特种铸造10第十章_离心铸造
离心铸造资料
二、主要研究内容
4.3.2模数对层片间距的影响 模数对层片间距的影响
3.0 2.8 2.6 2.4 2.2
dα+β Advabced Fitting
dα+β /µm
2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 2 3 4 5 6 7 8
d α + β = 3.88 − 4.32406 exp(− 0.19853 M )
HV
HV = 390.7 + 159.008 / (1 + 0.27458 exp(0.7519M ))
M /mm
显微硬度与钛合金铸件模数的关系
二、主要研究内容 离心半径和旋转速度
合金熔体补 缩渗流流量 ，缩孔缺陷 体积。 体积。
气泡以及夹杂缺陷 运动速度和位移
水平方向速度相对于垂直方 向速度较大， 向速度较大，致使气泡和夹 杂实际运动接近水平方向。 杂实际运动接近水平方向。
0.13
0.14
0.15
0.16
0.17
0.18
0.19
r /m
182.95462 HV = 370.04202 − 1 + 0.6822 exp(26.688r )
r /m
HV = 397.8223 −
243.81996 1 + 0.7327 exp(22.173r )
钛合金铸件的显微硬度与离心旋转半径的关系
0.5 2 3 4 5 6 7 8
钛合金晶粒尺寸与模数之间的关系
d G = 3.08235 − 4.9523 exp(− 0.3345M )
M /mm
二、主要研究内容
4.3离心铸件显微组织层片间距 离心铸件显微组织层片间距 4.3.1离心半径和旋转时间对层片间距的影响 离心半径和旋转时间对层片间距的影响
离心铸造流程
离心铸造流程离心铸造是一种常用的金属铸造工艺，通过离心力将熔化金属注入模具中，形成所需的铸件。
离心铸造流程主要包括模具制备、熔炼金属、注入模具、冷却固化、脱模等步骤。
下面将详细介绍离心铸造的流程。
首先是模具制备。
模具是离心铸造的关键工具，其质量直接影响铸件的成型质量。
模具制备包括模具设计、模具制造、模具预热等步骤。
在模具设计阶段，需要根据铸件的形状和尺寸确定模具的结构和尺寸，确保能够满足铸件的要求。
模具制造是根据设计图纸进行加工制造，需要选用耐磨、耐高温的材料，并保证模具的精度和表面光洁度。
模具制备完成后，需要进行预热处理，以提高模具的使用寿命和铸件的表面质量。
接下来是熔炼金属。
在离心铸造中，通常使用铝合金、铜合金、不锈钢等金属作为原料。
熔炼金属的过程包括原料配比、熔炼炉预热、熔炼金属、去除杂质等步骤。
在原料配比阶段，需要根据铸件的要求确定合适的原料比例，以保证铸件的化学成分和性能。
熔炼炉预热是为了提高熔炼金属的温度和保证炉内的干净度，确保熔炼金属的质量。
熔炼金属过程中，需要不断搅拌金属液，去除气泡和杂质，以保证铸件的成型质量。
然后是注入模具。
在熔炼金属达到要求的温度和质量后，需要将金属液注入模具中。
注入模具的过程需要控制注入速度和压力，以确保金属液能够填充模具的每个角落，并保持一定的温度和流动性。
注入完成后，需要等待一定的时间，以保证铸件充分冷却和固化。
接着是冷却固化。
在金属液注入模具后，需要等待一定的时间，以保证铸件充分冷却和固化。
冷却固化的时间通常取决于铸件的大小和材料，需要根据实际情况进行合理安排。
在这个过程中，需要保持模具的温度和环境的稳定，以避免铸件出现裂纹或变形。
最后是脱模。
冷却固化完成后，需要将铸件从模具中取出。
脱模的过程需要谨慎操作，以避免对铸件和模具造成损坏。
通常可以采用敲击、加热或使用脱模剂等方法，帮助铸件顺利脱模。
总结，离心铸造流程包括模具制备、熔炼金属、注入模具、冷却固化、脱模等步骤，每个步骤都需要严格控制和操作，以确保铸件的成型质量。
离心铸造工艺流程
离心铸造工艺流程离心铸造工艺流程是一种常用的铸造方法，适用于制造各种形状的零件。
下面我将详细介绍离心铸造的工艺流程。
首先是模具制作。
