《鑄造工藝學(xué)》課后習(xí)題答案 董選普

鑄造工藝學(xué)課后習(xí)題答案 湖南大學(xué) 1、 什么是鑄造工藝設(shè)計(jì)？ 鑄造工藝設(shè)計(jì)就是根據(jù)鑄造零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件等，確定鑄造方案和工藝參數(shù)，繪制鑄造工藝圖，編制工藝卡等技術(shù)文件的過(guò)程。 2、為什么在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)之前要弄清楚設(shè)計(jì)的依據(jù)，設(shè)計(jì)依據(jù)包括哪些內(nèi)容？ 在進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)前設(shè)計(jì)者應(yīng)該掌握生產(chǎn)任務(wù)和要求，熟悉工廠和車間的生產(chǎn)條件這些是鑄造工藝設(shè)計(jì)的基本依據(jù)，還需要求設(shè)計(jì)者有一定的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并應(yīng)對(duì)鑄造先進(jìn)技術(shù)有所了解具有經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)發(fā)展觀點(diǎn)，才能很好的完成設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)依據(jù)的內(nèi)容 一、生產(chǎn)任務(wù) 1）鑄件零件圖樣 提供的圖樣必須清晰無(wú)誤有完整的尺寸，各種標(biāo)記 2）零件的技術(shù)要求 金屬材質(zhì)牌號(hào)金相組織力學(xué)性能要求鑄件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求 3）產(chǎn)品數(shù)量及生產(chǎn)期限 產(chǎn)品數(shù)量是指批量大小。生產(chǎn)期限是指交貨日期的長(zhǎng)短。 二、生產(chǎn)條件 1）設(shè)備能力包括起重運(yùn)輸機(jī)的噸位，最大起重高度、熔爐的形式、噸位生產(chǎn)率、造型和制芯機(jī)種類、機(jī)械化程度、烘干爐和熱處理爐的能力、地坑尺寸、廠房高度大門尺寸等。 2）車間原料的應(yīng)用情況和供應(yīng)情況 3）工人技術(shù)水平和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 4）模具等工 藝裝備制造車間的加工能力和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 三、考慮經(jīng)濟(jì)性 對(duì)各種原料、爐料等的價(jià)格、每噸金屬液的成本、各級(jí)工種工時(shí)費(fèi)用、設(shè)備每小時(shí)費(fèi)用等、都應(yīng)有所了解，以便考核該工藝的經(jīng)濟(jì)性。 鑄造工藝圖，鑄件（毛坯）圖，鑄型裝配圖（合箱圖），工藝卡及操作工藝規(guī)程。 1、 優(yōu)先采用濕型。當(dāng)濕型不能滿足要求時(shí)再考慮使用 表干砂型、干砂型或其它砂型。選用濕型應(yīng)注意的幾種情況 1）鑄件過(guò)高的技術(shù)靜壓力超過(guò)濕型的抗壓強(qiáng)度時(shí)應(yīng)考慮使用干砂型，自硬砂型等。 2）澆注位置上鑄件有較大 水平壁時(shí)，用濕型易引起夾砂缺陷，應(yīng)考慮使用其它砂型 3）造型過(guò)程長(zhǎng)或需長(zhǎng)時(shí)間等待澆注的砂型不宜選用濕型 4）型內(nèi)放置冷鐵較多時(shí)，應(yīng)避免使用濕型 2、 造型造芯方法應(yīng)和生產(chǎn)批量相適應(yīng) 3、 造型方法應(yīng)適用工廠條件 4、 要兼顧鑄件的精度要求和生產(chǎn)成本 5遵循哪些原則？ 