铸造工艺学复习大纲Word文档下载推荐.docx

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③物理作用：

机械粘砂、铸渗等。

④化学作用：

粘结剂燃烧、分解；

界面化学反应。

6、【传质】：

一种物质在另一媒介物中传递。

铸造工艺中常见的传质现象：

湿型风干、烘干、水分蒸发、迁移、凝聚吹气硬化、有机粘结剂的燃烧、分解产生气体的扩散和铸件表面的合金化。

7、砂型表层的水分迁移：

8、【微观膨胀】：

砂粒的膨胀能被湿粘土膜的收缩所抵消，仅减小孔隙而不引起砂型尺寸变化。

9、膨胀缺陷：

夹砂结疤、鼠尾、沟槽。

控制热湿拉强度是控制夹砂结疤类缺陷的关键。

备注：

夹砂等缺陷原因有两个：

①水分迁移；

②砂粒膨胀。

10、液态金属的冲刷及其造成的缺陷：

砂眼、抬箱和跑火、偏芯及形状不合格。

11、气体和侵入性气孔主要成分：

H2、N2、CO、CO2、O2。

CO/CO2是表征铸型气氛还原性的标志。

12、【反应性气孔】金属与铸型、金属与溶渣或金属液内某些元素、化合物之间发生反应形成的气孔。

反应性气孔来源：

①水蒸气与合金成分的反应；

②型砂组分的分解；

③固体碳的燃烧及气化反应。

其形成机理：

CO核心说、H2核心说。

13、粘砂分机械粘砂和化学粘砂两大类。

机械粘砂为型砂与金属的机械混合物；

化学粘砂又称为烧结粘砂，主要发生在大型铸钢件。

第二篇砂型和砂芯的制造第一章湿型

1、粘土型砂据合型和浇注状态可分为：

湿型（湿砂型或潮型）——砂型不烘干，直接浇；

干型——合型和浇注前送窑烘干；

表面烘干型——型腔表层烘干一定深度。

2、粘土型砂按造型可分为：

面砂、背砂和单一砂。

3、湿型铸造法基本特点：

型（芯）无需烘干，不存在硬化过程。

主要优点：

①生产灵活，效率高，成本低，周期短；

②易实现机械化和自动化；

③省烘干设备、燃料、电力及空间；

④砂箱使用寿命长；

⑤容易落砂。

主要缺点：

易夹砂结疤、粘砂、气孔、砂眼、胀砂等。

4、型（芯）砂应具备的性能：

①造型、制芯和合型阶段：

湿度、流动性、强度、可塑性、韧性、不粘模性；

②铸件浇注、冷却、落砂、清理阶段：

耐火度、透气性、发气量、退让性、溃散性。

5、铸造用原砂基本性能：

含泥量（原砂中直径小于20µ

m的细颗粒的含量）、颗粒组成（筛分法）、颗粒形状（圆形、钝角形、尖角形三种，用符号“○”、“□”、“△”表示。

）

6、粘土的性能特点：

被水湿润后具有粘结性和可塑性；

烘干后硬结具干强度，加水恢复粘结性和可塑性；

资源丰富，价格低廉，应用广泛。

7、铸造用粘土分类8、膨润土分类

9、附加物常用：

煤粉、渣油、淀粉、锯末等；

目的：

使型砂具特定性能，并改善铸件表面质量。

煤粉作用：

①在高温金属液作用下产生大量还原性气体，可防止金属液被氧化，并使铁液表面的氧化铁还原，减少金属氧化物和造型材料化学反应可能；

②受热形成的半焦充填堵塞砂型表面颗粒间的孔隙，使金属液不能渗入；

③受热后变成胶质体，具有可塑性，可以缓冲石英颗粒在该温度区间因受热而形成的膨胀应力，减少受热膨胀类缺陷。

④受热产生碳氢化物挥发分在高温下分解，析出光亮碳，阻止界面反应，防止机械粘砂。

第2章无机化学粘结剂

1、无机化学粘结剂通过物理化学反应而达到硬化，其分类和硬化方法如下：

2、水玻璃型（芯）砂优点：

①型（芯）砂流动性好，易于紧实，造型（芯）劳动强度低；

②硬化快，强度较高，生产周期短，劳动生产率高；

③可在型（芯）硬化后起模，型、芯尺寸精度高；

④可提高铸件质量，减少铸件缺陷；

⑤可降低能耗，改善工作环境和工作条件。

水玻璃型（芯）砂缺点：

①铸型浇注后溃散性差；

②旧砂难以用摩擦法再生；

