Có nhiều loại cát đúc, có thể được phân loại như sau dựa trên thành phần khoáng chất, nguồn gốc và tính chất của chúng. Mỗi loại cát có những ưu điểm và ứng dụng riêng.
Sau đây là các loại cát đúc thường dùng và mô tả chi tiết:
1. Cát Silica – Loại phổ biến và cơ bản nhất
• Thành phần: Thành phần chính là silicon dioxide (SiO₂). Hàm lượng SiO₂ càng cao thì khả năng chịu lửa càng tốt.
Nó có thể đóng vai trò là cốt liệu cơ bản trong nhiều hệ thống chất kết dính khác nhau, bao gồm cát sét (cát xanh), cát nhựa và cát thủy tinh.
2. Cát Cromit – Cát Bề Mặt Cao Cấp
• Thành phần: Chủ yếu gồm FeCr₂O₄, giàu Cr₂O₃.
• Ưu điểm:
• Độ chịu lửa cực cao (>1900°C)
• Độ ổn định nhiệt tốt (hệ số giãn nở thấp)
• Khả năng chống xỉ mạnh
• Làm nguội nhanh, giúp tinh chỉnh kích thước hạt.
Nhược điểm:
Đắt
tiền Rủi ro về môi trường: Nhiệt độ cao trong môi trường kiềm có thể tạo ra crom hóa trị sáu độc hại và cát thải phải được xử lý như chất thải nguy hại. Ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng để mài bề mặt hoặc phủ lớp đúc thép (đặc biệt là các chi tiết thép cacbon và thép hợp kim lớn) để ngăn cát dính.
3. Cát Zircon –
Thành phần hiệu suất tốt nhất: Chủ yếu được cấu tạo từ zirconium silicate (ZrSiO₄).
Ưu điểm:
Độ chịu lửa cực cao (>2400°C)
Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp (gần như thấp nhất trong tất cả các loại khuôn cát), mang lại độ chính xác kích thước cực cao trong đúc.
Độ dẫn nhiệt cao và làm nguội nhanh chóng vật đúc.
Các hạt mịn, tròn, tạo ra bề mặt đúc cực kỳ mịn.
Nhược điểm:
Cực kỳ đắt đỏ. Trữ lượng toàn cầu có hạn và nguồn cung bị ảnh hưởng bởi các yếu tố địa chính trị.
Ứng dụng: Đúc chính xác đòi hỏi chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước cực cao, chẳng hạn như lớp phủ trên cùng và vật liệu chà nhám cho đúc mẫu chảy; cát mặt cho đúc thép lớn, thành dày.
4. Cát Olivin – Một giải pháp thay thế thân thiện với môi trường
Thành phần: Chủ yếu bao gồm (Mg, Fe)₂SiO₄.
Thuận lợi:
Hệ số giãn nở nhiệt thấp, nằm giữa cát silic và cát crom.
Độ chịu lửa cao (khoảng 1750-1850°C).
Trung tính về mặt hóa học, đặc biệt thích hợp để đúc thép có hàm lượng mangan cao (không phản ứng với MnO).
Không có nguy cơ bụi silica, thân thiện với môi trường và không độc hại.
Nhược điểm:
Độ cứng cao, gây mài mòn nghiêm trọng cho thiết bị.
Dễ bị ăn mòn oxit sắt ở nhiệt độ cao. • Ứng dụng: Các chi tiết thép có hàm lượng mangan cao (như chốt chuyển hướng và đế ray), các chi tiết thép hợp kim và các chi tiết gang. Đây là giải pháp thay thế thân thiện với môi trường cho cát silic và cát crom.
Ứng dụng: Một loại cát thay thế đa năng với hiệu suất tuyệt vời, phù hợp cho nhiều quy trình, bao gồm đúc khuôn cát in 3D, cát nhựa và cát phủ. Thích hợp để đúc gang, thép và hợp kim màu.