Na podstawie tabeli wskaż masę na rdzenie utwardzane CO2 dla odlewów staliwnych.
A. Mr4
B. Mr1
C. Mr3
D. Mr2
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2020 (arkusz M.37-SG-20.06).
Masa Mr2 jest właściwą odpowiedzią, bo w tabeli ma osnowę z piasku kwarcowego z regeneratem w ilości 100 części wagowych oraz szkło wodne w ilości 7 części wagowych. I właśnie szkło wodne, czyli krzemian sodu, jest typowym spoiwem stosowanym w masach rdzeniowych utwardzanych CO₂. Po przedmuchaniu rdzenia dwutlenkiem węgla zachodzi reakcja powodująca żelowanie szkła wodnego, dzięki czemu masa szybko uzyskuje wytrzymałość i można ją bezpiecznie przenosić, składać w formie oraz zalewać ciekłym metalem. Przy odlewach staliwnych to ma znaczenie, bo temperatura zalewania jest wysoka, a rdzeń musi mieć dobrą ogniotrwałość, stabilność wymiarową i odpowiednią przepuszczalność. Moim zdaniem to jedna z tych technologii, które warto kojarzyć praktycznie: piasek kwarcowy plus szkło wodne plus CO₂ oznacza masę rdzeniową utwardzaną gazowo. W dobrej praktyce odlewniczej pilnuje się czasu przedmuchiwania CO₂, wilgotności masy, stopnia zagęszczenia i wytrzymałości po utwardzeniu. Zbyt duża ilość spoiwa albo za długie gazowanie może pogorszyć wybijalność rdzeni, a za słabe utwardzenie grozi pękaniem rdzenia, zaprószeniami i wadami wewnętrznymi odlewu.
W tym pytaniu łatwo pomylić rodzaj osnowy z rodzajem utwardzania, a to jest dość typowy błąd przy czytaniu tabel technologicznych. Sama obecność piasku kwarcowego, chromitowego czy szamotu nie decyduje jeszcze o tym, że masa jest utwardzana CO₂. Kluczowe jest spoiwo. W procesie CO₂ stosuje się szkło wodne, które po przepuszczeniu dwutlenku węgla tworzy usztywnioną strukturę wiążącą ziarna piasku. Dlatego należy patrzeć na kolumnę z materiałem wiążącym, a nie tylko na nazwę piasku czy jego odporność ogniową.
Masa z żywicą fenolową może być bardzo przydatna na rdzenie i formy, ale jej mechanizm wiązania jest inny: zależy od żywicy, utwardzacza, temperatury albo odpowiedniego procesu chemicznego, a nie od klasycznego przedmuchiwania CO₂. Masa z bentonitem kojarzy się raczej z masami formierskimi wilgotnymi, gdzie wytrzymałość nadaje glina aktywowana wodą i zagęszczanie. To nie jest masa CO₂, nawet jeśli osnowa chromitowa dobrze znosi wysokie temperatury przy staliwie. Szamot z gliną kaolinową to z kolei układ bardziej ceramiczny, stosowany tam, gdzie liczy się odporność ogniowa, ale również nie wskazuje na utwardzanie gazowym dwutlenkiem węgla. W praktyce odlewniczej warto więc czytać recepturę całościowo: osnowa mówi o ogniotrwałości i zachowaniu cieplnym, a spoiwo mówi, jak masa wiąże i jak ją utwardzamy.
Masa z żywicą fenolową może być bardzo przydatna na rdzenie i formy, ale jej mechanizm wiązania jest inny: zależy od żywicy, utwardzacza, temperatury albo odpowiedniego procesu chemicznego, a nie od klasycznego przedmuchiwania CO₂. Masa z bentonitem kojarzy się raczej z masami formierskimi wilgotnymi, gdzie wytrzymałość nadaje glina aktywowana wodą i zagęszczanie. To nie jest masa CO₂, nawet jeśli osnowa chromitowa dobrze znosi wysokie temperatury przy staliwie. Szamot z gliną kaolinową to z kolei układ bardziej ceramiczny, stosowany tam, gdzie liczy się odporność ogniowa, ale również nie wskazuje na utwardzanie gazowym dwutlenkiem węgla. W praktyce odlewniczej warto więc czytać recepturę całościowo: osnowa mówi o ogniotrwałości i zachowaniu cieplnym, a spoiwo mówi, jak masa wiąże i jak ją utwardzamy.