ผงโครไมต์ (FeCr₂O₄) เป็นวัสดุทนไฟที่ใช้กันอย่างแพร่หลายใน การเคลือบผิวโรงหล่อโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการหล่อแบบหล่อหลอม (การหล่อแบบสูญเสียขี้ผึ้ง) และการหล่อทราย เนื่องจากมีความเสถียรทางความร้อนที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อการแทรกซึมของโลหะ และสามารถใช้งานร่วมกับโลหะผสมหลอมเหลวได้ ด้านล่างนี้คือการประยุกต์ใช้งานหลัก ประโยชน์ และข้อควรพิจารณาทางเทคนิคในการเคลือบผิวโรงหล่อ
1. บทบาทสำคัญของผงโครไมต์ในการเคลือบหล่อ
(1) สารตัวเติมทนไฟหลัก
ทนทานต่ออุณหภูมิสูง (จุดหลอมเหลว ~2180°C): ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างระหว่างการเทโลหะ แม้กระทั่งกับโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูง (เช่น เหล็ก สเตนเลส โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ)
การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ : ลดความเสี่ยงในการแตกร้าวในสารเคลือบ ป้องกันการแทรกซึมของโลหะและข้อบกพร่องจากการเผาทราย
ความเฉื่อยทางเคมี : ลดปฏิกิริยากับโลหะหลอมเหลว (โดยเฉพาะโลหะผสม Fe, Cr และ Ni) ลดข้อบกพร่องบนพื้นผิว เช่น ตะกรันที่รวมอยู่หรือรูพรุนของก๊าซ
(2) สารเพิ่มประสิทธิภาพการเคลือบ
เสถียรภาพของการแขวนลอยที่ได้รับการปรับปรุง : การกระจายขนาดอนุภาคของโครไมต์ (โดยทั่วไป 200-400 เมช) ช่วยรักษาการกระจายตัวของสารละลายให้สม่ำเสมอ
ควบคุมการซึมผ่าน : รักษาสมดุลการรั่วซึมของก๊าซระหว่างการหล่อพร้อมทั้งปิดกั้นการทะลุของโลหะ
ความต้านทานการกัดเซาะ : ทนทานต่อแรงกระแทกทางกลจากการไหลของโลหะหลอมเหลว
2. การประยุกต์ใช้ในการเคลือบหล่อ
(1) การหล่อแบบหล่อ (Lost-Wax)
ชั้นเคลือบผิวหน้า (ชั้นหลัก)
ใช้สำหรับการสัมผัสโดยตรงกับโลหะหลอมเหลว มักผสมกับผงเซอร์คอน (ZrSiO₄) สำหรับโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงพิเศษ
สูตรทั่วไป : ผงโครไมต์ (30–50%) + ซิลิกาซอล/สารยึดเกาะเอทิลซิลิเกต + สารแขวนลอย (เช่น เบนโทไนต์)
ชั้นสำรอง (ชั้นรอง)
ทางเลือกที่คุ้มต้นทุนแทนเซอร์โคเนีย ผสมกับอะลูมินาหรือมัลไลท์เพื่อความแข็งแกร่ง
(2) การหล่อทราย (การเคลือบแม่พิมพ์/แกน)
ใช้เป็นสเปรย์หรือทาเคลือบแม่พิมพ์/แกนทรายเพื่อปรับปรุงพื้นผิวให้สวยงามยิ่งขึ้น
ตัวอย่างสูตร : ผงโครไมต์ + ดินทนไฟ + สารยึดเกาะที่เป็นน้ำ/แอลกอฮอล์ (เช่น โซเดียมซิลิเกต)
(3) การหล่อโลหะผสมพิเศษ
สแตนเลส/โลหะผสมโครเมียมสูง : องค์ประกอบ Fe-Cr ของโครไมต์ช่วยลดปฏิกิริยาที่ส่วนต่อประสาน
โลหะผสมไททาเนียม : ต้องใช้โครไมต์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (SiO₂, CaO ต่ำ) เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อน
3. ข้อได้เปรียบเหนือทางเลือกอื่น
คุณสมบัติ | ผงโครไมต์ | แป้งเซอร์คอน | ทรายซิลิกา |
---|---|---|---|
ทนไฟ | สูง (~2180°C) | สูงมาก (~2500°C) | ต่ำ (~1700°C) |
ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ | ดี | ยอดเยี่ยม | ยากจน |
ค่าใช้จ่าย | ปานกลาง | สูง | ต่ำ |
ความต้านทานการเจาะทะลุของโลหะ | ยอดเยี่ยม (โลหะผสม Fe/Cr) | โดดเด่น | อ่อนแอ |