1. Исключительная устойчивость к проникновению и пригоранию (главная причина)
Почему это работает: зерна хромитового песка: Угловые и субугловые поры: они расположены плотнее, образуя более мелкие поры. Высокая теплопроводность: они быстрее отводят тепло от металла, вызывая практически мгновенное образование твердой пленки и предотвращая растекание металла по песку. Несмачиваемый: расплавленный металл плохо «прилипает» или растекается по зернам хромита.
Результат: отливки можно извлекать чистыми, с гладкой поверхностью, что значительно сокращает время и затраты на очистку, шлифовку и дробеструйную обработку.
2. Высокая огнеупорность (температура плавления)
Почему это важно: высоколегированные стали, марганцевые стали и крупные отливки имеют высокие температуры заливки и долго остаются в жидком состоянии. Кварцевый песок может буквально расплавиться на границе раздела металл-форма, вызывая серьезные дефекты сплавления. Хромитовый песок остается твердым. Результат: Предотвращает катастрофическое разрушение стенок формы и серьезные дефекты поверхности в крупных или высокотемпературных отливках.
3. Высокая теплопроводность
Почему это важно: Такое быстрое охлаждение приводит к: Более мелкозернистая структура: улучшает механические свойства (прочность, ударную вязкость) литого металла. Сниженная усадочная пористость: способствует направленной кристаллизации, что помогает подавать расплавленный металл в затвердевающие участки, уменьшая внутренние пустоты.
Результат: более прочное и качественное литье.
4. Химическая нейтральность (особенно для марганцевой стали)
Почему это важно: Расплавленная марганцевая сталь бурно реагирует с кислым кварцевым песком (SiO₂), образуя сильно окисленную, некачественную поверхность. Хромитовый песок химически является основным/нейтральным и инертен к оксиду марганца, предотвращая эту реакцию. В результате: для отливок из марганцевой стали хромитовый песок часто является не просто вариантом, а необходимостью для получения пригодной для использования поверхности отливки.
5. Низкий коэффициент теплового расширения
Почему это важно: хромитовый песок расширяется линейно и постепенно при нагревании. Он обладает высокой размерной стабильностью. Результат: устраняет дефекты в виде прожилок и повышает точность размеров.
В каких случаях хромитовый песок обычно используется в качестве засыпного песка?
Крупногабаритные и толстостенные стальные отливки: для случаев, когда тепловыделение очень велико (например, корабельные винты, корпуса клапанов, корпуса прокатных станов). Литье из высоколегированной стали: включая нержавеющую сталь, инструментальную сталь и марганцевую сталь. Отливки критически важных размеров: где качество поверхности и внутренняя целостность имеют первостепенное значение, а стоимость отказа высока.
Компромисс: основные недостатки
Стоимость: значительно дороже, чем кварцевый песок. Риск, связанный с шестивалентным хромом: В определенных условиях высоких температур, щелочной среды и окисления в форме безопасный трехвалентный хром (Cr³⁺) в песке может превратиться в токсичный шестивалентный хром (Cr⁶⁺) . Использованный хромитовый песок часто классифицируется как опасные отходы, требующие специальной обработки и утилизации, что увеличивает затраты.