臥式離心鑄造機(jī)(共5頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 臥式離心鑄造機(jī) 一、鑄造的定義 鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型方法。鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛坯因近乎成形，而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上減少了制作時(shí)間。鑄造是現(xiàn)代裝置制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。 二、離心鑄造的分類 為實(shí)現(xiàn)上述工藝過程，必須采用離心鑄造機(jī)創(chuàng)造使鑄旋轉(zhuǎn)的條件。根據(jù)鑄型旋轉(zhuǎn)軸在空間位置的不同，常用的有立式離心鑄造機(jī)和臥式離心鑄造機(jī)兩種類型。 立式

2、離心鑄造機(jī)上的鑄型是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的（圖1），它主要用來生產(chǎn)高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件，有時(shí)也可用此種離心鑄造機(jī)澆注異形鑄件。 臥式離心鑄造機(jī)的鑄型是繞水平軸旋轉(zhuǎn)的（圖2），它主要用來生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的套類和管類鑄件。 設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)離心鑄管機(jī)時(shí)需要確定幾項(xiàng)參數(shù)：澆注時(shí)管模的轉(zhuǎn)速，澆注速度，澆注時(shí)間等，并遵循以下四個(gè)原則。 1、離心機(jī)的下行速度應(yīng)均勻，保證鑄管壁厚均勻，不同規(guī)格的鑄管下行速度不同。 2、澆注不同規(guī)格的鑄管時(shí)，配用不同容量的扇形包。一套扇形包的傾動(dòng)機(jī)構(gòu)在一種傾倒速度的條件下，可以傾倒出不同重量的鐵水量。 3、管模的冷卻水量采用閉環(huán)控制，根據(jù)水的出口和入口溫度控制冷卻水

3、量。 4、離心鑄管模的轉(zhuǎn)速應(yīng)保證液態(tài)金屬進(jìn)入管模后立刻成圓筒形，并能得到良好的鑄管內(nèi)部組織，根據(jù)不同規(guī)格的鑄管確定不同的轉(zhuǎn)速。 三、臥式離心鑄造特點(diǎn) 臥式離心鑄造的特點(diǎn)是金屬液在離心力的作用下充型和凝固，金屬補(bǔ)縮效果好，鑄件外層組織致密，非金屬夾雜物少，機(jī)械性能好。離心鑄造不用造型、制芯，節(jié)省了相關(guān)材料及設(shè)備投入。鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。因此對(duì)某些特定形狀的鑄件來說，離心鑄造是一種節(jié)省材料、節(jié)省能耗、高效益的工藝，但須特別注意采取有效的安全措施。 臥式離心鑄造可以獲得無縮孔、氣孔、夾渣的鑄件，而且組織細(xì)密、機(jī)械性能好。當(dāng)鑄造圓形中空零件時(shí)，可以省去型芯。此外，離心

4、鑄造不需要澆注系統(tǒng)，減少了金屬的消耗。但離心鑄造鑄出的筒形零件內(nèi)孔自由表面粗糙、尺寸誤差大、質(zhì)量差，有較多氣孔、夾渣，因此需增加加工余量，而且不適宜澆注容易產(chǎn)生比重偏析的合金及鋁鎂等合金。 四、發(fā)展史 1809年，英國人埃爾恰爾特申請(qǐng)了有關(guān)臥式離心鑄造和立式離心鑄造的第一個(gè)專利。 1849年，英國人安德魯·遜克制作出第一臺(tái)離心鑄管機(jī)，而后生產(chǎn)了長(zhǎng)達(dá)3.6m、直徑為75mm的離心鑄鐵管。 1857年德國人漢內(nèi)·貝士麥提出用立式離心鑄造生產(chǎn)輪圈。 1862年英國人惠爾利和鮑韋爾制作出了鑄造輪圈的立式離心鑄造機(jī)。 1910年德國人奧托·勃里代發(fā)明用移動(dòng)澆注槽生產(chǎn)金屬型離心鑄管的方法。

5、1914年巴西人代拉夫得和阿倫斯研究水冷型離心鑄管法成功。1917年美國人莫爾創(chuàng)造了砂型離心鑄管法，1920年開始用于大量生產(chǎn)。 1950年在瑞典開始用涂料金屬型離心鑄造法生產(chǎn)主要用于下水道的小口徑鐵管。 50年代美國離心鑄管公司建立了樹脂砂型離心鑄管法。 30年代以后離心鑄造法逐步推廣應(yīng)用于生產(chǎn)汽缸套、炮身、鼓輪等鑄件。 在20世紀(jì)40年代出現(xiàn)了用離心鑄造法生產(chǎn)雙金屬復(fù)合冶金軋輥的工藝。 五、鑄造工藝 1、離心機(jī)的選擇 如表2-2所示，根據(jù)零件尺寸選擇1號(hào)臥式三級(jí)離心機(jī)。 表2-2 離心機(jī)選擇表 序號(hào) 最大規(guī)格（mm） 功率（KW） 最大車速（轉(zhuǎn)/分） 形式 1

