2014工艺及造型材料复习题

2014铸造工艺及造型材料复习题

1. 浇注位置指的是什么？分型面指的是什么？浇注位置和分型面选择基于最

基本的考虑是什么？如何确定浇注位置和分型面？ 答：浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置。

分型面是指两半铸型相互接触的表面。

确定浇注位置要着眼于控制铸件的凝固。

分型面的选择要综合考虑铸件的尺寸精度、成本和生产率。

确定浇注位置时应考虑一下原则： 1.铸件的重要部分应尽量置于下部 2.重要加工面应朝下或呈直立状态

3.使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷 4.应保证铸件能充满 5.应有利于铸件的补缩

6.避免用吊砂、吊芯或悬臂式砂芯，便于下芯、合箱及检验 7.应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致

选择分型面时，应注意以下原则： 1.应使铸件全部或大部置于同一半型内 2.应尽量减少分型面的数目 3.分型面应尽量选用平面

4.便于下芯、合箱和检查型腔尺寸 5.不使砂箱过高

6.受力件的分型面的选择不应消弱铸件结构强度 7.注意减轻铸件清理和机械加工量

2. 按照浇注系统各组元截面积的比例关系分为哪几类？试比较封闭式和开放

式浇注系统的各自优缺点。

答：按浇注系统各单元的截面比例关系的分类可分为封闭式浇注系统、开放式浇注系统、半封闭式浇注系统和封闭开放式浇注系统。

封闭式浇注系统有较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。主要缺点是：进入型腔的金属液流速度高，易产生喷溅和冲砂，使金属氧化，使型内金属液发生扰动、涡流和不平静。因此，主要应用于不易氧化的各种铸铁件。对于容易氧化的轻合金铸件、采用漏包浇注的铸钢件和高大的铸铁

件，均不宜使用。

开放式浇注系统主要优点：进入型腔时金属液流速度小，充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻。适用于轻合金铸件、球铁件等。漏包浇注的铸钢件也宜采用开放式浇注系统，但直浇道不能呈充满态，以防钢水外溢，造成事故。主要缺点：阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多。

3. 什么是冒口，实现冒口补缩的基本条件是什么？

答：冒口是铸型内用以储存金属液的空腔，在铸件形成时补给金属，有防止缩孔、缩松、排气和集渣的作用。

冒口补缩的基本条件：

1.冒口凝固时间大于或等于铸件（被补缩部分）的凝固时间。

2.有足够的金属液补充铸件的液态收缩和凝固收缩，补偿浇注后型腔扩大的体积。

3.在凝固期间，冒口和被补缩部位之间存在补缩通道，扩张角向着冒口。

4. 什么是铸件的模数？如何计算？

答：铸件的凝固时间取决于它的体积和传热表面积的比值，其比值称为凝固模数，简称模数，用M=V/A（cm）表示，其中V为铸件体积，A为铸件表面积。

5. 试述夹砂的形成机理及预防措施。

答：形成机理：在铸型尚未充满时,在高温金属液的冲刷和烘烤的热作用下由于砂型表面急剧受热使砂型发生水分迁移和体积膨胀,而产生的热压应力超过了水分饱和凝聚区的热湿拉强度,使砂层表面分层、拱起和开裂,形成夹砂缺陷。

防止措施：一方面，设法减少型砂受热后的膨胀量以减少膨胀应力和提高砂型强度，以免砂型表面层脱离本体而拱起。例如在原砂方面可选用粒度分散的硅砂作原砂（最好分布在相邻的4-5个筛上）；选用热膨胀系数小和烧结点低的石英-长石砂作原砂。对重大铸件采用热膨胀系数小、热扩散率和蓄热系数高和烧结点低的石英的非石英质原砂（如铬铁矿砂、锆砂）等。对型砂可选用热湿拉强度高、热压应力低的膨润土；增加膨润土、有效粘土含量；尽可能降低型砂含水量；加入一定量的煤粉、重油、木屑；采用水玻璃砂、树脂砂等。

另一方面，在工艺方面可以采取以下措施：

1）：浇注时间尽可能短些；这是由于在浇注过程中砂型（芯）工作表面总要发生膨胀，如果让金属液迅速覆盖砂型表面，就不会出现膨胀缺陷。

2）：注意浇注系统的设计使铁液进入砂型型腔时平稳而冲力不大，内浇口的布置

适当分散，以免铸型局部过热，同时能尽快地 3）：平板铸件可采用倾斜浇注。

4）：铸型上扎气眼以利于水蒸气及其他气体的排出，使水分凝聚区后移和降低其中水分，以及减少气体压力对表面层拱起所起的促进作用。 5）：修型时避免用压勺来回压大平面，防止分层。 6）：在容易产生夹砂的地方划出小沟槽或插钉子。

6. 何谓“紧实率”？为什么要测定紧实率，如何测定？（按实验操作详述） 答：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，砂型转角处易损坏；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；

7. 型砂的透气性的高低受到哪些因素影响？

答：透气性的高低主要受砂粒的大小、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型砂紧实度。

8. 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？

答：加入苏打可以使钙基膨润土转化为钠基膨润土，因为通过加苏打（Na2CO3）可以使膨润土活化，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。

配制普通粘土砂时，不需要加苏打。

9. 型砂必需具备哪些基本性能？

答：为了保证铸件质量和满足造型、造芯、下芯、合箱、浇注、落砂等铸造生产过程中的要求，型（芯）砂应具备以下一些基本性能。

（1） 良好的造型性能。包括良好的流动性、可塑性、韧性和不粘模性。 （2） 足够的强度。包括湿强度、干强度（或硬化后的强度）、热湿拉强度及高

温强度。

（3） 一定的透气性、较小的吸湿性、较低的发气性。

（4） 较高的耐火度、较好的热化学稳定性，较小的膨胀率、收缩率。 （5） 较好的退让性和溃散性。