik kazandırıcı alaşım elemanı oranına bağlı olarak çeliğin sıcak aşınma direnci
artar. Artan Vanadyum alaşımına bağlı olarak çelik matrisinde oluşan sert (2400 Hv)
ve kararlı VC karbürler ise çeliğin sıcak aşınma direncini son derece olumlu etkiler.

40. 40
 Isıl işlem sırasında distorsiyona (Çarpılmaya) karşı yeterli direnç: Sıcak iş takım
çeliklerinin, ısıl işlemi sırasında meydana gelen distorsiyon ve boyutsal değişimi
minimum oranda göstermeleri beklenir. Bu özelliğin iyileştirilmesi için görece olarak
daha yüksek alaşım içeriğine yani sertleşebilirliğe sahip çelikler kullanılır böylece ısıl
işlem sonrasında arzulanan martenzitik mikroyapı daha düşük soğutma hızlarında elde
edilebilir ve dolayısı ile deformasyon ve boyutsal değişim asgari düzeye indirilir.
Soğutma işleminin daha düşük hızlarda yapılabilmesi artan kesit kalınlığına sahip
kalıpların daha az ısıl işlem gerilimi barındırmasına neden olarak çeliğin makro
tokluğunun arttırılmasını sağlar.
 Yeterli ısıl yorulma direnci: Sıcak iş takım çelikleri kullanım alanları gereği yoğun
belirli bir frekansta değişim gösteren termal yüklemelere maruz kalırlar. Bu tür termal
yüklemeler sıcak iş takım çeliklerinde ağ şeklinde mikro-çatlakların oluşmasına neden
olur. Bu hasar özellikle yüksek basınçlı kalıp döküm ve dövme uygulamalarında sıcak
iş takım çeliklerinin ömrünü sınırlandıran birincil hasar mekanizmasıdır.
Yeterli işlenebilirlik: Sıcak iş takım çeliklerinin yeterli işlenebilirliğe sahip olabilmeleri için
yumuşatma tavının yapılmış olması ve gereken teslimat sertlik değerinin aşılmaması gerekir.
Buna ek olarak sıcak iş takım çeliklerinde işlenebilirliği kötü etkileyen ikincil faz
partiküllerinin bulunmaması gerekir zira bu partiküller işlenebilirlikle birlikte çeliğin darbe ve
termal şok direncini de olumsuz etkilerler.
4.7.Alaşım Elementlerinin Çelik Özelliklerine Etkisi
Çelik içerisinde yer alan C, ana alaşım elementidir. C yanında, S, P, Al, Si gibi alaşım
elementleri eser miktarlarda bulunur. Ayrıca, malzemeden istenen özelliklere göre Cr, V, Mn,
W gibi çeşitli alaşım elementleri de kullanılır.

41. 41
 Karbon (C)
Çelikteki alaşım elementidir. Katı çözeltisi oluşumunu sağlar. Ayrıca karbür oluşumunu
sağlar. Sertlik artışına neden olur.
 Mangan (Mn)
Çelik yapısında en az % 0,30 oranında bulunur. Oksijen ve sülfürü gidermek amacıyla
kullanılır. Yapı içerisindeki miktarı arttıkça, çeliğin kaynak kabiliyeti ve dövülebilirliği
yükselir.
Mn’nın çelik içerisinde % 2’den daha fazla oranlarda bulunması, P, Sn, Sb, As gibi
safsızlıklar ile tane sınırında segregasyon oluşturur. Bu durum meneviş gevrekliğinin ortaya
çıkmasına neden olur.
 Silisyum (Si)
Oksit giderici olarak kullanılır Ferrit fazında çözünen ve karbür oluşturmayan alaşım
elementlerindendir, sertlik ve kırılganlığın artmasına neden olur. Mangan ya da molibden ile
birlikte bulunduğunda, sertleşebilirliği oldukça arttırır. Ayrıca aşınma dayanımı, akma
dayanımı ve ısıl dayanım gibi özelliklerin yükselmesini sağlar.
 Fosfor (P)
Ferrit yapısı içinde çözünerek dayanım artışına neden olur. Katılaşma sırasında tane
sınırlarında segrege olur.
Miktarı arttıkça, süneklik ve yokluk düşer, soğuk kırılganlık oluşma eğilimi artar. Mn, Cr,
Mn-Si, Cr-Ni ve Cr-Mn çeliklerinde meneviş gevrekliğine neden olur. Östenitik Cr-Ni
çeliklerinde, Çökelme etkisi yaratarak akma noktasını yükseltir. Ayrıca, oksitleyici ajan
olmasından dolayı östenitik paslanmaz çeliklerde tane sınırı korozyonuna neden olur.

