一、離心鑄造原理及特點(diǎn)
1、基本原理：
離心鑄造是將液體金屬注入高速旋轉(zhuǎn)的鑄型內(nèi)，使金屬液在離心力的作用下充滿鑄型和形成鑄件的技術(shù)和方法。
離心力的作用有：
使液體金屬在徑向能很好地充滿鑄型并形成鑄件的自由表面；
不用型芯能獲得圓柱形的內(nèi)孔；
有助于液體金屬中氣體和夾雜物的排除；
影響金屬的結(jié)晶過(guò)程，從而改善鑄件的機(jī)械性能和物理性能。
2、分類：
根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸線的空間位置，常見(jiàn)的離心鑄造可分為臥式離心鑄造和立式離心鑄造。
鑄型的旋轉(zhuǎn)軸線處于水平狀態(tài)或與水平線夾角很小(<4°)時(shí)的離心鑄造稱為臥式離心鑄造，圖2-18所示即為三種臥式離心鑄造示例。鑄型的旋轉(zhuǎn)軸線處于垂直狀態(tài)時(shí)的離心鑄造稱為立式離心鑄造，圖2-19所示即為兩種立式離心鑄造示例。鑄型旋轉(zhuǎn)軸線與水平線和垂直線都有較大夾角的離心鑄造稱為傾斜軸離心鑄造，但應(yīng)用很少。（圖2-18 三種臥式離心鑄造示例）
3、特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1）鑄件致密度高，氣孔、夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高；
2）生產(chǎn)中空鑄件時(shí)可不用型芯，故在生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件時(shí)可大幅度地改善金屬充型能力，降低鑄件壁厚對(duì)長(zhǎng)度或直徑的比值，簡(jiǎn)化套筒和管類鑄件的生產(chǎn)過(guò)程；
3）幾乎不存在澆注系統(tǒng)和冒口系統(tǒng)的金屬消耗，提高工藝出品率；
4)便于制造筒、套類復(fù)合金屬鑄件，如鋼背銅套、雙金屬軋輥等；成形鑄件時(shí)，可借離心力提高金屬的充型能力，故可生產(chǎn)薄壁鑄件。
缺點(diǎn)：
1）鑄件易產(chǎn)生比重偏析，因此不適合于合金易產(chǎn)生比重偏析的鑄件(如鉛青銅)，尤其不適合于鑄造雜質(zhì)比重大于金屬液的合金，但近年來(lái)，也有利用離心鑄造的這個(gè)特點(diǎn)來(lái)生產(chǎn)梯度復(fù)合材料的情況；
2）鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，質(zhì)量較差，加工余量大；
3）用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性。
4、應(yīng)用：
用離心鑄造法生產(chǎn)產(chǎn)量很大的鑄件有：
① 鐵管：世界上每年球墨鑄鐵件總產(chǎn)量的近1／2是用離心鑄造法生產(chǎn)的鐵管
② 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸套
③ 各種類型的鋼套和鋼管
④ 雙金屬鋼背銅套，各種合金的軸瓦
⑤ 造紙機(jī)滾筒。
用離心鑄造法生產(chǎn)效益顯著的鑄件有：
① 雙金屬鑄鐵軋輥；
② 加熱爐底耐熱鋼輥道；
③ 特殊鋼無(wú)縫鋼管；
④ 剎車鼓、活塞環(huán)毛坯、銅合金蝸輪；
⑤ 異形鑄件如葉輪、金屬假牙、金銀介子、小型閥門和鑄鋁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
離心鑄造最早用于生產(chǎn)鑄管，隨后這種工藝得到快速發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外在冶金、礦山、交通、排灌機(jī)械、航空、國(guó)防、汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來(lái)生產(chǎn)鋼、鐵及非鐵碳合金鑄件。其中尤以離心鑄鐵管、內(nèi)燃機(jī)缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)最為普遍。對(duì)一些成形刀具和齒輪類鑄件，也可以對(duì)熔模型殼采用離心力澆注，既能提高鑄件的精度，又能提高鑄件的機(jī)械性能。
二、離心鑄造工藝
離心鑄造生產(chǎn)中，鑄型轉(zhuǎn)速、澆注系統(tǒng)、澆注定量、渣下凝固、金屬過(guò)濾、涂料使用、澆注溫度、鑄件脫型等是必需確定或解決的工藝問(wèn)題，因?yàn)樗鼈冎苯佑绊懼T件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
