크롬철광 모래(FeCr₂O₄) 는 고성능 특수 주조 모래로, 강철, 철 및 고합금 주조의 주형/코어에 널리 사용되며, 높은 내화성, 낮은 팽창률, 높은 열전도율 및 우수한 내침투성으로 인해 가치가 높습니다.
1. 화학 조성 (주조용 등급)
| 목 | 표준 요구사항 | 비고 |
|---|---|---|
| Cr₂O₃ (산화크롬) | 45% 이상 (프리미엄 46~50% 이상) | 코어 지수; 높을수록 내성이 우수함 |
| 이산화규소(실리카) | ≤1.0% | 낮은 실리카 함량은 맥상 형성/팽창 결함을 방지합니다. |
| FeO (산화철) | ≤26.5% | Cr/Fe 비율에 영향을 미칩니다 |
| Al₂O₃(알루미나) | ≤15.5% | 고온 안정성을 향상시킵니다. |
| MgO(마그네슘) | 10% 이하 | 소결 거동을 제어합니다 |
| CaO(칼슘) | ≤0.3% | 슬래깅을 최소화합니다 |
| P (인) | ≤30ppm (0.003%) | 주조 시 취성을 방지합니다. |
| S (황) | ≤30ppm (0.003%) | 고온 균열을 방지합니다 |
| Cr/Fe 비율 | ≥1.55:1 | 주조 공장 성능에 매우 중요함 |
| pH | 7–8.5 | 중성; 용융 금속과 반응하지 않음 |
2. 물리적 및 열적 특성
| 재산 | 일반적인 값 | |
|---|---|---|
| 결정 구조 | 스피넬(FeCr₂O₄) | |
| 색상 | 갈색을 띤 검은색에서 검은색까지 | |
| 모스 경도 | 5.5–6 | |
| 실제 밀도 | 4.0–4.8 g/cm³ | |
| 부피 밀도 | 약 2.5~2.8 g/cm³ (≈160 lb/ft³) | |
| 녹는점 | 약 2180°C | |
| 내화 물질 | >1800°C | |
| 소결 온도 | >1800°C | |
| 열전도율 | 2~3배 실리카 모래 | 빠른 냉각은 방향성 응고를 촉진합니다. |
| 선형 열팽창 | 매우 낮음 | 결이 생기거나 변형되는 것을 최소화합니다. |
| 수분 | ≤0.1% | 수지 접착 시스템의 경우 |
3. 입자 크기 (AFS 등급)
일반적인 주조 등급: AFS 20–25, 25–30, 30–35, 40–45, 45–50, 45-55, 50–60
- 입자 분포가 좁아 유동성과 다짐성이 우수합니다.
- 더 굵은 등급(AFS 20–35): 로스트폼 주조, 두꺼운 단면 주조
- 고운 입자(AFS 40–60): 정밀 코어 및 표면 모래
4. 주조의 주요 이점
- 높은 내화성 : 강철 및 고합금의 1600°C 이상의 주조 온도를 견딜 수 있음
- 낮은 열팽창률 : 결 무늬 발생을 방지하고 치수 정확도를 향상시킵니다.
- 높은 열전도율 : 내부 냉각 효과 제공; 수축 및 열파손 감소
- 침투 방지 : 고체 소결을 통해 조밀한 차단막을 형성하여 연소를 방지합니다.
- 화학적 불활성 : 알칼리성 슬래그에 대한 저항성이 있으며, Fe/Cr/Mn 합금과 반응하지 않습니다.
- 재사용 가능 : 여러 주기 동안 재생 가능
5. 일반적인 적용 사례
- 대형/중량 강철 주조품 : 수력 터빈, 발전 설비, 압력 용기
- 고망간/고크롬강 : 내마모성 부품(예: 분쇄기 이빨)
- 정밀 부품 : 엔진 블록, 밸브, 임펠러
- 표면 모래 : 결함을 방지하기 위해 중요한 부위에서 실리카를 대체합니다.
- 로스트폼/쉘 몰딩 : 복잡하고 매끄러운 표면의 주조물