A areia cerâmica (também conhecida como areia cerâmica fundida, areia nacarada) é amplamente utilizada na fundição de aço devido às suas excelentes propriedades refratárias, baixa expansão térmica, características de partículas esféricas e vantagens ambientais. A seguir, as suas principais aplicações e características técnicas na fundição de aço:
1. Materiais de areia para núcleo e areia de moldagem para peças fundidas de aço
A areia cerâmica pode reduzir eficazmente defeitos como a inclusão de areia, cicatrizes e poros em peças fundidas de aço durante o processo de vazamento devido à sua elevada refratariedade (1800~2000°C) e taxa de expansão térmica extremamente baixa (0,13% a 1000°C)4.
Caso de aplicação: A Weichai Power utiliza areia cerâmica e areia torrada para substituir a areia de cromite na produção de núcleos de areia para cavidades de água em cilindros de motores de alta velocidade. O defeito de adesão da areia na cavidade interior é reduzido de 0,6% para menos de 0,2%, e o custo do material é reduzido em 15%.
Vantagens:
Elevada desintegrabilidade: O núcleo de areia de resina é fácil de limpar após o vazamento, reduzindo a carga de trabalho de limpeza da areia1.
Baixa emissão de gases: reduz os defeitos dos poros das peças fundidas em aço e melhora a taxa de rendimento5.
2. Processo de areia autoendurecível de resina para grandes peças fundidas de aço
Na produção de grandes peças fundidas de aço, a areia cerâmica é utilizada como areia bruta para areia autoendurecível de resina, o que pode reduzir a quantidade de resina (reduzida em mais de 30%), ao mesmo tempo que melhora a resistência do molde de areia, reduzindo a quantidade de geração de gás e melhorando a desintegração15.
Comparado com a areia de sílica tradicional:
A areia de sílica tem uma elevada taxa de expansão térmica, o que pode facilmente levar ao desvio dimensional das peças fundidas; a areia cerâmica quase não tem expansão e a precisão da fundição é maior4.
A areia de sílica é difícil de regenerar, e a areia cerâmica pode ser reciclada muitas vezes para reduzir as emissões de areia residual1.
3. Fundição de aço de alta liga e aço resistente ao calor
O elevado teor de alumínio da areia cerâmica (Al₂O₃≥75%) torna-a adequada para a fundição de aço de alta liga (como aço resistente ao calor, aço inoxidável), reduzindo o risco de aderência química da areia4.
Caso:
A qualidade da superfície das peças fundidas de aço inoxidável produzidas pelo processo de molde de casca de areia revestida com areia cerâmica é próxima do nível da fundição de investimento, ao mesmo tempo que encurta o ciclo de produção8.
Na produção de peças fundidas em aço resistentes a altas temperaturas (como a ZG10Cr9Mo1VNbN), a areia cerâmica pode suportar altas temperaturas de 620°C5.
4. Proteção ambiental e vantagens de custo
Reduz a poluição por poeira: as partículas de areia cerâmica são densas e têm uma baixa taxa de britagem, o que reduz os danos da poeira de sílica na oficina de fundição1.
Desafios na reciclagem de areia velha: Atualmente, é difícil separar a areia cerâmica da areia de moldagem após a mistura, a taxa de recuperação é baixa e a tecnologia de regeneração necessita de ser ainda mais otimizada47.
5.º Tendências de desenvolvimento futuro
da tecnologia de regeneração de areia por impressão 3D: Por exemplo, o sistema de regeneração de areia por impressão 3D do Grupo Lianxin pode restaurar 95% do desempenho da areia antiga e reduzir o consumo de areia em 40%. Poderá ser utilizado na regeneração de areia cerâmica no futuro.
Crescimento no mercado da Ásia-Pacífico: Impulsionada pelas indústrias automóvel e de transporte ferroviário, a aplicação de areia cerâmica na área da fundição de aço deverá crescer a uma taxa anual de 6% (2024-2029
