【文章內容簡介】 1100 60041020401150900800700臥式三級臥式二級立式二級立式二級 離心機轉速的確定離心機轉速直接影響鑄件質量，轉速過低使鑄件內圓產(chǎn)生金屬堆積，合金液中的氧化夾雜物不易離出，鑄件產(chǎn)生類渣；轉速過高鑄件容易產(chǎn)生偏析，尤其是鑄件壁厚較大，結晶溫度范圍較寬的合金和合金中成分比重相差較大的元素。如錫、鉛等。通常我們用 如下經(jīng)驗方法來確定。鑄件的直徑小，需要的離心力大，速度靠上限取，反之取較小的轉速。此處鑄件的直徑是指內孔而不是外圓，見表 23 所示。表 23 離心機轉速表形式 直徑（mm） 轉速（r/min）臥式50～100100～200200～400400～600800～1300950～1100750～950600～750立式600～800800～1100600～700500～600零件內徑是 130mm，選取轉速 950~1100r/min。 金屬模涂料 噴刷涂料的目的保護金屬型，提高冒口補縮能力，利于金屬液流動改善充型條件，一定的排氣作用，使鑄件表面光滑利于脫型，涂料層可減少或避免鑄鐵件產(chǎn)生百口。 對涂料的要求有足夠的耐熱性，必要的化學穩(wěn)定性，有一定的導熱性，能牢固的附著在金屬性表面而且自身有一定的強度。 涂料各成分的性能涂料 [7]是由耐火粉、粘結劑、稀釋劑、特殊附加劑等多種成分組成的混合液體。（1） 耐火粉對廢鐵合金常用的有白堊粉、滑石粉、二氧化鈦、氧化鎂、石墨粉等；對銅合金鑄件常用的有石墨粉、石棉粉、耐火粘土、滑石粉等；對黑色金屬鑄件常用的有硅石粉、鎂砂粉、鉻鐵礦粉、耐火磚粉、耐火粘土、石墨粉等。（2） 粘結劑對非鐵合金主要用玻璃水；對鑄鋼件一般用粘土、水泥、糖漿、油類等等。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 7 頁共 29 頁（3） 稀釋劑除銅合金外一般都用水稀釋。（4） 特殊附加劑為提高非鐵合金鑄件所用涂料塑性，在其成分中加入 2%~3%的亞硫酸鋇。鑄造鎂合金時，為防止金屬氧化一般加硼酸。 涂料配比涂料的成分由很多種，鑄件材料不同，選擇的涂料也不一樣。表 24 列舉了鑄鋼件的涂料多種配比。表 24 鑄鋼件金屬型鑄造用涂料配比（wt%）編號 成分 配比 備注1 石灰粉耐火粘土肥皂液糖漿水8781~21~3其余用水調至密度為 ~179。，在預熱金屬型之前用毛筆刷涂2 機油 100 金屬型預熱后用棉布擦涂（小鋼件）3 硅石粉白泥糖漿重油10042~大型鑄鋼件用（配比中后三項是另加的，濕碾＞12h，含水量 28%~33%）4 瀝青汽油一份（體積）三份（體積）5 脫水焦油 100 涂料配制工藝（1）原材料準備，涂料中的各種耐火粉在配制前都應進行干燥，然后進行過篩。（2）涂料配制，鑄鐵件、鑄鋼件用涂料的配置方法，先將耐火粉混勻，然后兌入液體材料。 涂料噴涂工藝噴刷涂料前應仔細清理金屬型工作面及通氣孔，去除舊的涂料層、及粘附的金屬毛刺等。新投入運用的金屬型，可用稀硫酸洗滌或輕度吹砂處理來改善型面對涂料的粘附力。清理好的金屬型一般都需要進行預熱，鑄鋼件預熱溫度在 100℃~250℃。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 8 頁共 29 頁噴刷涂料時應注意金屬型不同部位要求的涂料層厚度。如非鐵合金，澆冒口部分：~1mm，鑄件厚大部分：~，鑄件薄壁部分：~。 澆注溫度澆注溫度是保證合格鑄件的主要參數(shù)之一。本次設計為管狀零件，金屬液充型時遇到阻力較小，又有離心壓力或離心力加強金屬液的充型性，故離心鑄造是的澆注溫度可比重力澆注低 5℃~10℃。澆注溫度過高鑄件外圓容易產(chǎn)生氣孔，澆口部位將產(chǎn)生縮孔。澆注溫度過低鑄件外圓產(chǎn)生冷隔、皺皮，鑄件內部產(chǎn)生夾層、壁厚不均、內圓堆積金屬等缺陷。