1. Qu’est-ce que le sable de chromite ?
Le sable chromiteux est un sable minéral naturel issu de la chromite , un oxyde de fer et de chrome ( FeCr₂O₄ ). Pour la fonderie, il est traité (concassé, tamisé et souvent lavé) afin d’obtenir une granulométrie et une pureté chimique spécifiques, adaptées à sa résistance aux températures extrêmes et aux réactions chimiques avec le métal en fusion.
2. Propriétés clés du sable chromite
| Propriété | Description | Avantages de la fonderie de métaux |
|---|---|---|
| Conductivité thermique élevée | Il absorbe et évacue la chaleur du métal beaucoup plus rapidement que le sable de silice. | Solidification plus rapide : Favorise une structure métallurgique plus fine et plus résistante dans la pièce coulée (granulométrie plus fine). Réduction des veinures : Minimise l’expansion rapide et irrégulière à l’origine des fissures de sable et des pénétrations de métal. |
| Faible dilatation thermique | Il se dilate très peu lorsqu’il est chauffé. | Excellente précision dimensionnelle : la cavité du moule conserve sa forme, ce qui permet d’obtenir des pièces moulées plus précises. Élimination des défauts de veinage : c’est l’un de ses principaux avantages par rapport au sable de silice, qui se dilate considérablement. |
| Haute réfractarité | Il possède un point de fusion très élevé (environ 2 150 °C ou 3 900 °F). | Idéal pour les alliages haute température : essentiel pour la coulée de l’acier, de l’acier inoxydable, de l’acier au manganèse et d’autres alliages qui coulent à très haute température sans fusionner avec le métal. |
| Bonne inertie chimique | Il est généralement non réactif avec les oxydes métalliques basiques (comme ceux présents dans les scories d’acier). | Prévient la brûlure et la pénétration : crée une barrière physique empêchant le métal en fusion de pénétrer les grains de sable, ce qui permet d’obtenir une surface de coulée plus lisse. Réduit le besoin de nettoyage et de finition coûteux. |
| Angle de repos élevé | Les grains sont anguleux et s’imbriquent bien. | Excellente stabilité du moule : assure un bon support aux noyaux et aux formes de moules complexes, réduisant ainsi le risque d’effondrement du moule. |
| Basicité naturelle (pH ~9) | C’est une base chimique. | Résistance aux scories basiques : Fonctionne bien avec les scories basiques produites lors de la fusion de l’acier, réduisant la réaction chimique et la fusion du sable. |
3. Applications courantes en fonderie de métaux
Le sable de chromite est généralement utilisé dans des zones spécifiques et critiques d’un moule plutôt que pour l’ensemble du moule (en raison du coût).
Sable de parement : Utilisation la plus courante. Une couche de sable chromite (15 à 50 mm d’épaisseur) est placée contre le modèle pour former la surface du moule en contact avec le métal en fusion. Le sable de support reste du sable siliceux ordinaire.
Fabrication de noyaux : Utilisé pour les noyaux dans les pièces moulées à section épaisse ou dans les zones sujettes à la brûlure, où son pouvoir de refroidissement élevé et sa réfractarité sont les plus nécessaires.
Couche de séparation : Dans les grandes pièces moulées, une couche de sable chromite peut être utilisée comme barrière entre un moule en sable de silice et un noyau en sable de silice pour les empêcher de fusionner à haute température.
Coulée d’alliages exotiques : indispensable pour la coulée de métaux à très haute température de coulée, tels que les aciers au manganèse, les aciers au chrome et les alliages à haute teneur en nickel.
Le sable de chromite est un sable de fonderie haut de gamme et performant qui résout des problèmes spécifiques liés au moulage d’alliages réactifs et à haute température. Bien que son coût l’empêche de remplacer le sable de silice pour toutes les applications, ses avantages en matière de production de pièces moulées de haute qualité, sans défaut et aux dimensions précises en font un outil précieux pour les fonderies de pointe, notamment dans les secteurs de la sidérurgie et des métaux spéciaux.