③硬化的型芯保存性差（尤其在寒冷潮湿的条件下）；

④对某些铸件，型芯硬化后的强度还不够理想。

3、钠水玻璃的参数主要有模数、密度、浓度和粘度等。

【模数】：

钠水玻璃中SiO2与Na2O的摩尔数之比。

对比下述冒口中模数！

4、【水玻璃的硬化】：

水玻璃在一定条件下逐渐变硬的过程。

硬化方法：

①CO2硬化法：

向水玻璃砂制成的砂型（芯）中吹入CO2气体，在短时间内就可以使型（芯）砂硬化。

常用的吹CO2的方法：

插管法和盖罩法。

②物理硬化法：

加热硬化及自然硬化

③综合硬化：

CO2和加热硬化联合使用，即先吹CO2使砂型（芯）建立一定的强度，起模后再加热硬化。

5、水玻璃砂存在的主要问题及其解决途径：

①溃散性差

（1）加附加物。

a有机物：

包括糖、树脂、油类、纤维素。

改善600℃以前的出砂性。

b无机物：

有效降低800-1000℃的残留强度，或形成新相造成膨胀，或收缩裂纹，或成脆化膜，如蛭石等。

（2）减少水玻璃用量。

着重提高粘结效率，如真空CO2硬化法、有机酯硬化。

（3）降低易熔融物含量。

如高模水玻璃，优质原砂，锂-钾-钠水玻璃等。

（4）以石灰石作原砂的钠水玻璃CO2硬化砂

②【表面粉化】水玻璃砂吹CO2硬化并放置一段时间后，在砂型或砂芯表面出现“白霜”现象，不利于型芯的存放。

（1）限制水分和吹CO2时间，避免气压不足而延长吹气，导致表面层反应过度。

（2）不要将砂型（芯）久放，冬季尤其应注意。

（3）加入占原砂质量1%的糖浆或刷涂料后进行表面烘干。

③砂芯抗吸湿性差

（1）在钠水玻璃中放置锂水玻璃，形成不溶性碳酸盐和硅酸盐，减少游离的钠离子。

（2）加入少量的憎水有机物材料或具有表面活性剂作用的有机物。

④旧砂再生和回用困难

第3章有机化学粘结剂砂芯（型）

1、铸造上常用的植物油粘结剂主要为桐油。

硬化原理为通过氧化聚合，使油类低分子变为高分子。

2、油脂硬化反应须具备的条件：

a）植物油分子中必须有双键，双键越多，越容易进行氧化、聚合反应，形成网状结构。

b）硬化过程必须有氧参加，氧在硬化过程中起到桥的作用，供氧越充分，硬化反应速度越快，硬化后强度也越高。

c）温度：

加热是反应加速进行的重要条件，但温度过高将使油发生燃烧和分解。

一般200-220℃为宜。

如需缩短烘干时间，可将温度提高到250℃，但绝不能超过300℃。

3、油砂的性能特点：

a）干强度高，容让性和出砂性好。

比强度可达0.9Mpa，300℃以上燃烧、分解失去强度。

b）湿强度低，流动性好。

湿态粘结力主要取决于粘结剂表面张力和砂粒间的附着力。

油可起润滑作用。

c）发气性强。

高温燃烧和分解的发气量较粘土砂和水玻璃砂大。

CO和有机气体及光亮碳使铸件表面光洁。

d）其它工艺特性。

油属憎水材料，所以不易粘附芯盒，便于操作；

烘干后不吸潮，易存放。

但铸造用多为干性油，在空气中存放时易发生结皮。

4、【树脂砂】：

以树脂为粘结剂配制的型（芯）砂。

5、树脂砂主要优点：

①铸件表面质量好，尺寸精度高；

②不需要烘干，缩短了生产周期，节省了能源；

③砂型（芯）的强度高，透气性好，铸件缺陷少，废品率低；

④流动性好，易紧实；

⑤溃散性好，容易落砂、清理，大大减轻了劳动强度。

6、树脂砂主要缺点：

①对原砂粒度、粒形、SiO2含量及碱性化合物等要求高；

②操作环境温度、湿度对硬化速度及硬化强度影响较大；

③与无机粘结剂相比，树脂砂的发气量较大；

④树脂和催化剂有刺激气味，要求车间内通风良好；

⑤树脂的价格较高。

7、【呋喃树脂自硬砂】：

常温下呋喃树脂由催化剂作用发生化学反应固化的型（芯）砂。

8、【可使用时间】：

即树脂砂混砂后能制出合格砂芯的时间。

9、【脱模时间】：

指树脂砂在芯盒硬化取出而不变形的时间。

