铬铁矿砂AFS45-50用于圆锥破碎机轧臼壁高锰钢衬板铸造面砂的作用是什么?
铬铁矿砂AFS45-50在圆锥破碎机轧臼壁高锰钢(Mn18Cr2/Mn22Cr2)衬板铸造中作为面砂和型砂具有独特的优势。
圆锥破碎机轧臼壁衬板一般采用高锰钢制造,高锰钢的主要成分包括碳(C)、锰(Mn)和铬(Cr),这种成分组合使得高锰钢在受到强烈冲击时,表面能够加工硬化,进一步提高其耐磨性。高锰钢铸件能够在各种恶劣的工作条件下保持稳定的性能,延长设备的使用寿命,通常选择的原材料有ZGMn13,ZGMn13Cr2,ZGMn18,ZGMn18Cr2,ZGMn21Cr2。质量好的耐磨衬板,对铸件有很高要求的,生产后的铸件不允许有裂纹和影响使用性能的夹渣、夹砂、冷隔、气孔、缩孔、缩松、缺肉等铸造缺陷。圆锥破碎机的衬板是一种大型厚壁铸件,防止铸造缺陷是提高成品率和铸件质量的重要环节,46%含量的南非铬铁矿砂是完成改目标的重要组成部分。其优点如下:
1. 激冷效应
Cr₂O₃≥46 %的铬铁矿砂导热系数比硅砂高2~3倍,AFS45-50粒度(≈0.3 mm)又使比表面积最大,钢液一接触即形成700~900 ℃/s的初始冷却速度,让高锰钢表面瞬间生成3~8 mm厚的细晶粒层(晶粒度可细化到ASTM 5~6级),有利于铸件的顺序凝固,减少气孔缺陷。
2. 固-固相变缓冲
高锰钢无固态相变,但收缩率大(线收缩2.9~3.4 %)。铬铁矿砂热膨胀系数仅5×10⁻⁶/℃(硅砂为12×10⁻⁶/℃),且粒度分布窄,高温下砂壳“不鼓不裂”,可把衬板外轮廓尺寸公差稳定控制在±0.5 mm以内,减少二次机加工量。
3. 化学惰性防粘砂
Cr₂O₃属中性氧化物,1600 ℃下与MnO、FeO不形成低熔点化合物;而硅砂在此温度下易与Mn反应生成MnO·SiO₂(熔点1250 ℃),造成化学粘砂。用铬铁矿砂面砂,粘砂缺陷率可由5 %降到<0.3 %,清理工时缩短70 %。
4. 抗浸润屏障
铬铁矿砂自身熔点>1800 ℃,远高于高锰钢浇注温度(1450~1480 ℃),钢液难以浸润砂粒;同时Cr₂O₃在高温下微量还原生成致密FeCr₂O₄尖晶石层,进一步阻止金属渗透,改善表面粗糙度。
5. 回收性能
铬铁矿砂经1400 ℃反复热循环后,角形系数仅增加5 %,破碎率<0.2 %,可多次回用;而硅砂经一次高温后即出现相变膨胀、粉化,回收率低于60 %。长期生产可降低造型材料成本15~20 %。
总之,在圆锥破碎机轧臼壁高锰钢衬板铸造中,AFS45-50铬铁矿砂面砂不是简单的“耐火砂”,而是通过“高导热激冷+低膨胀保形+化学惰性防粘”三重机制,一次性赋予衬板表面高硬度、高致密、无缺陷的铸态质量,从而提高铸件质量,并大幅降低后清理和机加工成本。




