Masy furanowe (furfurylowe) w odlewnictwie

Czym są masy furanowe?

Masy furanowe stanowią obecnie bodaj najbardziej rozwijającą się gałąź żywic syntetycznych. Nie są one jednak nowym wynalazkiem, ponieważ spoiwa bazujące na żywicach furfurylowych, zwanych potocznie furanowymi, znalazły zastosowanie jako składnik mas formierskich już w roku 1958.

Z tego artykułu dowiesz się:

  • czym jest masa formerska,
  • jakie zastosowanie w odlewnictwie znajdują masy furanowe,
  • jakie są wady mas furfurylowych,
  • jak ich zastosowanie ma się do ekologii.

Co to masa formerska?

Masy formerskie to materiały służące do wytwarzania form i rdzeni odlewniczych. Stały się podstawowym materiałem wyjściowym w odlewnictwie, pozwalającym na usystematyzowanie, przyśpieszenie i zwiększenie jakości procesów produkcji. 

W  odlewnictwie  stosuje się kilka  rodzajów  mas na  formy  i  rdzenie odlewnicze. Są to między innymi:

  • masy  z  bentonitem  i  dodatkiem  pyłu  węglowego, 
  • ciekłe masy  ceramiczne  dla  odlewnictwa  precyzyjnego,
  • masy  ze  spoiwami  biopolimerowym,
  • masy  ze  spoiwami organicznymi  i  nieorganicznymi.  

Spośród tych mas szczególną uwagę warto poświęcić masom  ze  spoiwami  organicznymi, w tym przede wszystkim żywicom syntetycznym. Te, dzięki szybkiemu procesowi wiązania mas i łatwości regeneracji - a także recyklingu
i ponownego wykorzystania - są dynamicznie rozwijającą się gałęzią rynku odlewniczego.

Masy furanowe w odlewnictwie

Spoiwa organiczne to w zasadzie niemal wyłącznie żywice syntetyczne, które są utwardzane poprzez dodanie oddzielnego utwardzacza lub katalizatora. Technologia mas z żywicami  furanowymi jest wykorzystywana
do wykonywania odlewów średnich i dużych, praktycznie  ze wszystkich stopów odlewniczych, dając szerokie zastosowanie dla jej produktów.

Masy furanowe (furfurylowe) to najczęściej wybierane żywice syntetyczne

Są one wykorzystywane aż  w  55%  przez światowy  rynek  stosujący żywice samoutwardzalne w odlewnictwie. 

Wynika to z ich wielu korzystnych właściwości : 

  • możliwość uzyskać z nich odlewy o stosunkowo dużej precyzji,
  • mają wysoką wytrzymałość  na  rozciąganie,  mimo że ilość użytej w nich żywicy jest porównywalna do innych technologii,
  • cechuje je niska pracochłonność oczyszczania odlewów, 
  • w porównanu do innych spoiw z rozpuszczalnikami organicznymi są mniej uciążliwe zapachowo podczas procesu odlewania,
  • ich odlewy wiążą się w temperaturze otoczenia.

Wady mas furanowych

Masy furanowe, zupełnie tak jak inne spoiwa stosowane w odlewnictwie, nie są pozbawione wad. Specjalistki
i specjaliści wskazują między innymi na:

  • stosunkowo wysoki koszt żywicy, 
  • krótką żywotność mas, 
  • potrzebę stosowania kwaśnych katalizatorów o właściwościach korozyjnych, 
  • zachodzącą w procesie produkcji emisję  dwutlenku siarki oraz  aromatycznych  związków  organicznych,
    które  wpływają niekorzystnie na warunki pracy na odlewni.

Czy masy furanowe są ekologiczne?

Warto poświęcić chwilę ekologicznemu aspektu mas furanowych. W pracy z nimi bezwzględnie należy zachować odpowiednie warunki i mieć na uwadze ich potencjalną szkodliwość, głównie przez wzgląd na obecność alkoholu furfurylowego, który wykazuje szkodliwość w kontakcie z drogami oddechowymi i ze skórą.

Szczęśliwie zaostrzające się przepisy ochrony środowiska i wyśrubowane normy pracy w odlewniach pozwalają nie tylko zapewnić bezpieczeństwo pracy z tą substancją, ale również dążą do ograniczenia zawartości tego składnika
w żywicy.  Już  teraz, w   najnowszych   generacjach żywic ogranicza się zawartość wolnego alkoholu furfurylowego poniżej 25%, a na przyszłość prognozuje się jego całkowitą eliminację.

Istnieją też inne zalety korzystanie z żywic furanowych. Ich wykorzystanie pozwala między innymi  na zmniejszenie ilości odpadowej masy odlewniczej oraz zmniejszenie zużycia świeżego piasku.

Średnio aż 78% jednorodnych  mas  utwardzanych  na  zimno  z żywicami furanowymi podlega regeneracji.
Co więcej, regenerat może być wykorzystany w tym samym cyklu formowania, z dodatkiem niewielkiej ilości (na poziomie strat jakości) świeżego piasku. Można również stosować go do odświeżania masy formerskiej.

To rozwiązanie o tyle korzystne, że ustawodawstwo nakłada wysokie opłaty za składowanie mas furanowych
i odpadów pochodzących z ich produkcji, przyczyniając się tym samym do stosowania przez zakłady produkcji rozwiązań równie wydajnych, co dążących do ekologicznej zmiany. 

Ponadto prognozuje się, że następnym wyzwaniem dla firm produkujących masy furanowe będzie ograniczenie emisji SO2 i związków z grupy BTEX.

Masy furfurylowe - podsumowanie

Masy z żywicami furanowymi to bez wątpienia najszerzej stosowane spośród mas ze spoiwami organicznymi, jeżeli chodzi o wykonywanie odlewów ze stopów żelaza. Obecna technologia pozwala na dobór i dostosowanie ich właściwości do potrzeb zakładów produkcyjnych, a także zapewnienie możliwie najmniejszego wpływu na środowisko naturalne i rozwój tej gałęzi w kierunku neutralizacji jej działania zarówno w aspekcie zdrowotnym pracujących z nią osób, jak i w aspekcie ekologicznym. 

Masz pytania? Skontaktuj się z nami i nie zapomnij sprawdzić naszej oferty.