ماسه سرامیکی (که با نام‌های ماسه سرامیکی مذاب، ماسه مرواریدی نیز شناخته می‌شود) به دلیل خواص نسوز عالی، انبساط حرارتی کم، ویژگی‌های ذرات کروی و مزایای زیست‌محیطی، به طور گسترده در زمینه ریخته‌گری فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. موارد زیر کاربردهای اصلی و ویژگی‌های فنی آن در زمینه ریخته‌گری فولاد است:
۱. مواد هسته ماسه‌ای و ماسه قالب‌گیری برای ریخته‌گری فولاد
ماسه سرامیکی به دلیل دیرگدازی بالا (۱۸۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد) و نرخ انبساط حرارتی بسیار پایین (۰.۱۳٪ در ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) می‌تواند به طور موثری عیوبی مانند آخال ماسه، جای زخم و منافذ را در ریخته‌گری فولاد در طول فرآیند ریختن کاهش دهد.
مورد کاربرد: شرکت Weichai Power از ماسه سرامیکی و ماسه برشته شده برای جایگزینی ماسه کرومیت جهت تولید هسته‌های ماسه‌ای حفره آب سیلندر موتور با سرعت بالا استفاده می‌کند. نقص چسبندگی ماسه حفره داخلی از 0.6٪ به زیر 0.2٪ کاهش یافته و هزینه مواد 15٪ کاهش می‌یابد.
مزایا:
قابلیت تجزیه پذیری بالا: هسته ماسه رزینی پس از ریختن به راحتی تمیز می‌شود و حجم کار تمیز کردن ماسه را کاهش می‌دهد.
انتشار کم گاز: کاهش عیوب منافذ ریخته‌گری فولاد و بهبود نرخ بازده5.
2. فرآیند ماسه خودسخت‌شونده رزینی برای ریخته‌گری‌های بزرگ فولادی
در تولید ریخته‌گری‌های بزرگ فولادی، ماسه سرامیکی به عنوان ماسه خام برای ماسه خودسخت‌شونده رزینی استفاده می‌شود که می‌تواند مقدار رزین را کاهش دهد (بیش از 30٪ کاهش یابد)، در حالی که استحکام قالب ماسه‌ای را بهبود می‌بخشد، میزان تولید گاز را کاهش می‌دهد و تجزیه را بهبود می‌بخشد15.
در مقایسه با شن و ماسه سیلیس سنتی:
ماسه سیلیسی نرخ انبساط حرارتی بالایی دارد که به راحتی می‌تواند منجر به انحراف ابعادی قطعات ریخته‌گری شده شود؛ ماسه سرامیکی تقریباً هیچ انبساطی ندارد و دقت ریخته‌گری آن بالاتر است.
بازسازی شن سیلیس دشوار است و شن سرامیکی را می‌توان بارها بازیافت کرد تا انتشار زباله شن کاهش یابد.
۳. ریخته‌گری فولاد پرآلیاژ و فولاد مقاوم در برابر حرارت
محتوای بالای آلومینیوم در ماسه سرامیکی (Al₂O₃≥۷۵%) آن را برای ریخته‌گری فولاد پرآلیاژ (مانند فولاد مقاوم در برابر حرارت، فولاد ضد زنگ) مناسب می‌کند و خطر چسبندگی شیمیایی ماسه را کاهش می‌دهد.
مورد:
کیفیت سطح قطعات ریخته‌گری شده از جنس فولاد ضد زنگ تولید شده با فرآیند قالب پوسته ماسه‌ای با پوشش ماسه‌ای سرامیکی نزدیک به سطح ریخته‌گری دقیق است، در حالی که چرخه تولید را کوتاه‌تر می‌کند.
در تولید ریخته‌گری‌های فولادی مقاوم در برابر دمای بالا (مانند ZG10Cr9Mo1VNbN)، ماسه سرامیکی می‌تواند در برابر دمای بالای 620 درجه سانتیگراد مقاومت کند.
۴. حفاظت از محیط زیست و مزایای هزینه‌ای
کاهش آلودگی گرد و غبار: ذرات ماسه سرامیکی متراکم هستند و سرعت خرد شدن کمی دارند که این امر باعث کاهش آسیب گرد و غبار سیلیس در کارگاه ریخته‌گری می‌شود.
چالش‌های بازیافت ماسه قدیمی: در حال حاضر، جداسازی ماسه سرامیکی از ماسه قالب‌گیری پس از مخلوط کردن دشوار است و میزان بازیابی پایین است و فناوری بازسازی نیاز به بهینه‌سازی بیشتر دارد47.
۵. روندهای توسعه آینده
فناوری بازسازی شن با چاپ سه‌بعدی: به عنوان مثال، سیستم بازسازی شن با چاپ سه‌بعدی گروه لیانکسین می‌تواند ۹۵٪ از عملکرد شن قدیمی را بازیابی کرده و مصرف شن را ۴۰٪ کاهش دهد. این سیستم ممکن است در آینده در بازسازی شن سرامیکی مورد استفاده قرار گیرد.
رشد در بازار آسیا و اقیانوسیه: با توجه به صنایع خودروسازی و حمل و نقل ریلی، انتظار می‌رود کاربرد ماسه سرامیکی در زمینه ریخته‌گری فولاد با نرخ سالانه 6 درصد (2024-2029) رشد کند.
