离心铸造基础知识
离心铸造工艺
离心铸造工艺
离心铸造工艺是一种金属铸造工艺，利用离心力将熔融金属填充到铸型中，以形成铸件。
离心铸造工艺的优点如下：
●提高铸件的精度和机械性能。
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。
●提高工艺出品率。
离心铸造工艺几乎不存在浇注系统和冒口系统
的金属消耗。
●降低浇注温度。
离心铸件大多为管状、套状、环状件，金属液充
型时遇到的阻力较小，又有离心压力或离心力加强金属液的充型能力，故离心铸造时的浇注温度可较重力浇注时低5~10 ℃。
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！。
离心铸造工艺参数(精)
金属液在重力作用下最易使质点下掉，该点的圆周线速度可能最小。
如果mω2r0≥mg的条件不能被满足，则在浇注时会出现金属液滞留在铸型底部滚动（见图3a），或出现雨淋现象(见图3b)，不能成形。
铸型转速低,铸件也易出现疏松、夹渣、内表面凹凸不平等缺陷。
（3）过高的转速，除能产生很大的凝固压力外，会带来许多负面效应，如增加能耗、提高了对铸型和离心机设计制造的要求、使铸件产生纵向裂纹、金属液更易偏析、使用砂型时更易产生粘砂、胀砂等缺陷。
分析结论：在确定离心铸造铸型转速时，原则是在保证铸件质量前提下，选取最低的铸型转速。
（3）过高的转速，除能产生很大的凝固压力外，会带来许多负面效应，如增加能耗、提高了对铸型和离心机设计制造的要求、使铸件产生纵向裂纹、金属液更易偏析、使用砂型时更易产生粘砂、胀砂等缺陷。
分析结论：在确定离心铸造铸型转速时，原则是在保证铸件质量前提下，选取最低的铸型转速。
思考：铸型转速的确定原则？ 2.铸型转速的确定方法在实际生产中可采用各种经验公式和图表来确定铸型的转速。
但由于产生条件不同（指生产铸件种类不同），各经验数据都有较大的局限性。
故在实际生产时可参考选用，并根据所生产出的铸件实际情况，进行调整。
（1）根据铸件内表面有效重度计算铸型转速； （2）根据重力系数计算铸型转速； （3）根据综合系数计算铸型转速；（4）根据非金属铸型可能承受的最大离心力计算铸型转速； （5）根据铸件内孔上下允差计算铸型转速。
（1）根据铸件内表面有效重度计算铸型转速JI.C.康斯坦丁诺夫认为，不管液体金属种类如何，只要铸件内表面有效重度达到3.4×106N/m ，就能保证得到组织细密的离心铸造件。
铸型转速用下式计算：式中 n —铸型转速（r/min ）； R —铸件内表面半径（m ）； γ—合金重度（N/m3）； β—调整系数（按表1选取）。
此公式适用于水平离心铸造，且铸件R 外/R 内比值应不大于1.5。
浅谈离心铸造的应用及其特点
浅谈离心铸造的应用及其特点铸造是一种液态金属成型的方法。
铸件已广泛应用于各工业部门和日常生活中，是管套类及盘环类构件的最佳成型手段，离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法，本文主要介绍离心铸造的发展过程，分类，工作原理特点及在加工中的铸造缺陷和应对方法加以简介。
标签：离心铸造；铸造缺陷；特种铸造；离心铸造机1 铸造方法的简介铸造是一种液态金属成型的方法。
铸造的方法有很多种，最广泛的应用是砂型铸造，随着现代工业技术水平的不断发展及人类社会对其应用的需要，对铸造技术提出了一系列新的，更高的要求，归纳起来，主要有以下三方面：（1）不仅要求铸件的生产批量增大，而且更加追求其质量的提高，如提高铸件的表面光滑成度，及尽量减少各种类型的铸造缺陷；（2）尽量简化其工艺步骤，提高其生产效率，提高其自动化在造型中所占的比例，降低工人劳动强度；（3）把金属材料的消耗降到最低，降低生产成本。