42. 42
 Kükürt (S)
Tane sınırlarında ağsı yapılar şeklinde sülfür ötektikleri oluşmasına neden olur. Bu bileşenler,
düşük sıcaklıkta ergidiği için malzemenin gevrekleşmesine neden olur, sıcak gevreklik ortaya
çıkar.
 Alüminyum (Al)
Oksit giderici ve tane inceltici olarak kullanılır. N varlığında, sert ve kırılgan AlN intermetalik
bileşeni oluşturur. Çökelme sertleşmesi oluşturmak, su verme öncesi tane büyüklüğünü
kontrol etmek amacıyla kullanılır.
 Azot (N)
γ-sahasını genişleterek, γ fazını kararlı hale getiren alaşım elementlerindendir. V, Nb, Ti gibi
alaşım elementleriyle sert nitrür ve karbonnitrürler oluşturur. Düşük C’lu çeliklerde su verme
yaşlanması, gerinim yaşlanması ve mavi gevreklik yaratır.
 Krom (Cr)
Hem ferrit yapısında çözünebilen hem de karbür oluşturan alaşım elementlerindendir. Düşük
Cr/C oranlarında (Fe,Cr)3C oluşurken, yüksek Cr/C oranlarında (Cr,Fe)7C3 ve (Cr,Fe)23C6
karbürleri oluşur.
Cr; sertleşebilirliği, korozyon-oksidasyon direncini ve yüksek sıcaklık dayanımını arttırır.
Ayrıca, yüksek C varlığında aşınma dayanımını da arttırır.

43. 43
 Nikel (Ni)
γ-sahasını genişleterek, γ fazını kararlı hale getiren alaşım elementlerindendir. Yeterli
miktarlarda kullanıldığında γ-α dönüşüm sıcaklığı 0 ˚C’nin altına düşer. Karbür oluşturmaz.
Darbe yokluğu ve yorulma direnci sağlar, Cr ve Mo ile birlikte sertleşebilirliği arttırır.
 Molibden (Mo)
Sementit yapısı içinde az miktarlarda çözünür ve alaşım karbürleri oluşturur Menevişleme
işlemi sırasında ikincil sertlik oluşumuna neden olarak mekanik özelliklerin artmasını sağlar.
Alaşım elementi olarak Mo kullanımı ile ince taneli yapı elde edilirken, yorulma dayanımı ve
sertleşebilirlik de artar. Paslanmaz çeliklerde, Ni ve Cr ile korozyona karşı direnç sağlar ve
çeliğin oyuklanmaya karşı hassasiyetini azaltır.
Wang tarafından yapılan çalışmada, malzeme Cr içeriğinin % 3’ten % 4’e, Mo içeriğinin ise
% 2’den % 3’e yükselmesiyle, yüksek sıcaklıklardaki aşınma özelliğinin önemli değerlerde
yükseldiği belirlenmiştir.
 Tungsten (W)
Karbür yapıcı alaşım elementidir.Menevişleme işlemi sonucunda ikincil sertlik oluşumunu
sağlar, oluşan karbürler sert ve aşınmaya karşı oldukça dayanımlıdır. İkincil karbürler ile
sıcak sertliği arttırır Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini engeller.
 Vanadyum (V)
Yüksek sıcaklıklara kadar varlığını koruyan, karbürler oluşturan alaşım elementidir. Sementit
ve östenit yapısı içerisinde çözünerek sertleşebilirliği arttırır. Fakat, yapı içerisinde halde
bulunan V, sertleşebilirliği düşürür. Yüksek sıcaklıklarda tane büyümesini engeller. Yorulma
dayanımı, sıcak sertlik, darbe dayanımı gibi özelliklerin gelişmesini sağlar. Sürünme