45 鋼的熔化溫度 1460℃~1467℃，出鋼溫度 1560℃~1580℃，澆注溫度 1500℃~1550℃。 澆注速度離心機因采用金屬型模具，冷卻速度較快，采用快速澆注能獲得優(yōu)質鑄件。由零件參數(shù)得質量為 kg。根據(jù)表 25，選取包孔直徑 30mm，澆注時間 。4.)(20??r?表 25 鋼液澆注重量速度平均值包孔直徑 澆注重量速度 備注30354045501020274255包孔直徑:mm，澆注重量速度:kg/s 澆注系統(tǒng)離心鑄造澆注系統(tǒng)應滿足下列要求：（1）澆注長度長、直徑大的鑄件時，澆注系統(tǒng)應使金屬液能較快的均勻的鋪在鑄型內表上。 （2）盡可能減少金屬液飛濺。 （3）鑄型內的澆道應能使金屬液順利流入型腔。 （4）澆注終了，澆杯和澆注槽內應不留金屬和熔渣，如果有熔渣也應該易于清理。離心鑄造的澆口沒有手工鑄造的要求嚴格，但澆口位置不當也會使鑄件產(chǎn)生缺陷，突出的缺陷有，縱向壁厚不均，澆口近的地方過厚，遠離澆口的地方很薄，鑄件兩頭產(chǎn)生氧化夾雜物，特別是臥式離心機。因此對直徑小而長的鑄件，盡量將澆口伸進金屬模 1/3~1/2 處較為理想；直徑大而短的鑄件，澆口伸進金屬模的深度約 1/3~1/2 處即可。澆口的深度確定之后，還必須調整澆口方向，澆口方向不能朝上順著離心機的旋轉方向，也不能直頂著離心機的旋轉方向。合適的澆口方向始終與離心機的旋轉方向形成一個 15176。左右的夾角，最大不得超過 30176。，能有效地保證鑄件質量。本次設計選擇本 科 畢 業(yè) 設 計 第 9 頁共 29 頁伸進金屬模 1/3 處。選擇管式澆注杯。 鑄型轉動時間當金屬液注入金屬模后，要有足夠的時間使液態(tài)金屬轉變?yōu)楣虘B(tài)金屬，整個轉變過程是在離心機旋轉過程中進行的，不可以停機。若是過早停機，鑄件將會產(chǎn)生凸瘤和不圓現(xiàn)象。最簡單的辦法是觀察鑄件顏色，呈暗紅色時停機、取件。一般轉動時間取 10s。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 10 頁共 29 頁3 離心鑄管缺陷分析及預防 合金鋼管缺陷分析離心鑄造合金鋼管常出現(xiàn)的缺陷 [8]有：充型不完整，表面氣孔，鋼管表層夾砂，裂紋，試壓滲漏，夾渣與渣痕，表面局部針刺。（1） 充型不完整。在離心鑄造鋼管中充型不完整常有兩種情況：一種是外型缺澆，管子未達到足夠的長度； 另一種是管子壁厚不均，在管子澆注的彼端壁較薄。此缺陷常發(fā)生于壁厚在 8mm 以下的薄壁鋼管中，特別是長徑比大的管子（L/D＞15，L管長；D 管徑） 。（2） 表面氣孔。在鋼管表面局部存在氣孔，直徑為 ~2 mm，深~2mm，氣孔分布的密度約為 2~12 個/ cm179。 。呈現(xiàn)出很均勻的一片片的氣孔。（3） 鋼管表層夾砂。在鋼管表面局部出現(xiàn)粗糙麻面并稍有凸起，粗糙麻面有清晰的周邊輪廓。嚴重時成為環(huán)帶狀夾砂。當去掉粗糙的鋼表層后可見存在其中的薄涂料層即夾砂。夾砂部位經(jīng)過 1mm~2mm 的加工即可去除。但它嚴重影響鑄皮質量，如是非加工的鋼管就很可能報廢。這種缺陷多出現(xiàn)于掛涂料的鋼管。（4） 裂紋。鋼管裂紋有縱裂和橫裂?？v裂紋主要是由于合金在凝固時轉速過高，往往伴隨離心機振動較大時出現(xiàn)，生產(chǎn)中縱裂紋出現(xiàn)不多。實際中橫裂紋較多見，裂紋多靠管子一端，裂紋有時穿透管壁，嚴重者管子一出型就斷開了。（5） 試壓滲漏。鋼管在試壓時，在表面出現(xiàn)大面積滲漏，呈現(xiàn)一片片泅水現(xiàn)象，造成報廢。（6） 夾渣與渣痕。夾渣，有時管子表面并未見有夾渣，經(jīng)試壓發(fā)現(xiàn)局部小面積滲漏，經(jīng)剖破檢驗發(fā)現(xiàn)在漏水處管壁中存在夾渣，某廠生產(chǎn)鎂罐筒曾出現(xiàn)過此現(xiàn)象。