Изготовление отливок центробежным литьем

Центробежный метод литья используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения.

При центробежном литье сплав заливается в формы, вращающиеся (3000 об/мин) вокруг вертикальной, горизонтальной или наклонной оси. Формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.

с горизонтальной осью вращения	с вертикальной осью вращения

Определенная доза расплава из ковша 2 заливается через металлоприемник 4 во вращающуюся форму 1. Под действием центробежных сил расплав оттесняется к стенкам формы, точно воспроизводя ее очертания. Форма вращается до тех пор, пока расплав не затвердеет, после чего отливка 3 извлекается из формы. Перед каждой заливкой внутренняя полость формы покрывается противопригарной краской.

Металлические формы изложницы изготовляют из чугуна и стали. Толщина изложницы в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья изложницы снаружи охлаждают водой или воздухом.

На рабочую поверхность изложницы наносят теплозащитные покрытия для увеличения срока их службы. Перед работой изложницы нагревают до 200 C.

Центробежное литье обеспечивает получение плотных отливок и облегчает выход на свободную поверхность шлаковых и газовых включений. В процессе остывания расплава в нем зарождаются и растут кристаллы твердой фазы. Так как плотность металла в твердом состоянии выше, чем в жидком, образовавшиеся кристаллы под действием центробежных сил перемещаются на внешнюю поверхность отливки, выжимая шлак на внутреннюю поверхность. Перемешивание расплава препятствует направленному росту кристаллов, способствуя образованию мелкой плотной структуры в отливке.

Машина с вертикальной осью вращения - для производства отливок типа коротких втулок и колец. Металл из ковша заливают во вращающуюся изложницу, укрепленную на шпинделе, который вращается от электродвигателя. Под действием центробежных сил металл прижимается к боковой стенке изложницы. Литейная форма вращается до полного затвердевания отливки. После остановки формы отливка извлекается.

Так как помимо центробежных сил ни жидкий металл оказывают влияние силы гравитации, отливки имеют разностенность по высоте – более толстое сечение в нижней части.

Преимущества.

1. получение мелкозернистых, прочных отливок с высокой плотностью,

2. высокая износостойкость за счет особой кристаллической решетки центробежной отливки. Особенность кристаллической решетки металла при центробежном литье в том, что карбиды имеют вид грубой ледебуритной сетки, образующей замкнутые конфигурации и играют роль армирующего материала с высокой износостойкостью. Положительную роль в достижении высокой износостойкости играет и направленная кристаллизация, которая в центробежном литье имеет радиальный характер – крупные дендриты расположены по радиусу и выходят на поверхность износа своими малыми сечениям, усиливая эффект армирования.

3. возможность получения внутренних полостей трубных заготовок без применения стержней,

4. экономия сплава за счет отсутствия литниковой системы,

5. точность отливок 5-го класса и хорошее качество поверхности,

6. возможность получения двухслойных заготовок, что получается поочередной заливкой в форму различных сплавов (сталь-чугун, чугун-бронза),

7. возможность изготовления единичных отливок без создания моделей и оснастки,

8. отсутствие раковин,

9. возможность получения тонкостенных отливко из сплавов с низкой текучестью, что невозможно сделать при других способах литья.

Недостатки.

1. неточность размеров свободных поверхностей отливок,

2. повышенная склонность к ликвации компонентов сплава,

3. повышенные требования к прочности литейных форм,

4. необходимость специального оборудования

Область применения.

Успешно применяется в крупносерийном и массовом производстве. Центробежным литьем получают литые заготовки, имеющие форму тел вращения: втулки, венцы червячных колес, барабаны для бумагоделательных машин, роторы электродвигателей. Центробежным литьем изготавливают отливки из чугуна, стали, сплавов титана, алюминия, магния, цинка, медных сплавов, преимущественно оловянных бронз (трубы, втулки, кольца, подшипники качения, бандажи железнодорожных и трамвайных вагонов).

Масса отливок от нескольких килограммов до 45 тонн. Толщина стенок от нескольких миллиметров до 350 мм.