確定澆注位置是鑄造工藝設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，關(guān)系到鑄件的內(nèi)在質(zhì)量、鑄件的尺寸精度鑄造工藝過(guò)程中的難易，因此往往須制定出幾種方案加以分析，對(duì)此擇優(yōu)選用。 應(yīng)遵循的原則為： 1、鑄件的重要部分應(yīng)盡量置于下部 2、重 要加工面應(yīng)朝下或呈直立狀態(tài) 3、使鑄件的大平面朝下，避免夾砂傷疤類缺陷 4、應(yīng)保證鑄件能充滿 5、應(yīng)有利于鑄件的補(bǔ)縮 6、避免用吊砂，吊芯或懸臂式砂芯，便于下芯，合箱及檢驗(yàn) 7、應(yīng)使合箱位置，澆注位置和鑄件冷卻位置相一致 5 為什么要設(shè)計(jì)分型面？怎樣選擇分型面？ 分型面的優(yōu)劣，在很大程度上影響鑄件的尺寸精度、成本和生產(chǎn)率。 選擇分型面的原則： 1、應(yīng)使鑄件的全部或大部置于同一半型內(nèi) 2、應(yīng)盡量減少分型面數(shù)目，分型面少，鑄件精度容易保證 3、分型面應(yīng)盡量選用平面 4、便于下芯，合箱，檢查型腔尺寸。 5、不使砂箱過(guò)高 6、受力件的分型面的選擇不應(yīng)削弱鑄件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 7、注意減輕鑄件的清理和機(jī) 械加工量。 6、什么叫澆鑄位置 澆鑄位置是指：澆鑄時(shí)鑄件在型腔內(nèi)所處的狀態(tài)和位置 7、芯頭長(zhǎng)些好，還是短些好？ 間隙留大些好？還是不留好？ 舉例說(shuō)明 只需滿足芯頭的基本要求，希望芯頭不要太長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)的芯頭會(huì)增加砂箱的尺寸增加填砂量，芯頭過(guò)高，不利于扣箱。 芯頭間隙，為了下芯方便通常在芯頭和芯座之間留有間隙，間隙的大小取決于鑄型的種類，砂芯的大小，精度及芯座本身的精度。但應(yīng)指出 1）當(dāng)一個(gè)砂芯上有多個(gè)（不止兩個(gè)）芯頭時(shí) ，應(yīng)給出較大的間隙，以免下芯困難 2）對(duì)于普通的濕型小砂芯，可不留間隙。對(duì)于垂直小芯頭，為了下芯穩(wěn)固。甚至可以使用過(guò)盈的芯頭 8、什么叫壓環(huán) 防壓環(huán) 積砂槽各起什么作用？什么條件下應(yīng)用？不用它們行否？ 壓環(huán)：在上模樣芯頭上車削一道半圓凹溝（ r=25）造型后在上芯座上凸起一環(huán)形砂 作用：合箱后它能把砂芯壓緊，避免液體金屬沿間隙鉆入芯頭，堵塞通氣道。這種方法只適用于機(jī)器造型的濕型。 防壓環(huán)：在水平芯頭靠近模樣的根部，設(shè)置凸起圓環(huán)，高度為 為 5型后相應(yīng)部分形成不凹的環(huán)狀縫隙。 下芯合箱時(shí)它可以防止此處砂型被壓塌。因而可以防止掉砂缺陷 集砂槽：下芯座模樣的邊緣上設(shè)有一道凸環(huán)，造型后砂型內(nèi)形成一環(huán)凹槽。作用：用于存放個(gè)別的散落沙粒。這樣可大大加快下芯的速度。集砂槽一般深 25 36、解釋名詞機(jī)械加工余量，尺寸公差 重復(fù)公差各分幾個(gè)級(jí)別 鑄造的收縮率。最小鑄出孔起模斜度？ 機(jī)械加工余量：在鑄件工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)先增加的，而后在機(jī)械加工時(shí)又被切去的金屬厚度。機(jī)械加工余量等級(jí)由精到粗為 個(gè)等級(jí)。 鑄件尺寸公差是指鑄件各部分允許的極限偏差。它取決于鑄造工藝方 法等的各種因素。