Transcript
Page 1: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®- 59Primer Alüminyum Enjeksiyon Döküm Alaşımı

RHEINFELDEN ALLOYS

Page 2: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®  –   Telkari hafifliğe rağmen  son derece dayanıklı

Narin,  uzun  süre  formunu,  hatlarını  ve  dayanımını  muhafaza  

etmek  zorunda  olan  döküm  parçalarına  uygun  bir  alaşım.  İyi 

kaynak  yapılabilme,  yüksek  dayanıklılık  ve  neredeyse  sınırsız 

kullanım olanakları. Çok  yüksek  korozyon mukavemeti;  hatta 

deniz suyuna bile.

Yusufçukların  narin  kanat  yapısından  esinlenilerek  tasarlanan 

parçalar için: Çok ince, elastiki, buna rağmen son derece da-

yanıklı  ve  sağlam  kanatları  bu  zarif  böceğe  şaşırtıcı  bir  uçuş 

performansı sağlar. 

Page 3: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®-59Primer Alüminyum Enjeksiyon Döküm Alaşımı

İçerik  Sayfa

Özellikler  4

Özet olarak mekanik ve fiziksel özellikler  5

Uygulama örnekleri  6 

Kimyasal bileşim ve iç yapı  15

Mekanik özellikler  16

  Döküm durumunda (F) mekanik özellikler  16

  Suni yaşlandırmadan (T5) sonraki mekanik özellikler  17

  Tavlamadan (0) sonraki mekanik özellikler  18

  Yorulma dayanımı  19

  Korozyon direnci  19

Üretim ve tasarım önerileri  20

  Ergitme  20

  Döküm  20 

  Kaynak  21

  Perçinleme  21

  Yüzey modifikasyonu  21

  Tasarım  21

Alüminyum enjeksiyon dökümde hedef basamakları  22

Külçe sevkiyatı  22

Magsimal-59 enjeksiyon döküm parçaları üretiminde dökümhane için öneriler  23

İletişim  24

Bir bakışta Magsimal-59

AlMg5Si2Mn tipi bu enjeksiyon döküm alaşımı otomotiv uygulamalarında  

gittikçe daha fazla önem kazanmaktadır. Bu alaşım gurubu döküm durumunda 

yüksek sünekliğe bağlı olarak fevkalade bir akma dayanımına sahiptir. Bir kaza 

halinde çarpışmadan doğan enerjiyi sönümleme özelliği çok iyidir. Yorulma  

dayanımı alışılagelmiş enjeksiyon döküm alaşımlarına göre daha yüksektir.

Bu nedenle Magsimal-59 alaşımının kullanıldığı uygulamalar, emniyet kemeri, 

direksiyon iskeleti, çapraz kiriş, motosiklet jantı ve direksiyonu, suspansiyon çatalı ve 

diğer şasi parçaları gibi yüksek performans isteyen emniyet parçalarını içermektedir.

Önemli bir nokta ise mekanik özelliklerin cidar kalınlığına bağlı olarak değiştiğidir.

Cidar kalınlığından doğan bu özelliği telafi etmek için istisnai olarak parçaya, mukavemet, 

veya yüksek süneklik veren ısıl işlem yapmak mümkündür. Özel olarak geliştirilen bu 

ısıl işlemler, suni yaşlandırma ve kabarcık oluşumunun hemen altındaki sıcaklıklarda 

yapılan tavlamadır. Su verme işlemi yoktur ve soğuma hava ile yapıldığı için parçalarda 

çarpılma görülmez.

Magsimal-59, primer aluminyum kullanılarak üretildiği için yüksek bir analitik saflık 

gösterir. Bu da alaşıma, boyanmamış şasi parçalarında bile kullanılabilecek şekilde 

mükemmel bir korozyon direnci sağlar.

3

Page 4: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

[%]  Si  Fe  Cu  Mn  Mg  Zn  Ti  Be

min. 1,8 0,5  5,0  

max. 2,6 0,20 0,03 0,8  6,0 0,07 0,20  0,004

Muk

avem

et [ M

Pa]

Cidar kalınlığı [mm]

  Rp0,2

  Rm

  AU

zam

a [%

]

14

12

10

8

6

4

2

0

350

300

250

200

150

100

50

0

0  5  10  15  20

Özellikler

Kullanım alanları

Mimari, otomobil, uçak sanayii, ev aletleri, klima cihazları, otomotiv, gıda endüstrisi, makina sanayii, 

optik, mobilya, gemi yapımı, kimya sanayii.

Karakteristik özellikler

İnce cidar kalınlıklarında çok iyi mekanik ve dinamik özelliklere sahip iyi dökülebilir bir enjeksiyon 

döküm alaşımı. Kaynak için çok uygun. Korozyon direnci mükemmel. Perçin yapılabilir. Fevkalade 

parlatma, polisaj yapılabilme ve iyi işlenebilirlik. Soğuk şekil verilebilen birleştirme teknikleri için gerekli 

süneklik. İnce cidarlı ve büyük ebatlı parçalara uygunluk. Dökülmüş haliyle kullanım.

