Esistono molti tipi di sabbia da fonderia, che possono essere classificati come segue in base alla composizione minerale, all’origine e alle proprietà. Ogni tipo di sabbia ha i suoi vantaggi e applicazioni unici.
Di seguito sono riportate le sabbie da fonderia più comunemente utilizzate e le relative descrizioni dettagliate:
1. Sabbia silicea – La più comune e basilare
• Composizione: il componente principale è il biossido di silicio (SiO₂). Maggiore è il contenuto di SiO₂, migliore è la refrattarietà.
Può fungere da aggregato di base in vari sistemi leganti, tra cui sabbia argillosa (sabbia verde), sabbia resinosa e sabbia di silice.
2. Sabbia di cromite – Sabbia superficiale di alta qualità
• Composizione: composta principalmente da FeCr₂O₄, ricca di Cr₂O₃.
• Vantaggi:
• Refrattarietà estremamente elevata (>1900°C)
• Buona stabilità termica (basso coefficiente di espansione)
• Forte resistenza alle scorie
• Raffreddamento rapido, che aiuta a raffinare la granulometria.
Svantaggi:
costosa
Rischi ambientali: le alte temperature in ambienti alcalini possono produrre cromo esavalente tossico e la sabbia di scarto deve essere smaltita come rifiuto pericoloso. Applicazioni: utilizzata principalmente per la rettifica superficiale o il rivestimento di getti di acciaio (in particolare grandi parti in acciaio al carbonio e acciaio legato) per evitare che la sabbia si attacchi.
3. Sabbia di zirconio – Prestazioni migliori
Composizione: composta principalmente da silicato di zirconio (ZrSiO₄).
Vantaggi:
refrattarietà estremamente elevata (>2400 °C)
Coefficiente di dilatazione termica estremamente basso (quasi il più basso tra tutti gli stampi in sabbia), con conseguente elevata precisione dimensionale nei getti.
Elevata conduttività termica e rapido raffreddamento dei getti.
Particelle fini e arrotondate, con conseguente superfici di fusione estremamente lisce.
Svantaggi:
estremamente costosa. Le riserve globali sono limitate e l’offerta è influenzata da fattori geopolitici.
Applicazioni: fusioni di precisione che richiedono una qualità superficiale e una precisione dimensionale estremamente elevate, come rivestimenti di finitura e materiali di levigatura per fusioni a cera persa; sabbia di superficie per fusioni di acciaio di grandi dimensioni e con pareti spesse.
4. Sabbia di olivina: un’alternativa ecologica
Composizione: Composto principalmente da (Mg, Fe)₂SiO₄.
Vantaggi:
Basso coefficiente di dilatazione termica, tra quello della sabbia silicea e quello della sabbia cromata.
Elevata refrattarietà (circa 1750-1850°C).
Chimicamente neutro, particolarmente adatto per la fusione di acciaio ad alto contenuto di manganese (non reagisce con MnO).
Nessun rischio di polvere di silice, ecologico e non tossico.
Svantaggi:
Elevata durezza, che provoca una forte usura delle attrezzature.
Suscettibile alla corrosione da ossido di ferro ad alte temperature. • Applicazioni: componenti in acciaio ad alto contenuto di manganese (come scambi e pattini dei binari), componenti in acciaio legato e componenti in ghisa. È un’alternativa ecologica alla sabbia silicea e alla sabbia cromata.
Applicazioni: Una sabbia alternativa versatile con prestazioni eccellenti, adatta a una varietà di processi, tra cui stampaggio con sabbia 3D, sabbia di resina e sabbia rivestita. Adatta per la fusione di ghisa, acciaio e leghe non ferrose.