鑄件尺寸公差由精到粗分為 16 級(jí)命名為 鑄件質(zhì)量公差以占鑄件公稱質(zhì)量的百分率為單位的鑄件質(zhì)量的變動(dòng)允許值由精到粗分為 16 級(jí)命名為 鑄件的收縮率：鑄造收縮率 K 的定義K=(J) 模樣（芯盒）工作面的尺寸 件尺寸 最小鑄出孔：有些特殊要求的孔，如彎曲孔，無(wú)法實(shí)行機(jī)械加工，則一定要鑄出 起模斜度：為方便起模，在模樣，芯盒的出模方向留有一定的斜度以免損壞砂型砂芯這個(gè)斜度為起模斜度。 10、優(yōu)良的澆鑄系統(tǒng) 能起到什么作用？ 1）把液體金屬引入型腔，保證金屬液有一定的流速。平穩(wěn)的注滿整個(gè)型腔 2）具有良好的阻渣能力，金屬液進(jìn)入型腔不會(huì)產(chǎn)生飛濺沖刷型壁或砂芯 3）能夠避免形成夾砂，皺皮，冷隔等缺陷。 4）金屬消耗小并容易清理，可防止吸入氣體和金屬過(guò)度氧化等 5）補(bǔ)充液體金屬凝固時(shí)的體積收縮，并保證能夠提供足夠的補(bǔ)縮金屬液避免縮孔和縮松。 11、為什么說(shuō)砂型鑄造中，不能出現(xiàn)負(fù)壓流動(dòng)？ 因?yàn)樾蜕暗耐笟庑院茫虼嗽谏靶丸T造中，型砂內(nèi)部的壓力不會(huì)低于外界氣壓，故不會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓流動(dòng)。 12、怎樣才能防止?jié)部诒瓋?nèi)出現(xiàn)水平漩渦流 動(dòng)？ 1）使用深度大的澆口杯，深度應(yīng)大于直澆道上端直徑的 5 倍 2）應(yīng)用拔塞，浮塞，鐵隔片等方法，使?jié)部诒瓋?nèi)液體達(dá)到深度要求時(shí)再向直澆道提供潔凈的金屬。 3）在澆口杯底部安置篩網(wǎng)砂芯或雨淋砂芯來(lái)抑制水平漩渦 4）在澆口杯設(shè)置“閘門”堤壩等降低澆鑄高度以避免水平漩渦，并促使形成垂直漩渦。垂直漩渦有利于熔渣氣泡浮至液體的表面，對(duì)檔渣和沖入的氣泡有利。為此，澆包嘴宜設(shè)計(jì)得長(zhǎng)些為好 5）此外還可以采用逆向澆鑄液流不要沖著直澆道 13、怎樣發(fā)揮橫澆道阻渣作用 1）橫澆道應(yīng)呈充滿液態(tài)，即滿足充滿條件 2）流速應(yīng)盡可 能低 3）內(nèi)澆道的位置關(guān)系要正 確 a 內(nèi)澆道距直澆道應(yīng)足夠遠(yuǎn)，使渣團(tuán)有條件浮起到超過(guò)內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū) b 有正確的橫澆道末端延長(zhǎng)段 c 封閉式澆鑄系統(tǒng)的內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的下部，且和橫澆道同一底面 般取高度為寬度的 2 倍 e 內(nèi)澆道應(yīng)遠(yuǎn)離橫澆道的彎道；用直的橫澆道；內(nèi)澆道同橫澆道的鏈接，呈銳角時(shí)初期進(jìn)渣較多；呈鈍角時(shí)增加紊流程度。 14、上小下大的直澆道能否呈充滿態(tài)流動(dòng) 為什么？ 能呈充滿態(tài)流動(dòng) 因?yàn)榻饘僖壕哂幸欢ǖ恼扯?，另外還受到一定的阻力和渣、氣體的影響，使其滿足充滿條件， 故能呈充滿態(tài)。 15、為什么說(shuō)傳統(tǒng)的“開(kāi)放式”澆注系統(tǒng)不一定是不充滿的澆鑄系統(tǒng)？理由何在？ 因?yàn)閭鹘y(tǒng)的“開(kāi)放式”澆注系統(tǒng)存在多處沿程阻力和局部阻力，所以不一定是不充滿的澆注系統(tǒng)。 16、澆注系統(tǒng)的基本類型有哪幾種各有何特點(diǎn)？ 封閉式澆注系統(tǒng)，開(kāi)放式澆注系統(tǒng) 封閉式澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)；較好的阻渣能力，防止金屬卷入氣體，消耗金屬少清理方便。 