专利名称：高铝锌基合金空心铸件离心铸造法的制作方法
技术领域：
本发明属于空心回转体铸件的卧式离心铸造技术，特别适用于以ZAg、ZA12、ZA27、ZA35等为代表的高铝含量锌基合金的离心铸造，也适用于铝合金、铜合金、铁合金及其它合金。
本世纪六十年代以来，伴随着世界性的铜、锡资源紧张状况的出现，高铝锌基合金作为一种成功的青铜代用材料而被大力地推广应用。它具有与青铜相媲美的机械性能和减摩、耐磨性能，被大量地用来代替青铜制作轴瓦、轴套、蜗轮、摩擦螺母等机械零件(王培毅等，“锌铝系列合金的发展及研究概况”，《金属科学与工艺》，1990年3月第9卷第1期，第108～117页;黄积荣等，“Zn-Al-Cu系合金的冶金学分析”，《陕西机械学院学报》，1989年第5卷第1期，第38～63页)。众所周知，对于这类空心回转体零件的毛坯生产，卧式离心铸造具有高效、低耗、简便、易行的优点，在铜基合金这类零件的毛坯生产中被广泛采用。其浇注方法一般是通过静止或沿铸型轴向移动的浇注槽将金属液引入旋转的铸型中(J.Cumberland，“离心铸造技术(Centrlfugal Castlng technlques)”，《英国铸工(the Brltlsh Foundryman)》，January 1963，P26～47;黄爵裕，“卧式离心铸造法”，《铸工》，第66期，民国79年9月，第26～31页)。用这种铸造方法生产高铝锌基合金铸件时，会产生严重的比重偏析和气孔缺陷，并且调整浇注温度、铸型预热温度、铸型转速、铸型冷却强度等工艺因素时，对这两种缺陷将产生截然相反的影响(马霆等，“高铝锌基合金离心铸造缺陷分析”，《热加工工艺》，1991年第3期第18～22页)。这就使得卧式离心铸造法难以用于高铝锌基合金铸件的生产。
本发明的目的在于提供一种适合于高铝锌基合金的卧式离心铸造法，它能够防止铸件中产生气孔缺陷，并有效地减轻或消除比重偏析。
本发明所述的离心铸造方法如图1所示，其浇注系统设计成由浇注槽1和中空的转子2组成，转子2与铸型3同轴同方向旋转，两者转速ω1和ω接近或相等，以不等而接近为佳。
转子2的结构如图2所示。其内表面呈锥形，分为A、B两段、小端A段用于承接由浇注槽1而来的金属液，需有足够的长度，大端B段与铸件4等长，在其侧面开设有孔隙5。孔隙5沿轴向分布于B段全长，并沿周向均匀相间，可按多种形式开设，示例如图2中所示。A、B两段也可采取图3所示的分离形式。此时A段可与铸型3联结为一体。
被浇注的金属液经由浇注槽1流入转子2内腔，再由转子2上的孔隙5进入铸型3。
在本发明前的离心铸造过程中，旋转的铸型和随铸型一起旋转的金属液内表面上一定厚度范围内的气体也随铸型一起作着高速旋转运动。在卧式离心铸造条件下，采用静止或沿铸型轴向移动的浇注槽1进行浇注时，金属液落流受到这层高速旋转的气体的冲击，而使金属液中卷入了气体，从而在铸件中形成气孔缺陷。为了消除铸件中的气孔缺陷，就要采取提高浇注温度，提高铸型预热温度，提高铸型转速，减缓铸型冷却强度等工艺措施，以造成有利于气泡向金属液内表面逸出的条件。但这些工艺措施却加重油了铸件中比重偏析的程度。
本发明的优点在于，通过转子2的作用，使金属液流落入铸型3的过程中以相近或相等的转速与铸型3同轴同向旋转，从而避免了气体冲击金属液落流，防止了金属液中卷入气体而形成气泡，不仅消除了铸件4中的气孔缺陷，也为采用较低的铸型预热温度、铸型转速、浇注温度和较强的铸型冷却强度减轻或消除铸件中的比重偏析缺陷创造了条件。
图1为本发明的实施方案示意图。其中1-浇注槽 2-转子 3-铸型4-铸件、箭头为在离心力作用下金属液的运动方向图2为转子2的结构示意图。其中5-孔隙图3为本发明的另一种实施方案示意图。
本发明在生产单位很容易实施，用于高铝锌基合金空心回转体铸件的生产取得了很好的效果。
权利要求
1.一种空心回转体铸件的卧式离心铸造法，主要涉及将金属液引入铸型的浇注系统。其特征在于所述浇注系统由浇注槽1和中空且侧面上开设有孔隙5的转子2组成。金属液由浇注槽1进入转子2内腔，再由转子2上的孔隙5进入铸型3。
2.根据权利要求1所述的离心铸造法，其特征在于所述的转子2由内腔表面呈锥形的A、B两段组成。A段承接由浇注槽1而来的金属液。B段与铸件4等长，在其侧面上开设有所述孔隙5。
3.根据权利要求1、2所述的离心铸造法，其特征还在于所述孔隙5沿轴向分布于转子2B段的全长，且沿周向均匀相间。
4.根据权利要求1所述的离心铸造法，其特征还在于所述转子2与铸型3以相近或相同的转速同轴同向旋转，以转速相近而不等为佳。
全文摘要
本发明系空心回转体件的一种新的卧式离心铸造法，特别适用于高铝锌基合金空心回转体铸件的离心铸造，也适用于铝合金、铜合金、铁合金及其它合金。其特点在于浇注系统由浇注槽1和转子2组成；金属液经浇注槽1进入转子2，再由转子2侧面的孔隙5进入铸型3，转子2与铸型3以相同或相近的转速同轴同向旋转，使金属液流在进入铸型时与铸型间无相对旋转运动或相对旋转运动的角速度很小，从而避免了金属液在充填铸型过程中卷入气体，防止了铸件中气孔缺陷的产生。该发明还可有效地控制或消除离心铸件中的比重偏析。
文档编号B22D13/10GK1076148SQ9210132
公开日1993年9月15日 申请日期1992年3月9日 优先权日1992年3月9日
发明者倪锋, 李顺成, 毕晓勤 申请人:洛阳工学院