离心铸造
什么是离心铸造
什么是离心铸造离心铸造是将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液在离心力的作用下充满铸型和形成铸件的技术和方法。
离心力使液体金属在径向能很好地充满铸型并形成铸件的自由表面；不用型芯能获得圆柱形的内孔；有助于液体金属中气体和夹杂物的排除；影响金属的结晶过程，从而改善铸件的机械性能和物理性能。
根据铸型旋转轴线的空间位置，常见的离心铸造可分为卧式离心铸造和立式离心铸造。
铸型的旋转轴线处于水平状态或与水平线夹角很小(4°)时的离心铸造称为卧式离心铸造。
铸型的旋转轴线处于垂直状态时的离心铸造称为立式离心铸造。
铸型旋转轴线与水平线和垂直线都有较大夹角的离心铸造称为倾斜轴离心铸造，但应用很少。
离心铸造最早用于生产铸管，随后这种工艺得到快速发展。
国内外在冶金、矿山、交通、排灌机械、航空、国防、汽车等行业中均采用离心铸造工艺，来生产钢、铁及非铁碳合金铸件。
其中尤以离心铸铁管、内燃机缸套和轴套等铸件的生产最为普遍。
对一些成形刀具和齿轮类铸件，也可以对熔模型壳采用离心力浇注，既能提高铸件的精度，又能提高铸件的机械性能。
离心铸造的优点：1）几乎不存在浇注系统和冒口系统的金属消耗，提高工艺出品率；2）生产中空铸件时可不用型芯，故在生产长管形铸件时可大幅度地改善金属充型能力，降低铸件壁厚对长度或直径的比值，简化套筒和管类铸件的生产过程；3）铸件致密度高，气孔、夹渣等缺陷少，力学性能高；4）便于制造筒、套类复合金属铸件，如钢背铜套、双金属轧辊等；成形铸件时，可借离心力提高金属的充型能力，故可生产薄壁铸件。
离心铸造的缺点：1）用于生产异形铸件时有一定的局限性。
2）铸件内孔直径不准确，内孔表面比较粗糙，质量较差，加工余量大；3）铸件易产生比重偏析，因此不适合于合金易产生比重偏析的铸件(如铅青铜)，尤其不适合于铸造杂质比重大于金属液的合金。
离心铸造工艺过程：金属过滤：有些合金液中有较多难于除去的渣滓，可在浇注系统中放各种过滤网清除渣子，如泡沫陶瓷过滤网、玻璃丝过滤网等。
离心铸造名词解释
离心铸造名词解释
嘿，你知道离心铸造吗？离心铸造啊，就像是一场金属的奇妙舞蹈！想象一下，把液态金属放入一个高速旋转的“舞台”，那场面，哇塞！（就好比把颜料倒入旋转的画板，颜料会均匀地散开）。
在这个过程中，液态金属会在离心力的作用下，紧紧地贴在“舞台”
的内壁上。
这可太神奇了呀！（就像我们跑步时汗水被甩到衣服上贴
住一样）。
离心铸造有好多优点呢！它能让铸件组织致密，质量杠杠的！（这
就好比精心打造的艺术品，精致无比）。
而且它还可以铸造出形状复
杂的铸件，那些奇奇怪怪的形状都不在话下。
（你看那些精美的雕塑，不也是形态各异嘛）。
我记得有一次在工厂里，看到工人们操作离心铸造的过程，那真是
让人惊叹不已。
（哎呀，就像看到了一场精彩绝伦的魔术表演）。
他
们熟练地将金属液倒入旋转的模具中，然后就看着铸件一点点地成型。
“哇，这也太厉害了吧！”我当时就忍不住叫了出来。
旁边的师傅笑着说：“这算啥，离心铸造的本事大着呢！”
离心铸造在很多领域都有重要的应用哦，像汽车制造啦、机械工业
啦等等。
（就像我们生活中离不开水和电一样重要）。
它为我们的生
活带来了很多便利和惊喜。
总之呢，离心铸造就是这样一个神奇又厉害的工艺，它就像是金属世界里的一颗璀璨明星，照亮了我们的生活！。
离心铸造工艺流程
离心铸造工艺流程离心铸造是常见的一种金属件制造工艺，适用于生产外形复杂、尺寸精度要求较高的零件。
下面将介绍离心铸造的工艺流程。
离心铸造工艺流程主要包括模具制备、熔炼金属、浇注、冷却、脱模和后处理等步骤。
首先是模具制备。
根据所需铸造零件的形状和尺寸，制作相应的模具。
一般情况下，模具制备需要非常精细的加工和装配，确保模具能够精确地复制原型零件的形状。
接着是熔炼金属。
将金属原料放入熔炉中进行加热，使其达到熔点并保持在液态。
熔炼金属的温度和成分要根据具体材料要求进行控制，以确保最终产品的质量。
然后是浇注。
将熔化的金属倒入模具中，通常是通过一个喷嘴或者浇口进行浇注。
在浇注过程中，金属液体会受到离心力的作用，沿着模具的壁厚分布均匀，确保铸件的尺寸一致性和形状精度。
接着是冷却。
浇注完成后，模具会慢慢冷却。
冷却过程中，金属液体会逐渐凝固并形成固态金属零件。
冷却时间会根据不同材料的性质和零件尺寸来确定，以确保零件能够充分凝固而不产生缺陷。
然后是脱模。
当金属零件完全冷却后，可以将模具打开，取出铸件。
脱模时需要小心操作，以防止损坏铸件表面和内部结构。
最后是后处理。
脱模后的铸件通常会有一些表面缺陷，如凸起、毛刺等。
这时需要进行清理和修整，使零件表面光滑。
另外，还需要进行热处理、机加工等后续工艺，以满足零件的使用要求。
总的来说，离心铸造工艺流程相对复杂，包含多个关键步骤。
每个步骤都需要严格控制和合理操作，以确保最终产品的质量。