Alaşım tanımı

Kimyasal: AlMg5Si2Mn

Nümerik: 51 500

Kimyasal bileşim (ağırlık yüzdesi)

Cidar kalınlığına göre mekanik özellikler

4

Page 5: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

  Döküm yöntemi  Isıl işlem   Cidar kalınlığı  Akma dayanımı  Çekme dayanımı  Kırılma uzaması    durumu  mm  Rp0,2[N/mm2]  Rm[N/mm2]  A[%]

  Enjeksiyon döküm  F  < 2  > 220  > 300  10 – 15

  Enjeksiyon döküm  F  2 – 4  160 – 220  310 – 340  12 – 18

  Enjeksiyon döküm  F  4 – 6  140 – 170  250 – 320  9 – 14

  Enjeksiyon döküm  F  6 – 12  120 – 145  220 – 260  8 – 12

[%]  Si  Fe  Cu  Mn  Mg  Zn  Ti  Be

min. 1,8 0,5  5,0  

max. 2,6 0,20 0,03 0,8  6,0 0,07 0,20  0,004

    Magsimal-59  AlMg3Mn  AlSi10Mg(Fe)

Isılişlem İstisnaiolarakmümkün Hayır Evet

Sıcakçatlamayakarşıhassasiyet Az Yüksek Hayır

Yapışmayayatkınlık Az Yüksek Az

Cürufoluşturmayayatkınlık Orta Orta Az

Kalıpömrü %90 %70 %100

Çekme,büzülme %0,6–1,1 %0,9–1,3 %0,4–0,6

      Birim  Geçerlilik aralığı

Katılaşmaaralığı 618–580 °C

Yoğunluk 2,65 kg/dm3 20°C

Elastisitemodülü 70–80 GPa 20°C

Doğrusalısılgenleşmekatsayısı 24 1/K×10-6 20–200°C

Isıliletkenlik 1,05–1,30 W/(K×cm) 20–200°C

Elektrikiletkenliği 14–16 M/(Ω×mm2) 20°C

Yorulmadayanımı(r=1)4mmcidarkalınlığı 100 MPa 106devir

Poissonsayısı 0,325

Özet Olarak Mekanik ve Fiziksel Özellikler

Katkı elementlerinin döküme ve mekanik özelliklere etkisi

Çekme deneyi nümunelerinin cidar kalınlığına bağlı olarak döküm durumundaki (F) mekanik özellikler

Döküm durumundaki fiziksel özellikler

Diğer enjeksiyon döküm alaşımları ile karşılaştırma

Mükemmel korozyon direnci

Yüksek akma mukavemetiYüksek uzama

İntermetalik demir fazları yok

Kalıba  yapışmama

Cürufun  azaltılması

5

Page 6: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Uygulama Örnekleri

6

Dört kapılı spor araba için kapı tasarımıMagsimal-59, basıldığı gibi1140 x 690 x 155 mm, cidar kalınlığı 2 mm, ağırlık 4,1 kg

Kapı iç parçaları / Ford Range RoverMagsimal-59, basıldığı gibi1400 x 500 mm ila 1000 x 240 mmcidar kalınlığı 1,8 – 2,0 mm, ağırlık 2,0 – 2,2 kg

Daha önceki modelin çelik saç kapısına göre burada toplam 40 kg’ luk bir ağırlık tasarrufu yapılmıştır. Ekstrüzyon  profillerden, dövme parçalardan ve Magsimal-59 ile basılan enjeksiyon döküm parçalarından oluşan bu konstrük- siyonda, kaynak, yapıştırma, perçinleme ve civatalama gibi  birleştirme teknikleri uygulanmaktadır. Dış konstrüksiyon,  sıvama ve yapıştırmayla iç konstrüksiyona bağlanmaktadır. 

Page 7: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®-59 [AlMg5Si2Mn]

7

Ön tekerlek suspansiyon dayanağı / BMW 5 ve 6 serileriMagsimal-59, basıldığı gibi500 x 380 x 500 mm, ağırlık 2,3 kg, cidar kalınlığı 2,5 mm

BMW 5 ve 6 serilerinin ön aksamındaki bu parça yüksek dinamik yüklere maruzdur. Çeşitli birleştirme teknikleri üstün malzeme kalitesini gerekli kılmakta ve sadece 2,5 mm’ lik cidar kalınlığı da burada kolaylaştırıcı bir rol oynamaktadır.

Suspansiyon çatalı / Porsche CayenneMagsimal-59, basıldığı gibi340 x 370 x 60 mm, cidar kalınlığı 6 mm, ağırlık 0,9 kg

Bu parça yüksek dinamik yüklere açıktır ve bunun için de 4 ila 6 mm cidar  kalınlıklarında Magsimal-59 ile tasarlanmıştır. Kalın boğum noktaları olmayan ya da az yükün olduğu kısımlardaki boğum noktaları Magsimal-59 kullanımına uymaktadır.

Page 8: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Uygulama Örnekleri

8

Şanzıman köprüsü / Mercedes Benz S-SınıfıMagsimal-59, basıldığı gibi,610 x 210 x 75 mm, ağırlık 2,3 kg, cidar kalınlığı 4 mm

Yüksek statik yük altında yüksek dinamik yükler ve buna ek olarak arabanın alt tarafında olduğu için korozyona açık olma durumu bu parçadan istenenleri özetlemektedir. İşlenmiş iki deliğe preslenen vibrasyon sönümleme elemanlarıyla parça üzerindeki yük plakaya geçer. Bu yüksek yüklere rağmen 200 °C derecede yapılan bir ısıl işlemle akma mukavemeti 190 Mpa’ nın üzerine çıkarılabildiği için cidar kalınlığı 4 ila 5 mm arasında tutulabilmiştir.

Ön aks kirişi / Porsche CaymanMagsimal-59, basıldığı gibi,910 x 710 x 85 mm, cidar kalınlığı 3 – 6 mm, ağırlık 4,8 kg

Bu kiriş, ısıl işlem yapılan çok daha ağır bir kokil döküm AlSiMg  alaşımının yerini almıştır.

İnce cidarlı bu hafif konstrüksiyonun üretimi, çözeltiye almadan  yapılan bir ısıl işlemle ekonomik olmaktadır. Aksi takdirde çar- pılma meydana gelmekte ve akabinde yapılan düzeltme operas- yonu parçada tekrar gerilimlerin oluşmasına yol açmaktadır.

Page 9: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®-59 [AlMg5Si2Mn]

9

Emniyet kemeri makaraları, Saab, Daimler-BenzMagsimal-59, basıldığı gibi,ø-56 x 55 mm, ağırlık 0,066 kg

Kaza anında bir mekanizma ile makara ve dolayısıyla emniyet  kemeri sabitlenerek gergin tutulur. Malzeme burada kırılganlık  değil süneklik göstermelidir. Dökümde vakum kullanılarak parçanın  kalitesi yükseltilebilmektedir.

