Odlewanie form wirujących

Odlewanie w formy wirujące wirujące polega na wykorzystaniu do kształtowania odlewu siły odśrodkowej działającej na metal w wyniku wirowania formy. Popularnie w ten sposób odlewania jest nazywany odlewaniem odśrodkowym.
Rozróżnia się trzy rodzaje odlewania odśrodkowego:
• Odlewanie odśrodkowe właściwe, w którym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania formy; zewnętrzna powierzchnia odlewu przyjmuje w tym przypadku kształt wnęki formy, a powierzchnia wewnętrzna swobodna kształtuje się w wyniku działania siły odśrodkowej na poszczególne cząsteczki krzepnącego metalu.
• Odlewanie pół środkowe, przy którym oś odlewu pokrywa się z osią wirowania, ale powierzchnię wewnętrzną odtwarzają rdzenie ustawione w wirującej formie.
• Odlewanie pod ciśnieniem odśrodkowym, w którym odlew jest odtwarzany we wnękach kilku form rozłożonych wokół wlewu głównego, który stanowi oś wirowania całego układu.
Oś wirowania może być pionowa, pozioma lub pochyła. W niektórych przypadkach, np. przy odlewaniu odśrodkowym kul, forma jest poddana wirowaniu wokół kilku osi równocześnie. Odlewanie odśrodkowe z poziomą osią wirowania jest stosowane najczęściej do odlewania rur o dłuższych długościach.
Ponadto, metodą tą wykonuje się odlewy tulejek, pierścieni, wałków, kół zębatych, i jezdnych oraz drobne elementy maszyn.
W porównaniu z odlewaniem grawitacyjnym w formach piaskowych, odlewanie odśrodkowe daje następujące korzyści:

1. Rozszerzenie zakresu przedmiotów wytwarzanych przez odlewanie o długie rury oraz odlewy wielowarstwowe;
2. Polepszanie jakości odlewów w wyniku:
• Podwyższenia o 20- 60% właściwości wytrzymałościowych i plastycznych.
• Zwiększenie zawartości struktury odlewu i szczelności.
• Poprawy struktury pozwalającej na zastąpienie niektórych odkuwek odlewami (np. koła zębate).
Odgazowanie niemetalowych oddzielenie wtrąceń niemetalowych podczas wirowania.
3. Poprawę wskaźników ekonomicznych przez:
• Wzrost uzysku w wyniku wyeliminowania lub znacznego ograniczenia układów wylewowych.
• Oszczędność 30-60% czasu przygotowania formy przez ograniczenie lub wyeliminowanie prac rdzeniarskich.
• Zmniejszenie naddatków na obróbkę o 5-20% w wyniku wzrostu gładkości powierzchni odlewu.

Formy do odlewania odśrodkowego sporządza się najczęściej z żeliwa szarego zwykłego i stopowego oraz ze stali węglowej i stopowej w postaci tulei jedno-, dwu- lub nawet trójwarstwowych. Do chłodzenia form stosuje się głównie natrysk wodny.
Temperatura form (kokil) zależy od rodzaju odlewanego w nich metalu oraz kształtu i grubości ścianek odlewów. Przy odlewaniu cienkościennych odlewów z żeliwa szarego (rury żeliwne) Temperatura formy powinna wynosić 400-500 stopni Celsjusza. Formy tzw. zimne, pracujące w temperaturze ok. 200 stopni Celsjusza, są przeznaczone do odlewów grubościennych. Są one przeważnie chłodzone wodą. Dla zwiększenia trwałości form ( kokil) oraz dla zapobieżenia zabielaniu odlewów żeliwnych wewnętrznie powierzchnie form pokrywa warstwa izolacyjną. W tym celu stosuje się różne powłoki ochronne i pasty oraz suche pokrycie w postaci pyłowych materiałów ogniotrwałych, niekiedy niekiedy z dodatkiem modyfikatorów( np. Fe-Si).

Przy odlewaniu cienkościennych odlewów z żeliwa szarego stosuje się izolację form w postaci wykładziny wykonanej z masy ceramicznej. Wykładzinę izolacyjną zagęszcza się ręcznie lub mechanicznie. Ponadto może ona być suszona, jak również używana w stanie wilgotnym.
Do odlewania odlewów kształtowych stosuje się formy z wykładziną wykonaną ubijakiem i wysuszoną, z wykładziną złożoną z suchych rdzeni lub też z wykładziną kombinowaną. Możliwe jest również odlewanie części w formy piaskowo-glinowe, ustawione na tarczy maszyny odpowiednio do warunków zalewania metalu. W tym przypadku stosuje się zasady odlewania odśrodkowego. Liczbę obrotów wrzeciona maszyny wyznacza się analogicznie jak prędkość obrotową przy odlewaniu odśrodkowym.