44. 44
dayanımı istenen çeliklerde, sıcak dövme kalıplarında kullanılan çeliklerde ve hız çeliklerinde
ana alaşım elementidir.
 Niobyum (Nb) ve Tantalyum (Ta)
Nb ve Ta, karbür ve nitrür yapıcı elementlerdir. Az miktarlardaki Nb, ince nitrür ve
karbonitrür fazları oluşturarak yapıyı incelterek, akma dayanımının artmasına neden olur.
Mikroalaşımlı çeliklerde kullanılan en önemli alaşım elementlerindendir. Ayrıca, Cr-Ni
paslanmaz çeliklerini stabilize ederek tane arası korozyonunu engeller.
 Titanyum (Ti)
Karbür ve nitrür oluşturan alaşım elementlerindendir. Malzemede yarattığı etki, Nb ve V
elementlerinin yarattığı etki ile benzerdir. Fakat, oluşturduğu karbürler daha ince yapıdadır.
Özellikle östenit çeliklerde, tane arası korozyonunu engellemek amacıyla kullanılır
Oluşturduğu karbürler ile sürünme dayanımı ve tokluğu arttırır.
Ti, Nb, V gibi alaşım elementleri yüksek sıcaklıklarda dahi çözünmeyen alaşım karbürleri
oluşturur ve östenit yapısı içinde çözünürlükleri düşüktür. Bu nedenle, oluşturdukları alaşım
karbürleri ile östenitleme işlemi sırasında tane büyümesini engelleyici rol oynarlar.
 Kobalt (Co)
Alaşım karbürü oluşturmayan alaşım elemenlerindendir. Karbon çeliklerinin
sertleşebilirliğini düşürür. Martenzit başlama sıcaklığını yükselterek, mantenzitik dönüşüm
sırasında oluşan artık östenit miktarını azaltır.
 Bakır (Cu)
% 0,30’dan fazla oranlarda bulunduğunda çökelme sertleşmesi ile dayanım artışı sağlar.
Yüksek sıcaklık özellikleri ve yüzey kalitesi üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Fakat,
atmosferik korozyon direnci ve çekme dayanımında artış oluşmasını sağlar.

45. 45
 Zirkonyum (Zr)
Zr karbür yapıcı alaşım elementidir ve östenit sahasını sınırlayıcı etkiye sahiptir. Yüksek
dayanımlı düşük alaşımlı çeliklerde inklüzyon karakterini iyileştirmek ve dayanımı arttırmak
amacıyla kullanılır.
Alaşım elementlerinin çeliklere sertlik, mukavemet, akma noktası, uzama, kesit daralması,
darbe direnci, elastisite, yüksek sıcaklığa dayanım, soğuma hızı, karbür oluşumu, aşınma
direnci, dövülebilirlik, işlenebilirlik, oksitlenme eğilimi ve korozyon dayanımı açısından
etkileri ‘’Çizelge 4.5.’’ te gösterilmiştir.
Çizelge 4.5. Çeşitli alaşım elementlerinin çeliklere etkileri

46. 46
5.KOKİL KALIP İMALATI
5.1.Kalıplama Şeklinin Belirlenmesi
Kalıplama şeklinin belirlenmesi tecrübe ve çok iyi bir meslek bilgisi ister. Seçiminde dikkat
edilecek iki önemli konu vardır:
 Kalıbı sadeleştirmek
 Döküm hatalarından kaçınmak.
Döküm hatalarından kaçınırken en önemlilerinden biri hafif dökümlerin hassas olduğu
kabarcık ve çekinme gibi hatalardan kaçınmaktır.
Dökümcü için ilk şart asıl kalıplama yöntemidir. Çoğu zaman dökümün karışık olması
pahasına bile asıl kalıplamaya dikkat ederler ancak kalıplama şekli dökümün kolay ya da zor
yapılmasını tayin edecektir ve önemli bir husustur.
Kalıp basitleştirmenin ilk şartı kalıplama şeklinin parçanın gerçek şekline uygun olması ve
kalıp birleştirmelerini basitleştirmesi lazımdır. Yatay kalıplama dik döküldüğü için parçanın
iyi beslenmesini ve basit dökülmesini sağlayacaktır. Genelde motor silindirlerinde kullanılır.
Kalıp şekli temizleme payına da yol göstermelidir. Bunun için herhangi bir kısıtlama ya da
tanım mevcut olmamakla birlikte kalıpçının modeli kumdan çıkarıp hiçbir arıza yapmadan üst
parçayı kalıptan çıkarırken karşılaştığı güçlüklerle orantılıdır denilebilir. Metal kalıplarla
uğraşan dökümcü için temizleme, kalıbı açıp içinden rahatça parçayı çıkarmaktan ibarettir.
Temizleme model ve maça sandıklarında %1 ile %20 arasında değişirken metal kalıplarda %1
ile %10 arasında değişir.