离心铸造作为一种重要的金属件制造工艺，广泛应用于汽车、航空航天、能源等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
离心铸造原理
离心铸造原理
离心铸造是一种利用离心力将金属液体注入模具进行凝固成型的铸造工艺。
它是一种高效、高精度的铸造方法，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。
离心铸造原理是指利用离心力将金属液体从中心向外辐射，使金属液体在模具内壁上形成均匀的凝固层，从而获得高质量的铸件。
在离心铸造过程中，首先需要准备好模具和金属液体。
模具通常由耐高温材料制成，能够承受金属液体的高温。
金属液体则需要经过熔炼和脱气处理，以确保其纯净度和流动性。
一旦准备就绪，金属液体就会被注入到旋转的模具中。
当金属液体被注入到旋转的模具中时，离心力会使金属液体向外辐射，形成一个旋转的液体层。
由于离心力的作用，金属液体在模具内壁上形成了一个均匀的凝固层。
这种均匀的凝固层能够确保铸件的密度和结构均匀，从而提高了铸件的质量和机械性能。
除了提高铸件的质量外，离心铸造还可以实现一次成型，减少了后续加工的工序。
这不仅提高了生产效率，还降低了生产成本。
因此，离心铸造在现代工业生产中具有重要的地位和作用。
总的来说，离心铸造原理是利用离心力将金属液体注入模具进行凝固成型的铸造工艺。
它能够提高铸件的质量和机械性能，同时也能够提高生产效率和降低生产成本。
因此，离心铸造在现代工业生产中具有广阔的应用前景。
离心铸造
设液体金属绕垂直轴y－y旋转，其角速度为w， 截取其径向端面，如图5所示。自由表面上任一液点 质点M（x，y）
13
图5 立式离心铸造时金属液径向断面上的自由表面
第一节 铸件在离心力场中的成形特点 由水力学中的欧拉方程：
dP ( Xdx Ydy Zdz)
Pr
2
2
r
r0
d (x2 y2 )
2
2
r
r0
dr 2
2
2
( r 2 r0 ) （式6）
33
2
第一节 铸件在离心力场中的成形特点 此即为旋转金属液中旋转半径为r处的金属液中的 离心压力计算式。
在r＝R处（铸件外表面）， PR
2
2
( R 2 r0 )（式7）
39
第一节 铸件在离心力场中的成形特点 （1）由重力场中，异相质点上浮、下沉速度VZ可由 斯托克斯公式表示：
VZ d 2 ( 1 2 ) g / 18
（11）
式中，d－异相质点直径 ρ1， ρ 2－异相质点与金属液主体的密度。 η—金属液动力粘度系数
可类比重度：ρg。
10
第一节 铸件在离心力场中的成形特点 （2）重力系数 G= ρw2r/ ρg= w2r/ g 离心铸造时，金属的有效重度常比其重度大几十 倍至一百多倍。其自由表面的有效重度最小。
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图4 离心力场示意图
第一节 铸件在离心力场中的成形特点 二、离心力场中液体金属自由表面的形状 （自由表面：与空气接触的等压面。） （一）立式离心铸造时液体金属自由表面形状
P下 P上 gh
（式8）
离心铸造工艺流程
离心铸造工艺流程离心铸造是一种在离心力场中熔融金属液态成型的方法，其工艺流程如下：1.准备阶段：在此阶段，需要准备离心铸造所需的设备，包括离心机、熔炼炉、模具等。
同时，还需要准备所需的金属材料，如铁、铜等。
此外，还需要准备一些辅助材料，如石墨、聚乙烯等。
2.熔炼阶段：在熔炼炉中，将金属材料加热至熔点，形成金属液态。
在此过程中，需要控制加热速度和温度，以确保金属液态的质量。
3.浇注阶段：当金属液态达到所需的质量和温度时，将其倒入离心机的模具中。
此时，离心机启动，使金属液态在离心力场中均匀分布。
4.成型阶段：在离心力场的作用下，金属液态逐渐冷却并成型。
在此阶段，需要控制离心机的转速和冷却时间，以确保铸件的质量。
5.脱模阶段：当铸件完全冷却后，可以关闭离心机，将铸件从模具中取出。
此时，需要对铸件进行清洗和去除残余物。
6.后处理阶段：在此阶段，可以对铸件进行热处理、机械加工等处理，以提高其机械性能和使用性能。
需要注意的是，离心铸造的工艺流程并不是一成不变的，可以根据不同的铸件类型和要求进行调整和优化。
同时，离心铸造也存在一些缺点，如铸件质量不稳定、生产效率低等，需要在实践中不断改进和完善。
此外，在进行离心铸造时需要注意以下几点：1.在准备阶段需要认真检查设备和材料，确保其质量和安全性。
2.在熔炼阶段需要控制加热速度和温度，防止金属液态氧化和过热。
3.在浇注阶段需要注意金属液态的温度和流量，防止出现气孔和夹渣等缺陷。
4.在成型阶段需要控制离心机的转速和冷却时间，防止铸件出现裂纹和变形等缺陷。
5.在脱模阶段需要小心操作，防止铸件损坏或变形。
6.在后处理阶段需要根据铸件类型和要求进行相应的处理，以提高其机械性能和使用性能。
