铸造工艺学.docx
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铸造工艺学
铸造工艺学
[填空题]
1（铸造用原砂中的）泥份
参考答案：
原砂或型砂中直径小于20um的细小颗粒
[填空题]
2铸件工艺出品率
参考答案：
铸件出品率=铸件质量除以铸件质量+冒口总质量+浇注系统质量乘以100%
[填空题]
3铸造收缩率
参考答案：
k=（LM-LJ）/LJ，LJ—模样工作面的尺寸LJ铸件尺寸
[填空题]
4封闭式浇注系统
参考答案：
正常浇注条件下所有组员能为金属液补充的浇注系统也称充满式浇注系统
[填空题]
5粘土型砂
参考答案：
以粘土为粘结剂的型砂
[填空题]
6侵入气孔
参考答案：
也叫外因气孔由于型砂中的气体侵入金属造成的在湿型铸件中常见的一种缺陷
[填空题]
7铸件的分型面
参考答案：
铸件造型时，由于其形状复杂或尺寸大等原因，不能在一个型腔内完成，就需要把它一分为二。
那个分开的面就是分型面，它可以水平方向也可以垂直方向。
[填空题]
8铸件的浇注位置
参考答案：
浇注时铸件在型内所处的状态和位置
[填空题]
9机械粘砂
参考答案：
是指铸件的部分或整个表面上粘附着一层沙粒和金属的机械混合物，它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的。
[填空题]
10覆模砂
参考答案：
砂粒表面在造型前即覆有一层树脂膜的型砂或芯砂。
[填空题]
11铸造工艺设计
参考答案：
根据铸造零件的结构特点、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织工艺卡的整个技术文件的过程
[填空题]
12铸造工艺方案
参考答案：
铸造工艺方案：
通常包括造型、造芯方法和铸型的选择，浇注位置及分型面的确定
[填空题]
13热冷芯盒法
参考答案：
是铸造生产中一种机器制造型芯的方法。
通过吹气使砂芯在芯盒内快速硬化的制芯方法叫冷芯盒法，通过加热的方法使砂芯在芯盒内快速缩聚硬化的制芯方法叫热芯盒法。
[填空题]
14试述夹砂的形成机理及预防措施。
参考答案：
铸型表面沙层受热发生膨胀，再砂层表面产生压缩应力，沙粒不能重新排列时砂型表面就会受到破坏而发生夹砂结疤缺陷。
（2）铸型中浇入金属后，铸型表面产生很薄的干燥层，紧接干燥层产生高水层，其强度远比湿型本体底。
铸型表层受热膨胀，强度低的高水层中产生应力集中而出现裂纹，由鼠尾进一步发展成夹砂结疤。
（3）因为铸型的高水层强度较低，以及由于铸型表面干燥层膨胀而与铸型本体分离，能自由滑动，所以就夹砂结疤而言，其最容易产生的条件是浇注时间过长、铸件壁厚和外形平坦处。
措施：
造型材料方面：
①原砂；选用力度分散的硅砂做原砂、选用热膨胀系数小和烧结点低的石英—长石砂、非石英质砂；②粘结剂：
选用热湿拉强度高、热压应力低的膨润土；增加膨润土、有效粘土含量；采用水玻璃、树脂砂等③水分：
尽量降低型砂含水量；④附加物：
加入一定量的煤粉、木屑等
造型方面：
①对于回用砂应保证有效粘土、有效煤粉含量；控制含泥量；②应保证混砂时间③避免压勺来回压大平面、少涮水多扎通气孔、在容易夹砂部分划出沟槽或插钉子浇注方面：
应快浇使金属再型内有一定的上升速度，避免高温金属液长时间烘烤型腔
[填空题]
15侵入气孔的形成条件、形成机理及预防措施
参考答案：
简单说：
1.侵入气孔：
型砂、砂芯发气排不出去。
（措施：
降低型砂湿度、砂芯的油量，增加砂型的通气性）2.裹携气孔：
浇注过程，金属液流冲击液面将空气带入，生成气泡难以溢出。
（措施：
减小直浇道的直径和高度，减小金属液的表面张力）3.析出气孔：
金属液在熔化过程中，氢、氮等气体也以原子形态融入，随着温度降低，其溶解度降低，便以分子形态析出。
（措施：
控制含气量、脱气处理等）4.内生式反应气孔：