根据产品的形状和尺寸，制作合适的模具。
模具的制作方式有手工制作和数控机床制作两种。
手工制作的模具通常适用于简单形状的产品，而数控机床制作的模具适用于复杂形状的产品。
接下来是熔炼和准备。
将适量的金属材料放入电炉中熔化，同时添加适量的合金元素，以提高材料的性能。
熔化后的金属液经过过滤和除杂处理，以去除杂质和气泡，确保铸件的质量。
然后是铸型准备。
将熔化的金属液倒入特制的铸型中，通过离心力的作用，使金属液在铸型中均匀分布，并尽可能填满模腔。
铸型通常由两部分组成，上模和下模。
上模放置在下模上方，两者之间有一定的间隙，以便金属液流入模腔。
接着是离心铸造。
通过电动机或气动设备驱动铸型旋转，产生离心力。
离心力的作用使金属液向铸型的壁面均匀分布，并填满整个模腔。
离心铸造的时间一般较短，只需几秒到几分钟不等，具体时间根据铸件的大小和形状来定。
离心铸造完成后，待金属液凝固和冷却后，将铸件从模具中取出。
通常需要使用特制的工具或设备，以避免破坏铸件的形状和表面质量。
取出后的铸件还需要进行后处理，如去毛刺、抛光、热处理等，以提高铸件的精度和性能。
最后是检验和包装。
对铸件进行全面检查，包括外观、尺寸、力学性能等方面。
只有符合要求的铸件才能进入下一步的加工或使用。
通过专业的包装方式，将铸件妥善包装，以便运输和存储。
总而言之，离心铸造工艺流程包括模具制作、熔炼和准备、铸型准备、离心铸造、取出和后处理、检验和包装等步骤。
这种铸造方法的优点是成本低、生产效率高、铸件质量好，适用于制造各种形状的大批量铸件。
然而，离心铸造也存在一些局限性，如产品尺寸有限、模具制作周期长。
因此，在选择铸造方法时，需要根据具体产品的要求和特性来进行选择。
离心铸造基本知识.
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四、离心铸造工艺的应用范围 从上述离心铸造的优点及局限性可以看出，离心铸造适用于特定
的、大批量生产的铸件。 目前在我国，离心铸造已成为一种应用较广泛的铸造方法，特别
在生产一些管、筒类铸件如铸铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套等 方面，离心铸造是一种主要的方法。此外在耐热钢辊道，一些特殊的 无缝钢管的毛坯，造纸机干燥滚筒等生产方面，离心铸造法很有成效。 几乎一切铸造合金都可用离心铸造法生产铸件，离心铸件的最小内径 为8mm，最大外径可达3m，铸件最大长度达8m，铸件的重量范围从几 千克至十多吨。
具有更高的导热能力。在铸造厂为降低成本多使用废电极做铸型， 因为用来专制石墨型的成本很高。选用石墨棒或电极，经机械加工 成形可使其成本大幅下降。石墨型正常的寿命在50～100件，也有少 数情况下超过100件。石墨型耐热性能优良，它的损坏原因是机械强 度和硬度低，在取出凝固后的铸件时引起的磨损是影响其寿命的主 要因素。另外，如果操作者不小心提取铸件，有时会严重损坏铸型 甚至报废，所以工艺规程应规定出必要的操作注意事项。
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（2）按离心力应用情况的分类法 真正离心铸造：特点是铸件轴线与旋转轴线重合。 半真正离心铸造：特点是铸型形状仍是轴对称的，铸件复杂，铸型 旋转速度低，离心力有助于充型和凝固，不起成形作用； 非真离心铸造：零件形状随意，离心力仅增加金属液凝固时的压力， 铸型转速更低，铸件中心线也不和旋转轴线重合。
？
思考题：管子、活塞环分别可采用哪种 离心铸造方法？
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④调整金属型的冷却速度，在确定的铸件壁厚范围内，能获得从 外壁到铸件内壁定向凝固的组织。
特种铸造题库
特种铸造题库、填空题熔模铸造1. 熔模铸造通常是在可熔模样的表面涂覆多层耐火材料，待其硬化干燥后，加热将其中模样熔去，而获得具有与模样形状相应空腔的型壳，再经过焙烧，然后在型壳温度很高情况下进行浇注，从而获得铸件的一种方法。
