クロマイト砂（FeCr₂O₄）は、高性能な特殊鋳造砂であり、鋼、鉄、高合金の鋳造における鋳型や中子に広く使用されており、高い耐火性、低い膨張率、高い熱伝導率、優れた耐浸透性で高く評価されています。
1. 化学組成（鋳造用グレード）
| アイテム | 標準要件 | 備考 |
|---|---|---|
| Cr₂O₃（酸化クロム） | 45%以上（プレミアムプランは46～50%以上） | コアインデックス；数値が高いほど耐火性が優れている |
| SiO₂（シリカ） | ≤1.0% | シリカ含有量が少ないため、脈状欠陥や膨張欠陥を防ぐことができます。 |
| FeO（酸化鉄） | ≤26.5% | Cr/Fe比に影響を与える |
| Al₂O₃（アルミナ） | 15.5%以下 | 高温安定性を向上させる |
| MgO（酸化マグネシウム） | 10%以下 | 焼結挙動を制御する |
| CaO（カルシウム） | ≤0.3% | スラグの発生を最小限に抑える |
| P（リン） | ≤30 ppm (0.003%) | 鋳造時の脆性を回避する |
| S（硫黄） | ≤30 ppm (0.003%) | 高温割れを防ぎます |
| Cr/Fe比 | ≥1.55:1 | 鋳造工場のパフォーマンスにとって重要 |
| pH | 7～8.5 | 中性；溶融金属とは反応しない |
2. 物理的特性および熱的特性
| 財産 | 標準値 | |
|---|---|---|
| 結晶構造 | スピネル（FeCr₂O₄） | |
| 色 | 茶褐色から黒色 | |
| モース硬度 | 5.5～6 | |
| 真の密度 | 4.0～4.8 g/cm³ | |
| かさ密度 | 約2.5～2.8 g/cm³（約160 lb/ft³） | |
| 融点 | 約2180℃ | |
| 難燃性 | 1800℃以上 | |
| 焼結温度 | 1800℃以上 | |
| 熱伝導率 | シリカ砂の2～3倍 | 急速冷却により、方向性凝固を促進する。 |
| 線膨張係数 | 非常に低い | 血管の浮きや歪みを最小限に抑えます |
| 水分 | ≤0.1% | 樹脂結合システムの場合 |
3．粒度（AFS等級）
一般的な鋳造グレード：AFS 20–25、25–30、30–35、40–45、45–50、45–55、50–60
- 良好な流動性と圧縮性を実現する狭い粒度分布
- 粗粒度（AFS 20～35）：ロストフォーム鋳造、厚肉鋳造
- より細かい粒度（AFS 40～60）：精密コアおよび表面砂
4. 鋳造における主な利点
- 高耐火性：鋼および高合金の1600℃以上の注湯温度に耐える
- 熱膨張率が低い：筋状の模様がなくなり、寸法精度が向上します。
- 高い熱伝導率：内部冷却効果を発揮し、収縮や熱による裂けを軽減します。
- 耐浸透性：固相焼結により緻密なバリアを形成し、焼き付きを防ぎます。
- 化学的不活性：アルカリ性スラグに耐性があり、Fe/Cr/Mn合金とは反応しない。
- 再利用可能：複数回のサイクルで再生可能
5. 代表的な用途
- 大型・重量鋼鋳物：水力タービン、発電設備、圧力容器
- 高マンガン／高クロム鋼：耐摩耗部品（例：破砕機の歯）
- 精密部品：エンジンブロック、バルブ、インペラ
- 表面砂：欠陥を防ぐため、重要な部分でシリカを代替する。
- ロストフォーム／シェルモールディング：複雑で滑らかな表面の鋳造品