Как соотносятся значения AFS и размеры частиц в хромитовой руде?
Показатель тонкости зерна (GFN) хромитового песка по классификации Американского литейного общества (AFS) не является прямым соответствием с одним размером ячейки сетки, а представляет собой численное отображение непрерывного распределения частиц по размерам, рассчитанное на основе процента частиц, удерживаемых на серии стандартных сит. Чем выше значение AFS, тем мельче общий размер частиц; чем ниже значение AFS, тем крупнее частицы. Ниже приведено подробное, соответствующее отраслевым стандартам соответствие и метод расчета, полностью применимый к закупке отливок и контролю качества.
Основная логика AFS и размера сетки
- AFS GFN : Он рассчитывается путем умножения массовой доли хромитового песка, удерживаемого на каждом стандартном сите ASTM, на соответствующий коэффициент AFS, а затем суммирования этих произведений. Он отражает «среднюю тонкость» всего диапазона размеров частиц, а не какого-либо одного размера частиц.
- Размер ячейки сита : обозначает спецификацию размера ячеек сита (стандарт ASTM E-11), обычно выражается в виде диапазона (например, 30-70 меш) и представляет собой основной интервал размеров частиц песка.
- Соответствие : Конкретный диапазон AFS соответствует типичному интервалу сетки и диапазону размеров частиц, что представляет собой соответствие «диапазон к диапазону», а не фиксированное значение «один к одному».
Стандартная для отрасли система AFS — Сетка — Таблица соответствия размеров частиц (хромитовый песок литейного качества)
Приведенная ниже таблица представляет собой общепринятый стандарт в литейной промышленности, который может быть непосредственно использован для закупок и подбора технологических процессов.
| Диапазон значений AFS | Типичный диапазон размеров ячейки сетки | Соответствующий диапазон размеров частиц | Сценарии применения |
|---|---|---|---|
| 25-30 | 20-40 меш | 0,45-0,85 мм | Крупные стальные отливки, тяжелые отливки (крупнозернистый песок для обратной засыпки, высокая проницаемость) |
| 30-35 | 20-50 меш | 0,30-0,85 мм | Литье из стали общего назначения, песчаные формы для обратной заливки |
| 35-40 | 30-70 меш | 0,21-0,60 мм | Отливки среднего размера, изготовление стержней из жидкого стекловолокна. |
| 40-45 | 40-70 меш | 0,21-0,42 мм | Отливки из стали среднего и малого диаметра, облицовочный песок для песчаных форм. |
| 45-55 | 50-100 меш | 0,15-0,30 мм | Высокоточная отливка из стали, отливки из легированной стали (наиболее часто используемые). |
| 55-65 | 70-140 меш | 0,10-0,21 мм | Высокоточное литье, изготовление песчаных стержней с покрытием, тонкостенные отливки малого диаметра. |
| 65-70 | 100-140 меш | 0,10-0,15 мм | Сверхточная отливка, песчаные формы для поверхностного покрытия |
Пример расчета значения AFS (на примере хромитового песка с размером частиц 50-100 меш)
В качестве примера рассмотрим типичный образец хромитового песка со значением AFS 50-55. Процесс расчета выглядит следующим образом (источник данных: протокол испытаний отливки):
| Сетка-сито (ASTM) | Апертура (мкм) | Процент удержания клиентов (%) | Фактор AFS | Расчет (процент × коэффициент) |
|---|---|---|---|---|
| +40 меш (＞425 мкм) | 425 | 5.9 | 12 | 5,9 × 12 = 70,8 |
| +50 меш (300-425 мкм) | 300 | 36.7 | 20 | 36,7 × 20 = 734,0 |
| +70 меш (212-300 мкм) | 212 | 41.9 | 30 | 41,9 × 30 = 1257,0 |
| +100 меш (150-212 мкм) | 150 | 10.6 | 50 | 10,6 × 50 = 530,0 |
| +140 меш (106-150 мкм) | 106 | 2.9 | 70 | 2,9 × 70 = 203,0 |
| -140 меш (＜106 мкм) | ＜106 | 2.0 | 100 | 2,0 × 100 = 200,0 |
| Общий | — | 100.0 | — | АФС = 70,8+734,0+1257,0+530,0+203,0+200,0 = 3004,8 → АФС ≈ 50,5 |
Основные положения для практического применения
- Абсолютного соответствия «один к одному» не существует : одно и то же значение AFS может соответствовать немного разным диапазонам размеров частиц (например, AFS 45-50 может соответствовать 40-70 меш или 50-100 меш) в зависимости от гранулометрического состава (соотношение крупнозернистых и мелкозернистых частиц).
- Приоритет гранулометрического состава : ядро литейного хромитового песка имеет «непрерывный гранулометрический состав» (крупные частицы составляют каркас, мелкие заполняют промежутки), поэтому диапазон размеров ячеек представляет собой «широкий интервал» (например, 50-100 меш), а не единый размер ячейки.
- Контроль мелкодисперсного порошка : Для всех диапазонов AFS содержание мелкодисперсного порошка (-200 меш, <75 мкм) должно быть ≤3% во избежание плохой проницаемости и увеличения количества газовых пор в отливках.
- Стандарт расчета AFS : Испытания должны проводиться в соответствии со стандартом AFS 1102-00 (2016) с использованием сит стандарта ASTM E-11 и заданных коэффициентов расчета для обеспечения точности данных.
Формула быстрой закупки и согласования процессов
- Крупнозернистый песок (AFS 25-35) : 20-50 меш → подходит для крупных отливок и подложки, с упором на прочность и проницаемость.
- Среднезернистый песок (AFS 40-50) : 40-70 меш → подходит для общего литья и облицовочного песка, обеспечивая баланс между прочностью и качеством поверхности.
- Мелкий песок (AFS 55-65) : 70-140 меш → подходит для точного литья и нанесения покрытий на песчаные формы, с акцентом на качество поверхности (соответствует высокочистой смоле).