Dereceli Hassas Döküm Kalıplarının Özellikleri

Isıl Kararlılık

Bir kalıp malzemesinin öncelikle sahip olması gereken özellik, döküm sıcaklığında bütünlüğünü koruyabilmesi ve sıvı metalin kalıba girdiğinde oluşturduğu gerilime dayanabilecek kadar mukavim olmasıdır.

Alçı bağlı kalıp malzemeleri 1200 °C'ın üzerinde silika ve kalsiyum sülfatın reaksiyona girmesi ve sülfür trioksit oluşumu ile parçalanır.

CaSO₄ + SiO₂ → CaSiO₃ + SO₃

Bu reaksiyon, kalıbı ciddi olarak zayıflatmanın yanında döküm parçalarda yoğun gözenekliliğe neden olur. Bu nedenle alçı bağlı malzemeler genellikle 1200 °C'ın altında dökülen alaşımlar ile sınırlandırılmıştır. Bu, altın alaşımlarının pek çoğu ile bazı demir dışı ana metallerin alaşımlarını kapsamaktadır. Pek çok ana metal alaşımlarının döküm sıcaklıkları daha yüksektir ve silika bağlı veya fosfat bağlı malzemelerin kullanımını gerektirmektedir. 

Diğer bir reaksiyon ise pişirilen alçı bağlı kalıplarda kalsiyum sülfat ile karbon arasında gerçekleşir.

CaSO₄ + 4C → CaS + 4CO

Karbon, mum modelden artık olarak kalabilir ve kalıp içerisinde grafit olarak bulunabilir. Sonraki reaksiyon sülfür dioksit çıkışına neden olur. 

3CaSO₄ + CaS → 4CaO + 4SO₂

Bu reaksiyonlar 700 °C'ın üzerinde meydana gelir. Kalıp, döküme başlamadan önce reaksiyonların tamamlanmasını sağlamak ve bu reaksiyonların etkilerini en aza indirmek amacıyla bir süre döküm sıcaklığında bekletilir. Bazı kalıp malzemelerinde bulunan oksalat, alçının bozulma etkisini yüksek sıcaklıkta karbon dioksit çıkışı sağlayarak azaltır. 

Fosfat ve silika bağlı kalıp malzemeleri yüksek sıcaklık gerektiren dökümler için yeterli dayanıma sahiptir. Fosfat bağlı malzemelerin dayanımı pişirmede oluşan siliko fosfatlar ile desteklenir. 

Önerilen Makale: Sementasyon çeliği malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için sementasyon çeliği fiyatları sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
 

Alçı ve fosfat bağlı malzemeler, döküm esansında havanın ve diğer gazların kalıptan çıkabileceği kadar yeterli gözenekliliğe sahiptir. Bunun yanında silika bağlı malzemeler çok sıkı paketlendiği için geri basınç oluşumu tehlikesi söz konusudur ve bu durum kalıbın eksik dolmasına veya parçaların gözenekli çıkmasına neden olur. Bu problemler kalıp içerisinde çıkıcılar oluşturularak aşılabilmektedir.
 

Döküm parçaların boyutsal kesinliği, her şeyden önce kalıp malzemelerinin, dökümde meydana gelen metal büzülmesini karşılama kabiliyetine bağlıdır. Büzülmelerin ölçüsü çok farklı olabilmekle beraber, çoğu altın alaşımlarında bu oran % 1,4, Ni/Cr alaşımlarında % 2 ve Co/Cr alaşımlarında da % 2,3'tür. Kalıbın prizlenme genleşmesi ile ısıl genleşmesi bu oranın üzerinde olması tercih edilmelidir. 

Denkleştirici genleşme, prizlenme genleşmesi, ısıl genleşme ve silikanın yüksek sıcaklıklardaki dönüşümünün kombinasyonlarından oluşmaktadır. Higroskopik genleşme alçı bağlı kalıp malzemelerinde ısıl genleşmeyi desteklemek için kullanılabilir. Bu ayrıca fosfat bağlı malzemeler için de olasıdır ancak pratikte bu malzemeler için nadiren uygulanmaktadır. 

Tipik bir alçı bağlı kalıp malzemesinin prizlenme genleşmesi yaklaşık olarak % 0,3'tür, bu değer higroskopik genleşme ile % 1,3'e çıkartılabilir. 

Isıl genleşme, kalıp malzemesinde kullanılan silikanın doğasına ve kalıbın ısıtıldığı sıcaklığa bağlıdır. Sadece kristobalit içeren kalıp malzemeleri, sadece kuvars içerenlere göre daha fazla ısıl genleşme gösterir. Büzülmeyi karşılamak için temel olarak ısıl genleşme kullanılacaksa, kristobalit içeren kalıp malzemesinin yaklaşık 700 °C'a ısıtılması gerekmektedir. 

