۱. مقاومت عالی در برابر نفوذ فلز
مزایا: ذرات ماسه کرومیت متراکم و دارای سطح صاف هستند. این ماده با اکسیدهای فلزی (مانند Fe3O4) واکنش میدهد و ترکیباتی با نقطه ذوب بالا تشکیل میدهد که به طور مؤثر از نفوذ فلز مایع به شکافهای بین ذرات ماسه جلوگیری میکند. این مزیت اصلی آن است.
نتایج: قطعات ریختهگری شده دارای سطح پرداخت بالایی هستند و کمتر مستعد چسبندگی به ماسه (به خصوص چسبندگی شیمیایی و مکانیکی ماسه) هستند و به طور قابل توجهی حجم کار تمیزکاری را کاهش میدهند.
۲. پایداری حرارتی عالی و انبساط حرارتی کم
مزایا: ماسه کرومیتی ضریب انبساط حرارتی بسیار کم و یکنواختی دارد و تقریباً هیچ تغییر فازی در آن رخ نمیدهد. از سوی دیگر، ماسه سیلیکاتی در دمای ۵۷۳ درجه سانتیگراد دچار انبساط تغییر فاز چشمگیری میشود.
نتایج: استفاده از ماسه کرومیت، عیوب ریختهگری ناشی از انبساط حرارتی ماسه قالبگیری، مانند آخالهای ماسه، پوسته و رگهها را تا حد زیادی کاهش میدهد و آن را به ویژه برای ریختهگری قطعات بزرگ و با دیواره ضخیم مناسب میسازد.
۳. ظرفیت ذخیرهسازی گرمای قوی و اثر کوئنچینگ قوی
مزایا: ماسه کرومیتی ظرفیت گرمایی ویژه و رسانایی گرمایی بسیار بالاتری نسبت به ماسه سیلیسی دارد که به آن اجازه میدهد گرما را به سرعت از قطعات ریختهگری جذب کند.
نتایج:
ریزدانهسازی: تسریع خنکسازی ریختهگری، منجر به ساختار فلزی متراکمتر و دانههای ریزتر میشود و در نتیجه خواص مکانیکی ریختهگری (مانند استحکام و چقرمگی) را بهبود میبخشد.
کاهش تخلخل ناشی از انقباض: انجماد متوالی قطعات ریختهگری را تسهیل میکند و حفرههای ناشی از انقباض و عیوب تخلخل را کاهش میدهد.
افزایش راندمان تولید: زمان خنک شدن پس از ریختن را کوتاه میکند و سرعت گردش ماسه قالبگیری را افزایش میدهد.
۴. بیاثری شیمیایی خوب
مزایا: ماسه کرومیتی خنثی یا کمی قلیایی است و واکنشپذیری کمی با آسترهای کوره قلیایی (مانند منیزیم) و سرباره اکثر فولادهای آلیاژی و فولادهای پرمنگنز نشان میدهد.
نتایج: به راحتی با اکسیدهای موجود در فلز مذاب (مانند FeO و MnO) واکنش شیمیایی نمیدهد و به طور مؤثر از چسبندگی شیمیایی جلوگیری کرده و کیفیت سطح قطعات ریختهگری شده را تضمین میکند. به ویژه برای ریختهگری فولاد پرمنگنز، فولاد ضد زنگ، فولاد کروم، آلیاژهای پایه نیکل و سایر فلزات واکنشپذیر مناسب است.
۵. مقاومت در برابر تفجوشی
مزایا: در دماهای بالا به راحتی به صورت کلوخه در نمیآید.
نتایج: ماسه قالبگیری قابلیت استفاده مجدد خوبی دارد؛ ماسه قدیمی را میتوان پس از عملیات سادهای (مانند خرد کردن و جداسازی مغناطیسی) دوباره استفاده کرد و میزان ماسه جدید اضافه شده و تخلیه ماسه زائد را کاهش داد.
۶. کاهش «خطرات گرد و غبار سیلیس»
مزایا: از خطر سیلیکوزیس ناشی از گرد و غبار سیلیس در هنگام مخلوط کردن ماسه، قالبگیری و ریختهگری جلوگیری میکند.
نتایج: محیط کاری سالمتر، مطابق با مقررات بهداشت و ایمنی شغلی که به طور فزایندهای سختگیرانهتر میشوند.
به همین ترتیب، معایب ماسه کوارتز و محدودیتهای ماسه کرومیت:
معایب اصلی شن کوارتز:
انبساط در دمای بالا: انبساط ناشی از تبدیل فاز در دمای ۵۷۳ درجه سانتیگراد، علت اصلی بسیاری از عیوب ریختهگری است.
حساسیت به واکنش: ماسه کوارتز اسیدی به راحتی با اکسید آهن قلیایی واکنش میدهد و سیلیکات آهن با نقطه ذوب پایین تشکیل میدهد که منجر به چسبندگی شیمیایی میشود.
ظرفیت ذخیره سازی گرمای کم: سرعت سرد شدن آهسته ممکن است منجر به دانه بندی درشت شود.
خطرات سلامتی: خطر ابتلا به سیلیکوزیس.
محدودیتهای اصلی ماسه کرومیتی:
هزینه بالا: قیمت معمولاً ۵ تا ۱۰ برابر یا حتی بیشتر از شن کوارتز است.
چگالی بالا: چگالی بالا منجر به ماسه قالبگیری سنگین میشود که منجر به فرآیندهای اختلاط و قالبگیری ماسه با نیروی کار زیاد میشود و به پشتیبانی قوی از قالب و تجهیزات نیاز دارد.
منابع و تأثیر زیستمحیطی: مناطق اصلی تولید محدود هستند (مثلاً آفریقای جنوبی، ترکیه) و زنجیره تأمین ممکن است تحت تأثیر مسائل ژئوپلیتیک قرار گیرد. اگرچه کروم سه ظرفیتی موجود در گرد و غبار آن سمیت کمی دارد، اما همچنان نیاز به مدیریت دقیق دارد؛ برخی از مناطق ممکن است حاوی مقادیر ناچیزی از عناصر نامطلوب باشند.
نیاز به چسبهای تخصصی: ممکن است کمی مانع از پخت برخی از چسبهای آلی (مانند رزینهای فوران) شود.