47. 47
Bazı hallerde bırakılan fazlalık parçanın görünüşünü cazipleştirir. Bazen kalıplarda
basitleştirme, dökümcüyü hususi maça ve söküp takılabilir parçalar imaline sevkeder.
Kalıpların basitleştirilmesi atılacak parçanın azalmasından dolayı azalacak imal fiyatının
yanında parçaların görünüş ve hassasiyetleri üzerinde de etkiler yapar. Yerinde olmayan
kumdan veya metal maçalar çoğu zaman parçada taşma ve iyi görünmeyen dikişler meydana
getirir. Sökülüp takılabilen kısımlar her zaman ufak tefek değişiklere uğrayacaktır.
Çıkıntılar çoğu zaman kalıba zorluk çıkaracak kısımlardır. Çoğu zaman çıkıntılar dolu imal
edilip sonradan talaşlı imalat ile meydana getirilirler. ‘’Şekil 5.1.’’ de değişik şekillerde
hazırlanmış kalıplar görülmektedir.
Şekil 5.1. Değişik şekillerde hazırlanmış kalıplar [3]

48. 48
5.2.Kokil Kalıpta Dökülecek Parçanın Uygun Şekle Hazırlanması
Döküm için hazırlanacak kokilin şekillendirilmesinden önce, dökülecek parçanın kokil
dökümü için uygun bir şekle hazırlanması gerekmektedir. Kalıbın kısımlara ayrılması, sıvı
metalin akışını kolaylaştıracak gibi noktalarda, kuma döküm yöntemi kuralları
uygulanmaktadır. Ancak kokil dökümcülüğünde, konikliklerin daha fazla olması, hızlı
soğuma nedeniyle ince kesitin 3mm. den az olmaması gerekir.
Kokil çeşitleri, kalıbın tamamının metal veya kum ile karışık olarak meydana getirilmesine
göre bölümlenir. ‘’Şekil 5.2.’’ de tamamı metal kalıp görülmektedir. ‘’Şekil 5.3.’’ de yarım
kokil kalıp görülmektedir.
Şekil 5.2.Tamamı metal piston kalıbı [3]

49. 49
Şekil 5.3. Yarı metal yarı kum kalıp [3]
Bazı kalıplar sadece metalden meydana gelirken bazılarında kalıp boşluğuna kum veya kabuk
maçalar kullanılır. ‘’Şekil 5.3.’’ de görüldüğü üzere alt kalıp metalden, üst kalıbın yarısı
kumdan imal edilebilir.
Kokile dökülecek parçanın büyüklüğüne ve şekline göre, bir veya iki parça aynı kokil kalıbın
içine yerleştirilebilir.
5.3.Kesit Kalınlıklarının Belirlenmesi
Dökülecek parçanın kesit kalınlığına göre, kokil kalıbın da kesit kalınlığı belirlenecektir. Bu
değerleri ‘’Çizelge 5.1.’’ de görebiliriz.