Silika bağlı malzemeler prizlenme sırasında ve pişirmenin erken aşamalarında cüzi bir miktar büzülme gösterir. Bu durum, prizlenme reaksiyonunun doğasına, sonrasında da su ve alkol kaybına bağlıdır. Devam eden ısıtma, sıkı paketlenmiş silikanın doğası gereği belirgin bir genleşmeye neden olur. En yüksek ısıl genleşme en fazla 600 °C'da % 1,6'ya ulaşmaktadır. 

Fosfat bağlı malzemeler için prizlenme ve ısıl genleşme toplamı, özel kolloidal silikalı çözelti desteği ile yaklaşık % 2'yi bulmaktadır.
 

Uygun bir karışım; tozun suyun içine iyice serpilmesi sonucu tamamen ıslanması ve homojen bir karışım haline gelmesi demektir. Böyle bir karışım temel amaç olmalı ve böyle bir karışımın elde edilmesi için bütün değişkenler çok iyi kontrol altına alınmalıdır. 

Yarı Hidratın Etkisi 

Yarı hidrat doğal olarak oluşan yüksek saflıktaki jips mineralinin kalsinasyonu sonucunda elde edilmektedir. Farklı başlangıç mineralinin kalsinasyonu, farklı yarı hidrat oluşumuna neden olabilir ve bu olay da kalıp özelliklerinde belirgin farklılıklar meydana gelmesine neden olur. 

Sabit su/toz oranlarında döküm kalıplarının mukavemet değerleri artan alçı miktarı ile doğru orantı gösterir. Priz almış alçı parçacıklarının priz zamanlarını kısalttığı görülür. Yapılan karışımlara değişik miktarda hidrate olmuş alçı (CaSO₄ 2H₂O) tanecikleri katıldığı zaman priz başlangıç ve bitiminin katılan CaSO₄ 2H₂O miktarına bağlı olarak kısaldığı görülmektedir.

Gereğinden kısa priz zamanına sahip alçı kullanıldığında kalıba döküm sırasında akışkanlığın çok azalarak hava boşluklu, hatalı kalıp üretimine sebep olduğu; bu durumun önüne geçmek için fazla su kullanılması yolu seçildiğinde de kalıpların mukavemetinin düştüğü; gereğinden uzun priz zamanına sahip alçı ile çalışıldığında ise verimin azaldığı gözlenir. 

Suyun Etkisi 

Kalıp performansını etkileyen suyun kullanımı ile ilgili dikkat edilmesi gereken üç faktör vardır. Bunlar; suyun saflığı, sıcaklığı ve su/toz oranıdır. 

Suyun Saflığı 

Suyun içindeki safsızlıklar alçı verimini etkiledikleri için alçı kalıp yapımında kullanılan su içilebilecek kadar temiz olmalıdır. Karıştırma suyunun içindeki organikler uzun donma zamanına sebep olurken, metalik tuzların varlığı donma zamanını kısaltır. Yüksek miktarda sodyum, klorür, sodyum sülfat ve magnezyum sülfat gibi çözünebilir tuzlar kalıbın kurutulması sırasında yüzeye çıkararak tuzlanmaya neden olurlar. Bunlar, yüzeye döküm çamurunun yapıştığı ya da diğer kalıp problemleri olarak görülen küçük sert noktalar yaratırlar.

Suyun Sıcaklığı 

Alçı maksimum çözünürlüğe 21-35 °C arasında ulaştığı için, suyun sıcaklığındaki değişmeler donma zamanını etkiler ve karıştırma kıvamının kontrolünde zorluklara sebep olur. Sıcaklık 39 °C' a kadar arttıkça katılaşma zamanını azalmakta, bu sıcaklığın üzerinde tekrar artmaya başlamaktadır. Kullanılan suyun sıcaklığı alçının genleşmesini de etkiler. Sıcaklık arttıkça net genleşme miktarı azalır. Priz zamanı düştükçe malzemelerin basma mukavemetleri arttığı için uygun bir sıcaklıkta su kontrollü bir prizlenme ile çok iyi kalıplar üretebilir. 

Su/Toz Oranı 

Kalsine jipsten hazırlanan kalıp alçısının kalitesini etkileyen en önemli faktör, karışımın hazırlanma sırasında kullanılan su/alçı oranıdır. Su/alçı oranındaki farklılıklar mukavemeti, absorbsiyonu, uygulama sırasındaki görülen genleşmeyi ve kalıbın içyapısını etkiler. Kalıp mukavemetleri kullanılan su miktarı ile ters orantılıdır. 

Priz başlangıcı ve bitimi için gerekli zaman su miktarı ile doğru orantılıdır. Prizlenme genleşmesi kullanılan su miktarı ile ters orantılıdır. 