Navigasyon ekran çerçevesiMagsimal-59, basıldığı gibi,ince cidarlı ve hafif, dekoratif krom kaplama,bir kaza veya darbe durumunda yüksek uzama.

Direksiyon iskeleti, VW New BeetleMagsimal-59, basıldığı gibi, ø-370 x 125 mm,ağırlık 0,85 kg

Direksiyon kolonları bir kaza anında kırılmayıp keskin kenar, köşe veya kırık  oluşturmadan kolon plakasına kadar deforme olmalıdırlar. Çöl iklimlerinde  ön cam arkasında oluşan muhtemel sıcaklıkların simule edildiği testlerle bu  parçaların stabilitesi mercek altına alınmaktadır.

Page 10: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Uygulama Örnekleri

10

Arka çapraz kirişMagsimal-59, basıldığı gibi,1080 x 370 x 150 mm, cidar kalınlığı 4 mm, ağırlık 6,5 kg

Spor arabalar için suspansiyon kulesiMagsimal-59, basıldığı gibi,590 x 450 x 340 mm, cidar kalınlığı 3 mm, ağırlık 3,0 kg

Page 11: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®-59 [AlMg5Si2Mn]

11

Yatak plakası W12, VW PhaetonMagsimal-59, basıldığı gibi, ağırlık 3,0 – 4,2 kg

Yağ karteriMagsimal-59, basıldığı gibi,440 x 310 x 180 mm, cidar kalınlığı 2,2 mm, ağırlık 3,0 kg

Pencere çerçevesi için boğumlarMagsimal-59, basıldığı gibikaynak yapılabilir, uzunluk 510 mm’ ye kadar, ağırlık 0,20 – 0,35 kg

Page 12: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Uygulama Örnekleri

12

Cabriolar için kapatma mafsal plakasıMagsimal-59, basıldığı gibi,600 x 350 x 280 mm, cidar kalınlığı 2 ila 5 mm, ağırlık 3,2 kg

Cabriolar için kapatma koluMagsimal-59, basıldığı gibi,740 x 130 x 125 mm, cidar kalınlığı 2 ila 5 mm, ağırlık 1,3 kg

Cabriolar için kapatma mekanizması ara plakasıMagsimal-59, basıldığı gibi,230 x 220 x 130 mm, cidar kalınlığı 2 ila 5 mm, ağırlık 0,85 kg

Page 13: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Magsimal®-59 [AlMg5Si2Mn]

13

Kayak ayakkabısı bağlantı parçalarıMagsimal-59, basıldığı gibi,76 x 23 x 18 mm, ağırlık 20 gm

Ayaklık plakası, BMW R 1150 RT motosikleti,Magsimal-59, basıldığı gibi,690 × 170 × 100 mm, ağırlık 1,1 kg,kromat kaplama veya boyama,yüksek akma mukavemeti istenilen bir parça.

Kayak bağlama parçalarıMagsimal-59, basıldığı gibi, polisaj yapılmış,77 x 69 x 53 mm, ağırlık 150 gm

Ray kapakçığıMagsimal-59, basıldığı gibi,yüzey polisaj yapılmış,34 x 15 x 13 mm, ağırlık 6 gm

Page 14: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Kompresör taşıyıcı / Porsche CayenneMagsimal-59, basıldığı gibi330 x 230 x 75 mm, ağırlık 0,45 kg

Bu ince taşıyıcı lastik hava kompresörünü sabitlemektedir. Yüksek dinamik yük ve çatallı tasarım, enjeksiyon döküm kalıbında birden fazla yolluk girişini ve sıkça yerleştirilen hava ceplerini gerekli kılmaktadır.

Uygulama örnekleri

14

Motosiklet jantı / MZMagsimal-59, basıldığı gibiø 460 x 180 mm, ağırlık 6,4 kg

Ağırlık tasarrufu nedeniyle konvansiyonel alüminyum jantlarına göre daha az kütle ile motosikletin daha dinamik bir sürüşü söz konusudur. Bu jant, iki simetrik parça olarak basılmakta, gerekli genişlikte işlenerek elektron demeti yöntemiyle kaynak yapılıp birleştirildik-ten sonra boyanmaktadır. 

Stabilizatör çubuğu için tutucu köprü / BMW 5 serisi Magsimal-59, basıldığı gibi,135 x 90 x 50 mm, ağırlık 0,18 kg

Stabilizatör çubuğu için tutucu köprü / BMW 7 serisi Magsimal-59, basıldığı gibi,130 x 85 x 45 mm, ağırlık 0,20 kg

Bu parçalarda sadece Magsimal-59 daha önce kullanılan  aluminyum dövme parçanın yerini alabildi ve böylelikle de %10  civarında bir ağırlık tasarrufu sağlandı.

Page 15: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

[%]  Si  Fe  Cu  Mn  Mg  Zn  Ti  Be  Diğertoplam

min. 1,8 0,5  5,0

max. 2,6 0,20 0,03 0,8  6,0 0,07 0,20  0,004 0,2

0  2,5  5,0  7,5

640630620610600590580570560550540

Reaksiyonlar

618 °C  Likidus – α alüminyum

594 °C  Likidus – Mg2Si + Al6Mn veya Al15(Mn,Fe)3Si2594 °C – 580 °C  Tesbit edilmedi

Süre [min]

Sıc

aklık

 [°C

]

    [°C]

TG  =  657,1TLu  =  618,9TLo  =  619,8dTL  =  0,9TSu  =  594,0TSo  =  594,3dTS  =  0,3

Grafik 1: Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, Quick-Cup-potasında termik analiz

Resim 1: Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, REM fotoğrafı

Kimyasal Bileşim ve İç Yapı

Tablo 1’ de, Magsimal-59 alaşımının kimyasal 

bileşimi verilmiştir.

