Центробежный способ получения отливок
Центробежным литьем называется способ получения отливок, при котором залитый в форму металл подвергается действию центробежных сил. Развитие центробежных сил в металле достигается заливкой металла во вращающуюся форму или приведением формы во вращение непосредственно после заполнения ее металлом.
Форма приводится во вращение на специальных машинах для центробежного литья, которые изготовляют с различной осью вращения: вертикальной, горизонтальной и наклонной.
На рис. 100, а изображена схема получения отливки со свободной поверхностью в форме, вращающейся вокруг вертикальной оси. Залитый металл отбрасывается центробежной силой к периферийной части формы и в таком положении затвердевает. При этом внутренняя поверхность отливки получается без стержня. После затвердевания металла вращение формы прекращается, и готовую отливку извлекают из формы.
Рис. 100. Форма для центробежного литья: а и б — металлическая форма с вертикальной осью вращения; в — г — металлическая форма с горизонтальной осью вращения.
При вертикальной оси вращения формы свободная поверхность отливки получается параболической, разностенность от ливки по высоте оказывается тем больше, чем меньше скорость вращения отливки. На этих машинах отливают детали, имеющие небольшую высоту (короткие втулки, кольца, венцы червячных зубчатых колес и т. д.).На рис. 100, в изображена схема получения отливки со свободной поверхностью, при вращении вокруг горизонтальной оси. При горизонтальной оси вращения отливки получаются со стенками равномерной толщины как по длине, так и в поперечном сечении. Поэтому на указанных машинах отливают как короткие, так и длинные изделия (маслоты, трубы и т. д.).
На рис. 100, б показан процесс заливки фасонных деталей в металлические формы на машинах с вертикальной осью вращения. Металл заливают здесь через общий стояк; отливки расположены вне оси вращения формы. Этим способом отливают изделия любой конфигурации небольших габаритов (детали насосов, компрессоров, пароводопроводную арматуру и т. д.), причем полые отливки образуют песчаными стержнями.
На рис. 100, г приведена схема центробежной машины с горизонтальной осью вращения для отливки фасонных деталей. Формы при получении отливок по любой из схем могут быть металлическими и песчаными футеровками (сырыми, сухими или сборными из стержней).
Скорость вращения форм определяется из условий качества получаемых отливок и устанавливается тем большей, чем меньше диаметр отливки. Применяемые на практике скорости вращения колеблются от 250 до 1500 об/мин.
Целесообразность применения центробежного литья определяется рядом его преимуществ: экономией стержневых смесей, ввиду отсутствия стержня для получения полости в цилиндрической отливке (рис. 100, а и в), отсутствием литников или уменьшением веса литниковой системы по сравнению с литьем в неподвижные формы, большей плотностью и повышенными механическими свойствами получаемых отливок, возможностью получения более тонкостенных отливок из сплавов, обладающих низкой жидкотекучестью, высокими технико-экономическими показателями производства.
К недостаткам центробежного литья относятся трудность получения качественных отливок из ликвирующих сплавов и невозможность получения отверстия точного размера в отливке, изготовляемой по схеме на рис. 100, а и в (диаметр отверстия зависит от количества залитого в форму металла). На рис. 101, а схематически представлена конструкция распространенной труболитейной машины. Отличительной особенностью этой машины является устройство подвижного желоба 1, который в процессе заливки металла перемещается в направлении, показанном стрелкой. При этом металл, стекая с конца желоба, навивается на внутреннюю поверхность вращающейся формы 3, что обеспечивает получение равностенной отливки. Форма имеет уклон до 5°, что облегчает течение металла. Форма беговыми дорожками 7 опирается на приводные ролики 5 и имеет осевой роликовый упор 6.
Рис. 101. Схема машин для центробежной отливки труб.
Для образования внутренней поверхности раструба трубы применяют песчаный стержень 4. Машина имеет защитный кожух и систему 2 охлаждения формы.
Существуют аналогичные машины с неподвижным желобом, но с формой, отодвигающейся в противоположном направлении в процессе образования отливки.
Чугунные трубы отливают центробежным способом в металлические формы, также футерованные формовочной смесью (рис. 101, б). При этом металлическая форма служит долгое время, так как непосредственно не соприкасается с металлом, кроме того, отпадает необходимость в отжиге отливок, которому подвергают трубы, отлитые в металлические формы, для снятия внутренних напряжений и устранения отбела. Недостатком этого способа является наличие в цехе формовочной смеси и необходимость очистки отливки.Машина представляет собой металлическую форму 3; для образования патрубка ставится стержень 4, металл заливается через желоб 5. Вращается форма при помощи катков 6, футеруется формовочной смесью 1; для отвода газа из формы в ней делают отверстия 2.
