從應(yīng)用范圍來看,鉻鐵礦可分為冶金級、化工級、耐火級和鑄造級。其中鑄造級鉻鐵礦砂對化學成分的要求是 Cr2O3 ≥46%,SiO2≤1%,F(xiàn)e2O3≤26.5%。其物理性能是 密度4-4.8g/cm3,莫氏硬度5.5-6,耐火溫度大于1900度。鑄造級鉻礦砂可以有效避免化學粘砂及縮孔縮松等鑄造缺陷。
對于500公斤以上的大型鑄件或更重的超大型鑄件,鑄件的表面積和壁厚較大,在進行鋼水澆注時,高溫鋼水對型殼表面的熱沖擊非常大。在鋼水注入型殼的瞬間,型殼內(nèi)表層溫度可達1400 度以上,鋼水與型砂會發(fā)生化學反應(yīng)。反應(yīng)生成的低熔點物質(zhì)鐵尖晶石、鐵橄欖石、二偏硅酸鈉等在鑄件冷卻凝固過程中會形成結(jié)晶體,這些結(jié)晶體與鑄件表面的結(jié)晶格架相似時,會牢固地粘附在鑄件表面,形成化學粘砂。這種化學粘砂很難清理,會增加后期處理的成本和工作量。有些壁厚較厚的鑄件,還會產(chǎn)生縮孔或縮松缺陷。
選用鉻鐵礦砂作為面撒和二層撒砂時,具體的抗粘砂機理如下:
首先,不銹鋼鋼液在1500度時與鉻鐵礦砂表面濕潤角越為100度,45號碳鋼鋼液在1357度時與鉻鐵礦砂的濕潤角約為95度,均大于90度角。因此,鉻礦礦砂不易被高溫鋼液所潤濕,鋼水不易滲入砂子顆粒的間隙,不易形成機械粘砂。鉻鐵礦砂具有很好的抗堿性渣作用,不會與氧化鐵發(fā)生反應(yīng),從而也可以避免化學粘砂的缺陷。
其次,鉻鐵礦砂的導熱系數(shù)和蓄熱系數(shù)均比較大(相對與硅砂大好幾倍),因而冷卻速度快,使鑄件表面的金屬快速冷卻凝固,高溫熔融金屬液體澆鑄時產(chǎn)生的低熔點生成物也會隨著金屬的快速冷卻而迅速凝固,由于冷卻速度加快了很多,在型殼和鑄件之間形成了非晶態(tài)的玻璃相,這種玻璃相很容易從鑄件表面脫落。因此,進行鑄件清砂變得容易,清砂后鑄件的表面光潔度高,避免了表面粘砂缺陷。
再者,鉻鐵礦砂具有較高的導熱系數(shù)和蓄熱系數(shù),故而在澆鑄后對高溫熔融金屬表面產(chǎn)生了激冷,其作用相當于外置冷鐵,加強了熔融金屬的順序凝固作用,降低了縮孔、縮松的形成。激冷過程使金屬的晶體顆粒得以細化,提高了金屬的力學性能,從而提高了鑄件的整體質(zhì)量。
海旭磨料供應(yīng)的鉻鐵礦砂來著南非高品位鉻鐵礦,經(jīng)過水洗篩分磁選等加工工序,得到的氧化鉻含量46%以上,硅含量1%以下非常清潔的鉻鐵礦砂。適用于大型鑄鋼件、厚壁鑄件、局部厚壁鑄件,中小型鑄件鑄造用面砂,可以代替硅砂,提高鑄造的效果,降低次品率。對一些小型鑄件,可代替鋯英砂,達到節(jié)省成本又不太影響鑄件質(zhì)量的目的。