Yukarıdaki silisyum oranını içeren AlMg alaşımla-

rında %40-50 (yüzey yüzdesi) ötektik söz  

konusudur. Bu özellik Magsimal-59’ u iyi iç bes-

lemesi olan ve mükemmel dökülebilen bir  

alaşım haline getirir.

Mg2Si bileşimi temel alındığında magnezyumun 

çokça olduğunu görüyoruz. Bu önemlidir,  

çünkü korozyona karşı direnç açısından bakıldı-

ğında yapıda serbest silisyumun olmaması  

gerekir. Fazladan magnezyum ayrıca yüksek 

akma dayanımı sağlamaktadır. Kalsiyum ve sod-

yum elementleri, dökümün sıcak çatlağa  

yatkınlıklığını olumsuz etkiledikleri için düşük 

tutulmak zorundadırlar. Fosfor da aynı şekilde  

Al-Mg2Si-ötektiğinin oluşmasını ve dolayısiyle  

de sünekliği olumsuz etkilediği için düşük  

tutulmalıdır.

%2’ den fazla Mg içeren Al-Mg tipi alaşım ergiyik- 

leri özellikle yüksek sıcaklıkta uzun süre ocakta 

kaldıkları zaman cüruf oluşturmaya meyillidirler. 

Bu durumda karnıbahar gibi ve zor temizlenen 

cüruf oluşumları söz konusudur. Bunun için 

alaşıma berilyum katılmaktadır. Berilyum,oksit 

tabakasını sıklaştırır ve dışarıya daha az oksit-

lenebilecek aluminyum ve magnezyum sızmasını 

sağlar.

Magsimal-59’ un termik analizi grafik 1’ de gö-

rülmektedir. Sıcaklık eğrisi bir Quick-Cup potada 

(Croning kumu) kaydedilmiştir. Likidus sıcaklığı 

yaklaşık 618, solidus sıcaklığı da yaklaşık 594 °C 

derecededir. 592 °C derecede bir durma noktası 

görülmektedir. Bu noktada Al-Mg2Si-ötektiği 

katılaşmaktadır. 

Tablo 1: Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, kimyasal bileşim

Enjeksiyon döküm yapısında çok hızlı bir soğumada homojen bir α-fazı  

dağılımı görülür. Resim 1’ deki açık renk parçacıklar Al6Mn fazıdır.  

Manganezin varlığıyla kalıba yapışma önlenmektedir. α-dendritlerinin etrafında 

α-alüminyum ve Mg2Si’ den oluşan ötektik dağılımı görülmektedir.

Büyük fazlar yoktur ve ötektik de ince ve küreseldir. Dolayısıyle de burada 

oldukça sünek bir yapı söz konusudur.

15

Page 16: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Tablo 2: Magsimal-59, AlMg5Si2Mn alaşımı ile basılmış çekme deneyi nümuneleri; cidar kalınlığına bağlı olarak döküm durumundaki mekanik özellikler

  Cidar kalınlığı [mm]  Rp0,2 [MPa]  Rm [MPa]  A [%]

<2 >220 >300 10–15

2–4 160–220 310–340 12–18

4–6 140–170 250–320 9–14

6–12 120–145 220–260 8–12

Grafik 2:  Magsimal-59, AlMg5Si2Mn alaşımının döküm durumundaki dayanım ve uzama eğrisi;  nümune cidar kalınlığı 3 mm

320

240

160

80

00  5  10  15  20

Rp0,2 = 178 MPa

Rm  = 313 MPa

 A  = 20,6 %

Day

anım

 [ MP

a]

Kırılma uzaması A [%]

Mekanik Özellikler 

Döküm durumunda (F) mekanik özellikler

Döküm durumundaki Magsimal-59’ un mekanik 

özellikleri her hangi bir ısıl işlemi gereksiz  

kılacak şekilde mükemmeldir ve aşağıdaki avan-

tajlar söz konusudur:

•  Enerji tasarrufu

•   Kalıcı deformasyon yok

•   Büyük ebatlarda parça dökümü

•   Düşük maliyetle birden fazla  

parçanın entegrasyonu.

Magsimal-59’ un mekanik özellikleri cidar kalınlı-

ğına ve katılaşma koşullarına bağlıdır. 

Grafik 2’ de Magsimal-59 ile basılmış 3 mm 

kalınlığındaki bir plakanın döküm durumundaki 

dayanım ve uzama eğrisi görülmektedir.

Tablo 2’ de mekanik özellikler cidar kalınlığına 

bağlı olarak verilmiştir. 

Enjeksiyon döküm parçalarından alınan nümune-

ler, ayrı basılan plakalardan alınan nümu- 

nelerle karşılaştırıldığında döküm parçalarından 

alınan nümunelerden elde edilen değerlerde  

dağılım aralığının daha geniş olduğu görülmek-

tedir. Normalde yolluk girişi bölgesinden elde 

edilen nümune değerleri, girişe uzak bölgelerden 

elde edilen nümune değerlerinden daha iyidir.

Bu nedenle döküm parçasında nümunenin alınacağı en uygun yeri bulmak  

zordur ve önceden dökümcü ve tasarımcı arasında tanımlanmalıdır.  

Ayrıca çekme nümunesi ölçüleri ile döküm parçasından istenilen mekanik özellik 

değerlerinin de karşılıklı olarak önceden kararlaştırılmasında yarar vardır.

16

Page 17: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

0 20 40 60 80 100 120 140

300

250

200

150

100

50

0

3mmcidarkalınlığı

6mmcidarkalınlığı

Suniyaşlandırmasüresi[min.]

