離心鑄造機

將液態金屬澆入旋轉的鑄型里，在離心力作用下充型並凝固成鑄件的鑄造方法。離心鑄造用的機器稱為離心鑄造機。

基本介紹

• 中文名：離心鑄造機
• 外文名：centrifugal casting machine
• 原理：離心力作用下充型並凝固成鑄件
• 特點：金屬補縮效果好，鑄件組織緻密
• 結構：主機、澆注小車、取件機構

設備作用

將液態金屬澆入旋轉的鑄型里，在離心力作用下充型並凝固成鑄件的鑄造方法。離心鑄造用的機器稱為離心鑄造機。按照鑄型的旋轉軸方向不同，離心鑄造機分為臥式立式和傾斜式3種。臥式離心鑄造機主要用於澆注各種管狀鑄件，如灰鑄鐵球墨鑄鐵的水管和煤氣管，管徑最小75毫米，最大可達3000毫米此外可澆注造紙機用大口徑銅輥筒，各種碳鋼、合金鋼管以及要求內外層有不同成分的雙層材質鋼軋輥。立式離心鑄造機則主要用以生產各種環形鑄件和較小的非圓形鑄件。

離心鑄造機

離心鑄造所用的鑄型，根據鑄件形狀、尺寸和生產批量不同，可選用非金屬型（如砂型、殼型或熔模殼型）、金屬型或在金屬型內敷以塗料層或樹脂砂層的鑄型。鑄型的轉數是離心鑄造的重要參數，既要有足夠的離心力以增加鑄件金屬的緻密性，離心力又不能太大，以免阻礙金屬的收縮。尤其是對於鉛青銅，過大的離心力會在鑄件內外壁間產生成分偏析。一般轉速在每分鐘幾十轉到1500轉左右。

發展及套用

離心鑄造從發明到現在以有七八十年的歷史了，直到上世紀初才逐步推廣於工業生產。直到 40 年代初期我國才開始運用離心鑄造方法來生產鑄鐵管。而在現代 ， 離心鑄造已經是一種套用廣泛的鑄造方法，尤其對生產盤環類及管套類鑄件生產得心應手。離心鑄造還可用於諸如生產葉輪等異型鑄件、造紙、無縫管坯、雙金屬鑄件 （ 如鋼套鑲銅軸承 ）、乾燥滾筒等。離心鑄造機如今已實現了高度自動化、機械化，一些機械化離心鑄管廠已實現了十幾萬噸的年產量。

原理

離心鑄造是將熔融金屬澆入高速旋轉的金屬鑄型內 ， 在離心鑄造機的作用下 ， 鑄型高速旋轉 ， 在其離心力的驅使下 ， 冷卻結晶的一種鑄造成型方法。

分類

為使鑄型旋轉，離心鑄造就要在離心鑄造機上進行。根據鑄型旋轉空間位置的不同，離心鑄造機可分為立式與臥式兩大種類。在立式離心鑄造機上 ，鑄型是繞垂直軸旋轉的。由於離心力和液態金屬自身重力下，使鑄件的內表面呈拋物面形狀， 造成鑄件上薄下厚。在其他條件不變的情況下 ， 鑄件的高度越高 ， 壁厚差越大。所以 ，立式離心鑄造主要用於小於直徑盤環類鑄件，而且由於在液態金屬自身的重力下，壁厚不均勻，後續要加大其切削加工。臥式離心鑄造機，鑄型是繞水平軸旋轉的。鑄件各部分冷卻條件大體相同，所以可以鑄造出壁厚較均勻的圓筒形及管套類等鑄件。

技術特點

由於離心鑄造時，液體金屬是在旋轉情況下充填鑄型並進行凝固的，因而離心鑄造便具有下述的一些特點：

（1）在離心力的驅使下，金屬結晶從鑄型壁逐步向鑄件內表面順序進行，具有一定方向性的冷卻結晶，從而改善了補縮環境 ， 使一些熔渣、氣體、夾雜物等雜質集中於鑄件內表層，也是因為離心的件用下使鑄件其他部分組織細密，由於在離心力的驅使下 ， 使金屬液體甩向鑄型側壁 ， 使氣孔、縮孔等鑄造類缺陷在壓力的作用下彌合，從而得到組織緻密的鑄件 ， 有助與其機械性能的提高。