6、 2 3 4 4 10 20 40 1150 900 800 700 臥式三級(jí) 臥式二級(jí) 立式二級(jí) 立式二級(jí) 2、離心機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 離心機(jī)轉(zhuǎn)速直接影響鑄件質(zhì)量，轉(zhuǎn)速過低使鑄件內(nèi)圓產(chǎn)生金屬堆積，合金液中的氧化夾雜物不易離出，鑄件產(chǎn)生類渣；轉(zhuǎn)速過高鑄件容易產(chǎn)生偏析，尤其是鑄件壁厚較大，結(jié)晶溫度范圍較寬的合金和合金中成分比重相差較大的元素。如錫、鉛等。通常我們用 如下經(jīng)驗(yàn)方法來確定。鑄件的直徑小，需要的離心力大，速度靠上限取，反之取較小的轉(zhuǎn)速。此處鑄件的直徑是指內(nèi)孔而不是外圓，見表2-3所示。 表2-3離心機(jī)轉(zhuǎn)速表 形式 直徑（mm） 轉(zhuǎn)速（r

7、/min） 臥式 50～100 100～200 200～400 400～600 800～1300 950～1100 750～950 600～750 立式 600～800 800～1100 600～700 500～600 零件內(nèi)徑是130mm，選取轉(zhuǎn)速950~1100r/min。 3、澆注溫度 澆注溫度是保證合格鑄件的主要參數(shù)之一。本次設(shè)計(jì)為管狀零件，金屬液充型時(shí)遇到阻力較小，又有離心壓力或離心力加強(qiáng)金屬液的充型性，故離心鑄造是的澆注溫度可比重力澆注低5℃~10℃。澆注溫度過高鑄件外圓容易產(chǎn)生氣孔，澆口部位將產(chǎn)生縮孔。澆注溫度過低鑄件外圓產(chǎn)生冷隔、皺皮，鑄件內(nèi)部

8、產(chǎn)生夾層、壁厚不均、內(nèi)圓堆積金屬等缺陷。45鋼的熔化溫度1460℃~1467℃，出鋼溫度1560℃~1580℃，澆注溫度1500℃~1550℃。 4、澆注速度 離心機(jī)因采用金屬型模具，冷卻速度較快，采用快速澆注能獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。由零件 參數(shù)得質(zhì)量為kg。根據(jù)表2-5，選取包孔直徑30mm，澆注時(shí)間0.5s。 表2-5鋼液澆注重量速度平均值 包孔直徑 澆注重量速度 備注 30 35 40 45 50 10 20 27 42 55 包孔直徑:mm，澆注重量速度:kg/s 5、澆注系統(tǒng) 離心鑄造澆注系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求：（1）澆注長(zhǎng)度長(zhǎng)、直徑大的鑄件時(shí)，澆注系統(tǒng)應(yīng)

9、使金屬液能較快的均勻的鋪在鑄型內(nèi)表上。（2）盡可能減少金屬液飛濺。（3）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，澆杯和澆注槽內(nèi)應(yīng)不留金屬和熔渣，如果有熔渣也應(yīng)該易于清理。 離心鑄造的澆口沒有手工鑄造的要求嚴(yán)格，但澆口位置不當(dāng)也會(huì)使鑄件產(chǎn)生缺陷，突出的缺陷有，縱向壁厚不均，澆口近的地方過厚，遠(yuǎn)離澆口的地方很薄，鑄件兩頭產(chǎn)生氧化夾雜物，特別是臥式離心機(jī)。因此對(duì)直徑小而長(zhǎng)的鑄件，盡量將澆口伸進(jìn)金屬模1/3~1/2處較為理想；直徑大而短的鑄件，澆口伸進(jìn)金屬模的深度約1/3~1/2處即可。澆口的深度確定之后，還必須調(diào)整澆口方向，澆口方向不能朝上順著離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，也不能直頂著離心機(jī)的旋