Akm

ada

yanı

mıR

p0,

2[M

Pa]

R

Grafik 3:  Suni yaşlandırmanın (250 °C) fonksiyonu olarak akma dayanımı Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, kalıptan çıktıktan sonra suda soğutma

Grafik 4:  Suni yaşlandırmanın (250 °C) fonksiyonu olarak uzama; Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, kalıptan çıktıktan sonra suda soğutma

0 20 40 60 80 100 120 140

20

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Suniyaşlandırmasüresi[min.]

Uza

ma

A[%

]

3mmcidarkalınlığı

6mmcidarkalınlığı

Suni yaşlandırmadan (T5) sonraki mekanik

özellikler

Cidar kalınlığının artmasıyla akma dayanımı da 

azalır ve kokil döküm değerlerine yaklaşır.

Kısmen de olsa yüksek cidar kalınlığının olduğu 

uygulamalar vardır ve parçadan istenilen sertlik 

değerlerine ulaşılamıyabilir. Böyle durumlarda 

mekanik özellik değerleri T5 ısıl işlemle yükseltile-

bilir. Grafik 3’ te bu durum görülmektedir. 

Suni yaşlandırmada dayanım değerlerini artırmak 

için enjeksiyon döküm parçasının kalıptan  

alındıktan hemen sonra suda soğutulması gerek-

mektedir. Parçayı kalıptan çıktıktan sonra hava 

ile soğutmak aynı etkiyi göstermez. Mekanik 

değerlerin değişimi grafik 3 ve 4’ te gösterilmiştir. 

60 dakikalık bir suni yaşlandırmadan sonra  

kararlı bir durumun ortaya çıktığı görülmektedir.

6 mm’ lik bir cidar kalınlığı ile 200 MPa’ lık bir 

akma dayanımına ulaşılabilir. 3 mm’ lik nümune-

lerde daha yüksek değerlere ulaşılmaktadır.  

Bu davranışın, değişik cidar kalınlıklarına sahip 

enjeksiyon döküm parçaları için de geçerli  

olduğu varsayılırsa, T5 ısıl işlemden sonra söz 

konusu cidar kalınlıklarındaki parçalardaki 

mukavemet değerlerinin de çok farklı olmaması 

gerekir.

17

Page 18: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

0 10 20 30 40 50 60 70

300

250

200

150

100

50

0

Tavlamasüresi[min]

Akm

ada

yanı

mıR

p0,

2[M

Pa]

Grafik 5:  Değişik tavlama sıcaklıklarında akma dayanımı, Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, 3 mm cidar kalınlığı

250 °C

350 °C

380 °C

0 10 20 30 40 50 60 70

24

20

16

12

8

4

0

Tavlamasüresi[min]

Uza

ma

A[%

]

Grafik 6:  Değişik tavlama sıcaklıklarında uzama,  Magsimal-59, AlMg5Si2Mn, 3 mm cidar kalınlığı

380 °C

350 °C

250 °C

Tavlamadan (O) sonraki mekanik özellikler

Uzama, cidar kalınlığına çok bağlı olduğu için 

değişik olabilir. 250 °C derecede 60 dakikalık bir 

tavlamadan sonra 3 mm kalınlığındaki nümuneler 

hala %10’ luk, 6 mm’ lik plakalar da hala %4’ 

lük uzama değerlerine sahiptirler. Normal olarak 

civatalama veya boğum noktaları gibi yüksek 

cidar kalınlıklarının olduğu bölgelerde mukavemet 

değerleri ön plandadır. Alaşımın, parçanın kalın 

olduğu bölgelerdeki bu davranışı ikincildir,  

fakat tasarımcı tarafından göz önünde bulundu-

rulmasında yarar vardır.

Tavlama ile yüksek cidar kalınlığı olan bölgeler-

deki mukavemet artırılabilir. 350 °C derece- 

deki bir tavlamada akma dayanımı, başlangıç 

değerine bağlı olarak 130 ila 150 MPa değer- 

lerine kadar düşmekte, uzama da çok artmak- 

tadır. Döküm durumunda istenilenin elde edile-

mediği durumlarda yüksek süneklik böylelikle 

artırılabilir.

3 mm’ lik bir cidar kalınlığı için mukavemet ve 

uzama değerleri grafik 5 ve 6’ da görülmektedir.

18

Page 19: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

105 106 107 108

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

Yüksayısı[n]

Day

anım

[MP

a]

Grafik 7: Döküm durumunda Magsimal-59, AlMg5Si2Mn Wöhler eğrisi

%95%50

%5

Dayanımoranır=-1Cidarkalınlığı4mm%5,%50,%95Kırılmaolasılığı

Grafik 8:  Korozyonun alüminyum alaşımlarının yorulma özelliklerine etkisi (Kaynak: Haldenwanger, Werkstoffvielfalt im Automobil, Febr. 20)

Yüksayısı[n]

104 105 106 107 108 109 1010

Ger

ilim

dal

gab

oyu

[MP

a]

200

150

100

50

40

30

20

3

2

1

12

3

20°CKorozyonaltında

1 EnjeksiyondökümAIMg5Si2Mn

2 Thixo-DökümAISi7Mg0,3T6

3 SaçAIMg0,6Si0,8T6

Yorulma dayanımı

Yorulma dayanımı tasarımcı için önemli bir indika- 

tördür ve enjeksiyon döküm parçalarının katı- 

laşma koşullarına, döküm hatalarına ve yüzey 

oluşumuna bağlıdır. Bu nedenle ölçüm sonuçla-

rının bire bir karşılaştırması ancak sınırlı şekilde 

mümkündür. Grafik 7’ de Magsimal-59’ un 

yorulma dayanımı r = -1 değeri için gösterilmek-

tedir. Bu, ortadaki gerilimin sıfır olması demektir. 

Ölçüm, 4 mm kalınlığındaki enjeksiyon döküm 

plakaları ve yüksek frekans puls jeneratörü (yak-

laşık 110 Hz) ile yapılmıştır.

Eğriler değişik kırılma olasılıklarını yansıtmaktadır.  