（2）離心鑄造不需要澆道口，也並不需要鑄造冒口，鑄造空心鑄件時還可省去型芯，金屬利用率可達 80%-90%， 降低生產成本 ， 提高生產效率。

（3）對於中空鑄件的生產最為適合 ， 相比與傳統的砂型鑄造可以省去活動型芯的拆裝 ， 節省原材料的消耗 ， 降低其生產成本及勞動強度。

（4）在離心鑄造中，鑄造合金的類型幾乎不受限制。

特點

離心鑄造的特點是金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補縮效果好，鑄件組織緻密，機械性能好；鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。因此對某些特定形狀的鑄件來說，離心鑄造是一種節省材料、節省能耗、高效益的工藝，但須特別注意採取有效的安全措施。

結構

離心鑄造機由主機、澆注小車、取件機構、噴塗機構、電氣控制系統、管模預熱裝置、水冷系統、安全防護罩等部分組成。

1、主機

主機是離心鑄造機的核心部分，完成管模的旋轉動作。管模轉速可無極調節，以滿足不同管徑的工藝要求。主機由大底座、電機底座、調速電機、軸承座、軸、皮帶傳動、漲閘等部分組成。

2、噴塗機構

噴塗機構完成管模的噴塗料動作，主要由氣動元件、塗料罐、噴塗移動小車等組成。

3、電氣控制系統

管模的旋轉由交流電磁調速電機提供動力，調速平穩，且調速範圍寬。以適應不同管徑的生產要求。

電氣控制系統由調速電機控制器、控制櫃、低壓電氣元件、按鈕、指示燈等組成，控制系統具有完善的動作互鎖、過流、過載等安全保護措施。

4、輔助部分

安全防護罩、水冷卻系統及澆注槽、支架等。

缺陷分析

離心鑄造的優點很多 ， 但在鑄造一些合金材料製成的管套類構件時會出現包括其充型不完整，表面存在氣孔，夾砂，裂紋，夾渣及表面存在針刺等缺陷 ， 下面對其主要缺陷作以介紹。

（1）裂紋缺陷 ： 在鑄造管類鑄件時 ， 有時會有橫縱向裂紋的出現。其中又以橫裂紋居多 ， 縱向裂紋主要出現在離心機使金屬鑄型在高速旋轉的狀態下 ， 鑄型自身會產生一定的震動 ， 會使金屬在冷卻結晶時產生裂紋 ， 因為此時鑄件溫度較高 ， 強度較低 ， 但在實際生產過程中橫裂紋出現的最多，這些裂紋常出現在管的端面位置，在出型時管類鑄件容易開裂 ， 嚴重的甚至沿中心位置斷開 ， 所以在生產中一定要控制好鑄型的轉速。

（2）充型不完整。在離心鑄造鋼管中充型不完整常有兩種情況：第一種是澆注的的填充金屬液不夠 ， 造成管套類構件的尺寸變小；第二種是管子壁厚不均勻，這類缺陷在鑄造壁厚為 7 到 8 mm 的管套類鑄件時尤為明顯，所以要特別注意管套的長徑比的值（L/D>15）。

（3）氣孔缺陷。這類缺陷主要存在於管套類構件的內表面 ， 且直徑較小 ， 一般為 0.25mm~3 mm，深 0.4mm~2.5mm，密度較大 。常以片狀區域出現。

（4）鋼管表層夾砂。在鋼管表面局部出現粗糙麻面並稍有凸起，粗糙麻面有清晰的周邊輪廓。嚴重時成為環帶狀夾砂。當去掉粗糙的鋼表層後可見存在其中的薄塗料層即夾砂。夾砂部位經過 1mm~2mm的加工即可去除。但它嚴重影響鑄皮質量，如是非加工的鋼管就很可能報廢。這種缺陷多出現於掛塗料的鋼管。

（5）鑄件端面針刺。在鑄造管類鑄件時 ， 在塗較厚的塗料時 ， 鑄件端面的局部會出現針狀的毛刺 ， 直徑在 0.5mm~1mm 之內 ， 其高度在 2mm 之內 ， 密度較大。， 如出現其 3、4、5、類缺陷時 ， 都應加大機械加工餘量。