2. 熔模铸造工艺过程：制模-制模组-挂涂料- —- （干燥硬化）—撒砂-脱模-焙烧- 浇注3. 蜡基模料的种类：低温模料、中温模料、高温模料4、蜡基模料主要用矿物蜡和植物蜡配制而成，用得最广泛的蜡基模料系由（石蜡）和（硬脂酸）组成。
5、模料压注的方法：柱塞加压法活塞加压法气压法6、模料的回收方法：酸处理法活性白土处理法电解处理法7、对型壳服役性能的要求：强度、热源的稳定性、高温下的稳定性、透气性陶瓷型铸造1、陶瓷型铸造包括：（1）单一型：整个铸型全部用陶瓷浆灌注（2）复合型：型腔的工作表面由陶瓷浆灌注，背衬用型砂或金属形成。
2、陶瓷浆由耐火材料（如刚玉粉、铝钒土等）、粘结剂（硅酸乙酯水解液）、催化剂（如Ca（OH） 2 • MgO）透气剂（双氧水）等组成。
2、陶瓷浆料中加催化剂是为了改变硅酸乙酯水解液的PH值，以促使陶瓷浆料结胶。
3、为防止碳钢件热型浇注后表面脱碳，可在陶瓷型型腔表面上喷涂薄层酚醛树脂的酒精溶液。
石膏型铸造1、石膏型铸造是指主要以石膏为材料制造铸型，并使金属在此种型内成型的铸造方法。
2、根据石膏型的内部结构状态可把石膏型分为：普通石膏型，压蒸石膏型和发泡石膏型。
3石膏型精密铸造用的模样主要是熔模，也可使用气化模、水溶性模（芯）。
4、除石膏种类外，影响石膏强度的因素还有石膏的细度、水固比、水温、搅拌时间等。
金属型铸造1、属型结构型式：(1)整体金属型：无分型面，结构简单，铸件在一个型内形成，尺寸稳定性好；(2)水平分型金属型；(3) 垂直分型金属型；(4) 综合分型金属型2、金属型破坏的原因：1. 应力的叠加2. 热应力疲劳3. 铸铁生长4. 氧气侵蚀5. 金属液的冲刷6. 铸件的摩擦。
特种铸造10第十章_离心铸造
离心力场 离心力： mω2r 重力：mg 重度 m g / V g 有效重度：离心力场中旋转状 态单位体积物质上的离心力。
m r / V r
2 2
ω O M mω2r mg
r
重力系数：G / 2r / g 2r / g 或：
Gg G
•
• • •
（4） 可减少甚至不用冒口系统，降低了 金属消耗。
（5） 对于某些合金（如铅青铜等）容易 产生重度偏析。 （6） 铸件内表面较粗糙，有氧化物和聚 渣产生，且内孔尺寸难以准确控制 （7） 应用面较窄，仅适合于外形简单且 具有旋转轴线的铸件如管、筒、套、辊、轮 等的生产。
离心铸造的特点
1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面， 简化了套筒、管类铸件的生产过程。
力场一样，也会受到液体金属的压
力作用，这种压力称为离心压力。
离心压力的大小及其分布情况有其
本身的特点，现介绍如下。
图10-5 卧式离心铸造时离心压力的计算
离心压力
dr m r ddrdz dr 2 dV r ddrdz
y ω
2 2 O dr F r ddrdz 2 2 2 2 dr dr r ddrdz 2 r 2 2 dp 2 dr 2 rdr rddz r pr r 2 pr dp rdr
y
mω2r0cosα x x'
m xdx m ydy 0
2 2
B
x 2 y 2 r02
在卧式离心铸造的旋转铸型中，液体金属的 自由表面是一个绕水平转轴x的圆柱面。
•
图10-5所示为卧式离心铸造时截取液体 横断面的图形。在自由表面任取一质点M，其 质量为m，若不考虑重力场的影响，则作用在 该质点的离心力在x轴方向上的分力为X= mω2r0cosa= mω2x；在y轴方向上的分力为Y＝ mω2r0sina＝mω2y；在旋转轴方向上的分力z＝ 0。将X、Y、Z分别代入式（10-3），得 mω2x dx＋mω2y dy＝0 x 2十y2＝r02（10-7） （10-6） 将式（10-6）移项积分后，得如下方程式
离心铸造工艺流程
离心铸造工艺流程
《离心铸造工艺流程》
离心铸造是一种常见的金属铸造工艺，通过离心力使熔融金属在模具中铸造成所需的形状。