Normal olarak hesaplamalarda her zaman %5’ 

ten hareket edilir. Eğrilere bakınca, döküm duru- 

munda 100 MPa yüksekliğinde bir yorulma daya-

nımı görmekteyiz.

Korozyon direnci

AlMg alaşımları genelde korozyona karşı çok da-

yanıklıdır ve bu nedenle de normal olarak deniz 

suyunun söz konusu olduğu ortamlarda da kul-

lanılırlar. Bu alaşım gurubu emniyet parçalarında 

da bir seçenektir ve bu nedenle de gerilim çatlağı 

korozyonuna yatkınlık test edilmiştir. Bunun için 

nümunelere akma mukavemetinin %75’ i kadar 

bir yükle 35 g/l-NaCl çözeltisinde 30 günlük bir 

daldırma testi (ASTM G 47-90) uygulanmıştır. 

Testten sonra mukavemetin düşmemiş olması 

gerekir.

Yorulma davranışı ile ilgili olarak normal ve korozif 

atmosferde çeşitli malzemelerin karşılaştırılması 

grafik 8’ da gösterilmiştir. Burada, korozyon etkisi 

altında Magsimal-59’ un T6 ısıl işlem yapılmış 

AlSi7Mg0,3 alaşımından daha iyi olduğu gözlen-

mektedir.

19

Page 20: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Üretim ve Tasarım Önerileri

Ergitme 

Magsimal-59’ un Al-Mg2Si ötektiği için 

uzun süreli özel bir tane inceltmesi vardır. 

Ötektiğin incelik derecesi döküm parça-

sının uzama ve mukavemetine yön verir 

(Resim 2 ve 3). Alaşım üretimindeki  

özel bir ergitme tekniği özellikle AlMg ala-

şımlarına özgü olan oksit oluşumunu  

çok azaltır. Böylelikle ergiyik yüzeyinde  

ve pota tabanında hemen hemen hiç oksit 

aglomerasyonları oluşmaz. Bilindiği gibi 

alaşım içindeki oksitler uzamayı oldukça 

düşürmektedir.

Dökümhanede külçelerin çabucak ergitil-

mesi halinde sadece rotorla gaz alma 

yapılırsa ergiyik için yukarıdaki avantajlar 

geçerlidir. Ergitme tuzları, tane inceltme, 

modifikasyon, fosfor, alkali ve toprak alkali  

maddeleri kullanıldığında ve ergiyiğe 

yabancı metaller katıldığında bu avantajlar 

kaybolur. Tabii ki bu Al-Mg2Si-ötektiğinin 

de olumsuz etkilenmesine yolaçar. Ergiyik 

sıcaklığı 770 °C derecenin üzerinde 

olmamalıdır.

Isıl konveksiyonla ergiyiği hareket halinde 

tutan ocaklar, oksit-ergiyik reaksiyonları  

ve segregasyon nedeniyle ergiyik üzerinde 

bir tabaka oluşumunu önlerler. Bu, ergiyik 

hareketinin rotorla veya ocak tabanın- 

dan temizleme gazı verilmesi suretiyle hare- 

ket halinde tutulduğu ocaklar için de 

geçerlidir.

Ergiyik hareketinin olmadığı kapaktan 

ısıt-malı ocaklar ve üretime bağlı doldur-

malar olmaksızın uzun süreli ara vermeler 

AlSi alaşımlarında problem yaratırlar. 

Magsimal-59 da dahil olmak üzere tüm 

alüminyum ergiyikleri, sıcağa dayanıklı 

ocak malzemesinin %85’ inin kilden, yani 

Al2O3’ ten oluşması halinde bununla 

reaksiyona girmezler. Son zamanlardaki 

yeni ısıya dayanıklı ocak malzemesi 

karışımları sızmayı ve istenmeyen reaksi-

yonları önler.

Yolluk gibi geri dönüşüm malzemesinin 

tekrar ergitilmesi problem teşkil etmez. 

Her halükarda diğer alaşımların geri 

dönüşüm malzemesi ile karışmamasına 

dikkat etmek lazımdır. Bu malzemenin 

kullanılmasının mekanik özelliklere etkisi 

olumsuz olabilir. Geri dönüşüm malzemesi 

kullanıldığında ergiyiğin rotor vasıtasıyla 

argon veya azot vererek oksit inkluzyonları 

ve oxit tabakalarından temizlenmesi 

zorunluluktur. Yoksa bunların zamanla 

proseste çoğalmasıyla döküm parçası 

özelliklerine etkisi olumsuz olur. Bu arada 

oluşan cürufun metal oranı, Magsimal-59’ 

a uygun bir ergiyik tuzu ile azaltılabilir.

Aynı şekilde ergiyik hareketinin olmadığı 

kapaktan ısıtmalı ve bir kaç bölmeli 

ocaklarda cüruf oluşumunu azalmak için 

ergiyik yüzeyinin Magsimal-59’ a uygun 

bir tuzla kaplanması yarar sağlıyabilir.

Döküm

Magsimal-59’ un ötektik sıcaklığı, böyle-

likle de döküm sıcaklığı AlSi10Mg(Fe)  

alaşımınkinden yaklaşık 20 °C derece daha 

fazladır. Kalıp kullanım süresi hesaplanır-

ken, soğutmanın sadece kalıp yüzeyine 

püskürtme suyla yapılması durumunda 

yukarıdaki noktanın dikkate alınması 

gerekir. Eşanjör yoluyla ve su ile soğutulan 

kalıpların ömrü daha uzun olur. 

Yüksek manganez oranı sadece kalıba 

yapışmayı önlemez, ısıl dayanım ve dola-

yısıyla alaşımın şekil stabilitesini de arttırır. 

Bunun için yüksek büzülmeye rağmen 

silisyum oranının da katkısıyla döküm 

parçaları kalıptan kolayca çıkarılabilir.

Buna rağmen kalıplardaki çıkma açıları 

1,5 dereceden fazla olmalıdır.