总之，离心铸造是一种比较复杂的工艺方法，需要操作人员具备较高的专业知识和技能水平。
同时，也需要严格控制工艺参数和操作规程，以确保铸件的质量和安全性。
离心铸造的原理和方法
离心铸造的原理和方法离心铸造，这可是个超厉害的工艺呢！你知道吗，它就像一位神奇的魔法师，能把金属变成各种精美的形状。
离心铸造的原理其实并不复杂。
简单来说，就是利用离心力的作用，让液态金属在高速旋转的模具中成型。
就好像我们在游乐场玩的旋转飞椅，当它快速旋转起来的时候，我们会感觉到有一种向外的力量。
离心铸造就是利用了这种力量，让液态金属在模具中均匀地分布，从而形成一个完整的铸件。
在离心铸造的过程中，首先要准备好模具。
这个模具就像是一个容器，用来容纳液态金属。
模具的形状和尺寸决定了铸件的形状和大小。
然后，将液态金属注入模具中。
当模具开始高速旋转时，液态金属就会在离心力的作用下，向模具的内壁流动。
由于离心力的作用，液态金属会在模具内壁上形成一层均匀的金属层。
随着液态金属的不断注入和模具的持续旋转，这个金属层会越来越厚，最终形成一个完整的铸件。
离心铸造的方法有很多种呢！其中，最常见的是卧式离心铸造和立式离心铸造。
卧式离心铸造就像是一个长长的圆筒，模具水平放置在里面。
液态金属从一端注入，在模具的旋转作用下，向另一端流动，最终形成一个长长的铸件。
而立式离心铸造则是模具垂直放置，液态金属从上面注入，在重力和离心力的共同作用下，向下流动，形成一个圆形的铸件。
你想想看，离心铸造是不是很神奇呢？它可以制造出各种各样的铸件，从小小的零件到巨大的管道，都不在话下。
而且，离心铸造的铸件质量非常好，因为液态金属在离心力的作用下，会变得更加致密，从而提高了铸件的强度和硬度。
离心铸造还有一个很大的优点，就是可以节省材料。
由于液态金属在模具中均匀分布，所以可以减少铸件中的缩孔和疏松等缺陷，从而提高了材料的利用率。
而且，离心铸造还可以实现自动化生产，大大提高了生产效率。
总之，离心铸造是一种非常先进的铸造工艺，它具有很多优点。
它就像一个神奇的魔法，能把液态金属变成各种精美的铸件。
相信在未来，离心铸造会越来越广泛地应用于各个领域，为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
离心铸造基本原理
离心铸造基本原理
离心铸造是一种利用离心力将液态金属注入母模中进行凝固形成的铸造工艺。
其基本原理是通过高速旋转的铸造设备，使液态金属沿着铸型的圆周方向飞出，并在离心力的作用下，在母模内部凝固成型。
具体的工艺流程是：首先，将液态金属倒入铸造设备的料盆中；随后，通过电机带动料盆高速旋转，使液态金属受到向外的离心力；同时，通过喷嘴将液态金属喷入母模内，铸态金属在离心力的作用下，沿着母模的圆周方向快速飞出，并在飞出的过程中逐渐凝固成型；最后，待铸态金属完全凝固后，停止旋转，取出已凝固的铸件进行后续处理。
离心铸造的基本原理可总结为以下几点：
1. 利用离心力：离心铸造是通过高速旋转的铸造设备产生的离心力，将液态金属沿着铸型的圆周方向飞出。
离心力的大小与旋转速度及设备的几何形状有关。
2. 快速凝固：在离心力的作用下，液态金属以较高的速度飞出并逐渐凝固成型。
离心铸造能够实现较快的凝固速度，可得到细密、均匀的铸件组织。
3. 母模结构：母模是离心铸造中的铸造型腔，其结构通常为圆筒形，并根据需求设计成不同几何形状。
母模内表面质量直接影响铸件的外形和表面质量。
离心铸造具有高生产效率、细密度高、无砂芯等优点，可用于生产中小型、高精度的铸件，常用于制造航空航天、汽车、轨道交通等领域的零部件和叶轮等产品。
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，通过离心力将熔化的金属注入模具中，使金属在模具内部凝固成型。
离心铸造流程主要包括模具制备、熔炼金属、注浆、离心铸造和后处理等环节。
首先，模具制备是离心铸造的第一步。
在进行离心铸造前，需要根据产品的形状和尺寸制作相应的模具。
模具的设计和制造需要根据产品的要求和工艺特点进行合理布局，确保产品的成型质量。
模具制备的质量直接影响着最终产品的质量和成型效果。
其次，熔炼金属是离心铸造的关键环节。
选择合适的金属材料，进行熔炼和炉前处理，确保金属液的纯净度和温度符合要求。
在熔炼过程中，需要控制好金属的化学成分和温度，以保证产品的力学性能和表面质量。
接下来是注浆环节。
将熔化的金属液注入模具中，通过离心力使金属液充分填充模具腔体，确保产品的成型完整性和表面光洁度。
注浆过程需要控制好注浆速度和压力，避免产生气孔和缺陷，提高产品的密实度和机械性能。
然后是离心铸造环节。
在注浆完成后，将模具放置在离心机上进行旋转，利用离心力使金属液在模具内部凝固成型。
离心铸造过程中，需要控制好离心机的转速和时间，确保产品的成型精度和表面质量，避免产生变形和裂纹。
最后是后处理环节。