主要缺點(diǎn)：進(jìn)入型腔的金屬液高速，產(chǎn)生噴濺和沖砂使金屬氧化，使型內(nèi)金屬發(fā)生擾動(dòng)渦流和不平靜 開(kāi)放式澆注系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)入型腔流速小充型平穩(wěn)，沖刷力小，金屬氧化輕，主要 缺點(diǎn)：阻渣效果稍差 內(nèi)澆道較大，金屬消耗略多。 按內(nèi)澆道在鑄件上的位置分類，可分為四類：頂柱式澆注系統(tǒng)，底柱式澆注系統(tǒng)，中間式澆注系統(tǒng)，臺(tái)階式澆注系統(tǒng) 頂柱式澆注系統(tǒng)特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：容易充滿，可減少薄壁件澆不到，冷隔方面的缺陷，充型后上部溫度高于底部，有利于鑄件自下而上的順序凝固和冒口補(bǔ)縮冒口尺寸小節(jié)約金屬；內(nèi)澆道附近受熱較輕；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于清理 缺點(diǎn)：易造成沖砂缺陷；金屬液下落過(guò)程中接觸空氣，出現(xiàn)激濺，氧化，卷入空氣等現(xiàn)象，使充型不平穩(wěn)，易產(chǎn)生砂孔，鐵豆，氣孔和氧化夾雜物缺陷；大部分澆鑄時(shí)間，內(nèi)澆道工作在 非淹沒(méi)狀態(tài)，相對(duì)地說(shuō)，橫澆道阻渣條件較差 底柱式澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)澆道基本上在淹沒(méi)狀態(tài)下工作，充型平穩(wěn)；可避免金屬液發(fā)生激濺氧化及由此而形成的鑄件缺陷；無(wú)論澆口比是多大，橫澆道基本工作在充滿狀態(tài)下，有利于阻渣；型腔內(nèi)的氣體容易順序排出。 缺點(diǎn)是：充型后金屬的溫度分布不利于順序凝固和冒口補(bǔ)縮；內(nèi)澆道附近容易過(guò)熱，導(dǎo)致縮孔 縮松 和結(jié)晶粗大等缺陷；金屬液面在上升中容易結(jié)皮，難于保證高大的薄壁鑄件充滿，易形成澆不到 冷隔等缺陷；金屬消耗較大。 中間式澆注系統(tǒng)特點(diǎn)：兼有頂柱式和底柱式濕型澆鑄系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 階梯式澆注系統(tǒng)特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：金屬液首先由最底層內(nèi)澆道充型，隨著型內(nèi)液面上升，自下而上地順序地流經(jīng)各層內(nèi)澆道。因而充型平穩(wěn)，型腔內(nèi)氣體排出順利。充型后上部金屬液溫度高于下部，有利順序凝固和冒口的補(bǔ)縮，鑄件組織致密。易避免縮孔，縮松，冷隔，及澆不到等鑄件缺陷 缺點(diǎn)：造型復(fù)雜，有時(shí)要求幾個(gè)水平分型面，要求正確的計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，否則容易出現(xiàn)上下各層內(nèi)澆道同時(shí)進(jìn)入金屬液的“亂澆”現(xiàn)象，或底層進(jìn)入金屬液過(guò)多，形成下部濕度高的不理想的溫度分布。 17、什么是奧贊公式？ S 阻 =m/ 2 阻 阻流截 面積 m 流經(jīng)阻流的金屬總質(zhì)量 金屬液的密度 充填全部型腔時(shí)，澆注系統(tǒng)阻流截面積的流量系數(shù) 填型腔時(shí)的平均計(jì)算壓力頭 充填型腔時(shí)的總時(shí)間 g 重力加速度 18、設(shè)計(jì)階梯式澆鑄系統(tǒng)應(yīng)注意防止哪兩種不良現(xiàn)象出現(xiàn)？怎么防止？ 