离心铸造的缺点：
⑴ 铸件内自由表面粗糙，尺寸误差大，品 质差。
⑵ 不适用于密度偏析大的合金（如铅青铜） 及铝、镁等轻合金。
离心铸造的应用
• 离心铸造主要用来大量生产管筒类铸件， 如铁管、铜套、缸套、双金属钢背铜套、 耐热钢辊道、无缝钢管毛坯、造纸机干燥 滚筒等，还可用来生产轮盘类铸件，如泵 轮、电机转子等。
• 1. 卧式离心铸造机的铸型是绕水平轴或与水平线成 一定夹角（小于15℃）的轴线旋转的，如图10-1所示。 它主要用来生产长度大于直径的套筒类或管类的铸件， 在铸铁管和气缸套的生产中应用极广。
离心铸造的优点
1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表 面，简化了套筒、管类铸件的生产过程。 2.金属充填铸型的能力高。 3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出， 铸件组织较致密，缺陷较少。 10.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。 5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不 易控制。 6.可生产双金属圆柱形铸件。
比较，并以下式表示：
G＝γ'／γ＝ρω2r／ρg＝ω2r／g （10-1）
或 γ'＝Gρg＝Gγ
（10-2）
式（10-1）及式（10-2）中的比值G称重力系 数，它表示旋转状态中物质重度增大的倍数。显
然，离心铸造时，在旋转铸型中的液体金属的有
效重度也将按G的倍数增大（通常为几十倍乃至 一百多倍），在液体金属自由表面上的有效重度
一般在（2～10）×106N·m-3范围内。
总结
离心力场 重度： 有效重度： 重力系数：
g
' 2r G 2r / g
10.2.2 离心力场中液体金属自由表面的形 状
离心铸造时，不必采用型芯就可获得中 空圆柱形的铸件，这是由于浇入旋转铸型中 的液体金属，在离心力的作用下建立起来的 自由表面，冷凝后最终就成为铸件中空的内 表面。因此，对液体金属自由表面形状进行 研究是很有必要的。
10.2.2.1 立式离心铸造时的液体金属 自由表面的形成
立式离心铸造时的液体金属自由mg Z 0
由欧拉公式：
Xdx Ydy Zdz 0
m 2 xdx mgdy 0 y 2 x2
2g
M
mω2x
mg
O x0
K
x1 ω
y1
y2
在立式离心铸造的旋转铸型中，液体金属的自 由表面是一个绕垂直转轴y的回转抛物面。
第十章
离心铸造
10.1 概述
定义：离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中(通常 250-1500/min)，在离心力的作用下，完成金属
液的充填和凝固成形的一种铸造方法。
• 离心铸造必须在专门的设备—离心铸造机（使铸型旋 转的机器）上完成。根据铸型旋转轴在空间位置的不 同，离心铸造机可分为卧式离心铸造机和立式离心铸 造机两种。
• （7） 应用面较窄，仅适合于外形简单且 具有旋转轴线的铸件如管、筒、套、辊、轮 等的生产。
离心铸造的特点
1.液体金属能在铸型中形成中空的圆柱形自由表面， 简化了套筒、管类铸件的生产过程。 2.金属充填铸型的能力高。 3.补缩条件好，气体和非金属夹杂也易于排出，铸 件组织较致密，缺陷较少。 4.减少甚至不用浇注系统和冒口，降低金属消耗。 5.铸件易产生偏析；铸件内表面较粗糙，尺寸不易 控制。 6.可生产双金属圆柱形铸件。
•
将液体金属浇入绕垂直轴y-y旋转的铸型中，其
旋转角速度为ω，截取其轴向断面，则可得如图7-3所
示的图形。设在液体金属自由表面上任取一质点M，
• （3） 有利于铸件内液体金属中的气体和夹杂 物的排除，并能改善铸件凝固的补缩条件。因此， 铸件的组织致密，缩松及夹杂等缺陷较少，铸件 的力学性能好。
•
• （4） 可减少甚至不用冒口系统，降低了 金属消耗。
• （5） 对于某些合金（如铅青铜等）容易 产生重度偏析。
• （6） 铸件内表面较粗糙，有氧化物和聚 渣产生，且内孔尺寸难以准确控制
r
或： Gg G
•
在地心引力场中，单位体积（V）物
质所受的重力（mg）称为重度，并以γ＝
mg/V=ρg表示；同样，对于离心力场来说，
作用于旋转状态单位体积（V）物质上的离
心力γ'＝mω2r/V＝ρω2r（其中ρ为物质的密
度）。为了与地心引力场相区别，我们将γ'
称为“有效重度”。
•
将离心力场与地心引力场的重度作一
离心铸造双金属管
10.2 离心铸造原理（铸件成型特点）
10.2.1 离心力场
•
离心铸造时，旋转着的液体金属占有
一定的空间，若在这个空间中取液体金属
的任一质点M，其质量为m，旋转半径为r，
旋转角速度为ω，则在该质点上作用着离心
力mω2r。离心力的作用线通过旋转中心O，
指向离开中心的方向。它使金属质点做远
立式离心铸造
2. 立式离心铸造机的铸型是绕垂直 轴旋转的，如图10-2所示。它主要用 于生产高度小于直径的圆环类铸件， 如轮圈和合金轧辊等，有时也可在这 种离心机上浇注异形铸件。由于在立 式铸造机上安装及稳固铸型比较方便， 因此，不仅可采用金属型，也可采用 砂型、熔模型壳等非金属型。
•
由于液体金属是在旋转状态及离心力作用
下完成充填、成形和凝固过程的，所以离心铸造
具有如下一些特点：
• （1） 铸型中的液体金属能形成中空圆柱形自 由表面，不用型芯就可形成中空的套简和管类铸 件，因而可简化这类铸件的生产工艺过程。
• （2） 离心力作用，显著提高液体金属的充填 能力，改善充型条件，可用于浇注流动性较差的 合金和壁较薄的铸件。
离旋转中心的径向运动。我们可借用地心
引力场某些概念来研究离心力场中铸件的
成形特点。
离心力场
离心力： mω2r
重力：mg
重度 mg /V g
有效重度：离心力场中旋转状
O
态单位体积物质上的离心力。
m 2r /V 2r
ω
重力系数：G / 2r / g 2r / g
M
mω2r
mg
离心铸造是
将液体金属浇入旋 转的铸型中，使之 在离心力的作用下， 完成充填和凝固成 形的一种铸造方法。
根据铸型旋转轴在空间的位置
立式离心铸造 卧式离心铸造
立式离心铸造
主要用来生产高度小于直径的圆 环类铸件，有时也可用此种离心 铸造机浇注异形铸件。
卧式离心铸造
主要用来生产 长度大于直径 的套筒类和管 类铸件。