本文中国铸造网小编主要介绍下离心铸造。将液态金属浇入旋转的铸型里,在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法。离心铸造用的机器称为离心铸造机。按照铸型的旋转轴方向不同,离心铸造机分为卧式立式和倾斜式3种。卧式离心铸造机主要用于浇注各种管状铸件,如灰铸铁球墨铸铁的水管和煤气管,管径最小75毫米,最大可达3000毫米此外可浇注造纸机用大口径铜辊筒,各种碳钢、合金钢管以及要求内外层有不同成分的双层材质钢轧辊。立式离心铸造机则主要用以生产各种环形铸件和较小的非圆形铸件。
离心铸造所用的铸型,根据铸件形状、尺寸和生产批量不同,可选用非金属型(如砂型、壳型或熔模壳型)、金属型或在金属型内敷以涂料层或树脂砂层的铸型。铸型的转数是离心铸造的重要参数,既要有足够的离心力以增加铸件金属的致密性,离心力又不能太大,以免阻碍金属的收缩。尤其是对于铅青铜,过大的离心力会在铸件内外壁间产生成分偏析。一般转速在每分钟几十转到1500转左右。
离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固,金属补缩效果好,铸件外层组织致密,非金属夹杂物少,机械性能好;不用造型、制芯,节省了相关材料及设备投入。铸造空心铸件不需浇冒口,金属利用率可大大提高。因此对某些特定形状的铸件来说,离心铸造是一种节省材料、节省能耗、高效益的工艺,但须特别注意采取有效的安全措施。
离心铸造可以获得无缩孔、气孔、夹渣的铸件,而且组织细密、机械性能好。当铸造圆形中空零件时,可以省去型芯。此外,离心铸造不需要浇注系统,减少了金属的消耗。
但离心铸造铸出的筒形零件内孔自由表面粗糙、尺寸误差大、质量差,有较多气孔、夹渣,因此需增加加工余量,而且不适宜浇注容易产生比重偏析的合金及铝镁等合金。
离心铸造主要用于大批生产管、筒类铸件,如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套、耐热钢辊道、无缝钢管毛坯等,还可用于轮盘类铸件。
1)离心铸型转速的选择
选择离心铸型的转速时,主要应考虑两个问题:(1)离心铸型的转速起码应保证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒彩,绕轴线旋转;(2)充分利用离心力的作用,保证得到良好的铸件内部质量,避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和气孔。
采用砂型离心铸造时,也要注意忽使液体金属对型壁具有太大的离心压力而引起铸件粘砂胀砂等的缺陷。
2)离心铸造用铸型
离心铸造时使用的铸型有两大类,即金属型和非金属型。非金属型可为砂型、壳型、熔模壳型等。由于金属型在大量生产、成批生产时具有一系列的优点,所以在离心铸造时广泛地采用金属型。
卧式悬臂离心铸造机上的金属型按其主体的结构特点可分为单层金属型和双层金属型两种。在单层金属型中,型壁由一层组成,单层金属型结构简单,操作方便,但它损坏后需要制作新的铸型才能开始生产,在此铸型中只能浇注单一外径尺寸的铸件。而在双层金属型中,型壁由两层组成,铸件在内型表面成形。双层金属型结构虽复杂性,但只要改变内型的工作表面尺寸就可浇注多种外径尺寸的离心铸件。长期工作后,只需更换结构较简单的内型就可把旧铸型当作新的铸型使用。
3)涂料
金属型离心铸造时,常需在金属型的工作表面喷刷涂料。对离心铸造金属型用涂料的要求与一般金属型铸造时相同。为防止铸件与金属型粘合和铸铁件产生白口,在离心金属型上的涂料层有时较厚。离心铸造用涂料大多用水作载体。有时也用于态涂料,如石墨粉,以使铸件能较易地自型中取出。
喷刷涂料时应注意控制金属型的温度。在生产大型铸件时,如果铸型本身的热量不足以把涂料洪干,可以把铸型放在加热炉中加热,并保持铸型的工作温度,等待浇注。生产小型铸件时,尤其是采用悬臂离心铸造机生产时,希望尽可能利用铸型本身的热量洪干涂料,等待浇注。
4)浇注
离心铸造时,浇注工艺有其本身的特点,首先由于铸件的内表面是自由表面,而铸件厚度的控制全由所浇注液体金属的数量决定,故离心铸造浇注时,对所浇注金属的定量要求较高。此外由于浇注是在铸型旋转情况下进行的为了尽可能地消除金属飞溅的现象,要很好控制金属进入铸型时的方向。
液体金属的定量有重量法、容积法和定自由表面高度(液体金属厚度)法等。容积法用一定体积的浇包控制所浇注液体金属的数量,此法较简便,但受金属的温度,熔渣等影响,定量不太准确,在生产中用的较多。更多铸造技术资讯登录中国铸造网技术文献专栏。