1. Excelente resistencia a la penetración de metales
. Ventajas: Las partículas de arena de cromita son densas y tienen una superficie lisa. Reacciona con óxidos metálicos (como el FeO) para formar compuestos de alto punto de fusión, lo que impide eficazmente que el metal líquido penetre en los espacios entre las partículas de arena. Esta es su principal ventaja.
Resultados: Las piezas fundidas tienen un alto acabado superficial y son menos propensas a la adhesión de arena (especialmente adhesión química y mecánica), lo que reduce significativamente la carga de trabajo de limpieza.
2. Excelente estabilidad térmica y baja expansión térmica
. Ventajas: La arena de cromita presenta un coeficiente de expansión térmica extremadamente bajo y uniforme, y prácticamente no presenta cambios de fase. La arena de silicato, por otro lado, experimenta una drástica expansión por cambio de fase a 573 °C.
Resultados: El uso de arena de cromita reduce en gran medida los defectos de fundición provocados por la expansión térmica de la arena de moldeo, como inclusiones de arena, incrustaciones y vetas, lo que la hace especialmente adecuada para fundir piezas grandes y de paredes gruesas.
3. Fuerte capacidad de almacenamiento de calor y efecto de enfriamiento
Ventajas: La arena de cromita tiene una capacidad calorífica específica y una conductividad térmica mucho mayores que la arena de sílice, lo que le permite absorber rápidamente el calor de las piezas fundidas.
Resultados:
Refinamiento de grano: acelera el enfriamiento de la fundición, lo que da como resultado una estructura de metal más densa y granos más finos, mejorando así las propiedades mecánicas de la fundición (como resistencia y tenacidad).
Porosidad por contracción reducida: facilita la solidificación secuencial de piezas fundidas, reduciendo las cavidades por contracción y los defectos de porosidad.
Mayor eficiencia de producción: acorta el tiempo de enfriamiento después del vertido, lo que aumenta la tasa de rotación de la arena de moldeo.
4. Buena inercia química
Ventajas: La arena de cromita es neutra o débilmente alcalina y presenta baja reactividad con los revestimientos de hornos alcalinos (como la magnesia) y la escoria de la mayoría de los aceros aleados y aceros con alto contenido de manganeso.
Resultados: No reacciona químicamente con facilidad con los óxidos del metal fundido (como FeO y MnO), lo que previene eficazmente la adhesión química y garantiza la calidad superficial de las piezas fundidas. Especialmente adecuado para la fundición de acero con alto contenido de manganeso, acero inoxidable, acero al cromo, aleaciones de níquel y otros metales reactivos.
5. Resistencia a la sinterización
Ventajas: No se sinteriza fácilmente en grumos a altas temperaturas.
Resultados: La arena de moldeo tiene buena reutilización; la arena vieja se puede reutilizar después de un tratamiento simple (como trituración y separación magnética), lo que reduce la cantidad de arena nueva agregada y la descarga de arena residual.
6. Reducción de los riesgos del polvo de sílice
Ventajas: Evita el riesgo de silicosis causada por el polvo de sílice durante la mezcla de arena, el moldeo y la fundición.
Resultados: Ambiente de trabajo más saludable, cumpliendo normativas de seguridad y salud laboral cada vez más estrictas.
En consecuencia, las desventajas de la arena de cuarzo y las limitaciones de la arena de cromita:
Principales desventajas de la arena de cuarzo:
Expansión a alta temperatura: La expansión por transformación de fase a 573 ℃ es la causa principal de muchos defectos de fundición.
Susceptibilidad a la reacción: La arena de cuarzo ácida reacciona fácilmente con el óxido de hierro alcalino para formar silicato ferroso de bajo punto de fusión, lo que conduce a la adhesión química.
Poca capacidad de almacenamiento de calor: una velocidad de enfriamiento lenta puede generar granos gruesos.
Peligros para la salud: Riesgo de silicosis.
Principales limitaciones de la arena de cromita:
Alto costo: El precio suele ser entre 5 y 10 veces o incluso más alto que el de la arena de cuarzo.
Alta densidad: La alta densidad da como resultado arena de moldeo pesada, lo que genera procesos de mezclado y moldeo que requieren mucha mano de obra y un soporte robusto de moldes y equipos.
Recursos e impacto ambiental: Las principales zonas de producción son limitadas (p. ej., Sudáfrica, Turquía), y la cadena de suministro podría verse afectada por factores geopolíticos. Si bien el cromo trivalente presente en su polvo presenta baja toxicidad, requiere una gestión cuidadosa; algunas zonas podrían contener trazas de elementos indeseables.
Requiere aglutinantes especializados: puede inhibir levemente el curado de ciertos aglutinantes orgánicos (como resinas de furano).