将成型的产品进行去除毛刺、修磨、清洗、热处理等工艺，以提高产品的表面光洁度和机械性能。
后处理过程需要根据产品的要求和用途进行合理安排，确保产品的质量和性能达到要求。
总的来说，离心铸造流程包括模具制备、熔炼金属、注浆、离心铸造和后处理等环节。
每个环节都需要严格控制，确保产品的质量和性能。
只有在每个环节都做到位，才能生产出优质的离心铸造产品。
《离心铸造技术》课件
06 离心铸造技术的未来发展
离心铸造技术的研究方向
1 2 3
新型材料研究
随着新材料的发展，离心铸造技术将更多地应用 于新型材料的制备，如高强度轻质材料、高温合 金等。
工艺参数优化
进一步研究离心铸造过程中的工艺参数，如转速 、浇注温度、模具温度等，以提高铸件的质量和 性能。
智能化与自动化
结合先进的信息技术和自动化技术，实现离心铸 造过程的智能化和自动化，提高生产效率和产品 质量。
在离心铸造过程中，铸型的旋转速度和金属液的温度、成分等都会影响铸件的质 量和性能。
02 离心铸造工艺流程
铸型准备
01
02
03
铸型材料选择
根据铸件材质和尺寸选择 合适的铸型材料，如砂、 粘土、金属等。
铸型制作
根据铸件形状和尺寸制作 铸型，确保铸型结构合理 、易于脱模。
铸型预热
在离心浇注前对铸型进行 预热，以提高金属液的流 动性，减少铸件产生气孔 、缩孔等缺陷。
离心铸造在航空航天领域的应用
航空发动机涡轮叶片
01
离心铸造技术用于生产航空发动机涡轮叶片，能够提高产品的
耐高温性能和抗疲劳性能。
航天器结构件
02
离心铸造技术也应用于航天器结构件的生产，如火箭发动机喷
嘴和卫星支架等。
航空航天紧固件
03
离心铸造技术生产的紧固件具有高强度、高疲劳寿命等特点，
广泛应用于航空航天领域。
离心铸造在其他领域的应用
石油和天然气工业
离心铸造技术用于生产石油和天然气工业中的高 压阀门和管件，能够承受恶劣的工作环境。
船舶工业
离心铸造技术也应用于船舶工业中，如船用发动 机零件和船舶结构件的生产。
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。
离心铸造工艺技术
离心铸造工艺技术离心铸造工艺技术是一种常用的铸造方法，它能够生产出高质量的铸件。
下面就来介绍一下离心铸造工艺技术。
离心铸造技术是指将液态金属（通常为钢、铁、铝等）倾倒到中空模具中，通过模具的旋转，并且借助离心力，使金属液体在模具壁上获得初次凝固，进而形成铸件。
相对于传统的铸造工艺，离心铸造技术具有以下几个优势：首先，离心铸造工艺能够获得高质量的铸件。
由于离心力的作用，金属液体在模具壁上获得初次凝固，形成细小而均匀的晶粒结构，从而提高了铸件的强度和韧性。
同时，由于离心铸造工艺可以采用自由冷却或快速冷却的方式，使得铸件的缩孔和疏松等缺陷减少，从而进一步提高了铸件的质量。
其次，离心铸造工艺能够生产多种形状的铸件。
传统的铸造工艺往往受到模具形状的限制，而离心铸造工艺则不存在这一问题。
只需将液态金属倾倒到中空的模具中，通过模具的旋转就可以获得不同形状的铸件。
这为生产复杂形状的零件提供了可能，使得离心铸造工艺得到广泛应用。
第三，离心铸造工艺生产效率高。
离心铸造工艺通常可以实现连续生产，且生产周期短。
铸件的制造过程比较简单，只需将液态金属导入到模具中，并通过旋转使金属液体在模具壁上凝固。
相比之下，其他铸造工艺的凝固时间通常较长，需要经过砂型制备、浇铸和冷却等多个阶段，因此生产效率较低。
最后，离心铸造工艺技术适用范围广。
它可以用于生产钢铁、铝、铜等不同金属的铸件，且可以生产大尺寸的铸件。
离心铸造技术还可以用于制造涡轮叶片、汽轮机转子、船舶螺旋桨等高速转动的零件，其制造的铸件在高速旋转条件下具有较高的安全性和稳定性。
总之，离心铸造工艺技术是一种先进的铸造方法，它能够获得高质量、多样性、高效率以及适用范围广的铸件。
随着工艺的不断改进和发展，离心铸造技术在各个领域的应用将越来越广泛。
离心铸造的优缺点及应用
离心铸造的优缺点及应用离心铸造是一种常见的金属加工工艺，它通过离心力将熔融金属注入模具中，然后在高温下冷却凝固，最终得到所需的零件或产品。
离心铸造具有许多优点和缺点，同时也有广泛的应用。
优点：1.高精度：离心铸造可以制造出高精度的零件和产品，因为它可以消除气泡和其他缺陷，从而提高了产品的质量和可靠性。
2.高效率：离心铸造可以在短时间内生产大量的零件和产品，因为它可以同时制造多个模具，从而提高了生产效率。
3.节约材料：离心铸造可以最大限度地利用原材料，因为它可以将金属材料注入模具中，从而减少了浪费。
4.适用范围广：离心铸造可以制造各种形状和大小的零件和产品，从小到大，从简单到复杂，都可以通过离心铸造来实现。
缺点：1.成本高：离心铸造需要大量的设备和工具，因此成本较高，这可能会影响到产品的价格和市场竞争力。
2.技术要求高：离心铸造需要高度专业化的技术和经验，因此需要专业的技术人员来操作和管理，这可能会增加企业的人力成本。
