Seramik kumu (erimiş seramik kumu, inci kumu olarak da bilinir) mükemmel refrakter özellikleri, düşük termal genleşme, küresel parçacık özellikleri ve çevresel avantajları nedeniyle çelik döküm alanında yaygın olarak kullanılır. Çelik döküm alanındaki başlıca uygulamaları ve teknik özellikleri şunlardır:
1. Çelik dökümler için kum çekirdek ve kalıp kumu malzemeleri
Seramik kumu, yüksek refrakterliği (1800~2000℃) ve son derece düşük termal genleşme oranı (%0,13 @1000℃) nedeniyle döküm işlemi sırasında çelik dökümlerde kum kapanımı, yara izi ve gözenekler gibi kusurları etkili bir şekilde azaltabilir.
Uygulama durumu: Weichai Power, yüksek hızlı motor silindiri su boşluğu kum çekirdekleri üretmek için kromit kumunu değiştirmek üzere seramik kum ve kavrulmuş kum kullanır. İç boşluk kum yapışma kusuru %0,6’dan %0,2’nin altına düşürülür ve malzeme maliyeti %154 oranında azaltılır.
Avantajları:
Yüksek parçalanabilirlik: Reçine kum çekirdeği, döküldükten sonra kolayca temizlenir ve kum temizleme iş yükünü azaltır1.
Düşük gaz emisyonu: Çelik dökümlerin gözenek kusurlarını azaltır ve verim oranını artırır5.
2. Büyük çelik dökümler için reçine kendi kendini sertleştiren kum işlemi
Büyük çelik dökümlerin üretiminde, reçine kendi kendini sertleştiren kum için ham kum olarak seramik kumu kullanılır, bu da reçine miktarını azaltabilir (%30’dan fazla azaltılabilir), kum kalıbının mukavemetini artırabilir, gaz oluşumunu azaltabilir ve parçalanmayı iyileştirebilir15.
Geleneksel silika kumuyla karşılaştırıldığında:
Silis kumu yüksek bir termal genleşme oranına sahiptir, bu da dökümlerin boyutsal sapmasına kolayca yol açabilir; seramik kumunun genleşmesi neredeyse hiç yoktur ve döküm hassasiyeti daha yüksektir4.
Silis kumunun rejenerasyonu zordur ve seramik kumu atık kum emisyonlarını azaltmak için birçok kez geri dönüştürülebilir1.
3. Yüksek alaşımlı çelik ve ısıya dayanıklı çelik döküm
Seramik kumun yüksek alüminyum içeriği (Al₂O₃≥75%), yüksek alaşımlı çelik (ısıya dayanıklı çelik, paslanmaz çelik gibi) dökümü için uygun hale getirerek kimyasal kum yapışması riskini azaltır4.
Dava:
Seramik kum kaplamalı kum kabuk kalıp yöntemi ile üretilen paslanmaz çelik dökümlerin yüzey kalitesi, yatırım döküm seviyesine yakın olup, üretim döngüsünü kısaltmaktadır8.
Yüksek sıcaklığa dayanıklı çelik dökümlerin (örneğin ZG10Cr9Mo1VNbN) üretiminde seramik kumu 620°C5 gibi yüksek sıcaklıklara dayanabilmektedir.
4. Çevre koruma ve maliyet avantajları
Toz kirliliğini azaltır: Seramik kum parçacıkları yoğundur ve düşük kırma oranına sahiptir, bu da dökümhane atölyesinde silika tozunun zararını azaltır1.
Eski kumun geri dönüştürülmesindeki zorluklar: Günümüzde, karıştırma işleminden sonra seramik kumunu kalıp kumundan ayırmak zordur, geri kazanım oranı düşüktür ve rejenerasyon teknolojisinin daha da optimize edilmesi gerekmektedir47.
5. Gelecekteki geliştirme eğilimleri
3D baskı kum rejenerasyon teknolojisi: Örneğin, Lianxin Group’un 3D baskı kum rejenerasyon sistemi eski kumun performansının %95’ini geri kazandırabilir ve kum tüketimini %40 oranında azaltabilir. Gelecekte seramik kum rejenerasyonunda kullanılabilir7.
Asya-Pasifik pazarında büyüme: Otomotiv ve raylı ulaşım endüstrilerinin yönlendirmesiyle, çelik döküm alanında seramik kumu uygulamasının yıllık %6 oranında (2024-2029) büyümesi bekleniyor.
