คุณสมบัติของแป้งโครไมต์

แป้งโครไมต์เป็นวัสดุเม็ดละเอียดที่ผลิตโดยการบดแร่โครไมต์ (แร่ธาตุที่ประกอบด้วยเหล็กโครเมียมออกไซด์ FeCr₂O₄ เป็นหลัก) คำว่า “325 เมช” หมายถึงการกระจายขนาดอนุภาค ซึ่งหมายความว่าอนุภาคส่วนใหญ่มีความละเอียดเพียงพอที่จะผ่านตะแกรงที่มีช่องเปิด 325 ช่องต่อนิ้วเชิงเส้น ซึ่งเท่ากับขนาดอนุภาคสูงสุดประมาณ  44 ไมครอน (µm )

คุณสมบัติที่สำคัญทำให้เป็นวัสดุสำคัญในการใช้งานทางอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการหล่อทรายและวัสดุบุผิวทนไฟ

คุณสมบัติหลักของแป้งโครไมต์ 325 เมช

1. คุณสมบัติทางกายภาพ

• ขนาดอนุภาค:  โดยทั่วไป 95-99% จะผ่านตะแกรงขนาด 325 เมช (44 ไมโครเมตร) ได้ ขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ย (D50) มักจะอยู่ในช่วง 10-20 ไมโครเมตร

• ลักษณะ:  ผงละเอียดสีเทาดำถึงดำ

• ความถ่วงจำเพาะ:  สูง โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง  4.0 – 4.8 g/cm³ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าทรายซิลิกา (2.65 g/cm³) อย่างมาก

• จุดหลอมเหลว:  สูงมาก ประมาณ  2,150°C (3,902°F)ถือเป็นคุณสมบัติที่มีค่าที่สุดสำหรับการใช้ในโรงหล่อ

• การนำความร้อน:  สูง สามารถนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าทรายหล่อชนิดอื่นๆ เช่น เซอร์คอนหรือซิลิกา ช่วยให้ชิ้นงานหล่อเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว

2. คุณสมบัติทางเคมี

• องค์ประกอบทางเคมี:  ส่วนใหญ่เป็น FeO·Cr₂O₃ (เหล็กโครไมต์) ส่วนประกอบสำคัญ:

  • Cr₂O₃ (โครเมียมออกไซด์):  44% – 48%

  • FeO (เหล็กออกไซด์):  20% – 25%

  • SiO₂ (ซิลิกา):  2% – 4%

  • Al₂O₃ (อะลูมินา):  12% – 16%

  • MgO (แมกนีเซีย):  10% – 14%

• ค่า pH:  เป็นกลางถึงเบสเล็กน้อย เฉื่อยทางเคมีและไม่ทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของโลหะหลอมเหลว ป้องกันการไหม้ติดและการหลอมละลายของทราย

• เสถียรภาพทางความร้อน:  ดีเยี่ยม การขยายตัวเชิงเส้นต่ำมากเมื่อได้รับความร้อน หมายความว่าไม่ขยายตัวมากนักและก่อให้เกิดข้อบกพร่องในการหล่อ เช่น รอยเส้นหรือรอยหางหนู

3. คุณสมบัติทางความร้อน (สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งาน)

• ความทนไฟสูง:  จุดหลอมเหลวที่สูงทำให้สามารถทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงของโลหะที่มีธาตุเหล็ก เช่น เหล็กกล้าและเหล็กอัลลอยด์สูงได้โดยไม่เกิดการหลอมรวม

• ดูดซับความร้อนสูง (Chill Effect):  เนื่องจากมีความหนาแน่นและนำความร้อนสูง จึงทำหน้าที่เป็น “Chill” ดึงความร้อนออกจากโลหะหลอมเหลวได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้มีโครงสร้างทางโลหะวิทยาที่ละเอียดและมีคุณภาพดีเยี่ยมในงานหล่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในชิ้นส่วนที่มีแนวโน้มเกิดข้อบกพร่องจากการหดตัว

• การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ:  การขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนนั้นน้อยมากและเป็นเส้นตรง ซึ่งช่วยลดการเกิดข้อบกพร่องในการหล่อที่เกี่ยวข้องกับการขยายตัวได้อย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับทรายซิลิกา

แอปพลิเคชันหลักที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเหล่านี้

1. การหล่อทราย (ทรายแกนและทรายขึ้นรูป):

   • สี/น้ำยาล้าง:  ผสมกับสารยึดเกาะที่ทนไฟ (เช่น โซเดียมซิลิเกต เรซิน) และน้ำ เพื่อสร้างสารละลายสำหรับฉีดพ่นหรือทาลงบนลวดลายและกล่องแกน วิธีนี้จะสร้างชั้นเคลือบผิวที่ทนไฟสูง

   • การเติมทรายหล่อ:  ผสมลงในทรายซิลิกา (โดยทั่วไป 10-35%) สำหรับการหล่อเหล็กกล้าและเหล็กหล่อขนาดใหญ่ ช่วยเพิ่มคุณสมบัติการทนไฟโดยรวมของแม่พิมพ์ ลดการขยายตัวทางความร้อน และเพิ่มการระบายความร้อน

   • แกนสำหรับส่วนที่สำคัญ:  ใช้ในการผลิตแกนที่ต้องการความทนทานต่อความร้อนสูง เช่น สำหรับระบบท่อและการป้อนในชิ้นงานหล่อเหล็ก

2. อุตสาหกรรมวัสดุทนไฟ:

   • ใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตแมกนีเซียโครเมียมและอิฐโครเมียมแมกนีเซียมและวัสดุทนไฟแบบโมโนลิธิกสำหรับเตาอุตสาหกรรมอุณหภูมิสูง (เช่น เตาเผาปูนซีเมนต์ เตาเผาแก้ว เตาเผาโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก)

ข้อดี

• ทนไฟได้ดีเยี่ยม:  เหมาะสำหรับโลหะที่มีอุณหภูมิสูงในการเท

• การหล่อที่เหนือชั้น:  สร้างพื้นผิวการหล่อที่เรียบเนียนพร้อมการเผาไหม้และการแทรกซึมที่น้อยที่สุด

• ลดข้อบกพร่อง:  ลดการเกิดเส้นเลือดฝอย รอยหางหนู และข้อบกพร่องจากการแทรกซึมของโลหะอันเนื่องมาจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ

• ปรับปรุงคุณสมบัติทางโลหะวิทยา:  ส่งเสริมการแข็งตัวแบบมีทิศทาง ลดรูพรุนจากการหดตัว และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล

• เฉื่อยทางเคมี:  ไม่ทำปฏิกิริยากับตะกรันโลหะที่หลอมละลาย