50. 50
Çizelge 5.1. Dökülecek parça kalınlığına göre kokil kalıbın kesit kalınlığı
Dökülecek parçanın kesit kalınlığı Kokil kalıbın kesit kalınlığı
20 mm. 10-20 mm.
20-50 mm. 20-35 mm.
50 mm. 50 ile parça kesit kalınlığının %70i kadar
Kokillerdeki kesit kalınlıklarının mümkün olduğu kadar sabit kalması arzu edilmektedir.
Bunun için kokillerin dış yüzeyleri dolu olarak değil de, kanatcıklar ve federler ile takviyeli
bir şekilde yapılmaktadır.
5.4.Kokil Kalıplarda Besleme Sistemi
Kokil kalıp imal edilirken ilk dikkat edilecek hususlardan birisi yolluk sistemidir. Yolluk
sistemi kalıp boşluğunu doyuracak şekilde ve kalıp ayırmasına engel olmayacak şekilde tayin
edilmelidir. Kokil kalıplar sürekli açılıp kapanan kalıplar olduklarından yolluk sistemi
genellikle ayırma yüzeyine konulur.
Sıvı metalin direkt olarak döküldüğü büyük kokillerde, özel bir yolluk sistemi bulunmaz. Sıvı
metal düşey olarak kalıbın havşasından aşağıya dökülür. Fakat genellikle kokiller için yatay
yolluk sistemi öngörülür. Bunlar da kokilin ayırma yüzeylerinde bulunur. Bazen yolluk
sisteminin kokil dışında, maça kumu veya seramik malzemeden yapıldığı da görülmektedir.
‘’Şekil 5.4.’’ de çeşitli malzemelerden yapılmış yolluklar görülmektedir.

51. 51
Şekil 5.4. Çeşitli malzemelerden yapılmış yolluklar [3]
İki parçalı kokillerde yolluk alttan verildiğinde, parçanın büyük kısmı altta bırakılır. Böylece
kokil içindeki alaşımın akışı yavaşlatılarak kokilin ömrü uzatılır. Kokil ömrü önemlidir. Ne
kadar çok parça dökülecek olursa, parça başına düşen kalıp maliyeti düşecektir. Kokil
yukarıdan direkt olarak dökülecek olursa, parçanın ağır kısmı üst kısma getirilmelidir.
Kokil yolluklarının, hızlı, sakin ve düzgün bir sıvı metal akışı sağlayacak şekilde
ölçülendirilmelidir. Dar yolluklar katılaşarak tıkanmalara, çok geniş yolluklar ise, sıvı metalin
anafor yapmasına ve sıçrayarak katılaşan küçük metal damlacıklarının meydana getireceği
hatalara neden olurlar. Bunun yanında geniş yolluklarda katılaşacak malzeme fazladan
malzeme kullanılmasını ve bitirme işlemlerinin zorlaşmasını sağlayacaktır. Alaşımın yolluk
içersinde akışını yavaşlatmak ve curufu da temizlemek için sifonlu veya santrifüjlü yolluklar
kullanılmaktadır. ‘’Şekil 5.5.’’

52. 52
Şekil 5.5. Sifonlu veya santrifüjlü yolluklar [3]
Yolluk sistemlerinin tayin edildikten sonra yolluk sisteminde kullanılacak ayrıntılar da
önemlidir. Dökümün yavaş olması, alaşımın kalıpta tam olarak yükselmesi ve sıçrama
yapmaması istenir. Hazneli dökümde, ince ve düzgün akıtmakla temin edilebilir.
En ekonomik yolluklar, kalın kısımların yakınlarında bulunan ince kısımlara yollamakla
temin edilir. Doğru şekilde yapılan bir döküm, parçanın üst kısmında cüruf ve hava kabarcığı
olmamasını sağlar. Bu durumda yolluk sistemini doğru olarak tesbit etmek gerekir.
Dökümün veriliş şeklini, yolluk ve çıkıcıyı oynatmak suretiyle soğuma hızı ayarlanabilir.
Genelde birinkinti olarak adlandırdığımız parçada kalması halinde büyük sorunlara neden
olacak cüruf kalıntılarının çıkıcıda kalması istenir ve ayarlar ona göre yapılır.
Sağlam bir parça elde etmek için soğumanın parçadan yolluğa kadar her tarafta birden olması
olması lazımdır. Başka türlü ifade etmek gerekirse parçanın sertleşmiş kısımlarının içerisinde
sıvı madde hapsedilmiş olmamalıdır. [1]