为了实现上述目地，近些年来，人们将传统铸造工艺与现代科学技术成果相结合的基础上，又发明了多种铸造方法，为了和传统的砂型铸造方法作以区分，除了传统砂型方法外，都称之为特种铸造方法。
常见的铸造方法介绍：1）失腊铸造；2）金属型铸造；3）低压铸造；4）离心铸造；5）陶瓷型铸造；6）压力铸造；7）消失熔铸造；8）磁型铸造等。
特种铸造在其造型所使用的材料，方法以及模具上都和传统的砂型铸造有着很大的不同，本文主要对离心铸造方法及铸造机加以介绍。
2 离心铸造机的发展过程及现代应用离心铸造从发明到现在以有七八十年的历史了，直到上世纪初才逐步推广于工业生产。
直到40年代初期我国才开始运用离心铸造方法来生产铸铁管。
而在现代，离心铸造已经是一种应用广泛的铸造方法，尤其对生产盘环类及管套类铸件生产得心应手。
离心铸造还可用于诸如生产叶轮等异型铸件、造纸、无缝管坯、双金属铸件（如钢套镶铜轴承）、干燥滚筒等。
离心铸造机如今已实现了高度自动化、机械化，一些机械化离心铸管厂已实现了十几万吨的年产量。
一种铁球的离心铸造方法
一种铁球的离心铸造方法铁球的离心铸造方法是一种应用于制造大型球状铸件的高效、精确的铸造工艺。
它通过利用离心力对熔融金属进行强制离心，使其在模具中均匀分布并得到凝固，最终形成球状铸件。
离心铸造方法主要包括模具设计、熔化、浇注、凝固和冷却等环节。
下面将逐步介绍铁球离心铸造方法的主要步骤。
首先，在离心铸造中，模具的设计非常关键。
铁球一般是中空结构，因此模具需要具备合适的中空形状，并能够承受高强度的离心力。
模具应采用高温抗蚀材料，如石膏、石墨、陶瓷等。
另外，为了增加铁球的密度，模具内部还可以设置一些形状特殊的陶瓷球等填充物，以控制壁厚和保持球形。
其次，在熔化过程中，用于制造铁球的铁水应进行充分的熔化和熔炼处理，以提高铁水的纯度和液体的流动性。
熔炼后的铁水应通过过滤器去除杂质，并在合适的温度下保持均匀的熔融状态。
接着，在浇注过程中，将预热好的模具放置在离心机上。
铁水通过罐式浇注系统，由底部自动注入模具中。
在浇注过程中，要确保铁水充分润湿模具表面，避免气体和夹杂物的产生。
由于离心铸造的特殊性，浇注过程需要保证铁水的流动稳定性和速度。
然后，在凝固和冷却过程中，随着铁水的注入，熔融金属开始在模具内部静置。
受到离心力的作用，铁水逐渐向外发散，并在边缘处凝固，形成球状。
在凝固过程中，能量释放会导致温度升高，因此需要进行合理的冷却措施。
通常采用水冷却或风冷却的方式，以加快凝固速度和降低铁球温度。
最后，在铁球离心铸造完成后，通过冲击或热处理等方法，可去除铁球表面的氧化层和毛刺，使其表面光滑。
如果需要进一步加工，可以采用机械加工或热处理等方法。
总之，铁球的离心铸造方法是一种精确、高效并达到一定形状和质量要求的铸造工艺。
通过合理的模具设计、熔化、浇注、凝固和冷却等工序，可以生产出具有稳定密度和球形的铁球产品，广泛应用于重工业和建筑行业等领域。
铸造离心机的工作原理
铸造离心机的工作原理
铸造离心机是一种利用离心力将熔融金属注入模具中的设备。
它的工作原理如下：
1. 准备工作：首先，将金属材料（比如铝、铁、青铜等）加热至熔点，使其变成熔融状态。
同时，准备好需要铸造的模具。
2. 加入金属：将熔融金属放入装有加热器的容器中，以保持金属的熔融状态。
同时，将模具放置在离心机上的转轴上，模具处于水平位置。
3. 启动离心机：通过开启离心机的电源，使转轴开始旋转。
这样，模具也开始旋转，并且离心机的高速旋转产生的离心力开始作用。
4. 离心力作用：随着离心机的高速旋转，熔融金属的液体被离心力推到模具的一侧，填充整个模具腔体。
离心力会使得金属材料获得更高的压力和更好的密实性。
