卧式离心铸造时金属液自由表面

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——金属液自由表面制作人：王博陕西工业职业技术学院卧式离心铸造原理2卧式离心铸造时金属液自由表面形状1离心铸造时金属液自由表面形状分类3卧式离心铸造时金属液自由表面分析铜合金铸件铸造技术课程离心铸造时金属液的自由表面自由表面形状分类自由表面定义：铸型中与空气接触的金属液自由表面称自由表面。真离心铸造时，自由表面的形状由离心力与重力的综合影响而定。自由表面形状分类：立式离心铸造时金属液自由表面呈回转抛物线形状；卧式离心铸造时金属液自由表面形状近似于圆柱面。铜合金铸件铸造技术课程卧式离心铸造时金属液自由表面形状卧式离心铸造时金属液自由表面形状近似于圆柱面但该圆柱面的轴线偏离铸型旋转轴线，垂直向下移动极小的距离，在铸件凝固过程中此种偏心逐渐消失，最后圆柱形的铸件内表面轴线与铸型轴线重合。图1卧式离心铸造时自由表面偏心现象1—铸型；2—金属液；3—凝固后铸件内表面铜合金铸件铸造技术课程卧式离心铸造时金属液自由表面分析

卧式离心铸造时，图2所示为截取液态合金的横断面，在液态合金的自由表面上任取一重量为m的质点M，如果只考虑离心力场的作用，而不考虑重力场的影响，则该质点所受离心力在x轴方向上的分力为Fx=mω2r0cosα=mω2x，离心力在y轴方向上的分力Fy=mω2r0sinα=mω2y，离心力在旋转方向(即z轴)上的分力为Fz=0。图2卧式离心铸造时液态合金横断面上的自由表面示意图铜合金铸件铸造技术课程根据流体静力学原理，处于静止的液体中等压面上的液体质点，应满足下述条件：Fxdx+Fydy+Fzdz=0式中Fx、Fy、Fz——表示自由表面上质点M在x、y、z轴向上所受力的投影；dx、dy、dz——M质点在x，y、z轴上微小位移的投影。图2卧式离心铸造时液态合金横断面上的自由表面示意图铜合金铸件铸造技术课程将Fx、Fy、Fz代入式

Fxdx+Fydy+Fzdz=0得mω2xdx+mω2ydy=0积分后得x2+y2=C当x=r0，y=0时，积分常数C=r02，于是液态合金自由表面的曲线方程式为:x2+y2=r02

此式为一圆方程式，也就是说卧式离心铸适时，如果不考虑重力场的影响，液态合金的自由表面应以旋转轴为轴线的圆柱面。铜合金铸件铸造技术课程卧式离心铸造时，由于重力场的影响，液态合金的自由表面必然会下移，从而出现了液态合金的圆柱形内表面向下偏移e距离的现象。但在铸件凝固过程中，四周的冷却条件相同，每旋转一周，铸型内靠近型壁的各点均需经过圆周上的所有位置，机会是相等的。这样，铸件外圆的凝固层厚度是均匀的。随着铸件凝固层的增长和液态合金粘度的增大，使偏心值e逐渐减小，直至完全消失，最终获得的仍是圆柱形表面内孔铸件。铜合金铸件铸造技术课程在实际生产中另一影响铸件壁厚差的因素是铸型的跳动。如果铸型不能始终在一根轴线上旋转而有所跳动，则铸件，尤其是长的铸管壁厚会严重不均，在拔管后冷却过程中可使铸管产生弯曲，严重时可断裂。根据有关资料，对长的金属型，要求径向圆跳动应小于0.3~0.5mm。此外，托棍与金属型接触的