臥式離心鑄造機(共5頁)

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 臥式離心鑄造機 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鑄型里，經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預定形狀、尺寸和性能的鑄件的工藝過程。鑄造毛坯因近乎成形，而達到免機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間。鑄造是現(xiàn)代裝置制造工業(yè)的基礎工藝之一。 二、離心鑄造的分類 為實現(xiàn)上述工藝過程，必須采用離心鑄造機創(chuàng)造使鑄旋轉的條件。根據(jù)鑄型旋轉軸在空間位置的不同，常用的有立式離心鑄造機和臥式離心鑄造機兩種類型。 立式

2、離心鑄造機上的鑄型是繞垂直軸旋轉的（圖1），它主要用來生產高度小于直徑的圓環(huán)類鑄件，有時也可用此種離心鑄造機澆注異形鑄件。 臥式離心鑄造機的鑄型是繞水平軸旋轉的（圖2），它主要用來生產長度大于直徑的套類和管類鑄件。 設計原則 設計離心鑄管機時需要確定幾項參數(shù)：澆注時管模的轉速，澆注速度，澆注時間等，并遵循以下四個原則。 1、離心機的下行速度應均勻，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，配用不同容量的扇形包。一套扇形包的傾動機構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、離心鑄管模的轉速應保證液態(tài)金屬進入管模后立刻成圓筒形，并能得到良好的鑄管內部組織，根據(jù)不同規(guī)格的鑄管確定不同的轉速。 三、臥式離心鑄造特點 臥式離心鑄造的特點是金屬液在離心力的作用下充型和凝固，金屬補縮效果好，鑄件外層組織致密，非金屬夾雜物少，機械性能好。離心鑄造不用造型、制芯，節(jié)省了相關材料及設備投入。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，而且組織細密、機械性能好。當鑄造圓形中空零件時，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孔自由表面粗糙、尺寸誤差大、質量差，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了有關臥式離心鑄造和立式離心鑄造的第一個專利。 1849年，英國人安德魯·遜克制作出第一臺離心鑄管機，而后生產了長達3.6m、直徑為75mm的離心鑄鐵管。 1857年德國人漢內·貝士麥提出用立式離心鑄造生產輪圈。 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。 1910年德國人奧托·勃里代發(fā)明用移動澆注槽生產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。 1950年在瑞典開始用涂料金屬型離心鑄造法生產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用于生產汽缸套、炮身、鼓輪等鑄件。 在20世紀40年代出現(xiàn)了用離心鑄造法生產雙金屬復合冶金軋輥的工藝。 五、鑄造工藝 1、離心機的選擇 如表2-2所示，根據(jù)零件尺寸選擇1號臥式三級離心機。 表2-2 離心機選擇表 序號 最大規(guī)格（mm） 功率（KW） 最大車速（轉/分） 形式 1

6、 2 3 4 4 10 20 40 1150 900 800 700 臥式三級 臥式二級 立式二級 立式二級 2、離心機轉速的確定 離心機轉速直接影響鑄件質量，轉速過低使鑄件內圓產生金屬堆積，合金液中的氧化夾雜物不易離出，鑄件產生類渣；轉速過高鑄件容易產生偏析，尤其是鑄件壁厚較大，結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，反之取較小的轉速。此處鑄件的直徑是指內孔而不是外圓，見表2-3所示。 表2-3離心機轉速表 形式 直徑（mm） 轉速（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 零件內徑是130mm，選取轉速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。本次設計為管狀零件，金屬液充型時遇到阻力較小，又有離心壓力或離心力加強金屬液的充型性，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生氣孔，澆口部位將產生縮孔。澆注溫度過低鑄件外圓產生冷隔、皺皮，鑄件內部

8、產生夾層、壁厚不均、內圓堆積金屬等缺陷。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)質鑄件。由零件 參數(shù)得質量為kg。根據(jù)表2-5，選取包孔直徑30mm，澆注時間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)應滿足下列要求：（1）澆注長度長、直徑大的鑄件時，澆注系統(tǒng)應

9、使金屬液能較快的均勻的鋪在鑄型內表上。（2）盡可能減少金屬液飛濺。（3）鑄型內的澆道應能使金屬液順利流入型腔。（4）澆注終了，澆杯和澆注槽內應不留金屬和熔渣，如果有熔渣也應該易于清理。 離心鑄造的澆口沒有手工鑄造的要求嚴格，但澆口位置不當也會使鑄件產生缺陷，突出的缺陷有，縱向壁厚不均，澆口近的地方過厚，遠離澆口的地方很薄，鑄件兩頭產生氧化夾雜物，特別是臥式離心機。因此對直徑小而長的鑄件，盡量將澆口伸進金屬模1/3~1/2處較為理想；直徑大而短的鑄件，澆口伸進金屬模的深度約1/3~1/2處即可。澆口的深度確定之后，還必須調整澆口方向，澆口方向不能朝上順著離心機的旋轉方向，也不能直頂著離心機的旋