Kabaca söylemek gerekirse Magsimal-59, 

8 mm cidar kalınlığına kadar iyi dökülebilir. 

2 mm cidar kalınlığından itibaren de kalıba 

yapışma olmaz.

Kalıp ayırma yağı konsantrasyonunun AlSi 

alaşımlarıyla karşılaştırıldığında %30 ila 

%50 daha fazla olması yararlıdır. Normal-

de piyasada kullanılan kalıp ayırma yağları 

kullanılabilir. Kaynak yapılmaya uygun 

döküm istenilmesi halinde bu proses 

ve alaşıma uygun bir yağın kullanılması 

gereklidir. 

Resim 2:  Magsimal-59, AlMg5Si2Mn’ deki ince  Al-Mg2Si ötektiği

Resim 3:  Magsimal-59, AlMg5Si2Mn’ deki büyük taneli Al-Mg2Si ötektiği

50 µm 50 µm

20

Page 21: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

  Duvar kalınlığı  Rp0,  Rm  A

  4 mm  [MPa]  [MPa]  [%]

Kaynakyapılmamış 165 287 17

Kaynakyapılmış* 148 246 6

Resim 4: İyi bir feder tasarımına örnek.

Resim 5: Magsimal-59, AlMg5Si2Mn için boğumların olmadığı iyi bir tasarım örneği

Resim 6: Karga bacaklarına örnek

Kaynak

Magsimal-59 parçaları AlMg4,5MnZr 

kaynak katkı malzemesi kullanılarak WIG 

ve elektron demeti yöntemleriyle kay-

nak yapılabilir. Isıl etkilenme bölgesinde 

mukavemet özellikleri uzamanın tersine 

az etkilenmektedir. SG-AlSi5 kaynak katkı 

malzemesi kullanılması halinde uzama 

değerleri daha çok düşmektedir. Tasarım-

cı, kaynak için öngörülen yerleri parçanın 

az yük alan kısmına koymalıdır. Aşağıdaki 

mekanik özellikler, ısıl etkilenme bölge-

sinde mukavemet değerlerinin uzamanın 

tersine az etkilendiğini göstermektedir.

Son zamanlarda geliştirilen kalıp ayır-

ma yağları AlMg alaşımlarının dökümü 

esnasında malzemenin akışıyla parçanın 

kalıptan çıkışını kolaylaştırır. Bunun dışında 

parçanın kaynak yapılabilme özelliğine de 

olumlu etkileri vardır.

Perçinleme

Çeşitli malzemelerden ince cidarlı parça-

ları, Magsimal-59 ile basılan enjeksiyon 

döküm parçaları ile birleştirmek için perçin 

yöntemi çok uygundur. Birleştirme için 

oldukça sık kullanılan bir yol da yapıştırma 

ve perçin kombinasyonudur.

Tasarım 

Çok ince tasarlanmış federler, onların 

istenmiyen bir şekilde katı olmasına neden 

olur. Oluşabilecek deformasyon kısmi 

olarak federin sonunda yani duvardadır. 

Feder kalınlığı duvar kalınlığına uygun 

olmalıdır.

•  Magsimal-59 ile iyi tasarıma örnekler:

•   Boğum veya düğüm noktalarını, karşı 

taraftaki duvarda döküm çöküntüleri 

oluşmasını önlemek için kaldırmak 

gerekir. Katılaşma sırasındaki yüksek 

hacim büzülmesi boğumlarda çöküntü-

ler oluşturur. 

•   İç radyuslardaki kalınlıklar da çöküntü 

oluşturur. Bunlar karga bacaklarıyla 

azaltılabilir.

Orta çizgi döküm boşlukları bazı durum-

larda çok uzun olabilirler. Fakat bunlar 

ortada oldukları için parçanın mukaveme-

tine kayda değer bir etkileri olmaz. Önemli 

olan, bu döküm boşluklarının yüksek 

yükün olduğu yüzey bölgesine bağlantıla-

rının olmamasıdır.

Perçin için tasarlanan parçalarda cidar 

kalınlığı gerekli şekil alma kabiliyeti için  

3 mm’ yi aşmamalıdır.

Yüzey modifikasyonu

Magsimal-59’ a hem yaş ve toz boya, 

hem de polisaj ve eloksal yapılabilir. 

Polisajda yüzey parlaklığında hafif mavi 

bir renk oluşur. Eloksalde de silisyum 

oranı nedeniyle tipik bir gri tonun oluştuğu 

göz önünde bulundurulmalıdır. Dekoratif 

amaçlar için yüzeyin bir krom tabakası ile 

kaplanması veya parlatılması önerilir.

*Ellekaynak,MIGyöntemi,katkımalzemesiAlMg4,5Mn

21

Page 22: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

Resim 7: Gerekli alaşımlar ve üretim prosesi aşamalarıyla enjeksiyon dökümün 8 hedef basamağı

Magsimal-59 AlSi10Mg ( Fe ) Silafont-36 T5 Mg > 0,3 %

 Ölçü

 Hafif ve ince

 Yüksek akma dayanımı

  Sıvama

  Perçin

Yüksek dinamik yük

Kaynak

 Çözeltiye alma

AlSi9Cu3 ( Fe ) ve diğerleri

AlSi12 ( Fe ) ve diğerleri

Silafont-36 Castasil-37 AlSi9

Silafont-36 Magsimal-59 Castasil-37 AlSi9 

Magsimal-59 Castasil-37

Silafont-36 Castasil-37 Magsimal-59

Silafont-36 Castasil-37

Uygun enjeksiyon döküm alaşımları

Kuru piston yağlayıcıları Kalıp ayırıcının en aza indirilmesi Modern kalıp yağları

Kal

ıp a

yırı

Kontrollu ergiyik taşınması Birinci faz az türbülanslı Ergiyik temizliği

Vakum < 50 hPa Vakum Çil blok ile hava tahliyesi Hava ceplerinin etkili şekilde yerleştirilmesi (Simulasyon)

Hedef Basamakları

Erg

iyik

Hav

a

Gerekli enjeksiyon döküm üretim adımları

Aluminyum Enjeksiyon Dökümde Hedef Basamakları

Külçe sevkiyatı

Yeni „RHEINFELDEN Üretim Sistemi“ devreye girdikten sonra bütün alaşımlarımız  

RHEINFELDEN-Külçeleri şeklinde sevkedilmeye başlanmıştır. Bu külçe şekli  

uzun yıllardan sonra HSG-külçelerinin yerini almış ve onların sahip olduğu avantajları  

muhafaza etmiştir.

