Основы центробежного литья

Для получения деталей из цветных сплавов (главным образом, из медных), имеющих симметричную ось вращения (цилиндров, втулок, колец, венцов, колес и др.), применяют метод литья во вращающуюся металлическую форму. Различают центробежные машины с горизонтальной, вертикальной, реже с наклонной осью вращения. Сущность способа заключается в том, что во вращаю­щуюся металлическую форму заливают жидкий металл, который под действием центробежной силы распределяется по внутренней поверхности вращающейся формы и в таком состоянии затверде­вает . Затвердевание идет строго направленно от наружных стенок формы к центру, куда поступают порции горячего металла, отливки получаются плотными. Центробежная сила также усили­вает питание, т. е. способствует жидкому металлу заполнять усадочные поры. Кроме того, благодаря этой силе легкие неметал­лические включения (окислы, шлак, газы) оттесняются более тя­желым металлом к внутренним поверхностям отливки, скапли­ваются там и затем удаляются при механической обработке.

 При таком способе получения полых отливок не требуется при­менение внутренних стержней, отсутствует литниковая система и выход годного отливки высокий, причем сам способ довольно производителен.Машины с горизонтальной осью вращения применяют для литья цилиндрических отливок размером в диаметре от 50—70 мм до 1000—1500 мм и длиной от 50—100 мм до 4000—5000 мм. Ма­шины с вертикальной осью вращения менее распространены и их применяют для получения отливок сравнительно небольшой массы и крупных, но у которых диаметр значительно превышает высоту (червячные колеса и венцы, кольца и др.). На этих машинах иногда отливают фасонные отливки в металлические песчаные или комбинированные формы. Центробежные силы здесь служат для принудительного заполнения полостей формы и организации на­правленного затвердевания для получения плотных отливок.При центробежном литье большое значение имеет конструктив­ная надежность машины, обеспечивающая вращение без вибраций. Очень важен подбор правильных скоростей вращения металличе­ской формы (изложницы). Кроме того, качество отливки опреде­ляется строгим соблюдением оптимальных температур заливки сплава и температуры формы.При литье центробежным способом для каждого размера изде­лия в зависимости от особенностей сплава существуют определен­ные (оптимальные) наилучшие скорости вращения, при которых получается плотная, совершенно однородная по толщине, с глад­кой внутренней поверхностью отливка, без пороков на внешней стороне и с высокими механическими свойствами. В практике цен­тробежного литья расчет скорости вращения или числа оборотов формы ведется по эмпирическим формулам, предложенным раз­личными авторами.Для от­ливок с малыми сечениями это несущественно, но для толстостен­ных отливок это очень важно; центробежная сила на наружной поверхности может достигнуть такого значения, что произойдет сдвиг прилегающей к изложнице корки металла отливки, которая в результате усадки отходит от поверхности с образованием зазора. Поэтому при большой толщине стенок отливки стремятся к плав­ному или ступенчатому изменению числа оборотов в процессе вра­щения формы. Вначале заливку ведут при минимальном числе оборотов, а затем по мере нарастания корки металла обороты уве­личивают до максимума, при которых поверхностный слой отливки не будет поврежден.При центробежном литье с вертикальной осью вращения полу­чается отливка, внутренняя (свободная) поверхность которой пред­ставляет часть параболоида вращения. При этом почти всегда бу­дет получаться разностенность отливки по высоте. Определение необходимого числа оборотов при этом производят по эмпири­ческой формуле, в которой искомое число оборотов определяют по заранее допускаемой осевой разностенностиПолученные по формулам числа оборотов опробуют и проверяют на практике при различных технологических условиях и в зави­симости от результатов корректируют.