ทรายหล่อที่นิยมใช้มีอะไรบ้าง?

ทรายหล่อมีหลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งตามองค์ประกอบแร่ แหล่งที่มา และคุณสมบัติได้ดังนี้ ทรายแต่ละประเภทมีข้อดีและการใช้งานเฉพาะตัว

ต่อไปนี้เป็นทรายหล่อที่ใช้กันทั่วไปพร้อมคำอธิบายโดยละเอียด:

1. ทรายซิลิกา – ที่พบมากที่สุดและเป็นพื้นฐาน

• องค์ประกอบ: ส่วนประกอบหลักคือซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO₂) ยิ่งมีปริมาณ SiO₂ มาก ก็ยิ่งมีคุณสมบัติทนไฟได้ดี

สามารถใช้เป็นมวลรวมพื้นฐานในระบบยึดเกาะต่างๆ รวมถึงทรายดินเหนียว (ทรายเขียว) ทรายเรซิน และทรายแก้วน้ำ

2. ทรายโครไมต์ – ทรายผิวคุณภาพสูง
• ส่วนประกอบ: ประกอบด้วย FeCr₂O₄ เป็นหลัก อุดมไปด้วย Cr₂O₃
• ข้อดี:
• ทนไฟได้สูงมาก (>1900°C)
• มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี (ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่ำ)
• ทนทานต่อตะกรันสูง
• เย็นตัวอย่างรวดเร็ว ช่วยปรับขนาดเกรน
ข้อเสีย:
มีราคาแพง
ความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม: อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างอาจทำให้เกิดโครเมียมเฮกซะวาเลนต์ที่เป็นพิษ และทรายที่เสียแล้วต้องถูกกำจัดเป็นขยะอันตราย การใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเจียรผิวหรือเคลือบผิวชิ้นงานหล่อเหล็ก (โดยเฉพาะเหล็กกล้าคาร์บอนขนาดใหญ่และชิ้นส่วนเหล็กกล้าผสม) เพื่อป้องกันไม่ให้ทรายเกาะติด

3. ทรายเซอร์โคเนียม – ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
ส่วนประกอบ: ประกอบด้วยเซอร์โคเนียมซิลิเกต (ZrSiO₄) เป็นหลัก
ข้อดี:
ทนไฟสูงมาก (>2400°C)
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก (เกือบต่ำที่สุดในบรรดาแม่พิมพ์ทรายทั้งหมด) ส่งผลให้มีความแม่นยำเชิงมิติสูงมากในงานหล่อ
มีค่าการนำความร้อนสูงและหล่อเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว
อนุภาคละเอียดและกลมมน ทำให้พื้นผิวงานหล่อเรียบเนียนมาก
ข้อเสีย:
มีราคาแพงมาก ปริมาณสำรองทั่วโลกมีจำกัด และอุปทานได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางภูมิรัฐศาสตร์

การใช้งาน: งานหล่อที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของมิติที่สูงมาก เช่น เคลือบผิวและวัสดุขัดสำหรับงานหล่อแบบลงทุน ทรายขัดผิวสำหรับงานหล่อเหล็กขนาดใหญ่ที่มีผนังหนา
4. ทรายโอลิวีน – ทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

องค์ประกอบ: ประกอบด้วย (Mg, Fe)₂SiO₄ เป็นหลัก

ข้อดี:

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ ระหว่างทรายซิลิกาและทรายโครเมียม

ทนไฟสูง (ประมาณ 1,750-1,850°C)

เป็นกลางทางเคมี เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหล่อเหล็กที่มีแมงกานีสสูง (ไม่ทำปฏิกิริยากับ MnO)

ไม่มีอันตรายจากฝุ่นซิลิกา เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และไม่มีพิษ

ข้อเสีย:

มีความแข็งสูง ทำให้เกิดการสึกหรอรุนแรงบนอุปกรณ์

ไวต่อการกัดกร่อนของเหล็กออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง • การใช้งาน: ส่วนประกอบเหล็กที่มีแมงกานีสสูง (เช่น เทิร์นเอาท์และรางรถไฟ) ส่วนประกอบเหล็กอัลลอยด์ และส่วนประกอบเหล็กหล่อ เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนทรายซิลิกาและทรายโครเมียม

การใช้งาน: ทรายทางเลือกอเนกประสงค์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม เหมาะสำหรับกระบวนการหลากหลาย เช่น การหล่อทรายสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ทรายเรซิน และทรายเคลือบ เหมาะสำหรับการหล่อเหล็ก เหล็กกล้า และโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก