Chromitsand AFS45-55 für den Wasserglasguss
Chromitsand AFS45-55 ist ein hochwertiger Formsand für den Wasserglasguss. Für die Herstellung von Präzisionsstahlgussteilen eignet sich in der Regel das Wasserglasverfahren. Beim traditionellen Wasserglasguss wird hauptsächlich Quarzsand als Formsand und Oberflächensand verwendet. Es kann jedoch leicht zu einer Volumenausdehnung oder -kontraktion von Gussteilen kommen. Es hat großen Einfluss auf die Maßhaltigkeit von Gussteilen. Der Ersatz von Quarzsand durch Chromitsand kann die durch Größenfehler verursachte Fehlerquote verringern. AFS45-55 ist die am häufigsten verwendete Spezifikation.
Die Hauptmineralzusammensetzung von Chromitsand ist FeO · Cr2O3. Da es aus Chromerz gewonnen wird, wird es auch Chromsand oder Chromerzsand genannt. Minderwertiger Chromit hat einen hohen Eisengehalt und ist der Rohstoff für die Metallurgie. Der beim Gießen verwendete Chromerzsand ist ein Chromitkonzentrat mit einem Cr2O3-Gehalt von nicht weniger als 46 % und einem FeO-Gehalt von nicht mehr als 25 %. Es verfügt über eine gute Feuerbeständigkeit. Durch Auftragen von Chromitsand mit Wasserglasbindemittel auf Gussteile wie dicke Wände, Rillen, Innenecken und Poren kann ein gleichmäßiger Gusseffekt erzielt werden. Dadurch kann das Anhaften von Sand an den Gussteilen vermieden und die Oberflächenqualität verbessert werden.
Dies ist vor allem auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Chromitsand zurückzuführen.
Erstens ist die Feuerfesttemperatur von Chromitsand hoch und erreicht normalerweise über 1900 °C. Es weist eine gute Beständigkeit gegenüber alkalischer Schlacke bei hohen Temperaturen auf. Chromitsand reagiert nicht mit Eisen in der Stahlschmelze des Gussstücks. Dadurch kann das Anhaften von chemischem Sand vermieden werden. Die Feuerfesttemperatur von Quarzsand ist niedrig und schmilzt bei 1700℃. Während die Gießtemperatur von Stahlgussteilen, insbesondere Edelstahl, 1500-1700℃ erreichen kann. In diesem Fall kann Quarzsand die Anforderungen an die Gießtemperatur nicht erfüllen.
Zweitens ist die Wärmeleitfähigkeit von Chromitsand hoch, nahe der von Zirkonsand und um ein Vielfaches höher als die von Siliziumsand. Beim Gießen kommt die Stahlschmelze zunächst mit der Chromerzsandoberfläche in Kontakt. Und die Wärme wird schnell übertragen, wodurch die Erstarrung der Gussoberfläche beschleunigt wird. Zwischen dem Oberflächensand und dem Gussstück bildet sich eine Schicht aus leicht ablösbarem Glasphasenmaterial. Die Schicht ist leicht zu reinigen und verbessert zudem die Oberflächenqualität des Gussstücks.
Drittens ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von Chromitsand sehr klein und beträgt 30–40 % des Wärmeausdehnungskoeffizienten von Quarzsand. Chromerzsand weist unter 1700 °C keine Phasenänderung auf und sein Volumen bleibt bei hohen Temperaturen stabil. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Quarzsand ist hoch und die Wärmeausdehnungsrate 1 erreicht 1,75 % bei 500 ℃ – 600 ℃. Bei 800 °C dehnt sich Quarzsand schnell um etwa 5 % aus. Die Ausdehnung kann leicht zu einer Verformung des Formsandes führen und zu Fehlern wie Schwindung und Porosität im Gussstück führen. Der Formsand aus Chromerzsand verformt sich bei hohen Temperaturen nicht und kann die Maßhaltigkeit von Stahlgussteilen verbessern.