下面是离心铸造的工艺流程：
1.准备模具：首先需要制作好铸造所需的模具，这个模具一般由铸造用砂型制作而成。
2.熔融金属：将所需的金属材料熔化成液态，并且保持在合适的温度。
3.充填模具：将熔融的金属材料倒入预先准备好的模具中，此时模具通常是处于高速旋转状态的。
4.冷却凝固：在模具中的液态金属受到离心力作用时，会呈现出较高的离心冒渗能力，使得液态金属贴近壁面，从而在壁面凝固，形成定向凝固的铸件。
同时也会产生剩余气体从壁面沿离心力方向排出。
5.取出铸件：待到铸件完全冷却后，将模具停止旋转，取出已凝固的铸件。
6.后续处理：取出的铸件通常还需要进行去除毛刺、切割、打磨等后续处理工艺，最终得到符合要求的产品。
离心铸造是一种快速、高效的金属铸造工艺，其制造的铸件表
面光洁度高，尺寸精度高，且内部组织致密。
因此在航空航天、汽车、船舶等工业领域有着广泛的应用。
《离心铸造技术》课件
离心铸造工艺
1
模具制备
根据产品形状和尺寸设计模具，制作铸型，并进行表面处理以提高铸件表面质量。
2
熔炼及浇注
将金属或合金加热至熔化温度，然后通过浇注系统将熔融金属注入铸型中。
3
离心铸造的温度与压力控制
控制铸件的温度和压力，以确保铸件的质量和性能。
离心铸造产品的质量控制
缺陷检测
通过X射线检测、超声波检测等 技术，检测铸件的内部缺陷。
离心铸造广泛应用于汽车工业、航空航天工业和能源工业等领域，具有高生产效率、优秀的 组织结构和机械性能等特点。
离心铸造机
离心铸造机的分类及结构
离心铸造机可分为立式离心铸造机和卧式离心铸造 机，其结构包括炉体、浇注系统、冷却系统和控制 系统。
离心铸造机的工作原理
离心铸造机通过高速旋转的转子产生的离心力，将 熔融金属或合金注入铸型中，实现铸件的制作。
随着工业发展的需要，离心铸造 技术将持续扩大应用领域，并在 全球范围内获得更大市场份额。
结论
离心铸造技术的优势和不足
离心铸造技术具有高生产效率、优良的组织结构和 机械性能，但也存在成本较高的问题。
离心铸造技术的发展前景及应用 前景
离心铸造技术将持续发展，并广泛应用于汽车工业、 航空航天工业等领域，有着广阔的应用前景。
《离心铸造技术》PPT课 件
欢迎大家来到本次《离心铸造技术》的PPT课件。通过本次课程，将介绍离 心铸造的原理、机器、工艺、质量控制、应用领域以及市场前景。
概述
离心铸造的定义及原理
离心铸造利用离心力将熔融金属或合金注入铸型中，通过离心力的作用，使金属液充分填充 铸型空腔，形成良好的铸件。
离心铸造的应用及特点
其他工业领域
离心铸造课程设计
离心铸造课程设计一、教学目标本课程的目标是让学生掌握离心铸造的基本原理、工艺流程和应用领域。
通过学习，学生应能够理解离心铸造的物理原理，熟悉离心铸造的主要设备和工作过程，并了解离心铸造在材料科学和工程领域的应用。
此外，学生还应掌握相关的安全知识和职业道德，能够正确操作离心铸造设备，并具备一定的创新能力和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括离心铸造的基本原理、设备结构和工作流程，以及离心铸造在实际工程中的应用案例。
具体包括以下几个部分：1.离心铸造的基本原理：介绍离心铸造的物理原理，包括离心力对金属液的作用、铸件的形成过程等。
2.设备结构和工作流程：介绍离心铸造设备的主要组成部分，如离心力发生器、铸造筒、冷却系统等，并讲解整个铸造过程的工作流程。
3.应用案例：通过实际案例分析，让学生了解离心铸造在工程中的应用领域，如航空航天、汽车制造、建筑材料等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
具体包括以下几种：1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握离心铸造的基本原理和工艺流程。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解离心铸造在工程中的应用和实际操作过程。