Su emme kapasitesi ve hızı kullanılan su miktarı ile doğru orantılıdır.
 
Karışımda kullanılan su miktarı değiştikçe mukavemet ve absorbsiyon değişir. Kullanılan suyun belli bir miktarı kimyasal olarak kalsine alçıyı jipse çevirmekte ve geri kalan miktarı ise karışıma yeterli miktarda plastiklik ve akışkanlık vermekte kullanılır. Böylelikle kalıba sıvı gibi dökülerek plastik olarak şekillendirilmesinin gerekliliği rahatlıkla anlaşılır. Katılaşma prosesi bittiğinde karışımda bulunan fazla su kalıpta kalır ve bu su kurutma yoluyla uzaklaştırıldığında kapladığı hacmi hava tarafından doldurulur. Su miktarı değiştikçe suyun yerine geçecek hava miktarı da değişir ve alçı kalıbın toplam absorbsiyon miktarı da bununla orantılı olarak değişir. Boşluk hacmi arttıkça alçı kalıbın görünen yoğunluğu azalır.

Yaygın olarak bilindiği gibi kalıp malzemesinin dayanımı, çalışma süresi ve akışkanlık özellikleri su/toz oranına bağlıdır. Ancak bu bağlılık derecesi tanı olarak bilinmeyebilir. Bir özelliği geliştirmek için bir işlem yapıldığında daha az bilinen ve göz ardı edilen bir özellik istenmeyen şekilde değişebilir. Bu durum döküm hatalarına neden olabilir. Bunun için kalıp tozlar] su/toz oranı değişiklerine karşı kararlı olabilecek şekilde tasarlanır. Yine de çok büyük tersliklerden kaçınmak amacıyla tavsiye edilen su/toz oranı aralığı sınırlandırılmıştır. Su/toz oranı 100g toz için kaç mililitre su kullanılması gerektiğini ifade eder. Örneğin 100g toz için tavsiye edilen su miktarı 40 mililitre ise bu 40/100, basitçe sadece 40 veya 0,40 olarak gösterilebilir. Bazı kalıp tozu üreticileri alçı bağlı tozlar] için su/toz oranı olarak 39-42 aralığını önerirken bazıları 38 gibi tek bir oran tavsiye etmektedir. 

Alçı enteresan bir malzemedir, suyla karıştırılarak sıvı haline getirebilir, suyla reaksiyona girer ve sertleşerek katı hale dönüşür. Sıvı haldeyken modellerin etrafına dökülebilir, katı haldeyken metal dökümüne dayanabilir. Doğru refrakterler ve kimyasallarla karıştırıldığında da alçı bu özelliklerini sürdürür, bu nedenle hassas döküme çok uygundur. 

Teorik olarak alçının serleşmesi yani yarı hidratın iki hidrata dönüşmesi için 18,7 su/toz oranı yeterli olmaktadır. Bu değer kalıp tozu üreticilerinin tavsiye ettiği değerlerin çok çok altındadır. Bu teorik değer sadece dönüşüm reaksiyonu için geçerlidir ancak karışımın dökülebilecek kadar akışkan olması gerekir ki ilave su bu işlevi görür. 

Toz için yeterli suyun miktarı, kullanılan alçı türüne, alçı ve silikanın tane boyutu dağılımına, tanecikler arası adezyona ve kimyasal kontrol ilavelerine bağlıdır. Kalıp malzemesi üreticileri kullandıkları ham maddelerin tutarlı ve istikrarlı olması konusunda büyük çaba gösterirler, bir kısım tutarsızlıklar da kimyasal ilaveler kullanarak gidermeye çalışırlar. Üreticiler ve kullanıcılar toz ve su miktarının doğru ölçülmesi gerektiğini her zaman vurgularlar. Bunun birçok sebebi vardır. Bunlardan biri karışımın çok koyu olmaması gerektiğidir. Eğer karışım çok koyu olursa ince detaylar dolmayabilir hava kabarcıkları kaçamayabilir. Diğer bir sebep, yeterli kalıp dayanımının sağlanması gerekliliğidir. Zayıf kalıplar döküm parçada yüzey kabalaşmasına ve çapak oluşumuna neden olur. Diğer sebepler ise uygun çalışma süresi, geçirgenlik, prizlenme ve ısıl genleşme, çapaksız, su izsiz, düzgün parça yüzeyi ve dökümden sonra kolay bozulma olarak sıralanabilir.

Aynı şekilde basma ve çekme mukavemeti de bu oranda azalacaktır. Çünkü verilen herhangi bir kesitteki alçı kristalleri bu oranda azalmış olacaktır. Benzer biçimde kullanılan su miktarı arttıkça kalıbın verilen bir yüzeyindeki veya kesitindeki alçı kristallerinin azalacağından alçının karşı karşıya kalacağı aktif yüzey azalacak ve böylece kalıbın çarpma ve şok direnci düşerken aşınma oranı artacaktır. 