10、轉(zhuǎn)方向。合適的澆口方向始終與離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向形成一個(gè)15°左右的夾角，最大不得超過30°，能有效地保證鑄件質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)選擇伸進(jìn)金屬模1/3處。選擇管式澆注杯。 6、鑄型轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間 當(dāng)金屬液注入金屬模后，要有足夠的時(shí)間使液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)金屬，整個(gè)轉(zhuǎn)變過程是在離心機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行的，不可以停機(jī)。若是過早停機(jī)，鑄件將會(huì)產(chǎn)生凸瘤和不圓現(xiàn)象。最簡(jiǎn)單的辦法是觀察鑄件顏色，呈暗紅色時(shí)停機(jī)、取件。一般轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間取10s。 六、缺陷分析及注意事項(xiàng) 1、缺陷分析 離心鑄造合金鋼管常出現(xiàn)的缺陷有：充型不完整，表面氣孔，鋼管表層夾砂，裂紋，試壓滲漏，夾渣與渣痕，表面局部針刺。 1、 裂紋。鋼管裂紋有縱裂和

11、橫裂?？v裂紋主要是由于合金在凝固時(shí)轉(zhuǎn)速過高，往往伴隨離心機(jī)振動(dòng)較大時(shí)出現(xiàn)，生產(chǎn)中縱裂紋出現(xiàn)不多。 實(shí)際中橫裂紋較多見，裂紋多靠管子一端，裂紋有時(shí)穿透管壁，嚴(yán)重者管子一出型就斷開了。 2、試壓滲漏。鋼管在試壓時(shí)，在表面出現(xiàn)大面積滲漏，呈現(xiàn)一片片泅水現(xiàn)象，造成報(bào)廢。 3、 充型不完整。在離心鑄造鋼管中充型不完整常有兩種情況：一種是外型缺澆，管子未達(dá)到足夠的長(zhǎng)度； 另一種是管子壁厚不均，在管子澆注的彼端壁較薄。此缺陷常發(fā)生于壁厚在8mm以下的薄壁鋼管中，特別是長(zhǎng)徑比大的管子（L/D＞15，L管長(zhǎng)；D管徑）。 4、表面氣孔。在鋼管表面局部存在氣孔，直徑為0.2mm~2 mm，深0.5mm~2m

12、m，氣孔分布的密度約為2~12個(gè)/ cm3 。呈現(xiàn)出很均勻的一片片的氣孔。 5、鋼管表層夾砂。在鋼管表面局部出現(xiàn)粗糙麻面并稍有凸起，粗糙麻面有清晰的周邊輪廓。嚴(yán)重時(shí)成為環(huán)帶狀?yuàn)A砂。當(dāng)去掉粗糙的鋼表層后可見存在其中的薄涂料層即夾砂。夾砂部位經(jīng)過1mm~2mm的加工即可去除。但它嚴(yán)重影響鑄皮質(zhì)量，如是非加工的鋼管就很可能報(bào)廢。這種缺陷多出現(xiàn)于掛涂料的鋼管。 6、夾渣與渣痕。 夾渣，有時(shí)管子表面并未見有夾渣，經(jīng)試壓發(fā)現(xiàn)局部小面積滲漏，經(jīng)剖破檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在漏水處管壁中存在夾渣，某廠生產(chǎn)鎂罐筒曾出現(xiàn)過此現(xiàn)象。 渣痕，有時(shí)在鋼管的內(nèi)表面存在小凹陷，大小、深淺不等。在薄壁鋼管中凹陷處使壁厚減薄較多。由于

13、鋼管內(nèi)表面存留較大塊浮渣，待其脫落后便顯出凹陷，所以是渣痕。渣物的密度比鋼液小時(shí)在離心力作用下浮到內(nèi)表面，但由于渣物本身的重力使其沉入鋼液一定深度，從而形成渣痕。 7、表面局部針刺。在靠近鋼管的一端有時(shí)會(huì)出現(xiàn)針刺。針刺的直徑為0.5mm~1 mm，高為2mm~3mm，每平方厘米內(nèi)1根左右。這種現(xiàn)象常發(fā)生在涂料層較厚的情況下。 2、注意事項(xiàng)： 生產(chǎn)的生產(chǎn)操作控制工藝技術(shù)參數(shù)在設(shè)置時(shí)，特別要注意以下九個(gè)要點(diǎn)。 (1)對(duì)低碳鋼鑄件，澆注時(shí)要提高砂箱內(nèi)的真空度 砂箱應(yīng)采用雙層箱壁真空室結(jié)構(gòu)，澆注時(shí)抽真空能加速熱分解物逸出涂層到型腔外，從而減少模樣熱分解產(chǎn)物的濃度和與鋼水的接觸時(shí)間，降低或避免鑄鋼

