1. Außergewöhnliche Beständigkeit gegen Durchdringen und Einbrennen (Der Hauptgrund)
Warum es funktioniert: Chromitsandkörner sind: Angular und Subangular: Sie packen sich dichter zusammen, wodurch kleinere Poren entstehen. Hohe Wärmeleitfähigkeit: Sie leiten die Wärme schneller vom Metall ab, wodurch sich fast sofort eine feste Haut bildet, die verhindert, dass das Metall in den Sand fließt. Nicht benetzbar: Geschmolzenes Metall haftet nicht leicht an Chromitkörnern und breitet sich auch nicht darauf aus.
Ergebnis: Die Gussteile lassen sich sauber ausschlagen, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht und der Zeit- und Kostenaufwand für Reinigung, Schleifen und Kugelstrahlen drastisch reduziert wird.
2. Hohe Feuerfestigkeit (Schmelzpunkt)
Warum das wichtig ist: Hochlegierte Stähle, Manganstähle und große Gussteile weisen hohe Gießtemperaturen auf und bleiben lange flüssig. Quarzsand kann an der Grenzfläche zwischen Metall und Form regelrecht schmelzen und dadurch schwere Schmelzfehler verursachen. Chromitsand hingegen bleibt fest. Ergebnis: Verhindert das katastrophale Zusammenbrechen der Formwand und gravierende Oberflächenfehler bei großen oder Hochtemperaturgussteilen.
3. Hohe Wärmeleitfähigkeit
Warum das wichtig ist: Diese schnelle Abkühlung führt zu Folgendem: Feinere Kornstruktur: Verbessert die mechanischen Eigenschaften (Festigkeit, Zähigkeit) des Gussmetalls. Reduzierte Schwindungsporosität: Fördert die gerichtete Erstarrung, wodurch flüssiges Metall gezielt in die erstarrenden Bereiche geleitet wird und innere Hohlräume reduziert werden.
Ergebnis: Ein festerer, widerstandsfähigerer Guss.
4. Chemische Neutralität (insbesondere bei Manganstahl)
Warum das wichtig ist: Geschmolzener Manganstahl reagiert heftig mit saurem Quarzsand (SiO₂) und bildet eine stark oxidierte, minderwertige Oberfläche. Chromitsand ist chemisch basisch/neutral und gegenüber Manganoxid inert, wodurch diese Reaktion verhindert wird. Ergebnis: Bei Manganstahlgussteilen ist Chromitsand oft nicht nur eine Option, sondern eine Notwendigkeit , um eine brauchbare Gussoberfläche zu erzielen.
5. Geringe Wärmeausdehnung
Warum das wichtig ist: Chromitsand dehnt sich bei Erwärmung linear und allmählich aus. Er ist sehr formstabil. Ergebnis: Beseitigt Maserungsfehler und verbessert die Maßgenauigkeit.
Wann wird Chromitsand typischerweise als Oberflächensand verwendet?
Große und dickwandige Stahlgussteile: Wo die Wärmespeicherung massiv ist (z. B. Schiffsschrauben, Ventilgehäuse, Mühlengehäuse). Hochlegierte Stahlgussteile: Einschließlich Edelstahl, Werkzeugstahl und Manganstahl. Kritische Gussteile: Wo Oberflächenqualität und innere Unversehrtheit von größter Bedeutung sind und die Kosten eines Versagens hoch sind.
Der Kompromiss: Die wichtigsten Nachteile
Kosten: Es ist deutlich teurer als Quarzsand. Risiko durch sechswertiges Chrom: Unter bestimmten Bedingungen – hohen Temperaturen, alkalischem Milieu und Oxidation – kann sich das im Sand enthaltene, ungefährliche dreiwertige Chrom (Cr³⁺) in giftiges sechswertiges Chrom (Cr⁶⁺) umwandeln . Gebrauchte Chromitsande gelten häufig als Sondermüll und erfordern daher besondere Handhabung und Entsorgung, was die Kosten erhöht.