铬铁矿砂在熔模铸造中主要作为面砂、涂料骨料及激冷材料使用,其核心作用体现在防止粘砂、提升铸件表面质量、优化冷却效果及替代冷铁等方面,具体应用及优势如下:
一、作为面砂防止粘砂
1、抗碱性渣与化学稳定性:
铬铁矿砂的主要成分为Cr₂O₃,具有优异的抗碱性渣能力,不与氧化铁等金属氧化物发生化学反应。在熔融金属浇铸过程中,其表面形成固相烧结层,有效阻止熔融金属渗透,避免机械粘砂和热化学粘砂,适用于大型铸钢件(如机床导轨、发动机缸体)的表面砂层。
2、粒度选择与表面光洁度:
大型铸件:通常选用40/70目或更粗粒度,以平衡耐火度与透气性。
中小型铸件:选用50/100目粒度,部分行业(如小型水泵)为降低成本,甚至采用70/140目或100/200目细砂替代锆砂,仍能保证表面质量。
涂料喷涂:砂型表面喷涂一定厚度涂料后,粒度对表面光洁度的影响被弱化,进一步扩大其应用范围。
二、作为涂料骨料提升性能
1、耐火骨料作用:铬铁矿砂磨粉后作为铸造涂料的耐火骨料,可显著提高涂料的抗金属渗透性和高温稳定性。其高熔点和化学惰性,确保涂料在高温下不与金属反应,有效保护砂型表面。
2、涂料配方优化:在涂料中添加铬铁矿砂可改善其悬浮性、流平性和涂刷性,同时降低发气量,减少铸件气孔缺陷。
三、作为激冷材料替代冷铁
1、高导热性:铬铁矿砂的热导率是硅砂的数倍,可快速吸收并传导热量,促进铸件定向凝固。其激冷效果相当于外置冷铁,但无需额外放置,简化造型工艺。
2、减少热裂纹:通过优化温度梯度,铬铁矿砂可降低铸件热应力,减少热裂纹风险。例如,在厚大铸件中局部使用铬铁矿砂,可实现无冷铁铸造,提高生产效率。
四、特殊应用场景
1、钢厂引流砂:铬铁矿砂的耐火度和化学稳定性使其成为钢厂
引流砂的理想材料,可承受高温钢水冲刷,防止引流口堵塞。
2、耐火材料与陶瓷:作为耐火制品的骨料,铬铁矿砂可提升材料的高温强度和抗侵蚀性;在陶瓷材料中,其高硬度和耐磨性使其成为磨料和研磨介质的优质选择。
3、化工与冶金:铬铁矿砂可用于化工流程中的过滤材料,或作为冶金铸造中的催化剂载体,利用其高比表面积和化学稳定性提升反应效率。