クロマイトサンドとは何ですか？
クロマイト砂は、クロム鉱石から得られる天然の鉱物砂です。主成分は スピネル族鉱物であるクロマイト（FeCr₂O₄）です。鋳造用途では、鋳型や中子の製造に適した特定の粒度と粒度分布に加工（粉砕、ふるい分け、洗浄）されます。
これは高度に特殊化された鋳物砂であり、特定の要求の厳しい用途において、シリカ砂（最も一般的な鋳物砂）やジルコン砂の代替品としてよく使用されます。
コアとモールドの主な特性とその重要性
クロマイト砂は、特定の鋳造プロセスに非常に役立つユニークな特性の組み合わせを備えています。
| 財産 | 説明 | 鋳造アプリケーションにおける利点 |
|---|---|---|
| 高い熱伝導性 | 珪砂よりもはるかに速く鋳物から熱を吸収し、逃がします。 | – 凝固の高速化: 鋳造サイクルの総時間を短縮します。 – 粒子構造の微細化: 鋳造品の冶金構造をより細かく強固にし、「脈状」欠陥のリスクを軽減します。 – 浸透の低減: 砂型への焼き付きと金属の浸透を最小限に抑えます。 |
| 高融点 （約2,180℃/約3,960℉） | 非常に高い温度でも固体のままです。 | 珪砂が焼結または融合する高合金鋼、マンガン鋼、その他の高温合金の鋳造に最適です 。 |
| 高い角度と硬度 | 粒子は亜角状から角状で、非常に硬い。 | – 優れた鋳型表面: 寸法精度に優れ、滑らかな鋳物表面仕上げの、高密度で剛性の高い鋳型を生成します。 – バインダー要件が低い: 角張った粒子がうまく噛み合うため、多くの場合、同じ強度を得るために必要なバインダーの量は丸い粒子の砂よりも少なくなります。 |
| 化学的不活性 | 中性（酸性でも塩基性でもない）であり、ほとんどの溶融金属やスラグに対して耐性があります。 | – 汎用性: 悪影響なく、幅広い鉄合金および非鉄合金に使用できます。 – 焼き付き防止: 鋳造表面で砂が溶ける原因となる化学反応を防止します。 |
| 低熱膨張 | 加熱してもほとんど膨張しません。 | – 優れた寸法安定性: 膨張率の高い珪砂によく見られる鋳型壁の動きや「脈状」欠陥の問題を実質的に排除します。 |
コアと金型の主な用途
クロマイトはコストが高いため（シリカ砂よりも高価）、通常は金型全体に使用するのではなく戦略的に使用します。
化粧砂： 型枠にクロマイト砂（厚さ10～20mm）を塗布し、裏砂は通常の珪砂のままです。これにより、金型と金型の重要な接合部においてクロマイト砂の利点を最大限に活用しながら、コストを抑えることができます。
重いセクション用のコア: 長時間溶融金属に囲まれているコア (例: バルブ本体、ポンプ ハウジング、厚いエンジン ブロック内) は、クロマイトの高い冷却力と金属浸透に対する耐性から大きな恩恵を受けます。
高合金鋼用コアと鋳型: 高温により珪砂が分解してしまうステンレス鋼、工具鋼、マンガン鋼の鋳造に不可欠です。
遷移領域: 鋳造品の厚い部分と薄い部分の接合部に使用され、凝固速度を制御し、収縮欠陥を防止します。
マンガン鋼（ハドフィールド鋼）の鋳造： 珪砂がマンガン鋼と化学反応を起こし、深刻な焼損を引き起こすため、ほぼ標準的な方法となっています。ここではクロマイトの化学的不活性性が極めて重要です。
他の鋳物砂との比較
財産 珪砂 クロマイト砂 ジルコンサンド 料金 低い 中程度から高い 高い 熱伝導率 低い 高い 非常に高い 熱膨張 高い 非常に低い 非常に低い 融点 中程度（約1,710℃） 高温（約2,180℃） 非常に高い（約2,550°C） 硬度 適度 高い 非常に高い 木目形状 丸みを帯びた 亜角/角 丸型/角型 健康リスク 珪肺症 六価クロム* 自然放射能* *適切な取り扱いと調達により、産業現場ではこれらのリスクが管理され、最小限に抑えられます。
結論
クロマイト砂は、 その独自の特性により、安価な珪砂では解決できない特定の課題を解決する用途に最適な 、高品質で高性能な鋳物材料です。その主な役割は 、重要な界面において優れた冷却力、寸法安定性、そして耐薬品性を提供することで、高強度、複雑形状、高合金鋳物の製造を可能にすることです。