3.实验法：学生进行离心铸造实验，让学生亲身体验铸造过程，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的离心铸造教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，直观展示离心铸造的原理和过程。
4.实验设备：准备齐全的实验设备，确保学生能够顺利进行实验操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
具体包括以下几个部分：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的练习题和案例分析，评估学生的理解和应用能力。
离心浇铸
什么是离心浇铸？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。
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。
图1 立式离心铸造示意图1-浇包 2-铸型 3-液体金属 4-皮带轮和皮带 5-旋转轴 6-铸件 7-电动机图2 卧式离心铸造示意图1-浇包 2-浇注槽 3-铸型 4-液体金属 5-端差 6-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。
离心铸造
离心铸造的应用
离心铸造主要用来大量生产管筒类铸件 大量生产管筒类铸件，如铁管、铜套、 大量生产管筒类铸件 缸套、双金属钢背铜套、耐热钢辊道、无缝钢管毛坯、造纸 机干燥滚筒等，还可用来生产轮盘类铸件 生产轮盘类铸件，如泵轮、电机转 生产轮盘类铸件 子等。
离心铸造
名词解释： 名词解释：
是将液体金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心 力作用下凝固成形的铸造方法。
应用范围： 应用范围：
广泛用于生产管、套类铸件，如铸铁管、铜套、汽 缸套、双金属轧辊、滚筒、耐热钢管道、特殊钢无 缝钢管毛坯等。
离心铸造的特点
1）铸件在离心力作用下结晶，组织致密，无缩孔、 缩松、气孔、夹渣等缺陷，力学性能好。 2）铸造圆形中空铸件时，可省去型芯和浇注系统， 简化了工艺，节约了金属。 3）便于制造双金属铸件，如钢套镶铸铜衬，其结合 面牢固、耐磨，可节约铜合金。 4）离心铸造内表面粗糙，尺寸不易控制，需要增加 加工余量来保证铸件质量，且不适宜生产易偏析的 合金。
a)立式离心铸造 立式离心铸造
b)立式离心浇注成形铸件 立式离心浇 立式离心
c)卧式离心铸造 卧式离心铸造
1，16—浇包 2，14—铸型 3，13—液体金属 4—带轮和带 5—旋转轴 6—铸件 7— ， 浇包 ， 铸型 ， 液体金属 带轮和带 旋转轴 铸件 电动机 8—浇注系统 9—型腔 10—型芯 11—上型 12—下型 15—浇注槽 17—端盖 浇注系统 型腔 型芯 上型 下型 浇注槽 端盖
离心铸造 一、离心铸造 1、概念
将液态金属浇入高速旋转（通常为250～1500r/min） 的铸型中，使其在离心力作用下充填铸型和凝固而形成 铸件的液态成形工艺称为离心铸造。
离心铸造工艺规程
离心铸造工艺规程1型筒的预热安装好型筒涂刷好锆英粉醇基涂料的前后端盖，预热型筒。
预热温度一般在180-220℃范围之间，此时，涂料中的水分可以充分蒸发，减少气孔的产生，使涂料中粘胶剂充分发挥作用，可以防止涂料被冲刷，出现粘型筒、端盖现象。
2喷涂、挂砂喷涂喷涂压力，喷涂小车行走速度7m/s，喷涂料速度及喷涂量250g/20s，涂层厚度：小管径，大管径，型筒转速600-800转/s。
挂砂把定量的覆膜砂或石英砂放在U型槽中，把U型槽伸入铸型的轴线上，让预热到200℃左右的铸型转动，倾翻U 型槽，将覆膜砂或石英砂均匀地铺在铸型的工作面上，利用铸型热量硬化覆膜砂，覆膜砂在铸型上的厚度为。