3.质量不稳定：离心铸造的质量可能会受到许多因素的影响，如温度、压力、模具等，因此需要严格的质量控制和管理。
应用：1.航空航天：离心铸造可以制造出高精度、高强度的航空航天零件和产品，如涡轮叶片、发动机零件等。
2.汽车工业：离心铸造可以制造出各种汽车零件和产品，如发动机缸体、曲轴、齿轮等。
3.能源工业：离心铸造可以制造出各种能源设备和零件，如涡轮发电机、燃气轮机等。
4.医疗器械：离心铸造可以制造出各种医疗器械和设备，如人工关节、牙科设备等。
离心铸造是一种重要的金属加工工艺，它具有许多优点和缺点，同时也有广泛的应用。
在未来，随着科技的不断发展和进步，离心铸造将会得到更广泛的应用和发展。
离心铸造实验
离心铸造实验一．实验目的特种铸造是指砂型铸造以外的其它铸造方法，离心铸造是其中的方法之一。
将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使其在离心力的作用下充填铸型后凝固形成铸件的工艺称为离心铸造。
离心铸造的主要特点是：（1）生产空心旋转体铸件时，可省去型心和冒口。
（2）补缩条件好，铸件组织致密，力学性能好。
（3）铸件内孔表面粗糙，尺寸误差大。
（4）不适用于密度偏析大的合金。
二．实验原理离心铸造属于特种铸造。
其特点在于金属液浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下成形、凝固而获得铸件。
分类方法有多种，我国常用的是按照旋转轴位置分类，分为水平（或卧室）离心铸造和垂直（或立式）离心铸造。
为获得更好的铸件，在水平离心铸造中，水平旋转轴并非完全水平，而是和水平有很小的倾角，它仍归于水平离心铸造范围内。
离心铸造用铸型可用不同材料制成，按其分类有：金属型、带耐火层的金属型、砂型以及像石膏、石墨等其它材料制作的铸型等均可在离心铸造工艺中应用。
立式离心铸造可浇注小尺寸的铸件。
二. 实验内容（1）了解离心铸造的基本概念、工艺过程、特点及适用范围。
（2）了解离心铸造机的基本结构、工作原理和操作方法。
（3）了解离心铸造中常见的铸造缺陷及防止措施。
三．实验设备及材料1.HW型离心铸造机，2.电阻炉，热电偶，温控仪表。
3.共晶成分锡—铅合金（Sn—37％Pb）或亚共晶成分锡铅合金（Sn —10％Pb）。
5.钢尺，浇注工具等四．实验过程（1）将螺旋型橡胶模具分若干次放入离心机中固定，关闭安全门。
（2）将共晶成分锡-铅合金（Sn-37％Pb）或亚共晶成分锡铅合金（Sn-10％Pb）加热，温度范围为150℃至400℃。
（3）设定离心铸造机的转数（450转／分以内）及旋转时间，开启离心铸造机。
（4）定量浇注锡铅合金，让其在离心力的作用下充型，停机冷却后取出铸件，观察浇注结果。
(5) 改变离心机的转数，重复浇注铸件，观察充型效果的变化。
五．工艺参数选择及结果分析（1）离心铸造有何优越性和局限性？（2）圆筒形铸件宜选用哪种离心铸造机？。
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，它通过离心力将金属液体注入模具中，使其在模具内部形成所需的形状。
离心铸造工艺流程包括模具制备、熔炼金属、注入模具、冷却凝固、脱模等多个步骤，下面我们来详细介绍一下离心铸造的工艺流程。
首先，模具制备是离心铸造的第一步。
在进行离心铸造之前，需要根据所需产品的形状和尺寸制作模具。
模具通常由金属材料制成，它可以承受高温和高压，确保铸造过程中不变形。
模具的制备需要精密的加工工艺，以确保最终铸件的形状和尺寸精准。
其次，熔炼金属是离心铸造的关键步骤之一。
在进行离心铸造之前，需要将所需的金属材料进行熔炼，使其成为流动状态。
熔炼金属需要严格控制温度和成分，以确保铸件的质量。
一旦金属熔化达到要求，就可以进行下一步的工艺流程。
接着，注入模具是离心铸造的核心步骤。
在金属熔炼完成后，需要将其注入到预先制备好的模具中。
注入模具时，需要控制注入速度和压力，以确保金属液体充分填充模具的每一个角落，避免产生气孔和缺陷。
注入模具后，金属液体将在模具内部冷却凝固，形成铸件的初步形状。
随后，冷却凝固是离心铸造的重要环节。
在金属液体注入模具后，需要等待一定的时间让其冷却凝固。
冷却凝固的过程中，金属内部结构逐渐形成，同时释放出大量的热量。
冷却凝固时间的长短会影响铸件的质量和性能，需要根据具体情况进行合理控制。
最后，脱模是离心铸造的最后一步。
在铸件冷却凝固完成后，需要将其从模具中取出。
脱模需要小心操作，以避免对铸件造成损坏。
一旦铸件脱模成功，就可以进行后续的清理和加工工艺，最终得到符合要求的成品。
综上所述，离心铸造工艺流程包括模具制备、熔炼金属、注入模具、冷却凝固、脱模等多个步骤。
每个步骤都需要严格控制工艺参数，以确保最终铸件的质量和性能。
离心铸造作为一种常见的金属铸造工艺，已经在航空航天、汽车制造、船舶建造等领域得到广泛应用，为各行业的发展提供了重要支持。
