铸钢用铬铁矿砂的优点有哪些

1. 极高的耐火度

• 表现：铬铁矿砂的耐火度可达1900℃以上。

• 优势：能够承受铸钢高达1500-1600℃的浇注温度而不会熔化烧结。这有效防止了铸件表面产生粘砂（特别是化学粘砂）缺陷，保证铸件表面光洁，大大减少了清理工作量。

2. 优异的热化学稳定性

• 表现：铬铁矿砂是碱性耐火材料，不与氧化铁（FeO）等碱性金属氧化物发生化学反应。

• 优势：在高温钢水作用下，型砂中的SiO₂（酸性）会与FeO反应生成低熔点的硅酸亚铁，导致严重的化学粘砂。而铬铁矿砂几乎不与FeO反应，从根源上杜绝了此类问题。这是它优于硅砂的最关键一点。

3. 良好的抗金属渗透能力

• 表现：铬铁矿砂颗粒形状不规则，热膨胀系数小，且与钢水润湿性差。

• 优势：能够有效阻止钢水渗入砂粒间的孔隙，防止机械粘砂，从而获得尺寸精确、表面光洁的铸件。

4. 激冷作用（蓄热系数高）

• 表现：铬铁矿砂的比热容和热导率远高于硅砂。

• 优势：能快速吸收钢水的热量，使其表面迅速凝固。

  • 细化晶粒：加快冷却速度有助于铸件，特别是厚壁部位形成更细小的晶粒结构，从而提高其力学性能。

  • 减少热裂：加速凝固可以减少铸件在凝固收缩过程中受到的热应力，降低产生热裂倾向。

  • 改善偏析：对于大型铸钢件，可以减轻中心部位的成分偏析。

5. 固相烧结特性

• 表现：在高温下，铬铁矿砂颗粒之间会发生“固相烧结”，即在保持固体状态下相互熔合。

• 优势：这种烧结会在铸件周围形成一个坚固的“砂壳”，在浇注和凝固后期，当砂型强度下降时，这个砂壳能有效支撑型腔，防止铸件产生胀砂或变形等缺陷。

6. 不与锰钢发生反应

• 表现：高锰钢（ZGMn13）在凝固过程中会析出MnO，这是一种强碱性氧化物。

• 优势：硅砂会与MnO剧烈反应，造成严重的化学粘砂。而碱性的铬铁矿砂不与MnO反应，因此是生产高锰钢铸件的首选造型材料。