Wie korrespondieren AFS-Werte und Maschenweiten in Chromiterz?
Die AFS-Kornfeinheitszahl (GFN) von Chromitsand entspricht keiner festen Korngröße, sondern beschreibt die kontinuierliche Korngrößenverteilung anhand des prozentualen Anteils der auf einer Reihe von Standardsieben zurückgehaltenen Partikel. Je höher der AFS-Wert, desto feiner die Gesamtkorngröße; je niedriger der AFS-Wert, desto gröber die Partikel. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte, branchenübliche Zuordnung und Berechnungsmethode, die sich uneingeschränkt für die Beschaffung und Qualitätskontrolle von Gussteilen eignet.
Kernlogik von AFS und Maschengröße
- AFS GFN : Dieser Wert wird berechnet, indem der Massenanteil des auf jedem ASTM-Standardsieb zurückgehaltenen Chromitsandes mit dem entsprechenden AFS-Faktor multipliziert und die Produkte anschließend summiert werden. Er spiegelt die durchschnittliche Feinheit des gesamten Korngrößenbereichs wider, nicht die einer einzelnen Korngröße.
- Maschenweite : Bezieht sich auf die Spezifikation der Sieböffnung (ASTM E-11-Standard), üblicherweise angegeben als Bereich (z. B. 30-70 Mesh), der das Hauptkorngrößenintervall des Sandes darstellt.
- Korrespondenz : Ein bestimmter AFS-Bereich entspricht einem typischen Maschenintervall und Partikelgrößenbereich. Es handelt sich um eine „Bereich-zu-Bereich“-Zuordnung, nicht um einen festen „Eins-zu-Eins“-Wert.
Industriestandard AFS – Mesh – Korngrößentabelle (Gießsand aus Chromit)
Die folgende Tabelle stellt den gängigen Standard in der Gießereiindustrie dar und kann direkt für die Beschaffung und die Prozessabstimmung verwendet werden.
| AFS-Wertebereich | Typischer Maschenbereich | Entsprechender Partikelgrößenbereich | Anwendungsszenarien |
|---|---|---|---|
| 25-30 | 20-40 Mesh | 0,45–0,85 mm | Große Stahlgussteile, schwere Gussteile (grober Sand für den Hintersand, hohe Durchlässigkeit) |
| 30-35 | 20-50 Mesh | 0,30–0,85 mm | Allgemeine Stahlgussteile, Sandform-Rücksand |
| 35-40 | 30-70 Mesh | 0,21–0,60 mm | Mittelgroße Gussteile, Kernherstellung mit Wasserglas |
| 40-45 | 40-70 Mesh | 0,21–0,42 mm | Mittelgroße und kleine Stahlgussteile, Sandform-Oberflächenbearbeitung |
| 45-55 | 50-100 Mesh | 0,15–0,30 mm | Präzisionsgegossener Stahl, legierte Stahlgussteile (am häufigsten verwendet) |
| 55-65 | 70-140 Mesh | 0,10–0,21 mm | Präzisionsguss, Herstellung von beschichteten Sandkernen, dünnwandige Kleingussteile |
| 65-70 | 100-140 Mesh | 0,10–0,15 mm | Ultrapräzisionsguss, Oberflächenbeschichtung Sand |
Berechnungsbeispiel für den AFS-Wert (am Beispiel von Chromitsand mit einer Korngröße von 50-100 Mesh)
Am Beispiel einer typischen Chromitsandprobe mit einem AFS-Wert von 50-55 ergibt sich folgender Berechnungsprozess (Datenquelle: tatsächlicher Gießversuchsbericht):
| Siebgewebe (ASTM) | Apertur (μm) | Retentionsrate (%) | AFS-Faktor | Berechnung (Prozentsatz × Faktor) |
|---|---|---|---|---|
| +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 |
| Gesamt | – | 100,0 | – | AFS = 70,8+734,0+1257,0+530,0+203,0+200,0 = 3004,8 → AFS ≈ 50,5 |
Wichtige Hinweise für die praktische Anwendung
- Keine absolute Eins-zu-Eins-Entsprechung : Derselbe AFS-Wert kann je nach Korngrößenverteilung (Verhältnis von grob zu fein) leicht unterschiedlichen Maschenweiten entsprechen (z. B. kann AFS 45-50 40-70 Mesh oder 50-100 Mesh entsprechen).
- Priorität der Korngrößenverteilung : Der Kern des Gießsandes aus Chromit ist die „kontinuierliche Korngrößenverteilung“ (grobe Partikel als Gerüst, feine Partikel füllen die Zwischenräume), daher ist der Maschenbereich ein „breites Intervall“ (z. B. 50-100 Maschen), keine einheitliche Maschenweite.
- Kontrolle des Feinpulvers : Bei allen AFS-Bereichen sollte der Anteil an Feinpulver (-200 Mesh, ＜75 μm) ≤3% betragen, um eine schlechte Durchlässigkeit und vermehrte Gaseinschlüsse in den Gussteilen zu vermeiden.
- AFS-Berechnungsstandard : Die Prüfung muss gemäß dem Standard AFS 1102-00 (2016) unter Verwendung von ASTM E-11-Standardsieben und festgelegten Berechnungsfaktoren erfolgen, um die Genauigkeit der Daten zu gewährleisten.
Formel für schnelle Beschaffung und Prozessabstimmung
- Grober Sand (AFS 25-35) : 20-50 Mesh → geeignet für große Gussteile und als Rücksand, wobei die Festigkeit und Durchlässigkeit im Vordergrund stehen.
- Mittelsand (AFS 40-50) : 40-70 Mesh → geeignet für allgemeine Gussteile und als Decksand, bietet ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Festigkeit und Oberflächengüte.
- Feinsand (AFS 55-65) : 70-140 Mesh → geeignet für Präzisionsguss und beschichteten Sand, mit Fokus auf Oberflächengüte (passend zu hochreinem Harz).