Qual a correspondência entre os valores de AFS e os tamanhos das malhas no minério de cromite?
O Índice de Finura de Grão (GFN) da AFS (American Foundry Society) para a areia cromítica não corresponde diretamente a um tamanho de malha específico, mas sim a uma representação numérica da sua distribuição granulométrica contínua, calculada com base na percentagem de partículas retidas numa série de peneiras padrão. Quanto maior for o valor da AFS, mais fino será o tamanho global das partículas; quanto menor for o valor da AFS, mais grossas serão as partículas. Abaixo, apresentamos uma correspondência detalhada e um método de cálculo padrão da indústria, totalmente aplicável à aquisição de peças fundidas e ao controlo de qualidade.
Lógica central do AFS e tamanho da malha
- AFS GFN : É calculado multiplicando a percentagem em massa de areia cromítica retida em cada peneiro padrão ASTM pelo factor AFS correspondente e, em seguida, somando estes produtos. Reflete a “finura média” de toda a gama de tamanhos de partículas, e não um tamanho de partículas específico.
- Tamanho da malha : Refere-se à especificação da abertura do crivo (norma ASTM E-11), geralmente expressa como um intervalo (por exemplo, 30-70 mesh), representando o principal intervalo de tamanho de partículas da areia.
- Correspondência : Um intervalo AFS específico corresponde a um intervalo de malha típico e a uma gama de tamanhos de partículas, que é uma correspondência “intervalo a intervalo”, e não um valor fixo “um para um”.
Tabela de correspondência do tamanho das partículas AFS – Malha – Padrão da Indústria (Areia Cromítica para Fundição)
A tabela seguinte representa o padrão predominante na indústria de fundição, podendo ser utilizada diretamente para aquisição e compatibilização de processos.
| Intervalo de valores AFS | Faixa de malha típica | Gama de tamanho de partícula correspondente | Cenários de aplicação |
|---|---|---|---|
| 25-30 | malha 20-40 | 0,45-0,85 mm | Grandes peças fundidas em aço, peças fundidas pesadas (areia grossa para areia de fundo, alta permeabilidade) |
| 30-35 | malha 20-50 | 0,30-0,85 mm | Fundição geral de aço, areia de retorno do molde de areia |
| 35-40 | malha 30-70 | 0,21-0,60 mm | Fundição de tamanho médio, realização de núcleos com silicato de sódio. |
| 40-45 | malha 40-70 | 0,21-0,42 mm | Fundições de aço de média e pequena dimensão, revestimento de molde de areia |
| 45-55 | Malha 50-100 | 0,15-0,30 mm | Fundição de precisão em aço e aço ligado (os mais comuns) |
| 55-65 | malha 70-140 | 0,10-0,21 mm | Fundição de precisão, fabrico de núcleos de areia revestida, peças fundidas de pequena dimensão com paredes finas. |
| 65-70 | malha 100-140 | 0,10-0,15 mm | Fundição de ultraprecisão, areia de revestimento de superfície |
Exemplo de cálculo do valor AFS (tomando como exemplo areia cromítica de 50-100 mesh)
Tomando como exemplo uma amostra típica de areia cromítica com um valor AFS de 50-55, o processo de cálculo é o seguinte (fonte dos dados: relatório de ensaio de fundição real):
| Malha de peneira (ASTM) | Abertura (μm) | Percentagem de retenção (%) | Fator AFS | Cálculo (Percentagem × Fator) |
|---|---|---|---|---|
| +40 mesh (>425 μm) | 425 | 5.9 | 12 | 5,9 × 12 = 70,8 |
| +50 mesh (300-425 μm) | 300 | 36,7 | 20 | 36,7 × 20 = 734,0 |
| +70 mesh (212-300 μm) | 212 | 41,9 | 30 | 41,9 × 30 = 1257,0 |
| +100 mesh (150-212 μm) | 150 | 10.6 | 50 | 10,6 × 50 = 530,0 |
| +140 mesh (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 |
| Total | – | 100,0 | – | AFS = 70,8+734,0+1257,0+530,0+203,0+200,0 = 3004,8 → AFS ≈ 50,5 |
Pontos-chave para a aplicação prática
- Não existe uma correspondência absoluta de um para um : o mesmo valor de AFS pode corresponder a gamas de malha ligeiramente diferentes (por exemplo, AFS 45-50 pode ser malha 40-70 ou malha 50-100), dependendo da gradação do tamanho das partículas (relação grosso-fino).
- Prioridade de granulometria : O núcleo da areia cromítica para fundição é de “granulometria contínua” (partículas grossas como esqueleto, partículas finas a preencher os espaços), pelo que a gama de granulometria é um “intervalo largo” (por exemplo, malha 50-100), e não um tamanho de malha único.
- Controlo de pó fino : Para todas as gamas de AFS, o teor de pó fino (-200 mesh, ＜75 μm) deve ser ≤3% para evitar a baixa permeabilidade e o aumento dos poros de gás nas peças fundidas.
- Padrão de cálculo AFS : Deve ser testado de acordo com a norma AFS 1102-00 (2016), utilizando peneiras padrão ASTM E-11 e fatores de cálculo especificados para garantir a precisão dos dados.
Fórmula de Aquisição Rápida e Correspondência de Processos
- Areia grossa (AFS 25-35) : 20-50 mesh → adequada para peças fundidas de grandes dimensões e areia de apoio, com foco na resistência e permeabilidade.
- Areia média (AFS 40-50) : 40-70 mesh → adequada para fundições em geral e areia de revestimento, equilibrando a resistência e o acabamento superficial.
- Areia fina (AFS 55-65) : 70-140 mesh → adequada para fundição de precisão e areia revestida, com foco no acabamento superficial (compatível com resina de alta pureza).