Центробежное литье

Для увеличения производительности конструируют многошпиндельные машины. Представляют интерес пневматические центробежные машины для литья втулок. Формы приводятся во вращение воздушными турбинами. Скорость вращения форм может быть 2000—3000 об/мин. Центробежный способ находит также применение для получения тяжелых отливок типа червячных колес, гаек, грундбукс, облицовок, вкладышей С одним и двумя буртами для прокатного, кузнечно-прессрвогр и другого оборудования. Такие отливки диаметром до 1500 мм, высотой до 500 мм, весом до 3 т изготовляют преимущественно на центробежных машинах с вертикальной осью вращения. На центробежных машинах с горизонтальной осью вращения изготовляют сравнительно тонкостенные отливки диаметром до 700 мм и весом до 1,2 т.При этом возможно применение комбинации кокильной и пёсчано-глинистой формы.
В заграничной практике известна отливка крупных полых слитков центробежным способом. Такие слитки используются для изготовления барабанов котлов высокого давления.
Во многих случаях требуется изготовление двухслойных отливок. В этом отношении центробежный способ дает широкие возможности, так как сплавы можно приготовить одновременно в двух печах и залить в форму один за другим через небольшой промежуток времени.
Таким способом изготовляют прокатные валки из белого и серого чугунов; валки из нержавеющей стали и серого чугуна; втулки из стали и чугуна; трубы , из углеродистой и нержавеющей сталей и т. п.
В практике широко применяется заливка бронзой подшипниковых втулок.
Пороки литья.
При освоении центробежного литья встречаются технологические затруднения, которые приводят к появлению брака.
Ниже рассматриваются наиболее характерные пороки центробежных отливок и указываются меры борьбы с ними.
Поперечные и спиральные трещины.
Эти трещины образуются при усадке отливки. Вероятность появления трещин тем больше, чем больше усадка сплава и длина изделия.
Для предотвращения образования этих трещин производят подпрессовку. т. е. торцовое давление на отливку в процессе ее затвердевания, которое преодолевает трение отливки о стенки изложницы при развитии усадки. Поэтому скорость вращения должна быть переменной.
Газовые раковины.
Газы, выделяющиеся при затвердевании отливки под действием центробежных сил, оттесняются к свободной поверхности металла. Однако та часть газов, которая выделяется на поверхности раздела металла и изложницы, уже после появления твердой корки может деформировать последнюю и образовать газовые раковины. Это часто случается при литье в водоохлаждаемые изложницы. При интенсивном охлаждении изложницы водой поверхностная корка металла получается более прочной и поверхностных газовых раковин в отливках бывает мало. В футерованных изложницах газы беспрепятственно удаляются благодаря газопроницаемости футеровки и наличию вентиляционных каналов в стенке.
Спаи, заливы.
В результате инерционного скольжения по стенке из изложницы во время заливки на поверхности отливки образуются спаи, заливы и другие пороки.
Продольные трещины.
Первоначально образовавшаяся тонкая корочка металла по мере охлаждения за счет ее усадки отслаивается от стенки изложницы, и поверхность отливки лишается опоры. С этого момента корка начинает испытывать, напряжения разрыва в связи с действием на нее центробежного ускорения давления жидкого металла.
Если эти напряжения превзойдут предел прочности затвердевшей корки, она разорвется и на поверхности отливки появится продольная трещина. Поэтому надо назначать такое число оборотов изложницы,
чтобы суммарные напряжения не превзошли предела прочности корки в данный момент времени.
Появления этих пороков можно избежать, если металл будет заливаться через специальный стержень с отверстиями по периферии, выполняющими роль дождевых питателей.
Пористость.
Вследствие направленного затвердевания отливок, особенно толстостенных, при центробежном литье усадочная и частично газовая пористость сосредоточиваются у свободной поверхности. Поэтому внутренний диаметр отливки должен иметь обычно увеличенный припуск для механической обработки.
Плотные, отливки с точным размером внутреннего отверстия можно получить «литьем с переливом». Для этого в конце изложницы, противоположном заливке, устанавливается стержневой приемник с заданным отверстием. В процессе перелива избыточный металл, протекая по внутренней поверхности отливки, питает и подогревает отливку. Это обеспечивает направленность затвердевания и снижает количество усадочной пористости.