离心铸造工艺讲解

离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。离心力使液体金属在径向能很好地充满铸型并形成铸件的自由表面；不用型芯能获得圆柱形的内孔；有助于液体金属中气体和夹杂物的排除；影响金属的结晶过程，从而改善铸件的机械性能和物理性能。

根据铸型旋转轴线的空间位置，常见的离心铸造可分为卧式离心铸造和立式离心铸造。铸型的旋转轴线处于水平状态或与水平线夹角很小(4°)时的离心铸造称为卧式离心铸造。铸型的旋转轴线处于垂直状态时的离心铸造称为立式离心铸造。铸型旋转轴线与水平线和垂直线都有较大夹角的离心铸造称为倾斜轴离心铸造，但应用很少。

 

 

离心铸造最早用于生产铸管，随后这种工艺得到快速发展。国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。对一些成形刀具和齿轮类铸件，也可以对熔模型壳采用离心力浇注，既能提高铸件的精度，又能提高铸件的机械性能。

离心铸造的优点：

1）几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；

2）生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力，降低铸件壁厚对长度或直径的比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；

3）铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；

4）便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；成形铸件时，可借离心力提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件。

离心铸造的缺点：

1）用于生产异形铸件时有一定的局限性。

2）铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大；

3）铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质比重大于金属液的合金。

离心铸造工艺过程：

金属过滤：有些合金液中有较多难于除去的渣滓，可在浇注系统中放各种过滤网清除渣子，如泡沫陶瓷过滤网、玻璃丝过滤网等。

浇注温度：离心铸件大多为管状、套状、环状件，金属液充型时遇到的阻力较小，又有离心压力或离心力加强金属液的充型能力，故离心铸造时的浇注温度可较重力浇注时低5~10°C。

铸型转速：是离心铸造时的重要工艺因素，不同的铸件，不同的铸造工艺，铸件成形时的铸型转速也不同。过低的转速会使立式离心铸造时金属液充型不良，卧式离心铸造时出现金属液雨淋现象，也会使铸件内出现疏松、夹渣、铸件内表面凹凸不平等缺陷；转速太高，铸件上易出现裂纹、偏析等缺陷，砂型离心铸件外表面会形成胀箱等缺陷，还会使机器出现大的振动、磨损加剧、功率消耗过大。所以，铸型转速的选择原则应是在保证铸件质量的前提下，选取最小的数值

熔渣利用：为克服厚壁离心铸件双向凝固所引起的皮下缩孔缺陷，可在浇注时把造渣剂与金属液一起浇入型内，熔渣覆盖在铸件内表面上，阻止内表面的散热，创建由外向里的顺序凝固条件，消除皮下缩孔。同时，造渣剂还可起精炼金属液的作用。

涂料使用：离心金属型用涂料的组成与重力金属型铸造相似。浇注细长离心铸件时，由于清除铸型工作面上的残留涂料较为困难，故涂料组成中粘结剂在高温工作后的残留强度应尽量低，以便于清除。

铸件脱型：为了提高生产效率，在保证质量的前提下，应尽早进行铸件的脱型。有时为了防止铸件的开裂，脱型后的铸件应立即放入保温炉或埋入砂堆中降温。对一些不易脱型又需缓冷防裂的铸件，则可在铸型停止转动后立刻把有铸件的铸型从离心铸造机上取下，埋入砂堆中缓慢冷却，至室温时在行脱型。

浇注系统：离心铸造时的浇注系统主要指接受金属的浇杯和与它相连的浇注槽，有时还包括铸型内的浇道。

浇注定量：离心铸件内径常由浇注金属液的数量决定，故在离心浇注时，必须控制浇入型内的金属液数量，以保证内径大小。

离心浇铸工艺

1 概述

离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使液体金属在离心力的作用下充填铸型和凝固形成的一种铸造方法。

为实现上述工艺过程，必须采用离心铸造机创造使铸型旋转的条件。根据铸型旋转轴在空间位置的不同，常用的有立式离心铸造机和卧式离心铸造机两种类型。

工艺过程

铸型装配——开机——预热铸型——上涂料——合金定量——浇注——开水冷却——铸件出型——清理铸型

立式离心铸造机上的铸型是绕垂直轴旋转的（图1），它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。

卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴旋转的（图2），它主要用来生产长度大于直径的套类和管类铸件。

由于离心铸造时，液体金属是在旋转情况下充填铸型并进行凝固的，因而离心铸造便具有下述的一些特点：

1）液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面，这样便可不用型芯就能铸出中空的铸件，大大简化了套筒，管类铸件的生产过程；

2）由于旋转时液体金属所产生的离心力作用，离心铸造工艺可提高金属充镇铸型的能力，因此一些流动性较差的合金和薄壁铸件都可用离心铸造法生产；

3）由于离心力的作用，改善了补缩条件，气体和非金属夹杂也易于自液体金属中排出，因此离心铸件的组织较致密，缩孔（缩松）、气孔、夹杂等缺陷较少；

4）消除或大大节省浇注系统和冒口方面的金属消耗；

5）铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。

离心铸造的第一个专利是在1809年由英国人爱尔恰尔特（Erchardt）提出的，直到二十世纪初期这一方法在生产方面才逐步地被采用。我国在三十年代也开始利用离心管、筒类铸件如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等方面，离心铸造几乎是一种主要的方法；此外在耐热钢辊道、一些特殊钢无缝纲管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法也用得很有成效。目前已制出高度机械化、自动化的离心铸造机，已建起大量生产的机械化离心铸管车间。

几乎一切铸造合金都可用于离心铸造法生产，离心铸件的最小内径可达8毫米，最大直径可达2.2m，铸件的最大长度可达6m，离心铸件的重量范围为几公斤至十几吨。

2离心铸造工艺

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。图3和图4所示为这两种铸型的结构特点。

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。有时也用于固态涂料，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。

文章来源：铸造工艺网