铜套离心铸造工艺分析

[大][中][小] 2013-06-19 11:05

   铜套是一种常见的铸件毛坯,其材料为铸造锡青铜合金ZCuSn6Zn6Pb3。对铸件的特点和铸造合金的特点进行分析如下:
    1。铸件特点分析
    铜套为套筒类零件,结构简单,为中空的轴对称零件,尺寸为:外径400mm,内径+320mm,长度750mm,长度远大于外径。另外表面粗糙度要求一般,但要求内部组织致密,不得存在各种铜合金铸件常见缺陷,同时为大批量生产。
    2。铸造合金特点分析
    本铸件所用的铜合金为铸造锡青铜合金ZCuSn6Zn6Pb3,该合金的浇注温度为1100~1160℃,适用的铸造方法有砂型铸造、石膏型铸造、金属型铸造、离心铸造等。其凝固范围大于110℃,该合金在凝固时具有糊状凝固特征,补缩困难,容易产生微观缩孔和晶内偏析,难以保证铸件致密性,为提高该种合金的铸件质量,应根据铸件的重量、形状和用途设计不同的铸造工艺。
    通过上述分析,结合情境3中介绍的离心铸造特点,可以得出结论:本产品可采用卧式离心铸造;铸型选用金属型;金属型使用低合金灰铸铁制作。
    卧式离心铸造时液态合金自由表面的形状由此可知,卧式离心铸造时,如果不考虑重力场的影响,液态合金的自由表面应为以旋转轴为轴线的圆柱面。
实际卧式离心铸造时,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。因此,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,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。
    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条轴线上旋转而是有所跳动,则铸件尤其是长铸管的壁厚会严重不均,在拔管后冷却过程中可使铸管产生弯曲,严重时还可能断裂。根据有关资料,对长的金属型,要求径向圆跳动应小于0·3~0·5ram。此外,托辊与金属型接触的表面,其表面粗糙度值要小于R。l.6ram。
    金属液进入铸型不仅会产生径向运动,而且也在浇注压射冲头及旋轴倾角(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、铸型转速越低、冷却能力越弱,则金属液在铸型内的轴向流动就越大。
    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顺序,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,并超过第一殷,同理第三股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。

 

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