Giá trị AFS và kích thước mắt lưới tương quan như thế nào trong quặng cromit?
Chỉ số độ mịn hạt (GFN) của cát cromit theo tiêu chuẩn AFS (Hiệp hội Đúc Mỹ) không phải là sự tương ứng cố định một-một với một kích thước lưới duy nhất, mà là một biểu diễn bằng số về sự phân bố kích thước hạt liên tục được tính toán dựa trên tỷ lệ phần trăm các hạt được giữ lại trên một loạt các sàng tiêu chuẩn. Giá trị AFS càng cao, kích thước hạt tổng thể càng mịn; giá trị AFS càng thấp, kích thước hạt càng thô. Dưới đây là phương pháp tính toán và sự tương ứng chi tiết theo tiêu chuẩn ngành, hoàn toàn có thể áp dụng cho việc thu mua và kiểm soát chất lượng vật liệu đúc.
Nguyên lý cốt lõi của AFS và kích thước lưới
- AFS GFN : Chỉ số này được tính bằng cách nhân phần trăm khối lượng cát cromit giữ lại trên mỗi sàng tiêu chuẩn ASTM với hệ số AFS tương ứng, sau đó cộng các tích này lại. Nó phản ánh “độ mịn trung bình” của toàn bộ dải kích thước hạt, chứ không phải của một kích thước hạt riêng lẻ.
- Kích thước mắt lưới : Đề cập đến thông số kỹ thuật kích thước lỗ sàng (tiêu chuẩn ASTM E-11), thường được biểu thị dưới dạng một khoảng (ví dụ: 30-70 mesh), thể hiện khoảng kích thước hạt chính của cát.
- Sự tương ứng : Một phạm vi AFS cụ thể tương ứng với một khoảng lưới điển hình và phạm vi kích thước hạt, đó là sự khớp “giữa các phạm vi”, chứ không phải là một giá trị cố định “một-đối-một”.
Bảng tương ứng kích thước hạt lưới AFS tiêu chuẩn công nghiệp (Cát cromit dùng trong đúc)
Bảng dưới đây là tiêu chuẩn phổ biến trong ngành đúc, có thể được sử dụng trực tiếp cho việc mua sắm và lựa chọn quy trình phù hợp.
| Phạm vi giá trị AFS | Phạm vi lưới điển hình | Phạm vi kích thước hạt tương ứng | Các kịch bản ứng dụng |
|---|---|---|---|
| 25-30 | Lưới 20-40 | 0,45-0,85 mm | Các sản phẩm đúc thép cỡ lớn, các sản phẩm đúc nặng (cát thô dùng làm lớp lót, độ thấm cao) |
| 30-35 | Lưới 20-50 | 0,30-0,85 mm | Các sản phẩm đúc thép nói chung, khuôn cát, cát lót khuôn. |
| 35-40 | Lưới 30-70 | 0,21-0,60 mm | Đúc cỡ trung bình, làm lõi bằng thủy tinh lỏng. |
| 40-45 | Lưới 40-70 | 0,21-0,42 mm | Các sản phẩm đúc thép cỡ trung bình và nhỏ, cát phủ khuôn đúc. |
| 45-55 | Lưới 50-100 | 0,15-0,30 mm | Thép đúc chính xác, thép hợp kim đúc (thường dùng nhất) |
| 55-65 | Lưới 70-140 | 0,10-0,21 mm | Đúc chính xác, làm lõi cát phủ, đúc các chi tiết nhỏ thành mỏng. |
| 65-70 | Lưới 100-140 | 0,10-0,15 mm | Đúc siêu chính xác, cát phủ bề mặt |
Ví dụ tính toán giá trị AFS (Lấy cát cromit cỡ 50-100 mesh làm ví dụ)
Lấy một mẫu cát cromit điển hình có giá trị AFS từ 50-55 làm ví dụ, quy trình tính toán như sau (nguồn dữ liệu: báo cáo thử nghiệm đúc thực tế):
| Lưới sàng (ASTM) | Khẩu độ (μm) | Tỷ lệ giữ chân (%) | Yếu tố AFS | Công thức tính (Tỷ lệ phần trăm × Hệ số) |
|---|---|---|---|---|
| Lưới +40 (＞425 μm) | 425 | 5.9 | 12 | 5,9 × 12 = 70,8 |
| Lưới +50 (300-425 μm) | 300 | 36,7 | 20 | 36,7 × 20 = 734,0 |
| Lưới +70 (212-300 μm) | 212 | 41,9 | 30 | 41,9 × 30 = 1257,0 |
| Lưới +100 (150-212 μm) | 150 | 10.6 | 50 | 10,6 × 50 = 530,0 |
| Lưới +140 (106-150 μm) | 106 | 2.9 | 70 | 2,9 × 70 = 203,0 |
| -140 mesh (＜106 μm) | ＜106 | 2.0 | 100 | 2,0 × 100 = 200,0 |
| Tổng cộng | – | 100.0 | – | AFS = 70,8+734,0+1257,0+530,0+203,0+200,0 = 3004,8 → AFS ≈ 50,5 |
Những điểm chính cần lưu ý khi ứng dụng thực tiễn
- Không có sự tương ứng tuyệt đối một-một : Cùng một giá trị AFS có thể tương ứng với các phạm vi lưới khác nhau một chút (ví dụ: AFS 45-50 có thể là lưới 40-70 hoặc lưới 50-100) tùy thuộc vào sự phân cấp kích thước hạt (tỷ lệ thô-mịn).
- Ưu tiên về cấp phối : Cốt lõi của cát đúc chứa cromit là “cấp phối liên tục” (các hạt thô làm khung, các hạt mịn lấp đầy các khoảng trống), do đó phạm vi kích thước mắt lưới là “khoảng rộng” (ví dụ: 50-100 mắt lưới), chứ không phải là một kích thước mắt lưới duy nhất.
- Kiểm soát bột mịn : Đối với tất cả các dòng sản phẩm AFS, hàm lượng bột mịn (-200 mesh, ＜75 μm) phải ≤3% để tránh hiện tượng thấm kém và tăng số lượng lỗ khí trong vật đúc.
- Tiêu chuẩn tính toán AFS : Phải được kiểm tra theo tiêu chuẩn AFS 1102-00 (2016), sử dụng sàng tiêu chuẩn ASTM E-11 và các hệ số tính toán được chỉ định để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu.
Công thức mua sắm nhanh và khớp quy trình
- Cát thô (AFS 25-35) : 20-50 mesh → thích hợp cho các vật đúc lớn và lớp cát lót, tập trung vào độ bền và khả năng thấm nước.
- Cát cỡ trung bình (AFS 40-50) : 40-70 mesh → thích hợp cho các sản phẩm đúc thông thường và làm cát ốp lát, cân bằng giữa độ bền và độ nhẵn bề mặt.
- Cát mịn (AFS 55-65) : 70-140 mesh → thích hợp cho đúc chính xác và cát phủ, tập trung vào độ hoàn thiện bề mặt (phù hợp với nhựa có độ tinh khiết cao).