14、件出現(xiàn)滲碳、積碳現(xiàn)象。型砂粒度在20/40目時(shí)，澆注鑄鋼件時(shí)負(fù)壓以0.03～0.06MPa為宜。如果負(fù)壓度過大，將會(huì)引起鑄件粘砂及其它缺陷發(fā)生。 (2)選擇適宜的密度進(jìn)行模樣制作 在保證模樣制作技術(shù)要求和鑄件澆注時(shí)不出現(xiàn)因模樣質(zhì)量引起的其他缺陷的前提下，模樣的密度越小、泡沫塑料質(zhì)量越少，對(duì)減少鑄件的滲碳積碳現(xiàn)象就越好。 選擇含碳量低的泡沫塑料或預(yù)發(fā)珠粒制作模樣 (3)選用含碳量低或無碳粘接劑 應(yīng)采用消失模鑄造模樣專用膠進(jìn)行模樣的粘接組合，不要使用含碳量高的低質(zhì)普通膠粘接。在模樣粘接時(shí)，在保證膠的粘接溫度及粘接強(qiáng)度的同時(shí)，要盡量減少粘接劑用量，從而降低粘接劑的熱分解產(chǎn)物。 (4)采用底注式澆注系

15、統(tǒng) 對(duì)低碳鋼鑄件，澆注時(shí)應(yīng)盡可能采用底注式澆注方式，使鋼水充型流動(dòng)平穩(wěn)，模樣熱分解產(chǎn)物能順利進(jìn)入集渣腔或冒口中，從而降低和減少模樣熱分解產(chǎn)物中液相和固相的接觸反應(yīng)時(shí)間，降低和消除增碳機(jī)率。低碳鋼鑄件一般不宜使用雨淋式澆注系統(tǒng)，易使鑄件增碳、滲碳、積碳的工況和條件增大，導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。 (5)中頻爐熔煉，嚴(yán)格控制碳鋼配料計(jì)算和實(shí)際配料、選料、投料操作 因配料計(jì)算是保證熔煉出成份合格的鋼水及含有最少氣體與夾雜而鑄出優(yōu)質(zhì)鑄鋼件產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。而配料、選料、投料的準(zhǔn)確與否，是鑄造出產(chǎn)品質(zhì)量合格與否的根本保證。因此，對(duì)回爐廢鋼必須建立嚴(yán)格的分檢制度。特別是必須將合金鋼廢料和材質(zhì)不清楚的廢料挑除，保

16、證熔煉配料材質(zhì)的成份符合鑄造工藝技術(shù)參數(shù)的要求，是生產(chǎn)離心鑄件操作控制中的第一要?jiǎng)?wù)。 (6)選擇確定合理的澆注系統(tǒng) 在進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能在澆注過程中具有加速模樣氣化的作用，盡量減少及錯(cuò)開其熱分解產(chǎn)物中液相與固相接觸和反應(yīng)的時(shí)間，從而減少或避免鑄件的滲碳現(xiàn)象發(fā)生。 (7)選擇并確定鑄件適宜的澆注溫度和澆注速度 因相同的鑄件如澆注工藝不同，在相同溫度澆注鋼液時(shí)，實(shí)際充型溫度是完全不相同的。如澆注溫度提高，澆注速度也提高，將造成模樣熱分解加快而不易完全氣化，使熱分解產(chǎn)物在液相中的含量增加，同時(shí)因鋼液與模樣的間隙較小，液相中的熱分解物常被擠出間隙后，被擠到模樣涂料層和金屬液之間，或鋼液流動(dòng)的

17、冷角、死角，造成接觸面增加，碳濃度增加，滲碳量也將增大。同時(shí)特別要注意，如澆注工藝不合理，鋼液澆注溫度過高且澆注速度太快，將會(huì)造成冒氣、反噴等生產(chǎn)事故。 (8)目前國內(nèi)生產(chǎn)的聚苯乙烯泡塑EPS含碳量為92%；苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚樹脂STMMAC含碳量為69.6%；可發(fā)性聚甲基丙烯酸甲酯EPMMA含碳量為60.0%。用EPS材質(zhì)制作鑄件模樣將使鑄件在澆注過程中，鋼水的含碳量增加0.1%～0.3%，而采用EPMMA或STMMA材料進(jìn)行模樣制作時(shí)，在澆注過程中因模樣材質(zhì)原因造成的鑄件增碳量低于0.05%。 (9)在模樣上涂料過程中添加防滲碳材料 在涂料配制過程中加入某些抗增碳的催化劑，如堿金屬鹽、石灰石粉等，澆注后使涂料層中能分解出足夠量的CO、CO2氣體進(jìn)行吸碳，從而防止鑄件滲碳；或在涂料中加入氧化劑，促使模樣熱分解后的C、H2氣體轉(zhuǎn)變?yōu)橹行詺怏w，從而減少模樣熱分解后形成的C與H向鑄件內(nèi)滲入，避免造成鑄件增碳或氫脆現(xiàn)象。 專心---專注---專業(yè)