1. Excellente résistance à la pénétration des métaux.
Avantages : Les particules de sable de chromite sont denses et présentent une surface lisse. Elles réagissent avec les oxydes métalliques (comme FeO) pour former des composés à point de fusion élevé, empêchant ainsi efficacement le métal liquide de pénétrer entre les particules de sable. C’est là son principal atout.
Résultats : Les pièces moulées présentent un état de surface élevé et sont moins sujettes à l’adhérence du sable (en particulier l’adhérence chimique et mécanique du sable), ce qui réduit considérablement la charge de travail de nettoyage.
2. Excellente stabilité thermique et faible dilatation thermique.
Avantages : Le sable chromite présente un coefficient de dilatation thermique extrêmement faible et uniforme, et ne subit pratiquement aucun changement de phase. Le sable silicaté, en revanche, subit une dilatation importante lors d’un changement de phase à 573 °C.
Résultats : L’utilisation de sable chromite réduit considérablement les défauts de moulage causés par la dilatation thermique du sable de moulage, tels que les inclusions de sable, le tartre et les veines, ce qui le rend particulièrement adapté au moulage de grandes pièces à parois épaisses.
3. Forte capacité de stockage de chaleur et effet de trempe
Avantages : Le sable de chromite a une capacité thermique massique et une conductivité thermique beaucoup plus élevées que le sable de silice, ce qui lui permet d’absorber rapidement la chaleur des pièces moulées.
Résultats:
Affinement du grain : Accélère le refroidissement de la pièce coulée, ce qui permet d’obtenir une structure métallique plus dense et des grains plus fins, améliorant ainsi les propriétés mécaniques de la pièce coulée (telles que la résistance et la ténacité).
Réduction de la porosité de retrait : facilite la solidification séquentielle des pièces moulées, réduisant ainsi les cavités de retrait et les défauts de porosité.
Amélioration de l’efficacité de la production : réduction du temps de refroidissement après coulée, augmentant ainsi le taux de rotation du sable de moulage.
4. Bonne inertie chimique
Avantages : Le sable de chromite est neutre ou faiblement alcalin, présentant une faible réactivité avec les revêtements de four alcalins (tels que la magnésie) et les scories de la plupart des aciers alliés et des aciers à haute teneur en manganèse.
Résultats : Ce produit ne réagit pas facilement avec les oxydes présents dans le métal en fusion (tels que FeO et MnO), empêchant ainsi efficacement l’adhérence chimique et garantissant la qualité de surface des pièces moulées. Il est particulièrement adapté au moulage d’aciers à haute teneur en manganèse, d’aciers inoxydables, d’aciers au chrome, d’alliages à base de nickel et d’autres métaux réactifs.
5. Résistance au frittage
Avantages : Ne s’agglomère pas facilement à haute température.
Résultats : Le sable de moulage présente une bonne réutilisabilité ; le vieux sable peut être réutilisé après un traitement simple (tel que le concassage et la séparation magnétique), réduisant ainsi la quantité de sable neuf ajouté et le rejet de sable usé.
6. Réduction des « risques liés à la poussière de silice »
Avantages : Évite le risque de silicose causé par la poussière de silice lors du mélange, du moulage et du coulage du sable.
Résultats : Un environnement de travail plus sain, conforme aux réglementations de plus en plus strictes en matière de santé et de sécurité au travail.
Par conséquent, les inconvénients du sable de quartz et les limites du sable de chromite :
Principaux inconvénients du sable de quartz :
Dilatation à haute température : La dilatation due à la transformation de phase à 573℃ est la cause principale de nombreux défauts de fonderie.
Sensibilité à la réaction : Le sable de quartz acide réagit facilement avec l’oxyde de fer alcalin pour former du silicate ferreux à bas point de fusion, ce qui entraîne une adhésion chimique.
Faible capacité de stockage de chaleur : une vitesse de refroidissement lente peut entraîner la formation de grains grossiers.
Risques pour la santé : Risque de silicose.
Principales limitations du sable chromiteux :
Coût élevé : Le prix est généralement 5 à 10 fois supérieur, voire plus, à celui du sable de quartz.
Haute densité : La haute densité engendre un sable de moulage lourd, ce qui nécessite des processus de mélange et de moulage du sable exigeants en main-d’œuvre, ainsi qu’un support robuste pour les moules et les équipements.
Ressources et impact environnemental : Les principales zones de production sont limitées (par exemple, l’Afrique du Sud et la Turquie), et la chaîne d’approvisionnement peut être affectée par la géopolitique. Bien que le chrome trivalent contenu dans ses poussières présente une faible toxicité, sa gestion reste rigoureuse ; certaines zones peuvent contenir des traces d’éléments indésirables.
Nécessite des liants spécifiques : il peut légèrement inhiber le durcissement de certains liants organiques (tels que les résines furaniques).
