Тема 14. Центробежное литье

14.1. Суть процесса

Принцип заключается в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливки происходит при вращении формы, либо вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории.

Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах.

Наиболее распространен способ литья пустотелых цилиндрических отливок в металлические формы с горизонтальной осью вращения.

Данный способ характеризуется наиболее высоким технологическим выходом годного (ТВГ 100%), т.к. отсутствует расход металла на литниковую систему.

Первый патент на центробежный способ изготовления отливок был получен в Англии в 1809 году Экхертом.

Главная особенность процесса формирования отливок при этом способе заключается в том, что заполнение формы и затвердевание отливки происходит в поле действия центробежных сил, во много раз превосходящее сил тяжести.

Преимущества: возможность улучшения заполняемости форм расплавом под действием давления, развиваемого центробежными силами; уменьшение расхода металла и повышение выхода годного, благодаря отсутствию литниковой системы при изготовлении отливок типа труб, колец, втулок; исключение затрат на стержни при изготовлении втулок и труб и повышение плотности отливок, вследствии уменьшения усадочных пор, раковин, газовых шлаковых и неметаллических включений.

Недостатки: трудность получения отливки из сплавов, склонных к ликвации; неточность размеров и необходимость повышенных припусков на обработку и др.

14.2. Наивысший темп технико-экономического показателя

Достигается при получении пустотелых цилиндрических отливок с различными размерами и массой (длина – до нескольких метров, масса – до нескольких тонн), труб разного назначения из чугуна, стали, цветных и специальных металлов, втулок и гильз для стационарных и транспортных гизелей, колец подшипников качения и др.

Большое распространение получило центробежное литье для изготовления биметаллических изделий, изделий из сплавов с низкой жидкотекучестью и высоким поверхностным натяжением, при необходимости получения тонкостенных отливок со сложной геометрией и микрорельефом поверхности. К ним относятся: турбинные диски с лопатками, отливки художественного и ювелирного назначения (серьги, кулоны и перстни), для таких изделий применяются керамические оболочковые формы по выплавляемым моделям, гипсовые формы, кокили идр.

14.3. Технология изготовления отливок

Для изготовления отливок центробежным способом применяются различные литейные формы: металлические (изложницы), песчаные, комбинированные, керамические и оболочковые по выплавляемым моделям и др.

Конструкция формы зависит от характера производства (единичная, серийная и массовая). Изложницы для центробежного литья также как и кокили перед заливкой расплава подогревают, на их поверхность наносят слой огнеупорного покрытия.

При необходимости формы охлаждают воздухом или водой. Стенка изложницы в процессе работы подвергаются циклическому воздействию механических и термических нагрузок. В таких условиях работы изложницы в ее стенке могут возникать очаги усталостного разрушения, поэтому для изготовления изложниц используют жаропрочные стали, легированные хромом, молибденом (крупносерийные и массовые производства), а в мелком производстве используются изложницы из серых чугунов.