离心铸造广泛应用于军事、精密仪器制造和航空航天等领域。在耐磨合金离心铸造成型过程中,各节点温度及冷却过程、浇注方式及相应的运动形式对合金的多相结构、组织形态及性能具有重要影响。为了研究典型耐磨合金材料在熔炼—浇注—成型—冷却成型的全过程中,温度、浇注形式及运动等环境参量的影响规律,本文基于预冷工艺的指导思想,即:在高温金属液从熔炼炉流出至进入铸型前的过程中,采用强制冷却的方式,将金属液温度降低到半固态区间的适宜温度,设计了新式立式离心铸造试验设备,并对其关键技术进行研究。具体包括以下几个方面:基于预冷工艺的立式离心铸造机总体结构设计,该立式离心铸造机的浇注头与铸型采用分体结构,并能实现同步和异步水平旋转;熔炼炉的机械结构设计,研究其炉温控制、浇注时的金属液流量控制技术;分析预冷工艺要求,设计双路冷却系统结构,并拟定冷却控制方案;设计离心铸造过程中的三维运动系统结构,并研究运动控制策略;拟定立式离心铸造试验设备的控制策略,提出基于可编程控制器的立式离心铸造机的总体控制方案;设计基于FAMEVIEW的数据采集与监控软件;通过加热炉的模拟实验进行了验证。本文的研究成果,将对新型合金材料及非晶材料研制过程中的组织与性能的精确化控制提供实验技术支持,为铸造合金材料及成型工艺实验研究的关键设备的研制奠定技术基础。