特种铸造10第十章-离心铸造资料.ppt

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1、第十章离心铸造10.1概述定义：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中(通常250-1500/min)，在离心力的作用下，完成金属液的充填和凝固成形的一种铸造方法。离心铸造必须在专门的设备—离心铸造机（使铸型旋转的机器）上完成。根据铸型旋转轴在空间位置的不同，离心铸造机可分为卧式离心铸造机和立式离心铸造机两种。1.卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴或与水平线成一定夹角（小于15℃）的轴线旋转的，如图10-1所示。它主要用来生产长度大于直径的套筒类或管类的铸件，在铸铁管和气缸套的生产中应用极广。1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，简化了套筒、管类铸件的生产过程。

2、2.金属充填铸型的能力高。3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出，铸件组织较致密，缺陷较少。10.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。6.可生产双金属圆柱形铸件。离心铸造的优点离心铸造的缺点：⑴铸件内自由表面粗糙，尺寸误差大，品质差。⑵不适用于密度偏析大的合金（如铅青铜）及铝、镁等轻合金。离心铸造的应用离心铸造主要用来大量生产管筒类铸件，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、造纸机干燥滚筒等，还可用来生产轮盘类铸件，如泵轮、电机转子等。根据铸型旋转轴在空间的位置立式离心铸造卧式离心

3、铸造离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使之在离心力的作用下，完成充填和凝固成形的一种铸造方法。卧式离心铸造主要用来生产长度大于直径的套筒类和管类铸件。立式离心铸造主要用来生产高度小于直径的圆环类铸件，有时也可用此种离心铸造机浇注异形铸件。立式离心铸造2.立式离心铸造机的铸型是绕垂直轴旋转的，如图10-2所示。它主要用于生产高度小于直径的圆环类铸件，如轮圈和合金轧辊等，有时也可在这种离心机上浇注异形铸件。由于在立式铸造机上安装及稳固铸型比较方便，因此，不仅可采用金属型，也可采用砂型、熔模型壳等非金属型。由于液体金属是在旋转状态及离心力作用下完成充填、成形和凝固过程

4、的，所以离心铸造具有如下一些特点：（1）铸型中的液体金属能形成中空圆柱形自由表面，不用型芯就可形成中空的套简和管类铸件，因而可简化这类铸件的生产工艺过程。（2）离心力作用，显著提高液体金属的充填能力，改善充型条件，可用于浇注流动性较差的合金和壁较薄的铸件。（3）有利于铸件内液体金属中的气体和夹杂物的排除，并能改善铸件凝固的补缩条件。因此，铸件的组织致密，缩松及夹杂等缺陷较少，铸件的力学性能好。（4）可减少甚至不用冒口系统，降低了金属消耗。（5）对于某些合金（如铅青铜等）容易产生重度偏析。（6）铸件内表面较粗糙，有氧化物和聚渣产生，且内孔尺寸难以准确控制（7）应用面较

5、窄，仅适合于外形简单且具有旋转轴线的铸件如管、筒、套、辊、轮等的生产。1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，简化了套筒、管类铸件的生产过程。2.金属充填铸型的能力高。3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出，铸件组织较致密，缺陷较少。4.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不易控制。6.可生产双金属圆柱形铸件。离心铸造的特点离心铸造双金属管10.2离心铸造原理（铸件成型特点）10.2.1离心力场离心铸造时，旋转着的液体金属占有一定的空间，若在这个空间中取液体金属的任一质点M，其质量为m，旋转半径为r，旋转角

6、速度为ω，则在该质点上作用着离心力mω2r。离心力的作用线通过旋转中心O，指向离开中心的方向。它使金属质点做远离旋转中心的径向运动。我们可借用地心引力场某些概念来研究离心力场中铸件的成形特点。离心力场离心力：mω2r重力：mg有效重度：离心力场中旋转状态单位体积物质上的离心力。重力系数：或：mgmω2rrωOM重度在地心引力场中，单位体积（V）物质所受的重力（mg）称为重度，并以γ＝mg/V=ρg表示；同样，对于离心力场来说，作用于旋转状态单位体积（V）物质上的离心力γ'＝mω2r/V＝ρω2r（其中ρ为物质的密度）。为了与地心引力场相区别，我们将γ'称为“有效重度

7、”。将离心力场与地心引力场的重度作一比较，并以下式表示：G＝γ'／γ＝ρω2r／ρg＝ω2r／g（10-1）或γ'＝Gρg＝Gγ（10-2）式（10-1）及式（10-2）中的比值G称重力系数，它表示旋转状态中物质重度增大的倍数。显然，离心铸造时，在旋转铸型中的液体金属的有效重度也将按G的倍数增大（通常为几十倍乃至一百多倍），在液体金属自由表面上的有效重度一般在（2～10）×106N·m-3范围内。总结离心力场重度：有效重度：重力系数：10.2.2离心力场中液体金属自由表面的形状离心铸造时，不必采用型芯就可获得中空圆柱形的铸件，这是由于浇入旋转铸型中的液体金属，在