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離心鑄造的基本原理和特點(diǎn)。

一、基本原則：

離心法是將液態(tài)金屬注入到高速旋轉(zhuǎn)的鑄型中，使其在離心力的作用下充滿(mǎn)并形成鑄件的一種工藝方法。

離心的作用是：

使得液態(tài)金屬在徑向上能夠很好地充填鑄型和形成自由鑄面；

不需要型芯就可以得到圓柱形內(nèi)孔；

幫助排除液體金屬中的氣體和夾雜；

通過(guò)影響金屬的結(jié)晶過(guò)程來(lái)提高鑄件的力學(xué)和物理性能。

二、分類(lèi)：

普通離心鑄造按鑄件旋轉(zhuǎn)軸的空間位置可分為水平離心鑄造和垂直離心鑄造。

旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)在水平狀態(tài)或與水平方向夾角很小(<4°)的鑄型的離心鑄造稱(chēng)為臥式離心鑄造，如圖2-18所示，即是三種臥式離心鑄造的例子。立式離心鑄造是指旋轉(zhuǎn)軸處于垂直狀態(tài)的鑄型被稱(chēng)為立式離心鑄造，如圖2-19所示即是兩種立式離心鑄造的例子。旋轉(zhuǎn)軸與水平及垂直方向有較大角度的鑄型離心鑄造稱(chēng)為傾斜軸離心鑄造，但應(yīng)用較少。(圖2-183個(gè)水平型離心鑄造的例子)

3.特征：

好處：

鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，機(jī)械性能高；

二、中空鑄件不需型芯，生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件，可大大提高金屬充型能力，減小壁厚與長(zhǎng)度或直徑之比，簡(jiǎn)化套管、管類(lèi)鑄件的生產(chǎn)工藝；

三、幾乎不消耗金屬澆鑄系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)，提高工藝出品率；

四是易于制造滾筒、套式復(fù)合金屬鑄件，如鋼背銅套管、雙金屬滾筒等；通過(guò)離心力的作用，可提高金屬的充型能力，從而生產(chǎn)薄壁鑄件。

缺陷：

一、鑄件容易產(chǎn)生比重偏析，因此不適用于合金容易產(chǎn)生比重偏析的鑄件(如鉛青銅)，尤其不適用于雜質(zhì)比重大于金屬液的合金，但近年來(lái)，也出現(xiàn)利用離心鑄造這一特點(diǎn)生產(chǎn)梯度復(fù)合材料的情況；

鑄件的內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大；

三、異型鑄件的生產(chǎn)有一定的局限性。

四、申請(qǐng)：

采用離心鑄造法生產(chǎn)的高產(chǎn)量鑄件如下：

①鐵管：采用離心鑄造法生產(chǎn)的鐵管占世界球墨鑄鐵件年產(chǎn)量的近1/2。

B柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套。

c各類(lèi)鋼套管和鋼管。

④雙層鋼背銅套管，各種合金軸瓦。

第五卷造紙機(jī)

采用離心鑄造法，生產(chǎn)效益顯著的產(chǎn)品有：

②雙金屬鑄鐵軋輥；

二加熱爐底耐高溫鋼輥道；

③特種無(wú)縫鋼管；

④制動(dòng)鼓，活塞環(huán)，銅制合金蝸輪；

不同形狀的鑄件，如葉輪，金屬假牙，金銀介子，小型閥門(mén)，鋁鑄馬達(dá)轉(zhuǎn)子等。

最早應(yīng)用于生產(chǎn)鑄管的離心鑄造，隨后該工藝得到迅速發(fā)展?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)外冶金、礦、運(yùn)、灌、航、務(wù)、車(chē)等行業(yè)均采用離心鑄造技術(shù)生產(chǎn)鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。尤其是在離心鑄鐵管、內(nèi)燃機(jī)缸套、軸套等鑄件的生產(chǎn)中最為常見(jiàn)。對(duì)于某些成形刀具和齒輪類(lèi)鑄件，還可對(duì)熔模鑄殼進(jìn)行離心力澆鑄，這樣不僅可以提高精度，而且還可以改善其機(jī)械性能。

離心式鑄造工藝。

在離心式鑄造生產(chǎn)中，需要確定或解決的工藝問(wèn)題有：鑄型轉(zhuǎn)速、澆注系統(tǒng)、澆注數(shù)量、渣下凝、金屬過(guò)濾、涂漆使用、澆注溫度、鑄件脫形等，因?yàn)檫@些問(wèn)題都直接影響到鑄件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

鑄型轉(zhuǎn)速是離心鑄造時(shí)的重要工藝參數(shù)，不同的鑄件，不同的鑄造工藝，其鑄型轉(zhuǎn)速也會(huì)因鑄型成形而不同。

立式離心鑄造中，過(guò)低的鑄型轉(zhuǎn)速會(huì)造成金屬液充填不良，臥式離心鑄造中會(huì)產(chǎn)生金屬液雨淋，還會(huì)導(dǎo)致鑄件內(nèi)部產(chǎn)生松散、夾渣、鑄件內(nèi)表面不平整等缺陷；