金属本身和溶解于其的化合物及化合物之间反应产生气体。
（措施：
炉料干净）5.外生式反应气孔：
金属液与砂型、砂芯等反应产生气体。
（措施：
控制型砂水分等）
[填空题]
16怎样防止化学粘砂？
参考答案：
尽量避免在铸件和铸型界面产生形成低熔点化合物的化学反应2促进形成易剥离性粘砂层或易剥离的烧结层
[填空题]
17何谓“紧实率”？
为什么要测定紧实率，如何测定？
参考答案：
紧实率定义：
湿砂型在1mpa的压力下压实或在锤击式制样机上打击三次，其实样体积在打击前后体积变化的百分率。
用其试样前后高度变化的百分率来表示，即紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高；
测定原因：
①紧实率可以反映含水量，只要紧实率在规定范围内其就是最适宜含水量，机器造型紧实率一般为45%。
②紧实率可以反映型砂性能以及预测可能出现的缺陷。
如紧实率低时，型砂发脆、韧性差，起模易损坏，杀星转角处易损坏；而紧实率高时，其塑性韧性好，但易产生夹砂结疤，胀砂类缺陷。
③当紧实率一定时，含水量发生变化，可以反映有效粘土和粉尘的含量，在造型时采取相应措施。
如紧实率一定，粉尘含量高时，含水量增加，应进行除尘处理。
实验步骤：
①称取2850g原砂和100g膨润土加入混砂机中，干混3分钟，再加入水湿混7分钟后出砂；②再将型砂通过3mm筛网孔，填满120mm试样筒，并刮平；③在锤击式制样机上打击三次后，测量紧实前后的高度变化量；④紧实率=（筒高-紧实距离）/筒高；
[填空题]
18型砂的透气性的高低受到哪些因素影响？
参考答案：
影响因素：
砂粒的大小，粒度分布，粒形，含泥量，粘结剂种类、加入量，混砂时粘结剂在砂粒上的分布状况以及砂的紧实度。
[填空题]
19壳芯砂常用什么树脂作粘结剂、硬化剂？
在壳型、壳芯生产和浇注时，常会出现哪些问题？
参考答案：
粘结剂：
树脂粘结剂；硬化剂：
乌洛托品。
壳型、壳芯生产和浇注时产生的问题：
脱壳、起模时膜破裂、表面疏松、壳变形和翘曲、强度低、夹层；浇注时容让性、溃散性问题；浇注时型芯破裂，铸型表面产生橘皮、气孔、皮下气孔。
[填空题]
20何谓型砂的含泥量？
它对型砂性能有哪些影响？
参考答案：
原砂或型砂中直径小于0.020mm的细小颗粒的含量。
影响因素：
（1）原砂中泥分增多，空隙减小，透气性下降
（2）原砂的含泥量增多，型砂的湿压强度提高，达到最适干湿状态的含水量也提高（3）若原砂泥分中不含粘土矿物，原砂中的泥分增多会使砂型变脆，起模性变坏。
[填空题]
21有的工厂在配制膨润土砂时加入苏打，加苏打起什么作用？
配制普通粘土砂时，要不要加苏打？
参考答案：
因为他用的膨润是钙基膨润土，往往满足不了生产要求，通过加苏打（Na2CO3）活化，Na2CO3在水中能完全电离成Na+和CO32-，使溶液中的Na+浓度增加，逐步将钙基膨润土中的Ca2+置换出来。
被置换出的Ca2+与CO32-生成CaCO3，不溶于水，从而使交换反应进行完全，从而达到改变膨润土的工艺性能。
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[填空题]
22在铸钢件生产中，型砂是否需要加入煤粉？
为什么？
参考答案：
不能只能用在铸铁件中。
加入后会增加铸钢件渗碳，影响铸件质量。
[填空题]
23为保持湿型砂性能稳定，日常生产中应检测哪些主要性能？
参考答案：
水分、紧实度、湿压强度、透气性、破碎指数、流动性、含泥量、发气性。
还应测有效粘土和有效煤粉含量、抗粘砂性、抗夹砂性
[填空题]
24非石英质铸造用砂的主要特点有哪些？
举例说明之？
参考答案：
非石英质原砂是指矿物组成中不含或只含少量游离二氧化硅的原砂，大多数都有较高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数，热膨胀系数低而且膨胀均匀，无体积突变，与金属氧化物的反应能力低等优点，能得到表面质量高的铸件并改善清砂工作条件，但有的价格较高，比较稀缺。
