Центробежное литье

Страницы: 1 2 3

Большинство отливок трубчатой формы изготовляют на машинах с горизонтальной или наклонной осью вращения. При этом можно получить без применения стержней полые цилиндрические равностенные детали повышенной плотности. На рис. 11.41 схематически показана в поперечном разрезе макроструктура цилиндрических отливок, изготовленных в неподвижной (а) и во вращающейся (б) формах. В случае рис. 11.41,а кристаллизация металла начинается на наружной (образуемой формой) и внутренней (образуемой стержнем) поверхностях отливки с формирования плотного мелкозернистого слоя металла 1 (литейной корочки). Затем по мере прогрева формы и стержня, а также образования зазора между кристаллизующейся отливкой и формой интенсивность и направленность отвода теплоты резко снижаются, образуются более крупные кристаллы 2, а находящиеся в расплаве неметаллические включения, выделяющиеся при охлаждении его газы (ранее бывшие в растворенном состоянии), легкоплавкие компоненты оттесняются в среднюю часть 3 стенки отливки, где при недостаточном питании образуется также усадочная пористость. Таким образом, средняя часть стенки отливки оказывается наименее качественной.

При центробежном литье (рис. 11.41,6) протекает направленная кристаллизация от стенки формы с подпиткой затвердевающих слоев расплавом под центробежным давлением. Постоянное перемещение частиц металла под действием центробежных сил способствует измельчению структуры отливки. Неметаллические включения, имеющие меньшую плотность, чем расплав (шлак, газы), оттесняются в сторону оси вращения к внутренней поверхности отливки. Этот недоброкачественный слой 4 металла может быть удален механической обработкой, а основная масса металла отливки 5 оказывается плотной, с высокими механическими свойствами. Процесс литья осуществляется на специальных машинах с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения.

схемы структур отливок, изготовленных в  неподвижной и во вращающейся формах
Рис. 11.41. Схемы структур отливок, изготовленных в неподвижной (а) и во вращающейся (б) формах


центробежная машина для отливки цилиндрических  заготовок
Рис. 11.42. Центробежная машина для отливки цилиндрических заготовок

На рис. 11.42 представлен общий вид центробежной машины с горизонтальной осью вращения для отливки в металлической форме (изложнице) втулок. На станине 1 машины смонтированы пневмоцилиндр 2 выталкивателя 3 отливок, полая ось 8 вращения (шпиндель) машины с фланцем 12, на котором консольно закреплена изложница 13. Полая ось установлена на подшипниках опор 7,9 и 10. Шпиндель приводится во вращение от электродвигателя 18 через шкивы 6 с помощью клиноременной передачи. Изложница находится внутри неподвижного защитного кожуха 11, в нижней части которого имеется ванна, заполняемая водой для интенсификации охлаждения изложницы. Кожух 11 с торца закрывается дверцей 15, на которой закреплен желоб 16. Сама изложница имеет съемную боковую стенку 14, препятствующую выплеску металла при заливке и оформляющую передний торец отливки. Перед началом работы машины дверца кожуха 15 открыта, желоб отведен в сторону, боковая стенка 14 изложницы открыта или снята. После подготовки изложницы к работе (подогрева, смазки или нанесения теплоизоляционного слоя) на ней закрепляют стенку 14, закрывают дверцу 15 кожуха, а желоб 16 при этом вводят своим носком в полость изложницы (как показано на схеме). Включается привод и во вращающуюся изложницу по желобу заливается мерная доза расплава, необходимая для получения отливки с требуемой толщиной стенки. После затвердевания металла во вращающейся изложнице она останавливается, открывается дверца 15, снимается стенка 14 и готовая отливка удаляется с помощью подвижной задней торцовой стенки 17 изложницы в результате давления на нее, передаваемого с помощью пневмоцилиндра 2 толкателем 3 через шток 4, на котором стенка 17 жестко закреплена. После выталкивания отливки и возвращения в исходное положение выталкивателя 3 пружина 5 смещает влево шток 4, расположенный внутри полого шпинделя 8, и подвижная стенка 17 занимает исходное положение.