Określ jaką chropowatość Ra [µm] odlewu można uzyskać jeśli wielkość ziarna osnowy piaskowej będzie wynosić 0,18 mm.
A. 12 µm
B. 40 µm
C. 122 µm
D. 140 µm
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2021 (arkusz M.37-SG-21.01).
Dla wielkości ziarna osnowy piaskowej 0,18 mm trzeba najpierw zauważyć jednostki. 0,18 mm to 180 µm, bo 1 mm = 1000 µm. Na wykresie oś pozioma jest opisana w mikrometrach i, co łatwo przeoczyć, wartości maleją od lewej do prawej: 200 µm jest po lewej, a 0 µm po prawej. Dla ziarna około 180 µm krzywa przecina poziom mniej więcej 120-125 µm, więc najbliższą odpowiedzią jest 122 µm. To jest sensowne technologicznie: im grubsze ziarno masy formierskiej, tym bardziej nierówna powierzchnia wnęki formy, a więc i większa chropowatość odlewu Ra. Moim zdaniem to jedno z tych pytań, gdzie nie chodzi o pamięciówkę, tylko o spokojne odczytanie wykresu i pilnowanie jednostek. W praktyce odlewniczej dobór osnowy piaskowej ma duży wpływ na jakość powierzchni, obok takich czynników jak rodzaj lepiszcza, stopień zagęszczenia masy, pokrycie ochronne, temperatura zalewania i reakcje metal-forma. Parametr Ra oznacza średnie arytmetyczne odchylenie profilu chropowatości i powinien być podawany oraz mierzony zgodnie z zasadami opisu struktury geometrycznej powierzchni, np. według PN-EN ISO 4287, PN-EN ISO 4288 albo nowszych serii ISO 21920. Na rysunku technicznym oznaczenia chropowatości podaje się zgodnie z dobrą praktyką rysunkową, np. według ISO 1302. W odlewni taka informacja pomaga zdecydować, czy wystarczy odlew surowy, czy trzeba przewidzieć śrutowanie, szlifowanie albo naddatek na obróbkę skrawaniem.
W tym zadaniu najłatwiej pomylić się przez jednostki albo przez sposób odczytania osi wykresu. Wielkość ziarna podano jako 0,18 mm, a wykres używa mikrometrów. Po przeliczeniu wychodzi 180 µm, czyli punkt leży blisko lewej strony wykresu, nie przy 0,18 µm i nie w środkowej części skali. Trzeba też pamiętać, że oś pozioma jest odwrócona: po lewej mamy ziarno 200 µm, a po prawej coraz drobniejsze ziarno. Jeżeli ktoś czyta wykres jak typowy układ rosnący od lewej do prawej, bardzo łatwo wybierze zbyt małą chropowatość.
Wartość 12 µm pasuje raczej do bardzo drobnej osnowy, gdzie powierzchnia formy jest dużo gładsza. Taki wynik mógłby być osiągany przy małych ziarnach, dobrym pokryciu ochronnym i starannie przygotowanej masie, ale nie przy ziarnie 0,18 mm. Wartość 40 µm jest bliższa zakresowi dla ziarna około 100 µm, więc też nie odpowiada danym z pytania. To taki typowy błąd: ktoś znajduje na wykresie 0,10 mm albo 100 µm zamiast 180 µm. Z kolei 140 µm jest za wysokie dla 180 µm, choć kierunek myślenia jest już bliższy, bo grubsze ziarno faktycznie zwiększa Ra. Z wykresu dla 180 µm odczyt wychodzi jednak około 122 µm, nie aż 140 µm. W realnej technologii odlewania nie zakłada się prostej proporcji typu dwa razy większe ziarno to dwa razy większa chropowatość. Zależność jest krzywoliniowa i zależy od całego układu masa-forma-metal. Dlatego dobre praktyki wymagają korzystania z wykresów, kart technologicznych i pomiarów chropowatości zgodnych z normami, zamiast zgadywania na oko.
Wartość 12 µm pasuje raczej do bardzo drobnej osnowy, gdzie powierzchnia formy jest dużo gładsza. Taki wynik mógłby być osiągany przy małych ziarnach, dobrym pokryciu ochronnym i starannie przygotowanej masie, ale nie przy ziarnie 0,18 mm. Wartość 40 µm jest bliższa zakresowi dla ziarna około 100 µm, więc też nie odpowiada danym z pytania. To taki typowy błąd: ktoś znajduje na wykresie 0,10 mm albo 100 µm zamiast 180 µm. Z kolei 140 µm jest za wysokie dla 180 µm, choć kierunek myślenia jest już bliższy, bo grubsze ziarno faktycznie zwiększa Ra. Z wykresu dla 180 µm odczyt wychodzi jednak około 122 µm, nie aż 140 µm. W realnej technologii odlewania nie zakłada się prostej proporcji typu dwa razy większe ziarno to dwa razy większa chropowatość. Zależność jest krzywoliniowa i zależy od całego układu masa-forma-metal. Dlatego dobre praktyki wymagają korzystania z wykresów, kart technologicznych i pomiarów chropowatości zgodnych z normami, zamiast zgadywania na oko.