3浇注铸型转速的选择，过低的铸型转速，会出现钢液雨淋现象，也会使铸管内出现疏松、夹渣，内表面凹凸不平等缺陷；过高的铸型转速，铸管上易出现裂纹、偏析等缺陷，也会使机器出现大的震动，磨损加剧，功率消耗过大。
2-4寸转速为850转/s，4-8寸转速为750转/s，8寸以上，转速为600-650转/s。
型筒转速修定原则：浇注不足时，降低转速；浇过时，提高转速。
浇注定量由离心铸管的内径、外径、长度、比重，确定浇注重量。
浇注浇注温度、化学成分要合格后，在浇包中按浇注定量承接浇注一根铸管的钢液，把浇注槽伸入型筒内，快速把钢液倾入浇注槽，让浇注槽出口的钢液均匀地铺在铸型的内表面上，不得有断流现象。
要求在2-5s内完成浇注，以提供足够的钢液流速。
4拔管要严格控制拔管时间、温度，拔管太早，铸管温度高，会出现弯曲和断裂现象；拔管太晚，型筒温度升高，不利于喷涂工艺进行，且降低了生产效率，同时铸管在型筒中收缩受阻，易引起裂纹。
拔管温度应在500-700℃之间。
5安全生产经常检查型筒，有无裂纹、变形、损伤等。
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离心铸造的缺点：
⑴ 铸件内自由表面粗糙，尺寸误差大，品 质差。
⑵ 不适用于密度偏析大的合金（如铅青铜） 及铝、镁等轻合金。
离心铸造的应用
• 离心铸造主要用来大量生产管筒类铸件， 如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套、 耐热钢辊道、无缝钢管毛坯、造纸机干燥 滚筒等，还可用来生产轮盘类铸件，如泵 轮、电机转子等。
• 1. 卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴或与水平线成 一定夹角（小于15℃）的轴线旋转的，如图10-1所示。 它主要用来生产长度大于直径的套筒类或管类的铸件， 在铸铁管和气缸套的生产中应用极广。
离心铸造的优点
1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表 面，简化了套筒、管类铸件的生产过程。 2.金属充填铸型的能力高。 3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出， 铸件组织较致密，缺陷较少。 10.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。 5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不 易控制。 6.可生产双金属圆柱形铸件。
比较，并以下式表示：
G＝γ'／γ＝ρω2r／ρg＝ω2r／g （10-1）
或 γ'＝Gρg＝Gγ
（10-2）
式（10-1）及式（10-2）中的比值G称重力系 数，它表示旋转状态中物质重度增大的倍数。显
然，离心铸造时，在旋转铸型中的液体金属的有
效重度也将按G的倍数增大（通常为几十倍乃至 一百多倍），在液体金属自由表面上的有效重度
一般在（2～10）×106N·m-3范围内。
总结
离心力场 重度： 有效重度： 重力系数：
g
' 2r G 2r / g
10.2.2 离心力场中液体金属自由表面的形 状
离心铸造时，不必采用型芯就可获得中 空圆柱形的铸件，这是由于浇入旋转铸型中 的液体金属，在离心力的作用下建立起来的 自由表面，冷凝后最终就成为铸件中空的内 表面。因此，对液体金属自由表面形状进行 研究是很有必要的。
10.2.2.1 立式离心铸造时的液体金属 自由表面的形成
立式离心铸造时的液体金属自由mg Z 0
由欧拉公式：
Xdx Ydy Zdz 0
m 2 xdx mgdy 0 y 2 x2
2g
M
mω2x
mg
O x0
K
x1 ω
y1
y2
在立式离心铸造的旋转铸型中，液体金属的自 由表面是一个绕垂直转轴y的回转抛物面。
第十章
离心铸造
10.1 概述