Alçı kalıptaki gözeneklilik çamurun şekillendirilmesi için gerekli emicilik özelliğini sağlar. Ancak bu oran belli bir miktarda olmalıdır. Fazla su ile hazırlanan alçının sertliği ve dayanıklılığı azalır ve kalıp kolayca kırılır. 

Alçı/su oranındaki değişiklikler sonucu: 

1. Alçı/su oranındaki değişiklikler yayılma çapında değişikliklere neden olmaktadır. Yani artan alçı/su oranları ve karıştırma süreleri için yayılma çaplarının da azaldığı görülmektedir. 

2. Alçı kalıpların priz başlama ve bitim sürelerinin artışı, alçı/su oranı ve karıştırma süreleri ile ters orantılıdır. 

3. Doğrusal genleşme, hem alçı/su oranı hem de zamana bağlı olarak artmaktadır. Doğrusal genleşme başlangıcı kıvam ile azalmakta fakat tamamlanması değişmemektedir. 

4. Alçı kalıplarda absorblanan su miktarı, alçı/su oranı ve karıştırma süresi ile ters orantılıdır. 

5. Alçı kalıpların alçı/su oranının ve karıştırma süresinin artması ile dayanımı da doğru orantılı olarak artmaktadır. 

6. Alçı kalıplarda alçı/su oranının artması ile maksimum su absorbsiyonu azalırken kuru dayanımı artmaktadır.

Islatmanın Etkisi 

Yarı hidrat partikülleri bir hava tabakası ile sarılmıştır. Bu hava tabakası ıslatma boyunca uzaklaştırılır. Islatma işlemi alçının su içerisine serpilmesi ile yapılır. 

Islatma işleminin süresi önemlidir. Islatma süresinin, kalıptaki hataların, (pinhollerin) oluşumuna etkisi azdır. Oldukça uzun ıslatma süresi donma süresini hızlandırır ve çözeltinin daha çabuk sertleşmesine yol açar. Bu olayın sebebi, çözeltideki çökelmeyi hızlandıran ince partiküllü yarı hidratın varlığıdır. Bu partiküllerin iri taneli olması istenir. 

En iyi karıştırma için bütün yarı hidrat partiküllerinin su içinde tamamen dağıtılması gerekir. Islatma süresinin kısaltılması, karıştırma süresinin etkisine negatif yönde etki eder. Eğer her durum için uygulanabilirse, toz ile iyi ıslatma özellikleri su içerisinde yavaşça çökelme meydana getirecektir. Çoğunlukla ıslatma işlemi tozun dökümünden 3-4 dakika sonra tamamlanır.
 
Su içinde hızla çöken toz, yüksek miktarda olduğunda ıslatma sürecinden sonra bile partiküller ıslatılmayabilir. Karıştırma işlemi boyunca bu kuru partiküllerin dağıtılması zordur. Tersi durumda yani ıslatılması zor olan alçıda bütün partiküllerin dağıtılması zordur ve tüm partiküllerin ıslatılması için ıslatma süresinin uzatılması gerekir. Bu da kalıp üretim hızını düşürür. 

Karıştırmanın Etkisi 

Karıştırma işlemi boyunca toz, su içinde dağıtılmalıdır. Uygun karıştırma, su içindeki yarı hidrat partiküllerini dağıtır ve çözeltide kalmış havayı uzaklaştırır. Alçı kalıpların mukavemeti, kısmi olarak karıştırma işlemi tarafından belirlenir.
 
Karıştırma Hızı 

İyi bir homojen kalıp üretiminde karıştırma hızı çok önemli bir faktördür. Karıştırma miktarına ve karıştırıcının formuna en uygun karıştırma hızı seçilmelidir. Gereğinden düşük hızlarda, taneciklerin etrafındaki hava tahliye edilemeyeceği için hava kabarcığı meydana gelecek; karıştırma süresi uzatılsa bile kalıp mukavemeti ulaşılabilecek en yüksek değeri vermeyecektir. Çok hızlı karıştırmalarda ise reaksiyon hızı artacağından priz zamanları kısalacak; dolayısıyla yayılma çapı azalarak karışım koyulaşacak, döküm sırasında hava tahliye edilemeyeceği için kalıp içinde hava boşlukları kalacaktır. İyi bir karıştırma sonucu tanecikler sürekli dağılarak ince, sıkı bir kristal yapı oluşturacağından mukavemet artacaktır. Sıkı bir kristal yapı elde edilmesiyle su emme kapasitesi de azalacaktır. 