Kimyasalbileşim: Sevkiyat belgeleri şarjın ortalaması alınmış kimyasal analizini  

de içermektedir.

Balyalarınişaretlenmesi: Her külçe balyasında alaşımın marka adını veya  

alaşım tanımını, dahili malzeme numarasını ve balya ağırlığını içeren  

bir etiket vardır. İstek üzerine balyanın renkli kodlaması da  

mümkündür. Şarj numarası yılın son iki rakamından  

ve bir üretim numarasından oluşmaktadır. Etikete  

ayrıca makina ile okunabilecek barkod  

kodlaması da basılabilir.

Sevkiyata hazır 13 sıralı külçe balyası

Külçelerin tek tek numaralanması

Rheinfelden-Külçesi

22

Page 23: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

1 Külçelerinergitilmesi

2 Tuzlamuamele

3 Magnezyumyanması

4 Cürufalma

5 Ergitmedensonraki

sıcaklık

6Dökümocağındaki

sıcaklık

7 Gazalmaveergiyiğin

temizlenmesi

8 Cürufalma

9 Taneinceltme

10 Modifikasyon

11 Dökümsıcaklığı

(Referansdeğer)

12 Kalıpsıcaklığı

13 Kalıptanaldıktansonra

parçalarınsoğuksuya

daldırılması

14 Isılişlem

15 Suniyaşlandırmave

tavlama

Magsimal®-59 [AlMg5Si2Mn]Magsimal®-59 enjeksiyon döküm parçaları üretiminde dökümhane için öneriler

Magnezyum yanması, gaz alımı ve ergiyik oksidasyonunun az olması için yüksek

performanslı bir ocakta mümkün olduğu kadar çabuk ergitin. Önceden ısıtılmış külçeleri ve 

geri dönüşüm malzemesini azar azar ilave edin; aksi takdirde segregasyon veya ayrışma 

olur. Kil oranı yüksek malzemesi olan ocak kullanın. Ergiyik tarafından fosfor ve sodyum 

alımını engelleyin.

Yasak! Ergiyiğe böylelikle sodyum girmesi tehlikesi olabilir.

Her ergitmede yaklaşık % 0,1 yanma olur. Normal olarak magnezyum ilavesine gerek yok. Mg 

oranının %5’ in oldukça altına düştüğü durumlarda azami olarak %0,5 saf magnezyum katın.

Ergitmeden sonra gerekli.

En çok 780 °C derece (Sıcaklık kontrolu!).

650 °C derecenin altına düşmemeli ve ergiyiğin hareketi sağlanmalı:

• Isıl konveksiyonla

• Gaz alma rotoruyla

Ergiyiğin durgun olması halinde kapak ısıtmalı derin ocak kullanmayın. Isıya dayanıklı ocak 

malzemesindeki kil oranının yüksek olmasına dikkat edin.

• Rotorla etkili şekilde ve hızlı olarak gaz verin: 

500 – 600 U / min, 7 – 10 l / min argon veya azot, 6 – 10 dakika.

•  İnce delikli rotor başlığıyla gaz alma süresi biraz daha uzun olur. 

Ergiyiğin soğumamasına dikkat edin.

•  Azot açığa çıkaran gaz alma tabletlerine dikkat edin. Bunların çoğu durumda olumsuz  

etkisi vardır. Ergiyiğe sodyum verirler, bu da parçadaki uzamanın düşmesi demektir.

Gaz aldıktan hemen sonra yapın. Cüruftaki metal oranı ancak gaz alma sırasında kullanılan 

ve Magsimal alaşımları için özel olarak geliştirilmiş sodyum içermeyen tuzlarla azaltılabilir.

Yasak!

Yasak! Aksi takdirde parçada erişilebilecek uzama ciddi şekilde düşer.

690 – 730 °C derece. 

Enjeksiyon döküm parçasının geometrisi, büyüklüğü ve cidar kalınlığına göre değişir.

160 – 220 °C derece.

Parçaların hemen soğuk suya daldırılması akma dayanımını düşürür, uzamayı da artırır.

Normal durumlarda yapılmaz (Bak madde 15).

Sadece istisnai durumlarda suni yaşlandırma ve çözeltiye almadan tavlama yapılabilir:

•  Suni yaşlandırma (T5): Gerektiğinde 250 °C dereceye ve 90 dakikaya kadar.  

Akma mukavemeti artar, uzama düşer.

•  Çözeltiye almadan tavlama (O): Gerektiğinde 320 °C ila 380 °C derece arası ve 90  

dakikaya kadar. Akma mukavemeti düşer, uzama artar.

Külçelerin tek tek numaralanması

23

Page 24: Magsimal®- 59 - ips-vision | ips-vision

RHEINFELDEN ALLOYS GmbH & Co. KG Türkiye Temsilciliği Bir Aluminium Rheinfelden gurubu kuruluşu IPS-VISION Satış ve müşteri danışmanlığı Friedrichstrasse 80 D-79618 Rheinfelden Turhan Topaçoğulları

Tel. +49.7623.93-490 Tel: +49-(0)7623-62 144 Fax +49.7623.93-546 Cep: +49-(0)176-60 80 81 80

[email protected] [email protected] www.rheinfelden-alloy.eu www.ips-vision.com.tr