例如：
镁砂的蓄热系数约为硅砂的1.5倍，热胀系数比石英小，没有因相变而引起的体积突然变化。
橄榄石砂的烧结点约为1200，比硅砂低，但但它不为金属液润湿，具有化学惰性，因此认为其耐火性还是好的，当与钢液接触时，其砂粒表面熔化烧结，形成形成致密层，可防止铸件粘砂和毛刺脉纹。
锆砂的热胀系数只有硅砂的1/3~1/6，能避免铸件产生夹砂结疤等缺陷。
热导率是硅砂的两倍多，因此冷却凝固速度很快，可细化金属组织，提高铸件的力学性能热化学稳定性高几乎不被熔化金属或金属氧化物侵润，有利于阻止金属液侵入铸型孔隙，可防止化学粘砂，减少机械粘砂缺陷。
[填空题]
25砂芯的主要功能有哪些？
应满足哪些基本要求？
参考答案：
功能：
砂芯主要用来形成铸件的内腔、孔及铸件外形不易出砂的部位。
要求：
砂心的形状尺寸以及在砂型中的位置应符合铸件的要求，具有足够的强度和刚度，在铸件成型过程中产生的气体能及时地排出型外，逐渐收缩时阻力小和容易清砂。
[填空题]
26钠水玻璃砂存在哪些主要问题以及解决途径？
参考答案：
一·出砂性差改善途径：
①加入有机无机混合附加物②减少钠水玻璃用量③降低易溶物质（NA.的含量
二·铸铁件粘砂解决途径：
加入煤粉，刷涂料等
三.型、芯表面粉化（白霜）解决途径：
避免水分、二氧化碳过吹
四.砂芯抗吸湿性差解决途径：
加入锂水玻璃改善
五.旧砂回用困难解决措施：
热法机械法联用回用旧砂
[填空题]
27怎样审查铸造零件图纸？
其意义何在？
参考答案：
意义1）审查零件的结构是否符合铸件的要求，因为有些零件的实际并没有经过上面的四个步骤，设计者往往只顾及到零件的功用，而忽视了铸造工艺要求，在审查中如发现结构设计有不合之处，就应与有关方面进行研究，在保证使用要求的前提下进行改正
（2）在既定的零件结构条件下，考虑铸造过程中可能出现的主要缺陷，在工艺设计中采取措施予以防止。
审查：
（1）从防止铸造缺陷方面考虑审查零件结构
（2）从简化铸造工艺方面审查零件结构
[填空题]
28浇注位置的选择或确定为何受到铸造工艺人员的重视？
应遵循哪些原则？
参考答案：
铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置，确定浇注系统是铸造工艺中重要的一环，关系到铸件的内在质量，铸件的尺寸精度及造型工艺过程的难易。
原则：
（1）铸件的重要部分应置于下面
（2）重要加工面应朝下或称直立状态（3）使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷（4）应保证铸件充满（5）有利于铸件的收缩（6）避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂（7）应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致
[填空题]
29含泥量指原砂中直径小于（）的细小颗粒的含量，其中有粘土、极细的砂子、其他非粘土质点。
参考答案：
0.02mm
[填空题]
30原砂粒度包括砂粒的粗细程度与砂粒粗细分布的（）。
参考答案：
集中程度
[填空题]
31型砂和芯砂烘干的目的什么？
参考答案：
除去水分、降低发气量，提高强度和透气性
[填空题]
32钠水玻璃的硬化方法有几种？
参考答案：
物理硬化----自然干燥或加热和吹压缩空气；化学硬化----
插管法和盖罩法等两种
[填空题]
33呋喃Ⅰ型树脂砂和呋喃Ⅱ型树脂砂均为（）。
参考答案：
热芯盒呋喃树脂砂
[填空题]
34呋喃Ⅰ型树脂砂主要用于（），呋喃Ⅱ型树脂砂属于无氮树脂主要用于（）。
参考答案：
铸铁件；铸钢件和球铁件
[填空题]
35合脂芯砂中加入彭润土、糊精、淀粉等物质的作用是什么？
参考答案：
提高合脂芯砂的湿强度
[填空题]