_离心铸造
第三章 离心铸造
五、离心铸件在液体金属相对运动影响下 的凝固特点 在离心铸件断面上常会发现两种独特的宏 观组织，即(1)倾斜柱状晶和(2)层状偏析。
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第二节 离心铸造原理
第三章 离心铸造
1、离心铸型横断面上液体金属的相对运动及 其对铸件结晶的影响
（1）离心铸型横断面上液体金属的相对运动 离心铸造时，在铸型横断面上有两种原因
离心铸造
第三章 离心铸造
概述
离心铸造：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 下充填铸型和凝固成形的铸造方法
一、离心铸造的分类 水平离心铸造
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第一节 概述
立式离心铸造
第三章 离心铸造
金属材料工程教研室
第一节 概述
二、离心铸造的特点及应用
第三章 离心铸造
1、不用砂芯即可生产中空的铸件 2、不需要浇注系统和冒口，提高了金属的利用率。 3、提高了金属液的充型能力，有利于流动性差的和形状复杂件的充填。 4、提高了金属液的补缩能力，铸件致密，缩孔、气孔和夹杂少。 5、铸件内易形成偏析。 6、内表面比较粗糙。 7、应用场合较窄，只使用于中空铸件。 几乎一切铸造合金都可用离心铸造法生产。铸件最小内径8MM,最大直径
3M，铸件长度达8M。
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第一节 概述
§3－2 离心铸造原理 一、离心力场 重度： 有效重度： 重力系数：
第三章 离心铸造
二、离心力场中液体自由 表面的形状
1、立式离心铸造时液体金 属自由表面的形状
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第二节 离心铸造原理
第三章 离心铸造
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第二节 离心铸造原理
第四节 离心铸造工艺
第1章离心铸造
立式离心铸造时的液体金属自由表面的形成
X m 2 x Y mg Z 0
h y1 y2
由水力学欧拉公式：
Xdx Ydy Zdz 0
M mg
mω2x
m 2xdx mgdy 0
y
2
2g
O
x2 x1
K
x2
ω
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。
p0 r0
O
x
Pr
2
2
(r 2 r02 )
2
2g
(r 2 r02 )
Pmax pR
2
2g
( R 2 r02 )
•
• •
图1-5所示为截取卧式离心铸造铸型中液体 金属的横断面，其外半径为R，内孔半径为r0，旋 转角速度为ω，则在r处的离心压力为
2 2 2 2 2 pr ( r r0 ) ( r r02 ) 2 2g
y
ω A
mω2r0sinα
mω2r0
x e y O O'
α
mω2r0cosα x x'
由于重力场的影响：
B
根据水力学的液体流动的连续性原理：
从而出现圆柱形内表面向下偏移的现象。
问题？
但这种自由表面偏移的情况是不会在凝固后的铸 件内表面上遗留下来的：
1）由铸件外壁向内表面逐渐凝固→液体层厚度逐渐减小 →偏心值e逐步减小 2）液体金属温度不断降低→粘度增大→液体金属由A断面 向B断面(由B断面向A断面)的运动阻力增大→υ A与υ B的 差值减小→偏心值e逐步减小 因此，在卧式离心铸造时，液体金属自由表面偏移的现象 将随着铸件凝固过程而逐渐消失。最后，铸件的表面将不 会出现偏心。
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。
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离心铸造研究现状摘要：作为特种铸造之一的离心铸造，在现代铸造业中已经占据了十分重要的地位。
本文概括了近20年来离心铸造关键工艺技术的研究现状，总结了离心铸造的应用状况。
关键词：离心铸造；工艺技术；相关产品；研究现状。
1 离心铸造关键技术的研究现状1.1 铸型转速的计算在生产过程中，对铸型转速的确定是十分重要的，它直接影响着铸件的质量和生产的成本。
转速过低，离心力不足，易导致铸件充型不良，水平离心铸造中就会出现雨淋现象；但转速过高，不但会浪费资源，而且会使铸件产生纵向裂纹，成分偏析等缺陷。
目前对铸型转速的确定主要有5种方法[1]（1）当铸件R外/R内比值≦1.5，使用水平离心铸造时：n=β555200/（γR）½n—铸型转速(r/min)；R—铸内表面半径(m)；β—合金重度(N/m3)；γ—调整系根据材料不同取0.921.6。
