卧式离心铸造时金属液轴向运动

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——金属液在水平铸型内的轴向运动制作人：王博陕西工业职业技术学院卧式离心铸造原理2短流槽浇注特点及应用1卧式离心铸造时金属液的轴向流动3长流槽浇注特点及应用铜合金铸件铸造技术课程卧式离心铸造时金属液的轴向流动

金属液进入铸型不仅会产生径向运动，而且也在浇注压头及旋轴倾角（浇注长管时为方便轴向运动）的作用下产生轴向运动。浇注压射冲头越大、旋转轴倾角越大、金属液与铸型摩擦力越小、铸型转速越抵、冷却能力越弱，则金属液在铸型内的轴向流动就越大。铜合金铸件铸造技术课程图1金属液以层状形式进行轴向流动

图1是定点浇注时，金属液作轴向流动的模型示意图。图中数字1、2、3代表进入铸型的金属液次序，即第一股金属液进入铸型，由于铸型冷却，温度下降甚至开始凝固，金属液只能流到一定距离。温度较高的第二股金属液进入便在第一股上流动，并超过第一股，同理第三段金属液在第二股上流动，并超过第二股。以此类推，金属液以层状形式作轴向运动。铜合金铸件铸造技术课程

浇注套筒形铸件以及管子等时，一般采用水平离心铸造方法。这时根据铸型种类特别是根据铸型长度不同可采用短流槽（定点）浇注与长流槽（不定点、移动式）浇注。由于水冷金属型冷却速度大，金属液进入铸型能立即凝固，从一头浇入的金属液流不到另一端就可能已完全凝固，故定点短流槽式浇注仅适用于热模法或衬砂法离心铸件的生产。铜合金铸件铸造技术课程在短流槽浇注时，铸型在浇注时不转，有助于金属液按图1所示的层状形式进行轴向流动，流到铸型的另一端，但此时金属型温度会严重不均匀，引起金属型变形，同时在浇完后再启动旋转，因转动惯量不同使铸型产生严重径向圆跳动而不能正常生产，甚至铸型损坏。

短流槽浇注特点及应用铜合金铸件铸造技术课程

图2金属液在铸型内水平流动示意图

使用短流槽浇注，铸型在较低速度下浇入(转速低，不能全部带起金属)，此时金属液在铸型内流动状态如图2所示：金属液在少许离心力作用下在铸型内分布面较宽，散热面大、温降快，但很小的离心力不会使原先金属液具有的初速度减少很多，仍可在足够高的温度下流到铸型末端，此时铸型在旋转，受热均匀。当金属液进到另一瑞时，铸型可迅速提速达到额定转速完成整个铸造过程。铜合金铸件铸造技术课程采用此种工艺在刚提速时，因浇入处金属液较多，会有一些雨淋现象，在额定转速下，后续金属液会在高的浇注压力差及离心力的双重作用下按螺旋方式继续向前流动，此时铸件并未完全凝固，仍能获得较为均匀的壁厚。铸型在额定转速下旋转的同时用短流槽进行定点浇注，金属液仅靠浇注带来的冲力进行轴向运动流满整个铸型。短流槽浇注特点及应用铜合金铸件铸造技术课程对于铸管等长铸型，需要增加倾角以使金属液达到另一端。如前所述，前面的金属液和铸型壁接触，冷却快，要克服和铸型之间较大的摩擦力才能前进，后续金属液温度高，冷却速度比前一层小，其前进仅需克服金属液之间的内摩擦力。这种高温金属液在低温金属液上的层流运动，被称之为“套筒式金属充填”，它对铸件质量十分有害，会形成冷隔等缺陷，破坏铸件的整体强度。短流槽浇注特点及应用铜合金铸件铸造技术课程

用短流槽生产离心铸管时，由于大量金属在固定点进入，使该处温度比其他处高，铸型的涂料等会被严重冲刷，会出现严重“黑渣”，其厚度可达到壁厚的2/3。

综上所述，短流槽不宜用于长管生产，适用于短套筒之类铸件的热模法生产。结论铜合金铸件铸造技术课程长流槽浇注特点及应用采用长流槽浇注，可使长流槽与铸型作匀速的轴向相对运动，也即金属液在整型内的充满不再依靠浇注压力带来的冲速，而是用机械方式来完成。金属液进入高速旋转的铸型，立即受离心力作用和机械轴向运动，以螺旋线的形式均匀地分布在铸型内壁，螺旋线股流在瞬间又相互熔合一起，形成均匀的液体层，凝固成壁厚均匀的铸件，铸型也不会局部过热。铜合金铸件铸造技术课程长流槽浇注特点及应用为此，生产较长的离心铸件时，应首先考虑长流槽浇注。当然此时应注意，金属液进入铸型某处的量完全取决于长流槽通过该点的速度。在不均匀轴向运动