5. 冷却和凝固：当熔融金属填充完模具后，离心机停止旋转，使模具停留在原位。
熔融金属开始冷却，并且逐渐凝固成为固体。
6. 取出铸件：当熔融金属完全凝固后，打开模具，取出已经铸造好的金属件。
金属件可以根据需要进行后续的加工处理。
总结起来，铸造离心机利用离心力将熔融金属喷进由模具构成的中心，通过离心力的作用达到较高的密实性和成形质量，最终取出成品铸件。
《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。
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离心铸造基础知识
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。
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
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。
几乎一切铸造合金都可用于离心铸造法生产，离心铸件的最小内径可达8毫米，
最大直径可达3m，铸件的最大长度可达8m，离心铸件的重量范围为几牛至几万
牛（零点几公斤至十多吨）。
二、离心铸造工艺
1）离心铸型转速的选择
选择离心铸型的转速时，主要应考虑两个问题：（1）离心铸型的转速起码应保
证液体金属在进入铸型后立刻能形成圆筒彩，绕轴线旋转；（2）充分利用离心
力的作用，保证得到良好的铸件内部质量，避免铸件内产生缩孔、缩松、夹杂和
气孔。
采用砂型离心铸造时，也要注意忽使液体金属对型壁具有太大的离心压力而引起
铸件粘砂胀砂等的缺陷。
2）离心铸造用铸型
离心铸造时使用的铸型有两大类，即金属型和非金属型。非金属型可为砂型、壳
型、熔模壳型等。由于金属型在大量生产、成批生产时具有一系列的优点，所以
在离心铸造时广泛地采用金属型。
卧式悬臂离心铸造机上的金属型按其主体的结构特点可分为单层金属型和双层金
属型两种。在单层金属型中，型壁由一层组成，单层金属型结构简单，操作方便，
但它损坏后需要制作新的铸型才能开始生产，在此铸型中只能浇注单一外径尺寸
的铸件。而在双层金属型中，型壁由两层组成，铸件在内型表面成形。双层金属
型结构虽复杂性，但只要改变内型的工作表面尺寸就可浇注多种外径尺寸的离心
铸件。长期工作后，只需更换结构较简单的内型就可把旧铸型当作新的铸型使用。
3）涂料
金属型离心铸造时，常需在金属型的工作表面喷刷涂料。对离心铸造金属型用涂
料的要求与一般金属型铸造时相同。为防止铸件与金属型粘合和铸铁件产生白口，
在离心金属型上的涂料层有时较厚。离心铸造用涂料大多用水作载体。有时也用
于态涂料，如石墨粉，以使铸件能较易地自型中取出。
喷刷涂料时应注意控制金属型的温度。在生产大型铸件时，如果铸型本身的热量
不足以把涂料洪干，可以把铸型放在加热炉中加热，并保持铸型的工作温度，等
待浇注。生产小型铸件时，尤其是采用悬臂离心铸造机生产时，希望尽可能利用
铸型本身的热量洪干涂料，等待浇注。
4）浇注
离心铸造时，浇注工艺有其本身的特点，首先由于铸件的内表面是自由表面，而
铸件厚度的控制全由所浇注液体金属的数量决定，故离心铸造浇注时，对所浇注
金属的定量要求较高。此外由于浇注是在铸型旋转情况下进行的为了尽可能地消
除金属飞溅的现象，要很好控制金属进入铸型时的方向。
液体金属的定量有重量法、容积法和定自由表面高度（液体金属厚度）法等。容
积法用一定体积的浇包控制所浇注液体金属的数量，此法较简便，但受金属的温
度，熔渣等影响，定量不太准确，在生产中用的较多。
为尽可能地消除浇注时金属的飞溅现象，要控制好液体金属进入铸型时的流动方
向。(end)