Южноафриканский хромитовый песок пользуется большим спросом в литейной промышленности, прежде всего благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам, которые дают ему значительные преимущества в процессе литья. Конкретные причины анализируются ниже:
1. Высокая огнеупорность и термическая стабильность: основным компонентом хромитового песка является хромит (FeCr₂O₄), содержащий высокое количество Cr₂O₃ (обычно >46%). Его огнеупорность может достигать более 1900℃, что значительно превосходит огнеупорность кварцевого песка (приблизительно 1600℃).
Низкий коэффициент теплового расширения: он обладает хорошей объемной стабильностью при высоких температурах, не склонен к расширению и деформации, а также эффективно уменьшает дефекты, такие как жилы и песчаные включения на поверхности отливок, что делает его особенно подходящим для крупных литых стальных деталей или отливок из высокотемпературных сплавов.
2. Превосходная теплопроводность: Теплопроводность хромитового песка примерно на 30–50% выше, чем у кварцевого песка, что ускоряет скорость затвердевания отливок, измельчает зернистую структуру, улучшает механические свойства отливок (такие как прочность на растяжение и ударная вязкость) и снижает склонность к образованию усадочных полостей и пористости.
3. Высокая химическая инертность
. Низкое содержание SiO₂: Содержание SiO₂ в южноафриканском хромитовом песке обычно ниже 1%, что позволяет избежать проблемы реакции кварцевого песка с расплавленным металлом (особенно расплавленной сталью) при высоких температурах с образованием слоя, прилипающего к поверхности. Это значительно уменьшает дефекты, связанные с прилипанием песка к поверхности отливки, и облегчает очистку.
Устойчивость к проникновению металла: Плохая смачиваемость расплавленным металлом эффективно предотвращает проникновение расплавленного металла в зазоры между частицами песка, улучшая качество поверхности и точность размеров отливок.
4. Экологические и оздоровительные преимущества.
Чрезвычайно низкое содержание свободного SiO₂: предотвращает образование кварцевой пыли (потенциально вызывающей силикоз) из кварцевого песка при высоких температурах, улучшая условия труда в литейных цехах.
Отсутствие фазовых превращений: не подвергается кристаллизации при высоких температурах, что снижает риск образования микротрещин, вызванных фазовыми превращениями.
5. Технологическая совместимость.
Подходит для различных связующих систем: Хорошо сцепляется со связующими веществами, такими как смола, жидкое стекло и глина, отлично проявляя себя в таких процессах, как V-образное формование и литье по выплавляемым моделям.
Высокая степень переработки: хромовый рудный песок обладает высокой твердостью и хорошей износостойкостью, и после регенерации может быть переработан многократно, что снижает долгосрочные производственные затраты.
Уникальные преимущества качества южноафриканской хромовой руды
: Южная Африка является крупнейшим в мире производителем хромовой руды (на ее долю приходится около 70% мировых запасов). Ее хромовые рудные пески имеют высокое содержание Cr₂O₃, низкое содержание примесей (таких как SiO₂ и CaO) и стабильный, однородный состав.
Рациональное распределение частиц по размерам: Частицы природного песка имеют меньше угловатых форм, высокую насыпную плотность и умеренную проницаемость, что благоприятно для вентиляции форм и заполнения расплавленным металлом.
Примеры применения
: Крупногабаритные литые стальные детали: например, блоки цилиндров судовых двигателей, компоненты оборудования атомной энергетики и т. д., требующие материалов с высокой огнеупорностью и низким коэффициентом теплового расширения.
Литье из высоколегированной стали: например, нержавеющей стали и жаропрочной стали, позволяет избежать реакции хрома с кварцевым песком, которая может привести к истощению хрома на поверхности отливки.
Высокоточное литье: детали для автомобильной и аэрокосмической промышленности с высокими требованиями к качеству поверхности.
Меры предосторожности:
Более высокая стоимость: Цена кварцевого песка примерно в 5-10 раз выше, чем у кварцевого песка, и обычно он используется в качестве поверхностного песка (контактирующего только с поверхностью расплавленного металла). Кварцевый песок также может использоваться в качестве подложечного песка для снижения затрат.
Необходимо контролировать содержание Fe₂O₃: избыточное содержание Fe₂O₃ может привести к окислению поверхности отливки. Южноафриканский хромитовый песок обычно имеет более низкое содержание Fe₂O₃ (<25%), что обеспечивает более высокое качество.