Karıştırma zamanı sabit tutularak değişik karıştırma hızları ile yapılan laboratuvar deneylerinde hız artışının; 

• Priz başlangıç zamanını kısalttığı, 
• Yayılma çapını azalttığı, 
• Mukavemeti artırdığı, 
• Su emme kapasitesini azalttığı görülür.
 
Toz/su karışımı çok iyi karıştırmalıdır. Alçının farklı bölgelerde farklı hızla emici olması kalıba döküm yapılarak elde edilen ürünün her yerinin farklı kalınlıkta olmasına sebebiyet verir. Bu da ürünün deforme olmasına ve çatlamasına neden olmaktadır.

Karıştırma Süresi 

Karıştırma hızı ve süresi iç içe iki kavram olmasına rağmen, karıştırma zamanının etkisi ayrı olarak ve daha derinlemesine incelenmiştir. Bu seçime, işletmelerdeki mevcut sistemlerin yenilenmesine göre karıştırma zamanının değiştirilmesinin daha kolay olması neden olmuştur. Yapılan bazı araştırmalarda karıştırma zamanının ne kadar arttırılabileceği ve bunun harcın ve kalıpların özelliklerini nasıl etkileyeceği tespit edilmiştir. 

• Karıştırma zamanı arttırıldığında; 
• Su emme hızının azaldığı, 
• Priz başlangıç zamanının kısaldığı, 
• Mukavemetin artarak bir maksimuma ulaştıktan sonra priz almaya başlamış alçının karıştırılmaya devam edilmesi durumunda mukavemetin azalmaya başladığı, 
• Yayılma çapının düştüğü görülür.
 
Toz, su ile karıştırıldığında, karışım sıvı gibidir. Bu karakter zamanla önce jelimsi daha sonra da sertleşerek katı hal alır. Karıştırmanın kremsi aşamaya kadar devam etmesi karıştırma homojenliğini sağlar ve karışımın sıvı durumdan katılaşmasını önleyerek karışım içinde oluşacak istenmeyen mukavemet artışını engeller. Bu, aynı zamanda birçok kalıbın kırılmasına sebep olan hava kabarcıklarının oluşmasını da önler. Güçlü mekanik karıştırıcılarla yapılan karıştırma işlemlerinde karışımın içinde bulunan hava kabarcıkları uzaklaştırılarak elle yapılan karıştırmadan 10-15 kat daha verimli bir yapı oluşturulur. 

Eğer karıştırma, karışım katılaşmaya başladığı noktaya kadar sürerse elde edilen kalıbın mukavemeti düşebilir. Çünkü bu noktada hızlı kristal oluşumları başlar ve devam eden karıştırma bu kristalleri kırarak mukavemeti azaltabilir. Verilen su/toz oranındaki karışımdan elde edilebilecek olası en büyük mukavemet değeri harmanlanmış karışımdaki kristal oluşumlarının engellenmediği durumlarda söz konusudur. Aşırı tahrik durumunda kristaller tamamen kırılabilir ve kurutulduktan sonra yalnız kendisini taşımaya yetecek macuna benzer bir yapı elde edilir.

Kurutmanın Etkisi 

Bütün kalıplardan aynı sonuçları ve fiziksel özellikleri elde etmek için kalıplar uygun bir şekilde kurutulmalıdır. Kurutma, kalıptan fazla suyun uzaklaştırılması için yapılır. Bu da döküm çamurundan suyun etkili bir biçimde uzaklaşmasını sağlar. Yüksek sıcaklıklarda yapılan kurutma kalıbın kalsinasyonuna, düşük ısılar ise alçı kalıp veriminin azalmasına neden olur. Kurutma işlemi gereğince yapılmaz ise kalıbın yumuşaması ve işlemede yavaş çekim problemleri ile karşılaşılır. Sabit bir sıcaklıkta su/toz oranı azaldıkça kurumanın zorlaştığı görülmüştür. Kalıpların içerdikleri nem oranı azaldıkça su emme hızlarının ve kalıp mukavemetinin arttığı bulunmuştur.
 

Dereceli hassas döküm kalıpları basit gravite döküm ile doldurulamaz. Kalıplar çıkıcısızdır ve kalıp malzemesi geçirgenliği düşüktür, ince detayların ve kesitlerin doldurulması gerekmektedir, ergitilen metal miktarı ve buna bağlı olarak hidrostatik basınç görece düşüktür. Bu nedenle uygun döküm makineleri ile bu dökümler gerçekleştirilir. Vakum destekli, merkezkaç veya her ikisinin de uygulandığı döküm makineleri mevcuttur. 

