رمل الكروميت (FeCr₂O₄) هو رمل صب متخصص عالي الأداء، ويستخدم على نطاق واسع في القوالب/النوى في صب الصلب والحديد والسبائك عالية الجودة، ويحظى بتقدير كبير لارتفاع مقاومته للحرارة، وانخفاض تمدده، وارتفاع موصليته الحرارية، ومقاومته الممتازة للاختراق.
1. التركيب الكيميائي (درجة المسابك)
| غرض | المتطلبات القياسية | ملاحظات |
|---|---|---|
| Cr₂O₃ (أكسيد الكروم) | ≥45% (القسط ≥46-50%) | مؤشر النواة؛ كلما ارتفع، كان الانكسار أفضل |
| SiO₂ (السيليكا) | ≤1.0% | انخفاض نسبة السيليكا يمنع عيوب التعرق/التمدد |
| FeO (أكسيد الحديد) | ≤26.5% | يؤثر على نسبة الكروم إلى الحديد |
| Al₂O₃ (الألومينا) | ≤15.5% | يحسن الثبات عند درجات الحرارة العالية |
| أكسيد المغنيسيوم (المغنيسيا) | ≤10% | يتحكم في سلوك التلبيد |
| CaO (الكالسيوم) | ≤0.3% | يقلل من الانتقادات |
| الفوسفور (P) | ≤30 جزء في المليون (0.003%) | يتجنب هشاشة الصب |
| S (الكبريت) | ≤30 جزء في المليون (0.003%) | يمنع التشقق الساخن |
| نسبة الكروم إلى الحديد | ≥1.55:1 | أمر بالغ الأهمية لأداء المسبك |
| الرقم الهيدروجيني | 7–8.5 | متعادل؛ لا يتفاعل مع المعدن المنصهر |
2. الخصائص الفيزيائية والحرارية
| ملكية | القيمة النموذجية | |
|---|---|---|
| البنية البلورية | الإسبينيل (FeCr₂O₄) | |
| لون | بني داكن إلى أسود | |
| صلابة موس | 5.5–6 | |
| الكثافة الحقيقية | 4.0–4.8 جم/سم³ | |
| الكثافة الظاهرية | ~2.5–2.8 جم/سم³ (≈160 رطل/قدم³) | |
| نقطة الانصهار | حوالي 2180 درجة مئوية | |
| مقاوم للحرارة | >1800 درجة مئوية | |
| درجة حرارة التلبيد | >1800 درجة مئوية | |
| الموصلية الحرارية | 2-3 أضعاف رمل السيليكا | التبريد السريع يعزز التصلب الاتجاهي |
| التمدد الحراري الخطي | منخفض جداً | يقلل من ظهور الأوردة والتشوه |
| رُطُوبَة | ≤0.1% | للأنظمة المرتبطة بالراتنج |
3. حجم الحبيبات (درجة AFS)
درجات المسابك الشائعة: AFS 20–25، 25–30، 30–35، 40–45، 45–50، 45–55، 50–60
- توزيع ضيق للجسيمات من أجل انسيابية جيدة وتماسك ممتاز
- الدرجات الخشنة (AFS 20–35): مصبوبات ذات مقاطع سميكة بتقنية الرغوة المفقودة
- درجات أدق (AFS 40-60): لباب دقيق ورمل سطحي
4. المزايا الرئيسية في الصب
- مقاومة عالية للحرارة : يتحمل درجات حرارة صب تزيد عن 1600 درجة مئوية للفولاذ والسبائك عالية الجودة.
- تمدد حراري منخفض : يمنع ظهور العروق، ويحسن دقة الأبعاد
- موصلية حرارية عالية : تعمل كمبرد داخلي؛ تقلل من الانكماش والتمزق الساخن
- مقاومة الاختراق : يُشكّل التلبيد في الحالة الصلبة حاجزًا كثيفًا؛ ويمنع الاحتراق.
- الخمول الكيميائي : يقاوم الخبث القلوي؛ لا يتفاعل مع سبائك الحديد/الكروم/المنغنيز
- قابلة لإعادة الاستخدام : قابلة للتجديد لعدة دورات
5. التطبيقات النموذجية
- مصبوبات فولاذية كبيرة/ثقيلة : توربينات مائية، توليد الطاقة، أوعية الضغط
- الفولاذ عالي المنغنيز / عالي الكروم : أجزاء مقاومة للتآكل (مثل أسنان الكسارة)
- مكونات دقيقة : كتل المحركات، والصمامات، والمراوح
- رمل الوجه : يحل محل السيليكا في المناطق الحرجة لتجنب العيوب.
- صب الرغوة المفقودة / صب القوالب : مصبوبات معقدة ذات سطح أملس