53. 53
Bu neticeye varabilmek için yollukların ve çapakların temizlenmesi kolay ve ucuz olmalı ve
yollukların ağırlıkları parçaya oranla çok büyük olmamalı optimizasyonu iyi yapılmalıdır.
Normalde bir parçanın hata oranını binde yapılan hatalı parçalarının oranı ile ölçülse bile
dökümde bu kural geçerli olmamaktadır. Çünkü dökümde soğuma hızı tayini zordur ve her
parçada farklı bir yapı oluşmasına neden olabilir. Bu durumda yollukların tam olarak
incelenmesi zor olacaktır. Tek seferde karar vermek yerine birden fazla döküm parçasının
bekletilip hepsinin testleri yapılmalıdır. Hafif alaşımların dökümünde parçaların çiziminde
yapılan hatalar direkt olarak değiştirilebilir ve kalın bir kısımla ince bir kısmın bağlantısı artan
şekilde olmalıdır. ‘’Şekil 5.6.’’
Şekil 5.6. İnce kısımları kalın kısımlar ile birleştirme [1]
Bağlantı noktalarında oluşan eğrilik yarıçapları uygun olmalı ve yığılmalara sebebiyet
vermemelidir. ‘’Şekil 5.7.’’ e < R < 1,5e

54. 54
Şekil 5.7. Birleştirme yarıçapları [1]
Kalınlığı uygun verilmeli. Aynı zamanda düğüm noktalarında, eğri ve dörtlü bağlantılar
yapmak da sakıncalıdır. ‘’Şekil 5.8.’’
Şekil 5.8. Takviyelerin birleştirilmesi [1]

55. 55
Bir kalınlık değişimi hiçbir zaman meyilli bir bağlantıyla birleştirilmemelidir. ‘’Şekil 5.9.’’
Şekil 5.9. Kalınlığı değiştirmekle birleştirme [1]
Çıkıntı düz bir parçanın üstünde olup da beslenmemesi çok zaman kaybettirecektir. Bu tür
durumlarda bağlantı ile çıkıntı bir dış kısıma bağlanır. Bu şekilde çıkıntıda oluşacak
birikintinin önüne geçilmiş olur. ‘’ Şekil 5.10.’’
Şekil 5.10. Takviyeli besleme [1]

56. 56
Yolluk sisteminde en önemli hususlardan biride soğutma sistemidir. En son tayin edeceğimiz
soğutma sistemi parçanın doğru zamanda soğumasına yardımcı olacaktır. Bir plakayı ele
alacak olursak plaka için çıkıcılar soğutucularla birbirini takip eder şekle konulur.
‘’Şekil 5.11.’’
Şekil 5.11. Plaka için soğutucu ve çıkıcıların konumu [1]
5.5.Kokil Kalıplarda Kullanılan Maçalar, İtici Pimler Ve Kilitleme Sistemleri
Kokil kalıplarda genelde metal maça kullanılmakla birlikte kumdan yapılmış maçalar da
kullanılabilir. Metal maçalar çok iyi yerleştirilmelidir. Kalıbın açılmasına ve kapanmasına
olumsuz etki yapmamalı kolayca parçadan sıyrılmalıdır. Metal maçalar sabit olabileceği gibi
zor noktalarda bulunacak olurlarsa geri çekilebilecek şekillerde de tasarlanabilirler.
‘’Şekil 5.12.’’ de metal maçaların üst kalıp yüzeyindeki yerleşimleri görülmektedir.

57. 57
Şekil 5.12. Kokil kalıpta metal maçaların üst kalıp yüzeyindeki yerleşimleri görülmektedir
[14]
Kokil kalıplarda maçalar dışında parçanın hızlı ve sorunsuz bir şekilde kalıptan
çıkarılabilmesi için uygun noktalara itici pimler yerleştirilmelidir. İtici pimler genelde
parçanın et kalınlığının fazla olduğu yerlere yerleştirilir böylece parçada içeri göçme
olmayacaktır. Ayrıca kalınlığı da iyi ayarlanmalıdır ki parçada iz bırakmasın.
Kokil kalıplarda bu ikisine ek olarak çeşitli bağlantı, kilitleme ve pimleme parçaları yer
alacaktır. ‘’Şekil 5.13.’’