Yeni nesil döküm makineleri daha kapsamlı bir otomasyona sahiptir. Bunların üretiminde iki yol takip edilmiştir; birincisi geleneksel bilgisayar kontrolü, ikincisi ileri dinamik bilgisayar kontrolüdür. Geleneksel bilgisayar kontrolünde çevrimi operatör planlar, bilgisayar ona yardımcı olur. İleri dinamik bilgisayar kontrolünde ise bir tür yapay zeka teknik ve metalurjik kararları alarak çevrimi planlar ve döküm işlemini yürütür. 

Merkezkaç ve Statik Döküm Makinelerinin Karşılaştırması 

Döküm makinesinin alımı dökümcü için en büyük yatırımdır. Doğru makineyi seçmek kolay bir karar değildir, piyasada çok çeşitli makineler mevcuttur. Üretim gerekliliklerine bağlı olarak ilk verilecek karar statik veya merkezkaç döküm makinesinden hangisinin alınacağıdır. Bir sistemin diğerine tercih edilmesi için özel sebepler yoktur. Burada karar dökümcünün ihtiyaçlarına, deneyimine ve tecrübesine bağlıdır. Santrifüj döküm makinesine, sadece platin dökümlerinde gerçekten ihtiyaç vardır. Platinin akışkanlığı altın alaşımlarına göre daha düşüktür ve kalıbı doldurabilmesi için gereken kuvveti sadece merkezkaç döküm makinesi sağlayabilir. 

Altın ve diğer kıymetli metaller için bir süredir çoğunlukla teknolojik gelişim seviyesi daha yüksek olan statik döküm makineleri tercih edilmektedir. Çoğu ileri model makine neredeyse tamamen otomatiktir. Otomatik makineler işlemin döküm safhasındaki teknik sorumluluğu büyük ölçüde dökümcüden alarak üründe kalite tutarlılığı sağlar. İnsan hatası en aza indirgenmiş olur. 

Merkezkaç Döküm
 
Merkezkaç dökümün iki zayıf noktası vardır; boşaltımda fazla türbülans ve yüksek sıvı metal basıncı. Bir diğer açıdan yüksek basınç kalıp doldurma formunu ve besleme sistemini özellikle ince modellerde daha az kritik hale getirir. Yüksek türbülans hapsolan gazın neden olduğu gaz boşluğu oluşumunu arttırır. Merkezkaç dökümde delikli dereceler kullanılmaz bu nedenle kalıp tabanından emiş uygulansa bile kalıp boşluğundan gazın tahliyesi zordur. 

Yüksek döküm basıncı kalıbın tam dolmasını sağlarken kalıp aşınması riskini arttırır (sıra dışı durumlarda kalıp parçalanabilir). Aşınan ufalanan kalıp parçacıkları akan metale karışarak döküm parçalarda inklüzyon oluşturur. Ayrıca bazen döküm parçaların yüzeylerinin pürüzlü olmasına neden olur. 

Bunun dışında, merkezkaç dökümde sıvı metale uygulanan basınç, ağaç boyunca sabit değildir; ağacın üstünde en yüksekken yolluk ağzında en azdır. Bu nedenle yolluk ağzına yakın olan parçalarda eksik dolum, uç kısımlardaki parçalarda da yüksek basınçtan dolayı kalıpta meydana gelen çatlakların neden olduğu çapaklanma olabilir. 

Statik Döküm 

Döküm basıncı statik dökümde yer çekimi nedeniyle ağacın tüm boyunca nerdeyse aynıdır, tek fark üstten tabana kadar olan sıvı metaldeki hidrostatik basınç farkıdır. Statik makinelerde potada ve derece kabininde kontrollü atmosfer sağlamak zor değilken sadece birkaç tür merkezkaç döküm makinesinde kontrollü atmosfer imkanı vardır. 

Döküm Verimliliği 

Merkezkaç döküm makinelerinde, yüksek metal basıncı güvenle ergitilebilecek metal miktarını da sınırlar. Bu miktar 800 gramı geçmemelidir. Derece boyu da 150 mm ile sınırlandırılmıştır. Statik makinelerde derece boyu büyük bir sınırlayıcı etmen değildir, ergitme miktarı 1,5 kg'dan derece boyu da 250 mm'den fazla olabilir. Fazla ergitme hacmi ve büyük dereceler işlem ekonomisi anlamına gelir. Bir merkezkaç döküm makinesi ile operatörün 150-130 mm boyunda dereceler kullanarak saatte 8 dökümden fazlasını yapabilmesi oldukça güçtür. Vakum destekli (ayrıca basınç destekli de olabilir) tam otomatik son nesil bir statik döküm makinesi ile operatör 250 mm boyunda dereceler ile saatte 20 kadar döküm yapabilir. 