36活块可用（）或燕尾槽与模样主体相连接
参考答案：
销钉
[填空题]
37为提高砂芯的强度和刚度，制造时砂芯内部放置（）
参考答案：
芯骨
[填空题]
38为使砂芯排气畅通，砂芯中可开设排气通道，配型时砂芯表面常刷一层（）。
参考答案：
耐火涂料
[填空题]
39当旋转铸件的尺寸较大，可采用（），这种方法适用于单件或小批量生产。
参考答案：
刮板造型
[填空题]
40简述铸型紧固的几种方法
参考答案：
小型铸件的铸型采用压铁；大中型铸件的铸型采用卡子、螺栓
[填空题]
41什么是铸件的模数？
参考答案：
铸件的模数指铸件的体积和传热表面积的比值
[填空题]
42什么是浇注系统？
它由哪几部分组成？
各自的作用是什么？
参考答案：
浇注系统是引导金属液体流入铸型型腔的通道。
由浇口杯、值浇道、横浇道、内浇道组成。
1）浇口杯：
承受金属液，防飞溅外溢，分离熔渣，避免对型腔的直接冲击。
2）直浇道：
提供充型压力，控制充型能力和流速。
3）横浇道：
水平通道，梯形截面起挡渣、分配流量的作用。
4）内浇道：
在横浇道的下部，直接和型腔相连的部分，截面扁梯形，分配金属、控制充型速度。
[填空题]
43系统可按两种方法分类
参考答案：
一是按内浇道在铸件上开设的位置不同分类，二是按浇注系统各组元截面比例关系的不同分类。
[填空题]
44简述冒口补缩的基本条件。
参考答案：
1）冒口的凝固时间不小于铸件（被补缩部分）的凝固时间；
2）-冒口内有足够的合金液来补充铸件的液态收缩与凝固收缩；
3）在凝固期间，冒口与被补缩部位之间始终保持畅通的补缩通道。
[填空题]
45简述冒口的有效补缩距离。
参考答案：
冒口的有效补缩距离为冒口作用区与末端区长度之和
A.铸钢件的补缩距离阶梯形铸钢件的冒口补缩距离比板形件的大；冒口的垂直补缩距离至少等于冒口的水平补缩距离
B.铸铁件通用冒口的补缩距离灰铁中，高牌号的补缩距离小；球铁中，只有用湿型或壳型铸造较厚的球铁时，才有必要使用传统冒口补缩；可锻铸铁冒口的补缩距离为4-4.5倍壁厚
C.有色金属的冒口补缩距离锡青铜和磷青铜类合金的冒口的补缩距离短，易于出现分散缩松；无锡青铜和黄铜的冒口补缩距离大；黄铜冒口的补缩距离为5-9倍壁厚；铝青铜和锰青铜的补缩距离为5-8倍壁厚；共晶型铝合金的冒口补缩距离为4.5倍壁厚；非共晶型铝合金的冒口补缩距离为2倍壁厚
[填空题]
46冷铁的主要作用有哪些？
外冷铁安放工艺有何要求？
参考答案：
冷铁是用来控制铸件凝固的极冷金属，常用钢和铸铁，冷铁应设在需要提高凝固速度的一些铸件的厚壁处。
使用外冷铁的注意事项为：
1外冷铁紧贴铸件表面的部位应光洁除去锈污等各种脏物有时要刷涂料。
2对于易产生裂纹的铸造合金浇注的铸件使用外冷铁时应带有一定的斜度如45°以免型砂和冷铁分界处因冷却速度差别过大而形成裂纹。
应做成图1中的形式。
对铸铁和一般铸铜件均适用。
[判断题]
47、热裂纹是指铸件上断面严重氧化、无金属光泽、外形不规则的裂纹。
参考答案：
对
[判断题]
48、壳芯机基本上是利用吹砂原理制成的。
参考答案：
对
[判断题]
49、旧砂再生是指将用过的旧砂块经破碎、去磁、筛分、除尘、冷却等处理或循环使用。
参考答案：
对
[单项选择题]
50、合金的铸造性能主要包括（）。
A.充满能力和流动性
B.充型能力和收缩
C.流动性和收缩倾向
D.充型能力和变形倾向
参考答案：
B
[单项选择题]
51、下面合金形式缩松倾向最大的是（）。
A.纯金属
B.共晶成分的合金
C.近共晶成分的合金
D.远离共晶成分的合金
参考答案：
D
[单项选择题]
52、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁在力学性能上有较大差别，主要是因为它们（）不同。
A.基体组织
B.碳的存在形式
C.石墨形态
D.铸造性能
参考答案：
C
[单项选择题]
