١. مقاومة ممتازة لاختراق المعادن.
المزايا: جزيئات رمل الكروميت كثيفة وذات سطح أملس. تتفاعل مع أكاسيد المعادن (مثل أكسيد الحديد) لتكوين مركبات ذات درجة انصهار عالية، مما يمنع المعدن السائل من اختراق الفجوات بين جزيئات الرمل. وهذه هي ميزتها الأساسية.
النتائج: تتمتع المسبوكات بسطح عالي وهي أقل عرضة للالتصاق بالرمل (وخاصة الالتصاق الكيميائي والميكانيكي بالرمل)، مما يقلل بشكل كبير من عبء العمل في التنظيف.
٢. استقرار حراري ممتاز وتمدد حراري منخفض.
المزايا: يتميز رمل الكروميت بمعامل تمدد حراري منخفض للغاية وموحد، ويكاد لا يحدث فيه أي تغير في الطور. أما رمل السيليكات، فيتعرض لتمدد كبير في الطور عند درجة حرارة ٥٧٣ درجة مئوية.
النتائج: إن استخدام رمل الكروميت يقلل بشكل كبير من عيوب الصب الناتجة عن التمدد الحراري لرمل الصب، مثل شوائب الرمل، والقشور، والأوردة، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لصب المسبوكات الكبيرة ذات الجدران السميكة.
3. قدرة قوية على تخزين الحرارة وتأثير الإخماد
المزايا: يتمتع رمل الكروميت بسعة حرارية نوعية وتوصيل حراري أعلى بكثير من رمل السيليكا، مما يسمح له بامتصاص الحرارة بسرعة من المسبوكات.
نتائج:
تحسين الحبيبات: يعمل على تسريع عملية تبريد الصب، مما يؤدي إلى الحصول على بنية معدنية أكثر كثافة وحبيبات أدق، وبالتالي تحسين الخصائص الميكانيكية للصب (مثل القوة والصلابة).
تقليل مسامية الانكماش: يسهل عملية التصلب المتسلسل للصب، مما يقلل من تجاويف الانكماش وعيوب المسامية.
زيادة كفاءة الإنتاج: تقصير وقت التبريد بعد الصب، مما يزيد من معدل دوران رمل القالب.
4. الخمول الكيميائي الجيد
المزايا: رمل الكروميت محايد أو قلوي ضعيف، ويظهر تفاعلية منخفضة مع بطانات الفرن القلوية (مثل المغنيسيا) وخبث معظم الفولاذ السبائكي والفولاذ عالي المنغنيز.
النتائج: لا يتفاعل كيميائيًا بسهولة مع أكاسيد المعادن المنصهرة (مثل FeO2 وMnO3)، مما يمنع الالتصاق الكيميائي بفعالية ويضمن جودة سطح المسبوكات. مناسب بشكل خاص لصب الفولاذ عالي المنغنيز، والفولاذ المقاوم للصدأ، وفولاذ الكروم، وسبائك النيكل، وغيرها من المعادن التفاعلية.
5. مقاومة التلبيد
المميزات: لا يتصلب بسهولة إلى كتل في درجات الحرارة العالية.
النتائج: يتميز رمل القالب بإمكانية إعادة الاستخدام بشكل جيد؛ حيث يمكن إعادة استخدام الرمل القديم بعد المعالجة البسيطة (مثل التكسير والفصل المغناطيسي)، مما يقلل من كمية الرمل الجديد المضاف وتصريف رمل النفايات.
6. تقليل مخاطر غبار السيليكا
المزايا: تجنب خطر الإصابة بمرض السليكون الناتج عن غبار السيليكا أثناء خلط الرمل والتشكيل والصب.
النتائج: بيئة عمل أكثر صحة، تتوافق مع لوائح الصحة والسلامة المهنية الصارمة بشكل متزايد.
وعليه، فإن عيوب رمل الكوارتز وحدود رمل الكروميت هي:
العيوب الرئيسية لرمل الكوارتز:
التمدد في درجات الحرارة العالية: يعتبر التمدد الناتج عن تحويل الطور عند 573 درجة مئوية هو السبب الجذري للعديد من عيوب الصب.
الحساسية للتفاعل: يتفاعل رمل الكوارتز الحمضي بسهولة مع أكسيد الحديد القلوي لتكوين سيليكات حديدية منخفضة نقطة الانصهار، مما يؤدي إلى التصاق كيميائي.
قدرة ضعيفة على تخزين الحرارة: قد يؤدي معدل التبريد البطيء إلى ظهور حبيبات خشنة.
المخاطر الصحية: خطر الإصابة بمرض السحار السيليسي.
القيود الرئيسية لرمل الكروميت:
التكلفة العالية: السعر عادة ما يكون 5-10 مرات أو حتى أعلى من رمل الكوارتز.
كثافة عالية: تؤدي الكثافة العالية إلى إنتاج رمل ثقيل للقولبة، مما يؤدي إلى عمليات خلط الرمل والقولبة التي تتطلب عمالة كثيفة، وتتطلب دعمًا قويًا للقالب والمعدات.
الموارد والتأثير البيئي: مناطق الإنتاج الرئيسية محدودة (مثل جنوب أفريقيا وتركيا)، وقد تتأثر سلسلة التوريد بالأوضاع الجيوسياسية. ورغم انخفاض سُمية الكروم الثلاثي التكافؤ في غباره، إلا أنه يتطلب إدارة دقيقة؛ فقد تحتوي بعض المناطق على كميات ضئيلة من العناصر غير المرغوب فيها.
يتطلب مواد رابطة متخصصة: قد يمنع بشكل طفيف معالجة بعض المواد الرابطة العضوية (مثل راتنجات الفوران).