（2）在绝大多数离心铸造中可以使用：n=29.9（G/R）½G—重力系数：中空冷硬轧辊75~150、缸套50~110、铜套钢管50~65、铸铁管30~75（3）当铸件R外/R内比值应≦1.15时: n=C/R½C—综合系数(g/cm-3)：铸铁7.2、铸钢7.85、黄铜8.2、铅青铜8.8~10.5、巴氏合金7.3~7.5、铝合金2.65~3.10、青铜8.4。
（4）对于立式离心铸造：n=42.3{h/(D2-d2)}½h—铸件高度(m)；D、d)铸件内孔允许的最大半径和最小半径(m)。
（5）在生产实践经验中：N=2k{Eh（R21+R22）}½N—铸型的生产转速；E—能量系数:尚需通过实践，积累经验，逐渐确定。
1.2 涂料的研究涂料及涂料工艺的改进对铸件质量的提高有极大地作用[2]。
在离心铸造生产中，金属型内表面涂敷涂料的主要作用是:降低金属型所受的热冲击、控制合金液的冷却速度、形成合理的铸件表面、使铸件容易脱模。
我国离心铸造所用的涂料多存在劳动条件差，粘砂严重，表面硬度高及涂料层不易扩散等缺点。
河北机电学院研制的以高铝土为主，并添入少量两种不同的粘结剂及微量PV A的新涂料。
通过测定3种新涂料的比重、悬浮性、触变性、烘干抗裂性、附着性、涂料硬度、发气性、高温急热抗裂性、高温强度等指标，发现其中两种由于采用了无机高温粘结剂和粒度小的耐火材料，结果提高了涂层的硬度和高温强度，使涂层开裂时间大于金属液凝固时间，有效地防止了金属渗漏，抑制了粘砂[3]；吉林省白山市科研所发现，用于热模法离心铸造的硅藻土隔热涂料中硅藻土的粒度分布状态与涂料的性能和铸件表面粗糙度有直接影响。
通过对涂料粉料颗粒分布状态的分级调配，可获得性能优良的隔热涂料[4]；对专用于风冷内燃机、风冷发动机中的风冷缸套，欧美国家用一种特殊涂料生产出的风冷缸套表面呈现“杨梅”状，即形成具有一定高度和密度的、均匀的毛刺，增大了缸体与缸套之间的结合强度和散热效果。
这一技术，我国的部分技术单位也已拥有[5]；新兴铸管股份有限公司研究表明，耐火骨料中的发气物主要是吸附水与结晶水，但经高温焙烧后，发气量会显著下降。
粘结剂发气量最低是聚合氯化铝，悬浮剂发气量最低是膨润土。
涂层的烘干温度越高，保温时间越长，发气量越小，其中在350℃保温1~2小时，可防止气孔缺陷。
此外，耐火骨的密度越大则悬浮性越差，而耐火骨的粒度越小，悬浮性越好；不同涂料的悬浮性也不同，其中海藻酸钠涂料悬浮性最好，羧甲基纤维素钠涂料次之，膨润土涂料最差[6]。
1.3 合金液中气体及杂质的控制离心铸造工艺根据自身特点，为了优化工艺，提高产品质量，充分发挥离心铸造的优点，在铸造熔炼各种金属时，要求熔炼出的金属有合适的成分、有适当的浇注温度以及高的纯净度，人们对此进行了大量的研究。
上世纪八十年代初，前苏联研究发现，正交电磁场对液态金属的除气作用效果明显。
近年来，山东工业大学开展了电磁搅拌对铝钛硼合金净化的研究，结果表明电磁搅拌对金属液除杂的作用巨大、效果明显，除杂率可达90%以上。
虽然这些研究没有直接在离心铸造中进行，但对离心铸造中合金液的净化提供了宝贵的指导作用[7]。
1.4 细化晶粒及控制成分偏析的研究铸件性能的好坏是由铸件本身的成分、组织结构决定的，离心铸件也是如此。
由于离心铸件的偏析较为严重，所以对离心铸件成分均匀化及减少偏析的研究一直都是焦点问题。
电磁离心铸造既保留了普通离心铸造组织致密、缩松及气孔少等优点，又可通过电磁搅拌作用，改变普通离心铸造中的粗大柱状组织为均匀的等轴晶组织，并使第二相均匀分布，减轻成分偏析。
贺幼良等人对电磁离心铸造工艺、凝固的力场分析及有限元法对电磁离心凝固过程熔体的流动和传热进行耦合分析，建立了物理参数G/R和GR(G是温度梯度，R是界面生长速度)与金属凝固组织之间的关系。
并通过计算这两个物理参数的值，对电磁离心铸件的凝固组织进行了定性分析，较为准确地预测出铸件凝固时组织的变化[8]；沈阳工业大学对离心铸造铅青铜偏析进行了研究，结果发现，混合稀土能促进铅在整个合金中的均匀分布。
但是混合稀土的加入量过少，防止铅偏析的效果不明显，加入量过多又会引起合金氧化、流动性降低、操作困难等问题，其通过实验确定了牌号为ZCuPb15Sn7的铅青铜合金，混合稀土适宜加入量为0.5%[9]；西安理工大学用离心铸造与重力金属型铸造对比的方法，证明了离心铸造的白口铁基体比重力铸造含更多的细化等轴晶，并且白口铁的共晶产物(莱氏体+碳化物)少于静力金属型铸造的白口铁，其中离心铸造白口铁中的碳化物呈板块状，而屈氏体进一步得到细化，从而使铸件的力学性能高于重力金属型铸件，尤为韧性最为明显[9，10]。
1.5 电磁离心铸造的研究近年来，电磁离心铸造已经越来越受到人们的关注，电磁离心铸造是指一种能有效改善离心铸件组织及性能的新工艺，即在离心铸造过程中对液态金属进行电磁搅拌。