（1）鑄型轉(zhuǎn)速 是離心鑄造時(shí)的重要工藝因素，不同的鑄件，不同的鑄造工藝，鑄件成形時(shí)的鑄型轉(zhuǎn)速也不同。
過(guò)低的鑄型轉(zhuǎn)速會(huì)使立式離心鑄造時(shí)金屬液充型不良，臥式離心鑄造時(shí)出現(xiàn)金屬液雨淋現(xiàn)象，也會(huì)使鑄件內(nèi)出現(xiàn)疏松、夾渣、鑄件內(nèi)表面凹凸不平等缺陷；
鑄型轉(zhuǎn)速太高，鑄件上易出現(xiàn)裂紋、偏析等缺陷，砂型離心鑄件外表面會(huì)形成脹箱等缺陷，還會(huì)使機(jī)器出現(xiàn)大的振動(dòng)、磨損加劇、功率消耗過(guò)大。
所以，鑄型轉(zhuǎn)速的選擇原則應(yīng)是在保證鑄件質(zhì)量的前提下，選取最小的數(shù)值
（2）澆注系統(tǒng) 離心鑄造時(shí)的澆注系統(tǒng)主要指接受金屬的澆杯和與它相連的澆注槽，有時(shí)還包括鑄型內(nèi)的澆道。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下原則：
1）澆注長(zhǎng)度長(zhǎng)、直徑大的鑄件時(shí)，澆注系統(tǒng)應(yīng)使金屬液能較快地均勻鋪在鑄型的內(nèi)表面上；
2）澆注易氧化金屬液或采用離心砂型時(shí)，澆注槽應(yīng)使金屬液能平衡地充填鑄型，盡可能減少金屬液的飛濺，減少對(duì)砂型的沖刷；
3) 澆注成形鑄件時(shí)，鑄型內(nèi)的澆道應(yīng)能使金屬液順利流入型腔；
4）澆注終了后，澆杯和澆注槽內(nèi)應(yīng)不留金屬和熔渣。如有殘留金屬和熔渣，也應(yīng)易于清除。
（3）澆注定量 離心鑄件內(nèi)徑常由澆注金屬液的數(shù)量決定，故在離心澆注時(shí)，必須控制澆入型內(nèi)的金屬液數(shù)量，以保證內(nèi)徑大小。
近年來(lái)，澆注大型鑄件時(shí)，采用數(shù)字顯示遙控吊車秤進(jìn)行定量澆注。在澆注包架子上安裝壓力傳感器進(jìn)行離心澆注自動(dòng)定量和保溫感應(yīng)爐電磁泵定量澆注也已在生產(chǎn)中應(yīng)用。
（4）熔渣的利用 為克服厚壁離心鑄件雙向凝固所引起的皮下縮孔缺陷，可在澆注時(shí)把造渣劑與金屬液一起澆入型內(nèi)，熔渣覆蓋在鑄件內(nèi)表面上，阻止內(nèi)表面的散熱，創(chuàng)建由外向里的順序凝固條件，消除皮下縮孔。同時(shí)，造渣劑還可起精煉金屬液的作用。
澆注造渣劑的方法是：澆注時(shí)在澆注槽中撒粉狀造渣劑；把熔融的渣滓與金屬液一起澆入型內(nèi)。
（5）金屬液的過(guò)濾 有些合金液中有較多難于除去的渣滓，可在澆注系統(tǒng)中放各種過(guò)濾網(wǎng)清除渣子，如泡沫陶瓷過(guò)濾網(wǎng)、玻璃絲過(guò)濾網(wǎng)等。
（6）涂料的使用 離心金屬型用涂料的組成與重力金屬型鑄造相似。澆注細(xì)長(zhǎng)離心鑄件時(shí)，由于清除鑄型工作面上的殘留涂料較為困難，故涂料組成中粘結(jié)劑在高溫工作后的殘留強(qiáng)度應(yīng)盡量低，以便于清除。
（7）澆注溫度 離心鑄件大多為管狀、套狀、環(huán)狀件，金屬液充型時(shí)遇到的阻力較小，又有離心壓力或離心力加強(qiáng)金屬液的充型能力，故離心鑄造時(shí)的澆注溫度可較重力澆注時(shí)低5~10°C。
（8）鑄件脫型 為了提高生產(chǎn)效率，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡早進(jìn)行鑄件的脫型。有時(shí)為了防止鑄件的開(kāi)裂，脫型后的鑄件應(yīng)立即放入保溫爐或埋入砂堆中降溫。對(duì)一些不易脫型又需緩冷防裂的鑄件，則可在鑄型停止轉(zhuǎn)動(dòng)后立刻把有鑄件的鑄型從離心鑄造機(jī)上取下，埋入砂堆中緩慢冷卻，至室溫時(shí)在行脫型。
三、離心鑄造機(jī)簡(jiǎn)介
根據(jù)生產(chǎn)對(duì)象的不同，離心鑄造機(jī)分為通用和專用兩類。專用離心鑄造機(jī)是根據(jù)特殊的鑄件結(jié)構(gòu)或生產(chǎn)批量的大小有針對(duì)性地設(shè)計(jì)的離心鑄造機(jī)，有時(shí)機(jī)器的結(jié)構(gòu)比通用性離心鑄造機(jī)簡(jiǎn)單。通用離心鑄造機(jī)有臥式懸臂離心鑄造機(jī)、臥式滾筒離心鑄造機(jī)和立式離心鑄造機(jī)。