53、生产上，为了获得珠光体灰铸铁件，常采用的方法是（）。
A.孕育处理
B.增大原铁水中的硅的含量
C.适用降低冷却速度
D.热处理
参考答案：
A
[单项选择题]
54、形状复杂零件的毛坯，尤其是具有复杂内腔时，最适合采用（）生产。
A.铸造
B.锻造
C.焊接
D.热压
参考答案：
A
[单项选择题]
55、铸件中的缩孔与缩松对铸件质量的影响是（）
A.降低力学性能、气密性和物理化学性能
B.降低零件稳定性
C.降低零件使用寿命
D.成为裂纹源，降低气密性
参考答案：
A
[单项选择题]
56、铸钢牌号（如ZG270----500）中的两组数字分别代表该种材料的（）。
A.弹性模量和屈服强度
B.屈服强度和抗拉强度
C.弹性模量和抗拉强度
D.含碳量和抗拉强度
参考答案：
B
[单项选择题]
57、可锻铸铁的制取方法是，先浇注成（）。
A.灰口组织
B.麻口组织
C.白口组织
D.球墨组织
参考答案：
C
[填空题]
58特种铸造的基本特点是什么？
对铸件生产（铸件质量）有什么积极意义？
参考答案：
1从铸造工艺角度考虑，铸件的尺寸精度和表面粗糙度主要取决于铸型的性质。
改变铸型的制造工艺及材料的特种铸造方法。
熔模铸造：
薄壳铸型，耐火度高。
金属型铸造：
金属铸型。
消失模铸造：
不含粘结剂的干砂铸型。
还有：
石膏型铸造，陶瓷型铸造，石墨型铸造等。
2化学成分相同条件下铸件的机械性能主要取决于冷却速度。
改变液态金属充填及冷却条件。
离心铸造：
在离心力作用下凝固。
压力铸造：
高压力下充填和凝固。
金属型铸造：
冷却速度比砂型制造快。
还有：
低压铸造，差压铸造，真空吸铸等。
1铸件尺寸精确（熔模铸造CT4-7，消失模铸造CT6－9，压力铸造CT4－8），表面粗造度低（熔模铸造：
Ra1.6-6.3，消失模铸造Ra6。
3-20，压力铸造：
Ra1.6-6.3）。
可实现少切削或无切削加工。
2铸件内部质量好，力学性能高。
铸件壁厚可以减薄（最小壁厚：
熔模铸造0.5，消失模铸造：
2－3，压力铸造：
0.3）。
3降低金属消耗和铸件废品率（工艺出品率：
熔模铸造30－60％，消失模铸造40－75％，压力铸造60－90％）。
4简化铸造工序（熔模铸造除外），易于实现机械化和自动化。
5改善劳动条件，提高劳动生产率。
[填空题]
59金属型铸件形成过程的特点是什么？
它对铸件质量有些什么影响？
参考答案：
导热性好：
金属型铸造时，铸型材料的导热性能对铸件的凝固起主导作用。
无透气性：
易造成的缺陷：
1.气体阻力大造成浇不足、冷隔。
2.排不出的气体造成铸件侵入性气孔的产生。
无退让性：
室温：
应力集中→阻碍取件和取芯、导致裂纹冷却过程中：
收缩受阻→拉应力→拉伸变形→热裂纹→冷裂纹
[填空题]
60简述金属型铸造工艺要点所包含的主要内容。
参考答案：
1.金属型的准备：
新金属型或长期未用的金属型，应先起封，除油，并在200~300℃下烘烤，除净油迹。
经过了一个生产周期，需要清理的金属型而言，应着重清除型腔、型芯、活块、排气塞等工作表面上的锈迹、涂料、粘附的金属屑等杂物。
2.金属型的预热：
金属型在工作前应预热并涂敷涂料，未经预热和喷涂涂料的金属型不能进行浇注。
因为金属型导热性好，金属液冷却快，流动充型能力差，容易使铸件出现冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷。
3金属型的浇注：
金属型的浇注工艺参数即模具温度、浇注温度和涂料的选择是生产优质铸件和延长金属型使用寿命的关键。
4铸件的出型和抽芯时间：
金属型芯在铸件中最适宜的停留时间是当铸件冷却到塑性变形温度范围内，并有足够的强度时，是最好的抽芯时间。
5金属型工作温度的调节：
风冷、间接水冷、直接水冷、局部加热
6金属型涂料
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