东北大学贾光霖等人建立了电磁离心铸造中液态金属的速度分布方程，并且分析了成分不同的液相和游离固相的运动规律，得出在电磁离心铸造中，液态金属受电磁力与离心力的交互作用，而且在铸件凝固的界面前沿存在着强烈的冲刷。
这种冲刷使合金液中各相间及异相质点与基体之间由于在电磁特性上的差别，呈现出不同的运动规律，因而可以控制它们的偏析程度[11]。
清华大学对外加磁场的离心铸造高速钢轧辊组织及性能进行了研究，运用XRD、SEM等手段发现外加磁场后，铸件中残留奥氏体的含量明显降低，特别在外加磁场为0.15 T 时，残留奥氏体的含量达到最低。
此外，随着磁场强度的增加，碳化物数量增多且更细小、弥散，进而提高了铸件的硬度[12]。
2 离心铸造技术的应用现状2.1 垂直离心铸造的应用离心铸造按照铸型旋转轴位置的不同，可以分为水平(卧式)离心铸造与垂直(立式)离心铸造两类。
在我国水平离心铸造发展较为广泛，其相关技术与产品也较垂直离心铸造更为完善与丰富。
而近些年，随着离心铸造技术的日新月异，垂直离心铸造也得到了发展。
上海大隆铸锻厂对垂直离心铸造工艺进行了研究，并在所形成的理论基础上进行了0Cr25Ni6Mo2N双相不锈钢叶轮、3Cr24Ni7SiNRE 为材料的还原罐封头的生产。
铸件的成品率高达80%以上，成本大幅降低，铸件质量显著提高[13]；钛合金具有重量轻、强度高、兼容性好等优点而被用于航天、军工等领域中。
但是它的制造和加工费用昂贵，限制了其在各个领域的广泛使用，为了降低钛合金的生产成本，利用立式离心铸造是一种行之有效的方法。
哈尔滨工业大学吴士平等首先对国内外钛合金离心铸造做了总结，之后对石墨型Ti合金立式离心铸造中熔体横截面的变化规律，以及旋转方向对充填顺序进行研究，指出在离心力场下，柯氏力对熔体运动方向的改变影响非常大，当熔体填充到最远端时，由正向填充转为反向填充。
分别讨论了横浇道内侧有、无内浇道两种情况下的熔体填充过程[14]；哈尔滨工业大学对立式离心铸造钛合金熔体填充量进行了数值模拟与试验研究，证明了填充量随离心转速的增加而增加，但是转速过高却会导致熔体填充量的下降，此外，横浇道的截面积对填充量的也有影响[14，15]；河南科技大学对立式离心铸造的缩松锁孔进行了数值模拟，并将理论判据应用到软件中发现采用半球形冒口钛铝合金铸件缩松锁孔少于锥形冒口的铸件，研究结果为钛合金产品在垂直离心铸造中的推广奠定了基础[15]。
2.2 离心铸造功能梯度材料功能梯度材料(Functionally Graded Materials，简称FGM)是指构成材料的要素(组成、结构)沿厚度方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化，从而使材料性质和功能也呈梯度变化的一种新型材料。
利用离心铸造中的离心力可以较容易的生产出功能梯度材料。
吉林工业大学于思荣等对此进行了详细的总结及实验研究指出，利用离心铸造法制备梯度功能材料的发展、现状及热点问题。
其中对强化相质点梯度分布控制数学模型的研究、离心铸造的梯度功能材料的实验研究做了详细的介绍[16]；武汉科技学院对离心铸造Al2Fe合金梯度功能材料的温度场、初生相浓度场进行了数值模拟，最后通过模拟结果及图像得出结论:随着转速增大，离心半径越大，初生相浓度越高；随着离心半径增大，初生相浓度增大，组织呈现梯度变化[17]。
2.3 离心铸造复合材料复合材料(Composite materials)，是以一种材料为基体(Matrix)，另一种材料为增强体(reinforce2ment)组合而成的材料。
各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
传统的金属基复合材料(MMCs)具有制造成本低、良好的力学、物理性能等优点。
自1984年平井敏雄等用化学气相沉积法(CVD)制备出C2SiC功能梯度复合材料以来，人们就开始了用离心铸造法制造复合材料的研究。
重庆大学王开等将惰性气体保护搅拌铸造法的复合材料制备方法与离心铸造成型技术结合起来，制备出增强颗粒具有连续梯度分布的复合材料盘状件，将对离心铸造SiCp/ZL104复合材料盘状件组织与性能进行了研究，测量了在径向不同位置的试样的孔隙率、密度、硬度和增强颗粒体积分数。
试验结果表明，将复合材料复合铸造法与离心铸造成形技术相结合后，可在复合材料界面结合良好的情况下，实现部分SiC增强颗粒沿径向方向上的联系梯度分布，同时降低复合材料的孔隙率，提高材料致密度，增加材料洛氏硬度[18]2.4 离心铸造小口径厚壁铸管南京工程学院与南京绿洲机械厂合作利用离心铸造的方法成功的制造出外径80 mm内径45 mm长1000 mm的小口径厚壁ZG1Cr18Ni9Ti不锈钢铸管。
在生产过程中，他们还自己设计了离心机与铸型，定制了与铸件对应的铸造工艺[19] 3 结论综上所述，离心铸造作为一种传统的特种铸造技术，具有其他铸造技术不可替代的优点，如不需砂芯即可获得中空铸件、金属液利用率高、铸件组织致密、易于生产梯度材料等。