Merkezkaç Döküm Makineleri 

Muhtemelen merkezkaç döküm makineleri takı dökümünde en yaygın kullanılan makinelerdir. Son yıllarda motor teknolojisinde ve programlama sistemlerinde büyük ilerlemeler olmuştur ancak temel orijinal tasarım neredeyse değişmemiştir. Eski ekipmanlar ile karşılaştırıldığında en önemli yenilikler şunlardır: değişken geometrili denge kolu, derece tabanından uygulanan emiş (bazı modellerde), sıcaklık kontrol aparatı, indüksiyon ısıtma ve atmosfer kontrollü kabin (bazı modellerde). 

Statik Döküm Makineleri 

Tüm modem iyi kaliteli statik döküm makineleri kalıp doldurmada dereceye doğru emiş sağlayan vakum desteği ekipmanına sahiptir. En iyi makineler, ayrılmış pota ve derece kabinleri olanlardır. Bu şekilde süreç oldukça kısaltılabilir. 

Neredeyse tüm statik döküm makineleri yansız atmosferde çalışır, çoğunlukla azot veya argon gazı kullanılır; bazı türler ise hidrojen/azot karışımı indirgeyici atmosfer kullanmaktadır. Son zamanlarda argon azota göre maliyeti yüksek olmasına rağmen daha fazla tercih edilmektedir. Makineler ayrıca, döküm sonrasında derece kabininde döküm yolluğuna etkiyerek daha iyi bir döküm ve yüzey hassasiyeti sağlayan üst basınç sistemine de sahiptir. Bazı çok yeni makinelerde sıvı metal boşaltımı da basınç altında gerçekleşir. 

Birçok statik makinede sıvı metal boşaltımı potanın tabanından gerçekleşir. Bu durum ısı kaybının en aza inmesini, gerekli üst ısı derecesinin düşmesini ve ayrıca kalıp boşluğuna oksit kaçması riskinin azalmasını sağlar. Herhangi bir oksit oluşumunda bu, kalıpta en son dolan kısım olan yolluk ağzını doldurmuş olacaktır.

Segregasyon 

Dökülebilir seramiklerde segregasyon oluşumu, dökümden sertleşmeye kadar olan süre içerisinde, kullanılan malzemelerin farklı partikül boyutu ve yoğunluklarının neden olduğu farklı çökme eğilimlerinden kaynaklanır. 

Dereceli hassas döküm kalıpları birçok özellikleri bakımından betonlara benzemektedir. Bu nedenle sızma ve segregasyon oluşumu davranışının anlaşılabilmesi için betonların incelenmesinde fayda vardır. 

Beton döküldüğü zaman su yüzeye yükselir veya sızar. Bu durum sızma olarak adlandırılır. Bu fenomenin sebebi karışımdaki katı partiküllerin çökerken tüm suyu tutamamasıdır. Sızma, yeni dökülmüş betonun üst yüzeyinde bir su tabakasının oluşmasıdır. Bu olay, katı partiküllerin (çimento ve agrega) çökelmesi ve suyun üst tarafa doğru yükselmesi ile meydana gelir. Sızma normaldir ve çoğu zaman betonun kalitesinin azalmasına neden olmaz. Bazı durumlarda sızma plastik büzülme kırılmalarının kontrolüne yardımcı olur. Ancak aşırı miktarda sızma plastik büzülmelere ve kırılmalara yol açar. Sızma oranı ve kapasitesi ilk su içeriği, beton yüksekliği ve basıncı ile artar. Özel agregalar, kimyasal katkılar, destek çimento malzemeleri ve ince öğütülmüş çimento kullanılması sızmayı azaltır. Beton boşlukları doldurur, destek sağlar ve iyi bağlanma gerçekleşirse sızma az olur ve su cepleri oluşmaz.

Betonlarda görülen sızma ve segregasyon benzer şekilde dereceli hassas döküm kalıplarında da görülmektedir. Meydana gelen sızma ve segregasyon, kalıpların refrakterlik özelliğini etkilemektedir. Segregasyon nedeniyle homojen bir refrakterliğe sahip olamayan kalıplar, çeşitli döküm hatalarına neden olmaktadır.

Yüzey Pürüzlülüğü 

Basit bir yöntemle yapılan yüzey pürüzlüğü ölçümleri göstermiştir ki, döküm kalitesini etkileyen çoğu faktör yüzeye ve dökümdeki ara yüzey enerjisine duyarlıdır. Altın takıların dökümünde elde edilen yüzey bitimi çok önemlidir. Bu bağlamda sıvı metalin yüzey enerjisi ile kalıp malzemesi ve sıvı metal arasındaki ara yüzey enerjisi özel bir anlama sahiptir. Bu parametreler çoğunlukla alaşım kompozisyonuna, saflığına, sıvı metalin döküm ve ergitme atmosferi ve de kalıp malzemesiyle arasında gerçekleşen reaksiyonlara bağlıdır. Bunun yanında modellerin makro ve mikro geometrileri de döküm parçaların yüzey bitimini etkilemektedir. 

