从应用范围来看,铬铁矿可分为冶金级、化工级、耐火级和铸造级。其中铸造级铬铁矿砂对化学成分的要求是 Cr2O3 ≥46%,SiO2≤1%,Fe2O3≤26.5%。其物理性能是 密度4-4.8g/cm3,莫氏硬度5.5-6,耐火温度大于1900度。铸造级铬矿砂可以有效避免化学粘砂及缩孔缩松等铸造缺陷。
对于500公斤以上的大型铸件或更重的超大型铸件,铸件的表面积和壁厚较大,在进行钢水浇注时,高温钢水对型壳表面的热冲击非常大。在钢水注入型壳的瞬间,型壳内表层温度可达1400 度以上,钢水与型砂会发生化学反应。反应生成的低熔点物质铁尖晶石、铁橄榄石、二偏硅酸钠等在铸件冷却凝固过程中会形成结晶体,这些结晶体与铸件表面的结晶格架相似时,会牢固地粘附在铸件表面,形成化学粘砂。这种化学粘砂很难清理,会增加后期处理的成本和工作量。有些壁厚较厚的铸件,还会产生缩孔或缩松缺陷。
选用铬铁矿砂作为面撒和二层撒砂时,具体的抗粘砂机理如下:
首先,不锈钢钢液在1500度时与铬铁矿砂表面湿润角越为100度,45号碳钢钢液在1357度时与铬铁矿砂的湿润角约为95度,均大于90度角。因此,铬矿矿砂不易被高温钢液所润湿,钢水不易渗入砂子颗粒的间隙,不易形成机械粘砂。铬铁矿砂具有很好的抗碱性渣作用,不会与氧化铁发生反应,从而也可以避免化学粘砂的缺陷。
其次,铬铁矿砂的导热系数和蓄热系数均比较大(相对与硅砂大好几倍),因而冷却速度快,使铸件表面的金属快速冷却凝固,高温熔融金属液体浇铸时产生的低熔点生成物也会随着金属的快速冷却而迅速凝固,由于冷却速度加快了很多,在型壳和铸件之间形成了非晶态的玻璃相,这种玻璃相很容易从铸件表面脱落。因此,进行铸件清砂变得容易,清砂后铸件的表面光洁度高,避免了表面粘砂缺陷。
再者,铬铁矿砂具有较高的导热系数和蓄热系数,故而在浇铸后对高温熔融金属表面产生了激冷,其作用相当于外置冷铁,加强了熔融金属的顺序凝固作用,降低了缩孔、缩松的形成。激冷过程使金属的晶体颗粒得以细化,提高了金属的力学性能,从而提高了铸件的整体质量。
海旭磨料供应的铬铁矿砂来着南非高品位铬铁矿,经过水洗筛分磁选等加工工序,得到的氧化铬含量46%以上,硅含量1%以下非常清洁的铬铁矿砂。适用于大型铸钢件、厚壁铸件、局部厚壁铸件,中小型铸件铸造用面砂,可以代替硅砂,提高铸造的效果,降低次品率。对一些小型铸件,可代替锆英砂,达到节省成本又不太影响铸件质量的目的。