ماسه کرومیت (FeCr₂O₄) یک ماده نسوز مرغوب است که در صنعت ریخته‌گری برای تولید چکش‌های مقاوم در برابر سایش با کیفیت بالا و سایر قطعات مقاوم در برابر سایش، که معمولاً از فولاد منگنز بالا (فولاد هادفیلد، به عنوان مثال، ZGMn13) یا آهن پرکروم ساخته می‌شوند، بسیار مهم است .
استفاده از آن برای کل قالب نیست، بلکه به عنوان یک ماده‌ی روکار استراتژیک برای حل مشکلات خاص ذاتی در ریخته‌گری این آلیاژهای چالش‌برانگیز است.
| مورد | واحد | فهرست |
| کروم2O3 | % | ۴۶.۰ دقیقه |
| سی او۲ | % | 1.0 حداکثر |
| آهن ۳ O | % | ۲۶.۵ حداکثر |
| بالا | % | حداکثر 0.30 |
| اکسید منیزیم | % | 10.0 حداکثر |
| آل2O3 | % | ۱۵.۵ حداکثر |
| پ | % | حداکثر 0.003 |
| س | % | حداکثر 0.003 |
| کروم/آهن | / | ۱.۵۵:۱ |
| چگالی ظاهری | گرم بر سانتی‌متر مکعب | ۲.۵-۳ |
| رنگ | / | سیاه |
| پی اچ | / | ۷-۹ |
| میزان اسید | / | 2 میلی لیتر (حداکثر) |
| درصد خاک | % | 0.1 حداکثر |
| درصد رطوبت | % | 0.1 حداکثر |
| متخلخل | ۱۶۰۰ | |
| درصد اسید آزاد موجود در شن و ماسه | % | 0 |
| تراکم پر شدن | گرم بر سانتی‌متر مکعب | ۲.۶ |
| نقطه پخت | ۱۸۰۰ دقیقه | |
| دمای ذوب | ۲۱۸۰ |
چرا ماسه کرومیت برای چکش‌های مقاوم در برابر سایش ضروری است؟
چکش‌های مقاوم در برابر سایش در معرض ضربه و سایش شدید هستند. برای دستیابی به این هدف، آنها از آلیاژهایی ریخته می‌شوند که در فرآیند ریخته‌گری بسیار مورد نیاز هستند:
دمای ریختن بسیار بالا: اغلب بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد (۲۷۳۲ درجه فارنهایت).
فعالیت بالای اکسید فلزی: آلیاژهای غنی از منگنز (Mn) و کروم (Cr) در حالت مذاب خود بسیار واکنش‌پذیر هستند.
انقباض بالا: این آلیاژها پس از انجماد به طور قابل توجهی منقبض می‌شوند و باعث ایجاد تنش در قالب می‌شوند.
مزایای ماسه کرومیتی:
دیرگدازی استثنایی: با نقطه ذوب بالای ۱۸۵۰ درجه سانتیگراد (۳۳۶۲ درجه فارنهایت)، در دماهای ریختن فولادهای مقاوم در برابر سایش، جامد و از نظر ابعادی پایدار می‌ماند.
مقاومت بالا در برابر نفوذ اکسید فلز: از نظر شیمیایی خنثی یا بازی است و آن را در برابر سرباره‌های اسیدی (مثلاً MnO) که در حین ریخته‌گری تشکیل می‌شوند، بسیار مقاوم می‌کند. این امر از سوختن و واکنش شیمیایی در فصل مشترک فلز-قالب جلوگیری می‌کند.
انبساط حرارتی کم: هنگام گرم شدن بسیار کم منبسط می‌شود و خطر رگه‌دار شدن یا ترک خوردن در قالب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و در نتیجه از نفوذ مکانیکی فلز جلوگیری می‌کند.
رسانایی حرارتی عالی: گرما را سریع‌تر از ماسه سیلیس از سطح ریخته‌گری دور می‌کند. این امر باعث می‌شود:
ساختار دانه‌بندی ریزتر: خنک‌سازی سریع‌تر منجر به ساختار دانه‌بندی متالورژیکی ریزتر در سطح می‌شود که می‌تواند سختی سطح و خواص سایشی را افزایش دهد.
دقت ابعادی بهتر: زمان مایع ماندن سطح فلز را کاهش می‌دهد و نفوذ را به حداقل می‌رساند.
مقاومت بالا در برابر سوراخ شدن: چگالی و سختی بالای آن باعث می‌شود سطح قالب در برابر فرسایش هنگام برخورد جریان فلز مذاب مقاوم‌تر شود و شکل قالب را حفظ کند.
چگونه از ماسه کرومیت در فرآیند ریخته‌گری استفاده می‌شود؟
به عنوان شن و ماسه روبرو:
یک لایه از ماسه کرومیت، معمولاً به ضخامت 20 تا 100 میلی‌متر ، در مقابل الگو قرار داده می‌شود تا سطح حفره قالب را که با فلز مذاب در تماس خواهد بود، تشکیل دهد.
بقیه قالب (ماسه پشتی) با ماسه سیلیس ارزان‌تر یا ماسه الیوین پر می‌شود.
این روش تمام مزایای کرومیت را مستقیماً در جایی که بیشترین نیاز به آن وجود دارد، ارائه می‌دهد.
به عنوان ماسه هسته:
برای هندسه‌های پیچیده‌ی هسته که تمیز کردن آنها دشوار است، استفاده از ماسه کرومیت تضمین می‌کند که ماسه به سطوح داخلی قطعه ریخته‌گری شده جوش نخورد.
در رنگ‌ها و پوشش‌ها:
ماسه کرومیت به صورت پودر ریز آسیاب می‌شود و به عنوان سنگدانه نسوز اصلی در پوشش‌های قالب و ماهیچه استفاده می‌شود.
دوغابی از پودر کرومیت، یک حامل (مثلاً آب یا الکل) و چسباننده‌ها (مثلاً آرد زیرکن، رزین‌ها) روی سطح قالبی که از ماسه معمولی ساخته شده است، اسپری یا با برس کشیده می‌شود.
این یک لایه مانع متراکم و بسیار نسوز ایجاد می‌کند. این یک روش بسیار مقرون به صرفه برای استفاده از خواص کرومیت است.