Dieter Ott ve Christoph J. Raub'un yaptıkları çalışmalara göre; ara yüzey enerjisi alaşım bileşimine bağlıdır ve altın alaşımlarında çinko gibi diğer metallerin az miktar ilavesi ile oldukça düşürülebilir. Ayrıca sıvı metalin oksijene maruz kalması da ara yüzey enerjisini düşürür, kalıbı ıslatmasına neden olur ve dentirit oluşumunu engeller. Kalıp dolumu ve yüzey bitimi oldukça gelişme gösterir. Oksijensiz ortamda yapılan dökümde yüzey pürüzlülüğü artar. Benzer şekilde kalın kesitli parçalarda da yüzey pürüzlülüğü artmaktadır çünkü büzülme oranı artmakta ve dentirit oluşumu engellenememektedir. İndirgeyici ortamlarda dökümlerin yüzeyi, sıvı metalin pota ve kalıp malzemesi ile reaksiyona girmesi sonucu kirlenebilir. Sıvı metalde sülfıtlerin oluşumu yüzey altı porozitesine neden olur. Bunun haricinde yüzey altı boşluklar ve şekil bozulmaları görülebilir, döküm dokusu oluştuktan kısa bir süre sonra bölgesel olarak dentirit iskeleti arasından sıvı metal çekilmesi bu oluşumun sebebidir. Bu sıvı metal çekilmesi, büzülmeyle birlikte ara yüzeyde biriken gazın katılaşan metalin hava geçirmez katı bir kabuk oluşmamış bölgelerinde oluşturduğu basınçla meydana gelir. 

Sebebi hangisi olursa olsun sonuçta döküm parçaların bazı bölgelerinde süngerimsi oluşumlar meydana gelir ve bu bölgeler kumlama sırasında deforme olur.

Boyutsal Hassasiyet 

Şekilde hassasiyet, dökümün ana özelliklerinden birisidir. Dökümün esas amacı nihai şekilde veya nihai şekle yakın üretim ise, döküm işlemin başarısı büyük ölçüde bu kriter ile ölçülebilir. Hassasiyet kalitesi sadece boyutsal keskinliği değil genel görünüşü ve yüzey bitimini de ihtiva eder. İdeal bir döküm, boyutsal toleransları karşıladığı gibi, düzgün ve mümkün olduğunca pürüzsüz olmalıdır. 
Dökümde boyutsal hassasiyeti etkileyen faktörler: 

1. Model ve model kalıbının hassasiyeti. 
2. Modelin şeklini alan kalıbın hassasiyeti. 
3. Dökümde kalıp boşluğunun dolma derecesi ve boyutsal karalığına bağlı olarak döküm parçanın hassasiyeti. 
4. Büzülme faktörü, bu soğumada meydana gelen boyutsal değişimin ön görülebilir olmasını sağlar. 
5. Bitirme işlemleri 

Hassasiyet bu faktörlerden bir veya daha fazlasının geliştirilmesi ile artırılabilir.
 
"Nihai şekilde" ürün, şekil itibari ile ilave bir modifıkasyon gerektirmeyen, kullanıma hazır ürün anlamına gelmektedir. Bu kavram sadece başka parçalarla birleştirilecek olan parçalara uygulanır. 

Çoğu plastik oyuncak nihai şekilde yapılır ancak genelde şekil kritik değildir ve bu durum konseptle ilgili olmaz. Ancak Lego gibi enjeksiyonlu kalıplamayla üretilen ve sonradan bir işlem görmeden diğer parçalara kesin olarak uyan parçalarda konsept kritiktir. 

Pek çok metal parça için bazı toz şekillendirme işlemleri hariç tutulacak olursa, son toleranslara tek şekillendirme işlemi ile ulaşmak enderdir. Bu nedenle genellikle dövme ve döküm gibi şekillendirme işlemleri ile bir kısım bitirme işlemleri gerektiren "nihai şekle yakın" ürünler üretilmektedir

Hassas döküm işlemi her biri kendi karmaşıklığına sahip çok sayıda küçük işlemden oluşmaktadır. Hassas dökümde üç temel aşama vardır: Mum model üretimi, seramik kalıp yapımı ve metal dökümü. Bu üç aşamada da boyutsal değişimler meydana gelmektedir. Nihai parçanın doğru olabilmesi için bu boyutsal değişimler hesaba katılarak toleranslar belirlenmelidir. Hassas döküm terden beklenen toleranslar daraldıkça, dökümcüler için ekonomiklik ve rekabetçi olma açısından döküm parçaların boyutsal doğruluğu üzerinde etkili faktörleri kontrol etmek çok önemlidir.