1. Eccellente resistenza alla penetrazione del metallo
. Vantaggi: le particelle di sabbia di cromite sono dense e hanno una superficie liscia. Reagisce con gli ossidi metallici (come FeO) per formare composti ad alto punto di fusione, impedendo efficacemente al metallo liquido di penetrare negli spazi tra le particelle di sabbia. Questo è il suo principale vantaggio.
Risultati: i getti presentano un’elevata finitura superficiale e sono meno soggetti all’adesione della sabbia (in particolare chimica e meccanica), riducendo significativamente il carico di lavoro di pulizia.
2. Eccellente stabilità termica e bassa dilatazione termica
. Vantaggi: la sabbia di cromite ha un coefficiente di dilatazione termica estremamente basso e uniforme e non si verifica quasi nessun cambiamento di fase. La sabbia di silicato, invece, subisce una notevole espansione per cambiamento di fase a 573°C.
Risultati: L’uso di sabbia di cromite riduce notevolmente i difetti di fusione causati dall’espansione termica della sabbia di formatura, come inclusioni di sabbia, scaglie e venature, rendendola particolarmente adatta alla fusione di getti di grandi dimensioni con pareti spesse.
3. Elevata capacità di accumulo di calore ed effetto di tempra
Vantaggi: la sabbia di cromite ha una capacità termica specifica e una conduttività termica molto più elevate rispetto alla sabbia silicea, consentendole di assorbire rapidamente il calore dalle fusioni.
Risultati:
Affinamento della grana: accelera il raffreddamento della fusione, ottenendo una struttura metallica più densa e grani più fini, migliorando così le proprietà meccaniche della fusione (come resistenza e tenacità).
Porosità da ritiro ridotta: facilita la solidificazione sequenziale dei getti, riducendo le cavità da ritiro e i difetti di porosità.
Maggiore efficienza produttiva: riduce il tempo di raffreddamento dopo la colata, aumentando il tasso di rotazione della sabbia di formatura.
4. Buona inerzia chimica
Vantaggi: la sabbia di cromite è neutra o debolmente alcalina e presenta una bassa reattività con i rivestimenti alcalini dei forni (come la magnesia) e con le scorie della maggior parte degli acciai legati e degli acciai ad alto contenuto di manganese.
Risultati: Non reagisce chimicamente con gli ossidi presenti nel metallo fuso (come FeO e MnO), prevenendo efficacemente l’adesione chimica e garantendo la qualità superficiale dei getti. Particolarmente adatto per la fusione di acciaio ad alto contenuto di manganese, acciaio inossidabile, acciaio al cromo, leghe a base di nichel e altri metalli reattivi.
5. Resistenza alla sinterizzazione
Vantaggi: non si sinterizza facilmente in grumi ad alte temperature.
Risultati: la sabbia da stampaggio ha una buona riutilizzabilità; la sabbia vecchia può essere riutilizzata dopo un semplice trattamento (come la frantumazione e la separazione magnetica), riducendo la quantità di nuova sabbia aggiunta e lo scarico di sabbia di scarto.
6. Riduzione dei rischi legati alla polvere di silice
Vantaggi: evita il rischio di silicosi causato dalla polvere di silice durante la miscelazione, lo stampaggio e la colata della sabbia.
Risultati: Ambiente di lavoro più sano, conforme alle normative sempre più severe in materia di salute e sicurezza sul lavoro.
Di conseguenza, gli svantaggi della sabbia di quarzo e i limiti della sabbia di cromite:
Principali svantaggi della sabbia di quarzo:
Espansione ad alta temperatura: l’espansione per trasformazione di fase a 573°C è la causa principale di molti difetti di fusione.
Suscettibilità alla reazione: la sabbia di quarzo acida reagisce facilmente con l’ossido di ferro alcalino formando silicato ferroso a basso punto di fusione, provocando adesione chimica.
Scarsa capacità di accumulo del calore: una lenta velocità di raffreddamento può dare origine a grani grossolani.
Rischi per la salute: rischio di silicosi.
Principali limitazioni della sabbia di cromite:
Costo elevato: il prezzo è in genere 5-10 volte superiore o addirittura superiore a quello della sabbia di quarzo.
Alta densità: l’alta densità si traduce in una sabbia di formatura pesante, che richiede processi di miscelazione e formatura della sabbia ad alta intensità di manodopera e un robusto supporto per stampi e attrezzature.
Risorse e impatto ambientale: le principali aree di produzione sono limitate (ad esempio, Sudafrica e Turchia) e la catena di approvvigionamento può essere influenzata da fattori geopolitici. Sebbene il cromo trivalente presente nelle sue polveri abbia una bassa tossicità, richiede comunque una gestione attenta; alcune aree potrebbero contenere tracce di elementi indesiderati.
Richiede leganti specializzati: può inibire leggermente la polimerizzazione di alcuni leganti organici (come le resine furaniche).
