Comment les valeurs AFS et les tailles de mailles correspondent-elles dans le minerai de chromite ?
L’indice de finesse de grain (GFN) de l’AFS (American Foundry Society) du sable de chromite ne correspond pas directement à une taille de maille unique, mais représente numériquement la distribution granulométrique continue de ses particules. Cet indice est calculé en fonction du pourcentage de particules retenues par une série de tamis normalisés. Plus la valeur AFS est élevée, plus la granulométrie est fine ; plus elle est faible, plus les particules sont grossières. Vous trouverez ci-dessous une méthode de calcul et de correspondance détaillée, conforme aux normes industrielles, et pleinement applicable à l’approvisionnement en pièces moulées et au contrôle qualité.
Logique de base d’AFS et taille du maillage
- AFS GFN : Ce facteur est calculé en multipliant le pourcentage massique de sable chromitique retenu sur chaque tamis normalisé ASTM par le facteur AFS correspondant, puis en additionnant ces produits. Il reflète la finesse moyenne de l’ensemble de la gamme granulométrique, et non celle d’une particule en particulier.
- Taille des mailles : Se réfère à la spécification d’ouverture du tamis (norme ASTM E-11), généralement exprimée sous forme d’intervalle (par exemple, 30-70 mesh), représentant l’intervalle principal de taille des particules du sable.
- Correspondance : Une plage AFS spécifique correspond à un intervalle de maille et à une plage de taille de particules typiques, ce qui constitue une correspondance « plage à plage », et non une valeur fixe « un à un ».
Tableau de correspondance granulométrique AFS (sable chromite de qualité fonderie) – Norme industrielle
Le tableau suivant représente la norme courante dans l’industrie de la fonderie, qui peut être directement utilisée pour l’approvisionnement et l’adéquation des processus.
| Plage de valeurs AFS | Plage de mailles typique | Gamme de tailles de particules correspondante | Scénarios d’application |
|---|---|---|---|
| 25-30 | 20-40 mailles | 0,45-0,85 mm | Grandes pièces moulées en acier, pièces moulées lourdes (sable grossier pour le sable de fond, perméabilité élevée) |
| 30-35 | 20-50 mailles | 0,30-0,85 mm | Pièces moulées en acier, moule en sable, sable de fonderie |
| 35-40 | 30-70 mailles | 0,21-0,60 mm | Moulages de taille moyenne, fabrication de noyaux en verre soluble |
| 40-45 | 40-70 mesh | 0,21-0,42 mm | Pièces moulées en acier de moyenne et petite taille, moule en sable recouvert de sable |
| 45-55 | 50-100 mailles | 0,15-0,30 mm | Acier moulé de précision, pièces moulées en acier allié (les plus couramment utilisées) |
| 55-65 | 70-140 mesh | 0,10-0,21 mm | Moulage de précision, fabrication de noyaux de sable enrobés, petites pièces moulées à parois minces |
| 65-70 | 100-140 mailles | 0,10-0,15 mm | Moulage ultra-précis, sable de revêtement de surface |
Exemple de calcul de la valeur AFS (en prenant comme exemple du sable chromite de granulométrie 50-100 mesh)
Prenons comme exemple un échantillon typique de sable chromitique avec une valeur AFS de 50 à 55 ; le processus de calcul est le suivant (source des données : rapport d’essai de coulée réel) :
| Tamis (ASTM) | Ouverture (μm) | Pourcentage de rétention (%) | Facteur AFS | Calcul (Pourcentage × Facteur) |
|---|---|---|---|---|
| +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 |
Points clés pour l’application pratique
- Il n’existe pas de correspondance absolue un à un : la même valeur AFS peut correspondre à des plages de mailles légèrement différentes (par exemple, AFS 45-50 peut correspondre à 40-70 mailles ou 50-100 mailles) en fonction de la gradation de la taille des particules (rapport grossier-fin).
- Priorité de granulométrie : Le cœur du sable de chromite coulé est une « granulométrie continue » (particules grossières comme squelette, particules fines remplissant les espaces), donc la plage de mailles est un « large intervalle » (par exemple, 50-100 mailles), et non une taille de maille unique.
- Contrôle des poudres fines : Pour toutes les gammes AFS, la teneur en poudre fine (-200 mesh, <75 μm) doit être ≤3% pour éviter une mauvaise perméabilité et une augmentation des trous de gaz dans les pièces moulées.
- Norme de calcul AFS : Il doit être testé conformément à la norme AFS 1102-00 (2016), en utilisant des tamis standard ASTM E-11 et des facteurs de calcul spécifiés pour garantir l’exactitude des données.
Formule d’approvisionnement rapide et d’adéquation des processus
- Sable grossier (AFS 25-35) : 20-50 mesh → convient aux grandes pièces moulées et au sable de fonderie, en mettant l’accent sur la résistance et la perméabilité.
- Sable moyen (AFS 40-50) : 40-70 mesh → convient aux moulages généraux et au sable de parement, équilibrant la résistance et la finition de surface.
- Sable fin (AFS 55-65) : 70-140 mesh → convient pour le moulage de précision et le sable enrobé, en mettant l’accent sur la finition de surface (correspondant à une résine de haute pureté).