10、轉方向。合適的澆口方向始終與離心機的旋轉方向形成一個15°左右的夾角，最大不得超過30°，能有效地保證鑄件質量。本次設計選擇伸進金屬模1/3處。選擇管式澆注杯。 6、鑄型轉動時間 當金屬液注入金屬模后，要有足夠的時間使液態(tài)金屬轉變?yōu)楣虘B(tài)金屬，整個轉變過程是在離心機旋轉過程中進行的，不可以停機。若是過早停機，鑄件將會產生凸瘤和不圓現(xiàn)象。最簡單的辦法是觀察鑄件顏色，呈暗紅色時停機、取件。一般轉動時間取10s。 六、缺陷分析及注意事項 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轉速過高，往往伴隨離心機振動較大時出現(xiàn)，生產中縱裂紋出現(xiàn)不多。 實際中橫裂紋較多見，裂紋多靠管子一端，裂紋有時穿透管壁，嚴重者管子一出型就斷開了。 2、試壓滲漏。鋼管在試壓時，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，管子未達到足夠的長度； 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，特別是長徑比大的管子（L/D＞15，L管長；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/ 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。嚴重時成為環(huán)帶狀夾砂。當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(xiàn)于掛涂料的鋼管。 6、夾渣與渣痕。 夾渣，有時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)剖破檢驗發(fā)現(xiàn)在漏水處管壁中存在夾渣，某廠生產鎂罐筒曾出現(xiàn)過此現(xiàn)象。 渣痕，有時在鋼管的內表面存在小凹陷，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在離心力作用下浮到內表面，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會出現(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： 生產的生產操作控制工藝技術參數(shù)在設置時，特別要注意以下九個要點。 (1)對低碳鋼鑄件，澆注時要提高砂箱內的真空度 砂箱應采用雙層箱壁真空室結構，澆注時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物的濃度和與鋼水的接觸時間，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，澆注鑄鋼件時負壓以0.03～0.06MPa為宜。如果負壓度過大，將會引起鑄件粘砂及其它缺陷發(fā)生。 (2)選擇適宜的密度進行模樣制作 在保證模樣制作技術要求和鑄件澆注時不出現(xiàn)因模樣質量引起的其他缺陷的前提下，模樣的密度越小、泡沫塑料質量越少，對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發(fā)珠粒制作模樣 (3)選用含碳量低或無碳粘接劑 應采用消失模鑄造模樣專用膠進行模樣的粘接組合，不要使用含碳量高的低質普通膠粘接。在模樣粘接時，在保證膠的粘接溫度及粘接強度的同時，要盡量減少粘接劑用量，從而降低粘接劑的熱分解產物。 (4)采用底注式澆注系

15、統(tǒng) 對低碳鋼鑄件，澆注時應盡可能采用底注式澆注方式，使鋼水充型流動平穩(wěn)，模樣熱分解產物能順利進入集渣腔或冒口中，從而降低和減少模樣熱分解產物中液相和固相的接觸反應時間，降低和消除增碳機率。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，導致鑄件產生嚴重缺陷。 (5)中頻爐熔煉，嚴格控制碳鋼配料計算和實際配料、選料、投料操作 因配料計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)質鑄鋼件產品的關鍵所在。而配料、選料、投料的準確與否，是鑄造出產品質量合格與否的根本保證。因此，對回爐廢鋼必須建立嚴格的分檢制度。特別是必須將合金鋼廢料和材質不清楚的廢料挑除，保

16、證熔煉配料材質的成份符合鑄造工藝技術參數(shù)的要求，是生產離心鑄件操作控制中的第一要務。 (6)選擇確定合理的澆注系統(tǒng) 在進行澆注系統(tǒng)設計時，要盡可能在澆注過程中具有加速模樣氣化的作用，盡量減少及錯開其熱分解產物中液相與固相接觸和反應的時間，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，實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，使熱分解產物在液相中的含量增加，同時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，將會造成冒氣、反噴等生產事故。 (8)目前國內生產的聚苯乙烯泡塑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材料進行模樣制作時，在澆注過程中因模樣材質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向鑄件內滲入，避免造成鑄件增碳或氫脆現(xiàn)象。 專心---專注---專業(yè)