Keramiksand (auch bekannt als geschmolzener Keramiksand oder Perlensand) wird aufgrund seiner hervorragenden Feuerfestigkeit, seiner geringen Wärmeausdehnung, seiner kugelförmigen Partikeleigenschaften und seiner Umweltvorteile häufig im Stahlguss eingesetzt. Im Folgenden sind die wichtigsten Anwendungen und technischen Merkmale im Stahlguss aufgeführt:
1. Sandkern- und Formsandmaterialien für Stahlgussteile.
Keramiksand kann aufgrund seiner hohen Feuerfestigkeit (1800–2000 °C) und seiner extrem niedrigen Wärmeausdehnungsrate (0,13 % bei 1000 °C) Defekte wie Sandeinschlüsse, Narbenbildung und Poren in Stahlgussteilen während des Gießvorgangs wirksam reduzieren.4
Anwendungsfall: Weichai Power verwendet Keramiksand und gerösteten Sand anstelle von Chromitsand zur Herstellung von Sandkernen für Wasserhohlräume von Hochgeschwindigkeitsmotorzylindern. Der Sandhaftungsdefekt im inneren Hohlraum wird von 0,6 % auf unter 0,2 % reduziert und die Materialkosten um 15 % gesenkt4.
Vorteile:
Hohe Zersetzlichkeit: Der Harzsandkern lässt sich nach dem Gießen leicht reinigen, was den Arbeitsaufwand für die Sandreinigung reduziert1.
Geringe Gasemission: Reduziert die Porenfehler von Stahlgussteilen und verbessert die Ausbeute5.
2. Verfahren zur Herstellung von selbsthärtendem Harzsand für große Stahlgussteile
Bei der Herstellung von großen Stahlgussteilen wird Keramiksand als Rohsand für selbsthärtenden Harzsand verwendet, wodurch die Harzmenge reduziert (um mehr als 30 % reduziert) und gleichzeitig die Festigkeit der Sandform verbessert, die Gasentwicklung verringert und die Zersetzung verbessert werden kann15.
Im Vergleich zu herkömmlichem Quarzsand:
Quarzsand weist eine hohe Wärmeausdehnungsrate auf, was leicht zu Maßabweichungen bei Gussteilen führen kann; Keramiksand weist nahezu keine Ausdehnung auf und die Gusspräzision ist höher4.
Quarzsand lässt sich nur schwer regenerieren, während Keramiksand viele Male recycelt werden kann, um die Emissionen von Abfallsand zu reduzieren1.
3. Guss von hochlegiertem Stahl und hitzebeständigem Stahl.
Der hohe Aluminiumgehalt von Keramiksand (Al₂O₃≥75 %) macht ihn für den Guss von hochlegiertem Stahl (wie hitzebeständigem Stahl, Edelstahl) geeignet und verringert das Risiko des Anhaftens von chemischem Sand4.
Fall:
Die Oberflächenqualität von Edelstahlgussteilen, die im Sandschalenformverfahren mit keramischer Sandbeschichtung hergestellt werden, kommt dem Niveau des Feingusses nahe, wobei der Produktionszyklus verkürzt wird8.
Bei der Herstellung von hochtemperaturbeständigen Stahlgussteilen (wie ZG10Cr9Mo1VNbN) kann Keramiksand hohen Temperaturen von 620 °C standhalten5.
4. Umweltschutz und Kostenvorteile
Reduzieren Sie die Staubbelastung: Keramiksandpartikel sind dicht und haben eine niedrige Zerkleinerungsrate, was die Schäden durch Quarzstaub in der Gießereiwerkstatt reduziert1.
Herausforderungen beim Recycling von Altsand: Derzeit ist es schwierig, Keramiksand nach dem Mischen vom Formsand zu trennen, die Rückgewinnungsrate ist gering und die Regenerationstechnologie muss weiter optimiert werden47.
5. Zukünftige Entwicklungstrends
bei der 3D-Drucksand-Regenerationstechnologie: Beispielsweise kann das 3D-Drucksand-Regenerationssystem der Lianxin Group 95 % der Leistung von Altsand wiederherstellen und den Sandverbrauch um 40 % senken. Es könnte zukünftig auch bei der Regeneration von Keramiksand eingesetzt werden7.
Wachstum im asiatisch-pazifischen Markt: Angetrieben von der Automobil- und Schienenverkehrsindustrie wird die Anwendung von Keramiksand im Bereich des Stahlgusses voraussichtlich jährlich um 6 % wachsen (2024-2029