10、可使用时间↓，则造型、芯前允许的停留时间↓；

脱模时间↓，硬化速度↑，制型、芯效率↑。

11、呋喃树脂砂由原砂、呋喃树脂、催化剂、添加剂组成。

12、【铸型涂料】：

提高铸型（芯）抵抗金属液，降低铸件表面粗糙度、防粘砂，表面涂刷的一层。

13、涂料作用：

①降低表面粗糙度；

②防止或减少粘砂、砂眼和夹砂等缺陷。

14、涂料的基本组成：

耐火粉料、载液、粘结剂、悬浮剂和助剂。

常用的载液有水和可挥发溶剂，分别称为水基涂料和快干涂料。

15、涂料的性能：

物理性能、工艺性能、工作性能和流变性能四个方面。

（1）涂料的工艺性能：

①饱沾性：

涂料应饱沾在刷子上而不淋滴；

②涂刷性：

涂刷涂料时滑爽而无粘滞感；

③流淌性：

涂料在垂直壁上向下流淌的趋势；

④流平性：

涂料涂刷后自动消失刷痕的能力；

⑤渗透性：

涂料渗入到砂型（芯）孔隙中的能力。

（2）涂料的工作性能：

①抗粘砂性：

涂料能否起到良好的防粘砂效果；

②悬浮稳定性：

涂料中的粉料应悬浮在载液中；

③涂层强度：

主要取决于涂层对铸型（芯）附着强度；

④抗裂纹性：

涂料层在烘干和浇注时不开裂的性能。

（3）

【流变性】：

指流体在力的作用下的变形和流动状态特点（度量流变性最常用的物理量为粘度）。

16、涂刷方法：

涂刷法、浸涂法、喷涂法。

①涂刷法：

是使用毛刷将涂料涂敷在砂型（芯）表面的手工操作。

②浸涂法：

是将砂型（芯）全部或局部浸没在盛有涂料的槽中，经很短时间后从槽内取出，使涂料浸涂于砂型（芯）表面。

③喷涂法：

是利用压缩空气及喷枪使涂料雾化并喷涂在砂型（芯）表面。

第三篇铸造工艺设计及工装设计第一章铸造工艺设计的基本概念

1、铸造工艺设计要求：

铸件高力学性能、尺寸精度和低表面粗糙度；

生产周期短，成本低。

2、铸造工艺设计原则：

根据零件结构、技术要求、生产批量和生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件，是生产准备、管理和铸件验收的依据，并指导生产操作。

3、铸造工艺设计的内容和程序：

第二章铸造工艺方案的确定

1、从避免缺陷方面审查铸件结构（铸件质量对零件结构的要求）：

①铸件壁厚应合理；

②铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过渡和圆角；

③铸件内壁应薄于外壁；

④壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节；

⑤利于补缩和实现顺序凝固。

2、从简化铸造工艺方面改进零件结构（零件结构的铸造工艺性分析）：

①改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构；

②取消铸件外表侧凹；

③改进铸件内腔结构以减少砂芯；

④减少和简化分型面；

⑤有利于砂芯的固定和排气。

3、【浇注位置】：

指浇注时铸件在铸型中的位置。

4、浇注位置与造型（合箱）位置、铸件冷却位置可以不同。

5、浇注位置一般于选择造型方法之后确定。

应使铸件的重要部位处于有利的状态，并针对容易出现的缺陷，采取相应的工艺措施予以防止。

浇注位置选择原则：

①铸件的重要加工面应朝下或位于侧面；

②铸件的大平面应朝下；

③应保证铸件能充满；

④应有利于铸件的补缩；

⑤避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验；

⑥应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致。

6、【分型面】：

指两半铸型的接触表面。

7、选择分型面应注意“四少两便”，即：

少用砂芯、少用活块、少