58. 58
Şekil 5.13. Kokil kalıpların çeşitli bağlantı, kilitleme ve pimlenme şekilleri [3]
5.6.Kokil Kalıplarda Hava Kanalları
Kokil kalıplarda gaz geçirgenliği olmadığından, kokillere ayrıca içerdeki havanın çıkışını
sağlayacak ince kanallar açılmalıdır. Kokillerde yükselen sıvı metalin sürüklediği gazların,
keskin köşeler veya üst kısımlarda bulunan yerlerde sıkışıp kalması, kalıpların uygun
yerlerine yerleştirilecek uygun çıkıcılarla önlenir. Çıkıcısı bulunan kokillerde, hava boşaltma

59. 59
işlemi bunlar tarafından sağlanacaktır. Bazen kanallar veya delikler yerine, parça üzerine daha
büyük çaplı çıkıcılar açılarak alaşımın bir kısmının kokil dışına akışı sağlanır. Çok önemli
olan parçaların dökümünde, kokil içindeki havanın vakum ile emilmesi de yapılır.
Kokillerdeki havanın boşaltılması için açılmış deliklerden ve kanallardan bazı örnekler
‘’Şekil 5.14.’’ de görülmektedir.
Şekil 5.14. Kokillerde hava kanalları [3]
5.7.Kokil Kalıpların Soğutulması
Kokil kalıpların genelde dış yüzeyleri dolu olarak değil de, kanatçıklar ve federler ile
takviyeli bir şekilde imal edilmektedirler. ‘’Şekil 5.15.’’

60. 60
Şekil 5.15. Kanatçık ve federlerle soğutma [3]
Kokil kalıpların ömrüne en çok etki eden şey, kullanılan alaşımdan çok kokilde meydana
gelen ısıl değişmelerin zorlamalarıdır. En normali homojen ısı dağılımını sağlayan iğneli
soğutma çıkıntılı kokillerdir. ‘’Şekil 5.16.’’
Şekil 5.16. İğneli soğutmalı kokil [3]

61. 61
Çok seri olarak çalışan bazı kokillerde doğal olarak hava soğutmalı kokiller yeterli
olmayacaklardır. Kalın kesitli kokillerin soğutulması için içersinden su dolaştırılması da
gerekmektedir.
5.8.Kokil Kalıplarda Kullanılan Refrakter Ve Yüzey Ayırıcı Malzemeler
Kokil kalıplarda kalıp ömrünü arttırmak için refrakter bir boya ile boyanır ya da refrakter bir
malzeme ile kaplanması gerekmektedir. Bu işlem her döküm için değil belli aralıklarla tekrar
edilmelidir. Refrakter boyalar sadece kalıbı korumamakla birlikte döküm sonucunda daha iyi
bir yüzey elde edilmesini, kalıp ve maçaların genleşme hatalarını engellemek, metal ve kalıp
arasında oluşabilecek reaksiyonları engellemek, karbon, fosfor ve kükürt birikmelerini
engellemektedir.
Refrakter boya olarak en çok silica, alumina, pirofilit, müllit, olivin, grafit, manyezit ve
zircon kullanılmaktadır. Bu boyalar içersinden dökülecek malzemeye gore uygun seçim
tablolar aracılığı ile yapılır.
Yüzey ayırıcı madde, kokil kalıp boşluğu iç yüzeyleri ile sıvı metal arasında ince bir katman
meydana getirir. Amacı sıvı metalin kalıp yüzeylerinin olumsuz etkilenmesini önleyerek kalıp
ömrünü uzatmaktır. Ayrıca kokil kalıplar dökümden sonra maça görevi gören çekme parçalar
ile döküm parçanın kalıptan kolay ayrılmasını da sağlar.
Yüzey ayırıcı maddeler kalıp yüzeyine ince bir katman hâlinde ve homojen yayılmalıdır.
Kokil kalıbın yapıldığı ya da içine döküm yapılacak metalle etkileşmemelidir. Sıvı metalle
karşılaştığında zehirli gaz ya da buhar oluşturmamalı ve sık sık sürülerek zaman kaybına
neden olmamalıdır.
Kokil kalıplarda yüzey ayırıcı olarak birçok karışım kullanılmaktadır. Organik flor bileşikleri,
silikonlar, molipten sülfit (MoS2) bunlardan bazılarıdır. Balmumu gibi doğal ve sentetik

62. 62
mumlar da kullanılmaktadır. Bir yüzey ayırıcı madde, bir alaşım için iyi sonuçlar verirken
diğerinde zaralı olabilmektedir. Örneğin, balmumu çinko alaşımlarında tercih edilirken
alüminyum alaşımlarında kullanılmaz. Madensel yağlar kalıbı etkilemedikleri ve oksitlenme
yapmadıkları için alüminyumdan döküm yapılacak kokil kalıplarda yüzey ayırıcı olarak tercih
edilir.