使气孔离心铸造 缩孔等铸造类缺陷在压力

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　　浅谈离心铸造的应用及其特点 摘 要：铸造是一种液态金属成型的方法。铸件已广 泛应用于各工业部门和日常生活中，是管套类及盘环类构件 的成型手段，离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中， 在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法，本文 主要介绍离心铸造的发展过程，分类，工作原理特点及在加 工中的铸造缺陷和应对方法加以简介。 关键词：离心铸造；铸造缺陷；特种铸造；离心铸造机 DOI：i.37-1222/t.2017.10.002 1 铸造方法的简介 铸造是一种液态金属成型的方法。铸造的方法有很多种， 广泛的应用是砂型铸造，随着现代工业技术水平的不断发 展及人类社会对其应用的需要，对铸造技术提出了一系列新 的，更高的要求，归纳起来，主要有以下三方面： （1）不仅要求铸件的生产批量增大，而且更加追求其 质量的提高，如提高铸件的表面光滑成度，及尽量减少各种 类型的铸造缺陷； （2）尽量简化其工艺步骤，提高其生产效率，提高其 自动化在造型中所占的比例，降低工人劳动强度； （3）把金属材料的消耗降到，降低生产成本。 为了实现上述目地，近些年来，人们将传统铸造工艺与 现代科学技术成果相结合的基础上，又发明了多种铸造方法， 为了和传统的砂型铸造方法作以区分，除了传统砂型方法外， 都称之为特种铸造方法。常见的铸造方法介绍： 1）失腊铸造；2）金属型铸造；3）低压铸造；4）离心 铸造；5）陶瓷型铸造； 6）压力铸造；7）消失熔铸造；8） 磁型铸造等。 特种铸造在其造型所使用的材料，方法以及模具上都和 传统的砂型铸造有着很大的不同，本文主要对离心铸造方法 及铸造机加以介绍。 2 离心铸造机的发展过程及现代应用 离心铸造从发明到现在以有七八十年的历史了，直到上 世纪初才逐步推广于工业生产。直到 40 年代初期我国才开 始运用离心铸造方法来生产铸铁管。而在现代，离心铸造已 经是一种应用广泛的铸造方法，尤其对生产盘环类及管套类 铸件生产得心应手。离心铸造还可用于诸如生产叶轮等异型 铸件、造纸、无缝管坯、双金属铸件（如钢套镶铜轴承） 、 干燥滚筒等。 离心铸造机如今已实现了高度自动化、 机械化， 一些机械化离心铸管已实现了十几万吨的年产量。 3 离心铸造的基本原理 离心铸造是将熔融金属浇入高速旋转的金属铸型内，在 离心铸造机的作用下， 铸型高速旋转， 在其离心力的驱使下， 冷却结晶的一种铸造成型方法。 4 离心铸造机的分类 为使铸型旋转，离心铸造就要在离心铸造机上进行。根 据铸型旋转空间位置的不同，离心铸造机可分为立式与卧式 两大种类。 在立式离心铸造机上，铸型是绕垂直轴旋转的。由于离 心力和液态金属自身重力下，使铸件的内表面呈抛物面形状， 造成铸件上薄下厚。在其他条件不变的情况下，铸件的高度 越高，壁厚差越大。所以，立式离心铸造主要用于小于直径 盘环类铸件，而且由于在液态金属自身的重力下，壁厚不均 匀，后续要加大其切削加工。 卧式离心铸造机，铸型是绕水平轴旋转的。铸件各部分 冷却条件大体相同，所以可以铸造出壁厚较均匀的圆筒形及 管套类等铸件。 5 离心铸造的特点 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?x 心铸造便具有下述的一些特点： （1）在离心力的驱使下，金属结晶从铸型壁逐步向铸 件内表面顺序进行，具有一定方向性的冷却结晶，从而改善 了补缩环境，使一些熔渣、气体、夹杂物等杂质集中于铸件 内表层，也是因为离心的件用下使铸件其他部分组织细密， 由于在离心力的驱使下， 使金属液体甩向铸型侧壁， 使气孔、 缩孔等铸造类缺陷在压力的作用下弥合，从而得到组织致密 的铸件，有助与其机械性能的提高。 （2）离心铸造不需要浇 道口， 也并不需要铸造冒口， 铸造空心铸件时还可省去型芯， 金属利用率可达 80%-90%，降低生产成本，提高生产效率。 （3）对于中空铸件的生产为适合，相比与传统的砂型铸 造可以省去活动型芯的拆装，节省原材料的消耗，降低其生 产成本及劳动强度； （4）在离心铸造中，铸造合金的类型几 乎不受限制。 6 离心铸造在生产过程中的缺陷分析 离心铸造的优点很多，但在铸造一些合金材料制成的管 套类构件时会出现包括其充型不完整， 表面存在气孔， 夹砂， 裂纹，夹渣及表面存在针刺等缺陷，下面对其主要缺陷作以 介绍。 （1）裂纹缺陷：在铸造管类铸件时，有时会有横纵向 裂纹的出现。其中又以横裂纹居多，纵向裂纹主要出现在离 心机使金属铸型在高速旋转的状态下，铸型自身会产生一定 的震动，会使金属在冷却结晶时产生裂纹，因为此时铸件温 度较高，强度较低， 但在实际生产过程中横裂纹出现的 多，这些裂纹常出现在管的端面位置，在出型时管类铸件容 易开裂，严重的甚至沿中心位置断开，所以在生产中一定要 控制好铸型的转速。 （2）充型不完整。在离心铸造钢管中充型不完整常有 两种情况：种是浇注的的填充金属液不够，造成管套类 构件的尺寸变小；第二种是管子壁厚不均匀，这类缺陷在铸 造壁厚为 7 到 8 mm 的管套类铸件时尤为明显，所以要特别 注意管套的长径比的值（L/D15） 。 （3）气孔缺陷。这类缺陷主要存在于管套类构件的内 表面，且直径较小，一般为 0.25mm～3 mm，深 0.4mm～ 2.5mm，密度较大 。常以片状区域出现。 （4）钢管表层夹砂。在钢管表面局部出现粗糙麻面并 稍有凸起，粗糙麻面有清晰的周边轮廓。严重时成为环带状 夹砂。当去掉粗糙的钢表层后可见存在其中的薄涂料层即夹 砂。夹砂部位经过 1mm～2mm 的加工即可去除。但它严重 影响铸皮质量，如是非加工的钢管就很可能报废。这种缺陷 多出现于挂涂料的钢管。 （5）铸件端面针刺。在铸造管类铸件时，在涂较厚的 涂料时，铸件端面的局部会出现针状的毛刺，直径在 0.5mm～1 mm 之内，其高度在 2mm 之内，密度较大。 ，如 出现其 3、4、5、类缺陷时，都应加大机械加工余量。 7 结语 本文对离心铸造的发展过程实际生产应用，以及离心铸 造机的简介，在实际生产过程中的离心铸造缺陷和防止结解 方法加以简要阐述，希望对从事材料成型专业及设计人员对 离心铸造的设计及实际生产应的过程中起到一定的借鉴。
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