۱. مقاومت استثنایی در برابر نفوذ و سوختن (دلیل شماره ۱)
چرا کار میکند: دانههای ماسه کرومیت عبارتند از: زاویهای و نیمه زاویهای: آنها محکمتر به هم فشرده میشوند و منافذ کوچکتری باقی میگذارند. رسانایی حرارتی بالا: آنها گرما را سریعتر از فلز دور میکنند و باعث میشوند تقریباً فوراً یک پوسته جامد تشکیل شود و از جاری شدن فلز در ماسه جلوگیری شود. غیر ترشونده: فلز مذاب به راحتی روی دانههای کرومیت “نمیچسبد” یا پخش نمیشود.
نتیجه: قطعات ریختهگری شده را میتوان به طور تمیز و با سطحی صاف تراش داد که به طور چشمگیری زمان و هزینه تمیزکاری، سنگزنی و شات بلاست را کاهش میدهد.
۲. دیرگدازی بالا (نقطه ذوب)
دلیل اهمیت: فولادهای پرآلیاژ، فولادهای منگنزی و ریختهگریهای بزرگ، دمای بارریزی بالایی دارند و برای مدت طولانی مایع باقی میمانند. ماسه سیلیسی میتواند به معنای واقعی کلمه در فصل مشترک فلز-قالب ذوب شود و باعث نقصهای شدید ذوب شود. ماسه کرومیت جامد باقی میماند. نتیجه: از ریزش فاجعهبار دیواره قالب و عیوب سطحی شدید در ریختهگریهای بزرگ یا در دمای بالا جلوگیری میکند.
۳. رسانایی حرارتی بالا
دلیل اهمیت: این خنک شدن سریع منجر به موارد زیر میشود: ساختار دانهبندی ریزتر: خواص مکانیکی (استحکام، چقرمگی) فلز ریختهگری را بهبود میبخشد. کاهش تخلخل ناشی از انقباض: انجماد جهتدار را افزایش میدهد که به تغذیه فلز مذاب به بخشهایی که در حال انجماد هستند کمک میکند و حفرههای داخلی را کاهش میدهد.
نتیجه: ریختهگری قویتر و با یکپارچگی بالاتر.
۴. خنثی بودن از نظر شیمیایی (به ویژه برای فولاد منگنزی)
دلیل اهمیت: فولاد منگنز مذاب به شدت با ماسه سیلیسی اسیدی (SiO₂) واکنش میدهد و سطحی به شدت اکسید شده و ضعیف ایجاد میکند. ماسه کرومیت از نظر شیمیایی بازی/خنثی و نسبت به اکسید منگنز بیاثر است و از این واکنش جلوگیری میکند. نتیجه: برای ریختهگری فولاد منگنزی، ماسه کرومیت اغلب نه تنها یک گزینه، بلکه یک ضرورت برای دستیابی به یک سطح ریختهگری قابل استفاده است.
۵. انبساط حرارتی کم
دلیل اهمیت: ماسه کرومیت با گرما به صورت خطی و تدریجی منبسط میشود. از نظر ابعادی بسیار پایدار است. نتیجه: عیوب رگهدار را از بین میبرد و دقت ابعادی را بهبود میبخشد.
چه زمانی معمولاً از ماسه کرومیت به عنوان ماسه روکار استفاده میشود؟
ریختهگریهای فولادی بزرگ و دیواره ضخیم: جایی که احتباس گرما زیاد است (مثلاً پروانههای کشتی، بدنه سوپاپها، محفظههای آسیاب). ریختهگری فولاد پرآلیاژ: شامل فولاد ضد زنگ، فولاد ابزار و فولاد منگنزی. ریختهگریهای بحرانی: جایی که کیفیت سطح و سلامت داخلی بسیار مهم است و هزینه خرابی بالاست.
بده بستان: معایب اصلی
هزینه: به طور قابل توجهی گرانتر از ماسه سیلیس است. خطر کروم شش ظرفیتی: تحت شرایط خاص دمای بالا، قلیایی و اکسیداسیون در قالب، کروم سه ظرفیتی ایمن (Cr³⁺) موجود در ماسه میتواند به کروم شش ظرفیتی سمی (Cr⁶⁺) تبدیل شود . ماسه کرومیت استفاده شده اغلب به عنوان یک زباله خطرناک طبقهبندی میشود و نیاز به جابجایی و دفع ویژه دارد که هزینه را افزایش میدهد.