Хромитовый песок (FeCr₂O₄) — это высокоэффективный специальный литейный песок, широко используемый для изготовления форм/стержней при литье стали, чугуна и высоколегированных металлов. Он ценится за высокую огнеупорность, низкое расширение, высокую теплопроводность и превосходную защиту от проникновения.
1. Химический состав (литейный сорт)
| Элемент | Стандартные требования | Примечания |
|---|---|---|
| Cr₂O₃ (оксид хрома) | ≥45% (Премия ≥46–50%) | Основной индекс; чем выше индекс, тем лучше рефрактерность. |
| SiO₂ (кремнезем) | ≤1,0% | Низкое содержание кремнезема предотвращает образование прожилок/дефектов расширения. |
| FeO (оксид железа) | ≤26,5% | Влияет на соотношение Cr/Fe |
| Al₂O₃ (оксид алюминия) | ≤15,5% | Улучшает высокотемпературную стабильность |
| MgO (оксид магния) | ≤10% | Контролирует процесс спекания. |
| CaO (кальций) | ≤0,3% | Минимизирует образование шлака |
| P (Фосфор) | ≤30 ppm (0,003%) | Предотвращает хрупкость при литье |
| S (Сера) | ≤30 ppm (0,003%) | Предотвращает растрескивание при высокой температуре |
| Соотношение Cr/Fe | ≥1,55:1 | Критически важен для производительности литейного производства. |
| pH | 7–8,5 | Нейтральный; не вступает в реакцию с расплавленным металлом. |
2. Физические и тепловые свойства
| Свойство | Типичное значение | |
|---|---|---|
| Кристаллическая структура | Шпинель (FeCr₂O₄) | |
| Цвет | Коричнево-черный до черного | |
| Твердость по шкале Мооса | 5.5–6 | |
| Истинная плотность | 4,0–4,8 г/см³ | |
| Объемная плотность | ~2,5–2,8 г/см³ (≈160 фунтов/фут³) | |
| Температура плавления | ~2180°C | |
| Огнеупорный | >1800°C | |
| Температура спекания | >1800°C | |
| Теплопроводность | 2–3-кратное содержание кварцевого песка | Быстрое охлаждение способствует направленной кристаллизации. |
| Линейное термическое расширение | Очень низкий | Минимизирует прожилки и искажения. |
| Влага | ≤0,1% | Для систем, скрепленных смолой |
3. Размер зерна (марка AFS)
Распространенные марки стали для литейного производства: AFS 20–25, 25–30, 30–35, 40–45, 45–50, 45–55, 50–60
- Узкое распределение частиц обеспечивает хорошую текучесть и уплотнение.
- Более крупные марки (AFS 20–35): литье по выплавляемым моделям, литье в толстостенные конструкции.
- Более мелкие фракции (AFS 40–60): прецизионные керны и заготовочный песок.
4. Ключевые преимущества литья
- Высокая огнеупорность : выдерживает температуру литья стали и высоколегированных материалов выше 1600°C.
- Низкий коэффициент теплового расширения : устраняет образование прожилок, повышает точность размеров.
- Высокая теплопроводность : действует как внутренний охладитель; уменьшает усадку и разрыв при высоких температурах.
- Защита от проникновения : твердотельное спекание образует плотный барьер; предотвращает пригорание.
- Химическая инертность : устойчив к щелочному шлаку; не вступает в реакцию со сплавами Fe/Cr/Mn.
- Многоразовое использование : подлежит регенерации в течение нескольких циклов.
5. Типичные области применения
- Крупногабаритные/тяжелые стальные отливки : гидротурбины, электростанции, сосуды под давлением.
- Высокомарганцевая/высокохромистая сталь : износостойкие детали (например, зубья дробилки).
- Высокоточные заготовки : блоки цилиндров, клапаны, рабочие колеса.
- Песок для облицовки : заменяет кремнезем в критических зонах, предотвращая образование дефектов.
- Литье по выплавляемым моделям / оболочковое литье : сложные отливки с гладкой поверхностью.