渣痕，有時在鋼管的內表面存在小凹陷，大小、深淺不等。在薄壁鋼管中凹陷處使壁厚減薄較多。由于鋼管內表面存留較大塊浮渣，待其脫落后便顯出凹陷，所以是渣痕。渣物的密度比鋼液小時在離心力作用下浮到內表面，但由于渣物本身的重力使其沉入鋼液一定深度，從而形成渣痕。（7） 表面局部針刺。在靠近鋼管的一端有時會出現(xiàn)針刺。針刺的直徑為~1 mm，高為 2mm~3mm，每平方厘米內 1 根左右。這種現(xiàn)象常發(fā)生在涂料層較厚的情況下。 缺陷預防措施（1） 充型不完整。在離心澆注時影響充型的因素主要有：澆注溫度、鑄型轉速、澆注速度和鑄型溫度等。在鑄型溫度和澆注速度一定的情況下，提高澆注溫度，可增加鋼液的流動性；增加鑄型轉速，可提高離心壓力使鋼液較好地布滿鑄型。本 科 畢 業(yè) 設 計 第 11 頁共 29 頁（2） 表面氣孔。這種氣孔是由于涂料產(chǎn)生的侵入性氣孔。鋼液澆注后，涂料層在高溫作用下發(fā)生氣化，當氣體形成較大壓力時就會進人鋼管表層，這時合金已處于或接近半凝固狀態(tài)，很快凝固成型，氣體不能穿過合金層逸出，就存留于鋼管表層形成氣孔。由于鋼液溫度高，涂料激發(fā)出的氣體較多，涂料層容氣量有限，而且鑄型無排氣孔，所以離心鋼管易產(chǎn)生氣孔?？朔饪兹毕莸幕就緩绞菧p少涂料的發(fā)氣量。有效的辦法是將耐火骨料經(jīng)高溫焙燒使其脫掉結晶水，試驗表明當涂料發(fā)氣量小于 5cmm179。/ g 時，在正常離心鑄造工藝條件下鋼管不會出現(xiàn)氣孔。粘結劑和懸浮劑應盡量少加，鑄型上完涂料后要充分干燥，使粘結劑達到一定程度的脫水，以減少發(fā)氣量。（3） 鑄管表層夾砂。夾砂主要是由于涂料層組成不均，存在分層現(xiàn)象，當有裂紋或澆注時發(fā)生裂紋，鋼液鉆入將表層涂料夾在中間所致。分層現(xiàn)象的形成主要是由于掛涂料時，涂料在型內混合時間不夠，未達到均勻而粘稠的程度，便加速涂掛，致使密度較小的粘結劑多浮向內表層，而形成中間低強度層的分層現(xiàn)象。為減少分層現(xiàn)象，要注意涂料在型內的混合，嚴格控制加速涂掛時間。此外，涂料在入型前應充分攪拌( 特別是耐火骨料密度差較大) ；涂料時要嚴格控制型溫； 鑄型較長時涂料導入要均勻。在鑄型干燥時應緩慢加熱以防止涂料層裂紋。（4） 裂紋。這是一種熱裂紋。當鋼管兩端出現(xiàn)飛刺或喇叭頭時，合金凝固后收縮受到阻礙，而且高合金鋼收縮率又較大，故造成裂紋。從工藝上看主要在于涂料厚度的均勻性，涂料在鑄型縱向要分布均勻。掛涂料時端蓋處不得有涂料漿漏出，避免產(chǎn)生飛刺。掛涂料時用木端蓋(掛完更換)可防漏料，最好掛完涂料后再將端蓋與鑄型接觸處進行密封。噴涂料時涂料厚度要均勻，端部不得有皮縫。（5） 試壓滲漏。這種滲漏主要是由于管壁存在縮松所致。產(chǎn)生縮松的原因在于離心澆注時管壁未形成從外向內順序凝固。這種缺陷多出于掛涂料法生產(chǎn)的薄壁鋼管上。如: 生產(chǎn)直徑為 100mm，壁厚 5~6mm 的耐熱鋼輻射管。鑄型掛 3mm 厚的耐火涂料，鑄出鋼管表面質量良好，經(jīng)試壓出現(xiàn)大面積滲漏，檢驗鋼管壁截面發(fā)現(xiàn)嚴重縮松。原因是涂料太厚，冷卻強度不夠，鋼液層未實現(xiàn)順序凝固，而是體凝固所致。將涂料改為 厚，滲漏克服。從這點看噴涂料比掛涂料好。（6） 夾渣與渣痕。存在夾渣主要是由于澆注溫度低，除渣不凈，或澆注轉速不夠，致使渣物未能及時浮動到內表面。渣物密度愈大沉入鋼液愈深，體積愈大其渣痕也愈大。所以除凈渣物和采用封閉式澆注系統(tǒng)很必要。（7） 表面局部針刺。據(jù)工藝分析，是由于鑄型預熱溫度不均勻所致。例如，靠近干燥爐里端鑄型溫度偏高，掛涂料時該處涂料硬化快，其內部迅速產(chǎn)生蒸氣不能順利排出，而形成集中氣流奪路外逸，造成涂料層穿孔，在此過程中涂料層不斷硬化使孔洞保留下來，澆注后鋼管表面就形成針刺。針刺需打磨清理增加勞務。使鑄型