定义：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中(通常 250-1500/min)，在离心力的作用下，完成金属
液的充填和凝固成形的一种铸造方法。
• 离心铸造必须在专门的设备—离心铸造机（使铸型旋 转的机器）上完成。根据铸型旋转轴在空间位置的不 同，离心铸造机可分为卧式离心铸造机和立式离心铸 造机两种。
• （7） 应用面较窄，仅适合于外形简单且 具有旋转轴线的铸件如管、筒、套、辊、轮 等的生产。
离心铸造的特点
1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面， 简化了套筒、管类铸件的生产过程。 2.金属充填铸型的能力高。 3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出，铸 件组织较致密，缺陷较少。 4.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。 5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不易 控制。 6.可生产双金属圆柱形铸件。
•
将液体金属浇入绕垂直轴y-y旋转的铸型中，其
旋转角速度为ω，截取其轴向断面，则可得如图7-3所
示的图形。设在液体金属自由表面上任取一质点M，
• （3） 有利于铸件内液体金属中的气体和夹杂 物的排除，并能改善铸件凝固的补缩条件。因此， 铸件的组织致密，缩松及夹杂等缺陷较少，铸件 的力学性能好。
•
• （4） 可减少甚至不用冒口系统，降低了 金属消耗。
• （5） 对于某些合金（如铅青铜等）容易 产生重度偏析。
• （6） 铸件内表面较粗糙，有氧化物和聚 渣产生，且内孔尺寸难以准确控制
r
或： Gg G
•
在地心引力场中，单位体积（V）物
质所受的重力（mg）称为重度，并以γ＝
mg/V=ρg表示；同样，对于离心力场来说，
作用于旋转状态单位体积（V）物质上的离
心力γ'＝mω2r/V＝ρω2r（其中ρ为物质的密
度）。为了与地心引力场相区别，我们将γ'
称为“有效重度”。
•
将离心力场与地心引力场的重度作一
离心铸造双金属管
10.2 离心铸造原理（铸件成型特点）
10.2.1 离心力场
•
离心铸造时，旋转着的液体金属占有
一定的空间，若在这个空间中取液体金属
的任一质点M，其质量为m，旋转半径为r，
旋转角速度为ω，则在该质点上作用着离心
力mω2r。离心力的作用线通过旋转中心O，
指向离开中心的方向。它使金属质点做远
立式离心铸造
2. 立式离心铸造机的铸型是绕垂直 轴旋转的，如图10-2所示。它主要用 于生产高度小于直径的圆环类铸件， 如轮圈和合金轧辊等，有时也可在这 种离心机上浇注异形铸件。由于在立 式铸造机上安装及稳固铸型比较方便， 因此，不仅可采用金属型，也可采用 砂型、熔模型壳等非金属型。
•
由于液体金属是在旋转状态及离心力作用
下完成充填、成形和凝固过程的，所以离心铸造
具有如下一些特点：
• （1） 铸型中的液体金属能形成中空圆柱形自 由表面，不用型芯就可形成中空的套简和管类铸 件，因而可简化这类铸件的生产工艺过程。
• （2） 离心力作用，显著提高液体金属的充填 能力，改善充型条件，可用于浇注流动性较差的 合金和壁较薄的铸件。
离旋转中心的径向运动。我们可借用地心
引力场某些概念来研究离心力场中铸件的
成形特点。
离心力场
离心力： mω2r
重力：mg
重度 mg /V g
有效重度：离心力场中旋转状
O
态单位体积物质上的离心力。
m 2r /V 2r
ω
重力系数：G / 2r / g 2r / g
M
mω2r
mg
离心铸造是
将液体金属浇入旋 转的铸型中，使之 在离心力的作用下， 完成充填和凝固成 形的一种铸造方法。
根据铸型旋转轴在空间的位置
立式离心铸造 卧式离心铸造
立式离心铸造
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
主要用来生产 长度大于直径 的套筒类和管 类铸件。