Центробежное литье

В большинстве случаев центробежным способом получают полые отливки в виде тел вращения (преимущественно трубы, трубные заготовки, втулки и т. п., без стержней). Одним из основных преимуществ центробежного литья следует считать направленность затвердевания металла. В результате в отливках отсутствуют усадочные раковины и рыхлоты, повышаются механические свойства.
Принципиальные основы способа.
Форма может вращаться вокруг вертикальной, горизонтальной и наклонной осей, а также одновременно, например, вокруг горизонтальной и вертикальной осей.При вращении вокруг вертикальной оси свободная поверхность является параболоидом вращения, поэтому на машинах с вертикальной осью вращения отливаются главным образом кольца преимущественно незначительной высоты. Объясняется это тем, что у высоких колец разница внутренних диаметров на верхнем и нижнем торцах будет больше, чем у низких.Для получения заданной разницы нужно подобрать число оборотов изложницы соответственно высоте кольца.
При вращении вокруг горизонтальной оси этого недостатка нет — полая цилиндрическая отливка большой длины получается равностенной. При вращении по двум взаимно перпендикулярным осям можно достичь равностенности у таких изделий, как чугунные шары.
Скорость вращения формы.
Правильный выбор скорости вращения формы весьма важен при центробежном литье. Характер получающейся структуры, распределение шлаковых включений, газовой и усадочной пористости и т. п. центробежных отливок зависят от величины центробежной силы и, следовательно, от скорости вращения формы.
Обычно в практике работы по центробежному литью минимальным и достаточным числом оборотов считается то, которое обеспечивает правильную свободную поверхность отливки. Эта скорость будет различной и зависит от расположения оси, количества осей, рода металла, допускаемой разностенности и наружного диаметра отливки.
Известные методы расчета скоростей вращения формы сводятся к трем основным формулам: расчету по заданной окружной скорости, расчету по гравитационному коэффициенту и расчету по давлению на форму.
Помимо указанных методов расчета, рядом исследователей предложены эмпирические и полуэмпирические формулы расчета скорости вращения формы.
Типы центробежных машин.
Для отливки втулок, гильз, маслот и других изделий типа коротких тел вращения используются универсальные машины шпиндельного типа. Конструкция машины позволяет вести работу при разном положении оси вращения.
Для массового производства пригодна четырехпозиционная шпиндельная машина. В этой машине принято следующее распределение технологических операций.
Первая позиция — установка заливочной воронки; заливка металла во вращающуюся форму; вращение формы при постоянном числе оборотов, в течение времени, необходимого для затвердевания отливки.
Вторая позиция — торможение формы; снятие крышки; выталкивание отливки.
Третья позиция — дополнительное охлаждение формы.Четвертая позиция — очистка и окраска формы; надевание крышки.
Для центробежного литья чугунных труб применяются машины с охлаждаемыми изложницами без футеровки и с футерованными изложницами.
Машины первого типа обладают высокой производительностью. Однако они сложны и громоздки и требуют большого числа дорого, стоящих изложниц (низкая стойкость изложниц). После отливки трубы необходимо термически обрабатывать для снятия отбела.На машинах второго типа трубы получаются без отбела с достаточно чистой поверхностью. Конструкция таких машин гораздо проще, но производительность их ниже. На них можно отливать фланцевые трубы.
Для футеровки форм применяются трамбовочные машины, которые дают достаточно высокую производительность.
В практике изложницы футеруются разными способами. В последнее время применяют футеровки из песчано-смоляной смеси. Расход феноло-формальдегидной смолы составляет всего 2,5% от веса песка.Отливка длинных сплошных заготовок из стали (вагонные оси, шпиндели и т. п.) имеет свои особенности и производится на центробежных машинах особой конструкции. Такие машины снабжены устройством подпрессовки затвердевающей отливки для компенсации усадки стали.