由于流速過(guò)高，容易在鑄件上產(chǎn)生裂紋、偏析等缺陷，離心砂型鑄件外表面會(huì)形成脹盒等缺陷，還會(huì)使機(jī)床振動(dòng)大，磨損加劇，功率消耗過(guò)多。

因此，鑄型速度的選擇原則應(yīng)是在保證鑄件質(zhì)量的前提下，盡量選用最小值。

(2)離心鑄造澆注系統(tǒng)主要是指接受金屬和連接澆注槽的澆注杯，有時(shí)也包括型腔內(nèi)的澆注槽。澆鑄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：

一是澆鑄長(zhǎng)度長(zhǎng)、直徑大的鑄件時(shí)，澆鑄系統(tǒng)應(yīng)使金屬液能更快、更均勻地分布在鑄型的內(nèi)表面；

澆注易氧化金屬液或采用離心砂型時(shí)，澆注槽應(yīng)使金屬液均衡地充填在鑄型上，盡量減少金屬液飛濺，減少砂型的沖刷；

三、鑄造成形鑄件時(shí)，鑄型內(nèi)的澆道應(yīng)保證金屬液順利流入型腔；

四、澆注結(jié)束后，澆注杯和澆注槽內(nèi)不得有金屬和渣子。如果存在殘余金屬和渣料，也應(yīng)容易清除。

澆注離心鑄件的內(nèi)徑往往是由澆注金屬液的量來(lái)確定的，因此，在離心澆注時(shí)，必須控制澆注型內(nèi)的金屬液量，以保證內(nèi)徑的大小。

近幾年來(lái)，在澆注大型鑄件時(shí)，采用數(shù)字顯示遙控汽車(chē)秤定量澆注。離心澆注自動(dòng)定量壓力傳感器安裝在澆注包架上，保溫感應(yīng)爐電磁泵定量澆注也已在生產(chǎn)中應(yīng)用。

(4)熔渣的使用為克服厚壁離心鑄件雙向凝固產(chǎn)生的皮下縮孔缺陷，可將造渣劑與金屬液一起澆注到鑄件的型腔內(nèi)，熔渣覆蓋在鑄件的內(nèi)部表面，防止內(nèi)部表面的散熱，創(chuàng)造一個(gè)由外向里的連續(xù)凝固條件，消除皮下縮孔。此外，渣劑還可以起到提純金屬液的作用。

造渣劑的澆注方式為：在澆注時(shí)將粉狀造渣劑撒在澆注槽中；將熔融的渣滓和金屬液一起澆入模具內(nèi)。

(5)金屬液的過(guò)濾一些合金液中的渣滓較難去除，可在澆注系統(tǒng)中放置各種過(guò)濾網(wǎng)以清除渣渣，如泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)，玻璃絲過(guò)濾網(wǎng)等。

(6)噴涂用離心金屬型的噴涂成分與重力金屬型噴涂相似。澆鑄細(xì)長(zhǎng)離心式鑄件時(shí)，由于清除鑄型工作面上的殘余涂層比較困難，因此高溫下涂裝時(shí)，粘結(jié)劑殘余強(qiáng)度應(yīng)盡量低，以利于清除。

澆注溫度離心鑄件多為管狀、套狀、環(huán)狀，金屬液充型時(shí)阻力較小，又有離心壓力或離心力增強(qiáng)，使金屬液充型能力增強(qiáng)，故離心澆注溫度比重力澆注時(shí)可低5~10℃。

為提高生產(chǎn)效率，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡早對(duì)鑄件進(jìn)行脫模處理。為防止鑄件開(kāi)裂，脫模后的鑄件應(yīng)立即置于保溫爐內(nèi)冷卻或埋于砂堆中冷卻。對(duì)于某些不易脫型又需緩冷防裂的鑄件，在鑄型停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，可立即將離心鑄造機(jī)上的鑄型取出，埋于砂堆中，慢慢冷卻，直至室溫下行脫型。

離心鑄造機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹。

離心鑄造機(jī)按其生產(chǎn)對(duì)象可分為通用型和專(zhuān)用型。特種離心鑄造機(jī)是根據(jù)特殊的鑄件結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)批量而有針對(duì)性地設(shè)計(jì)的離心鑄造機(jī)，其結(jié)構(gòu)有時(shí)比通用離心鑄造機(jī)簡(jiǎn)單。普通離心鑄造機(jī)分為水平懸臂離心鑄造機(jī)、水平滾筒離心鑄造機(jī)和垂直離心鑄造機(jī)。