容易出現(xiàn)的兩種不良現(xiàn)象為 1）上下各層內(nèi)澆道同時(shí)進(jìn)入金屬液的“亂澆”現(xiàn)象 2）分配不均，底層進(jìn)入金屬液過(guò)多形成下部溫度高的不理想的溫度分布 防止的方法 a 多直澆道的 階梯式 b 用球塞法控制的階梯式 c 控制各組元比例的階梯式 d 帶緩沖或反直澆道的階梯式 19、內(nèi)澆道設(shè)計(jì)的基本原則 1、內(nèi)澆道上在鑄件上的位置和數(shù)目應(yīng)服從所選定的凝固順序或補(bǔ)縮方法 2、方向不要沖著細(xì)小砂芯，型壁，冷鐵，芯撐必要時(shí)采用切線引入。 3 內(nèi)澆道應(yīng)盡量薄 4、對(duì)薄鑄件可用多內(nèi)澆道的澆鑄系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)縮，這時(shí)內(nèi)澆道尺寸應(yīng)符合冒口頸的要求。 5、內(nèi)澆道避免開(kāi)設(shè)在鑄件品質(zhì)要求很高的部位，以防止金相組織粗大。 6、為了使金屬液體快速而平穩(wěn)地充型，有利于排氣和除渣，各個(gè)內(nèi)澆道中的金屬流向應(yīng)力求一致，防止金屬液在型內(nèi)碰撞，流向混亂而出現(xiàn)過(guò)度紊流。 7、盡量在分型面上 開(kāi)設(shè)內(nèi)澆道，使造型方便。 8、對(duì)收縮大易形成裂紋的合金鑄件，內(nèi)澆道的設(shè)置應(yīng)盡量不阻礙鑄件的收縮 20、封閉式澆注系統(tǒng)與開(kāi)放式澆注系統(tǒng)內(nèi)、橫澆道各怎么搭接？為什么？ 封閉式澆注系統(tǒng)內(nèi)澆道應(yīng)位于橫澆道的下部，且和橫澆道具有同一底面 開(kāi)放式：內(nèi)澆道應(yīng)重迭于橫澆道之上，且搭接面積要小，但大于內(nèi)澆道截面積 封閉式：使最初澆入的冷污金屬液能靠慣性流越內(nèi)澆道，納于末端延長(zhǎng)段而不進(jìn)入型腔；開(kāi)放式 :開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的內(nèi)澆道比阻流大得多，若將內(nèi)澆道置于橫澆道底部，則橫內(nèi)澆道都呈非充滿流態(tài)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)阻渣，故需把內(nèi)澆道重 迭在橫澆道上方，用橫澆道的頂面及末端延長(zhǎng)段粘附和儲(chǔ)留渣滓 21、何為澆口比， 吸動(dòng)區(qū) 澆口比指的是澆注系統(tǒng)中直澆道，橫澆道，內(nèi)澆道的截面積之比（即 S 直 ： S 橫 ： S 內(nèi) ：） 橫澆道內(nèi)，在內(nèi)澆道入口周圍存在一個(gè)區(qū)域只要金屬液進(jìn)入該區(qū)就會(huì)自動(dòng)流入內(nèi)澆道，該區(qū)域稱為吸動(dòng)區(qū)。 22、橫澆道為何要有末端延長(zhǎng)端。第一個(gè)內(nèi)澆道為何不能緊臨直澆道？ 末端延長(zhǎng)段作用： 1）容納最初澆鑄的低溫，含氣及渣污的金屬液，防止其進(jìn)入型腔；吸收液流動(dòng)能，使金屬液流入型腔平穩(wěn)。末端呈坡形可阻止金屬液流到末端時(shí)出現(xiàn)折返現(xiàn)象。 內(nèi)澆道應(yīng)距直澆道足夠遠(yuǎn) ，使渣團(tuán)有條件浮起到超過(guò)內(nèi)澆道的吸動(dòng)區(qū)。 23、冒口的功用是什么？常用哪幾種冒口？ 冒口是鑄型內(nèi)用以儲(chǔ)存金屬液的空腔，在鑄件形成時(shí)補(bǔ)給金屬，有防止縮孔，縮松，排氣和集渣的作用。 常用冒口種類：明頂冒口，暗頂冒口，側(cè)冒口。 24、鑄鋼冒口和鑄鐵（灰鑄鐵和球鐵）冒口在設(shè)計(jì)原則上有哪些相同點(diǎn)，哪些不同點(diǎn) 相同點(diǎn) :1)冒口應(yīng)設(shè)在鑄件熱節(jié)上方，側(cè)旁 2）冒口應(yīng)設(shè)在鑄件最高，最厚部位 3）冒口不應(yīng)設(shè)在鑄件的重要的受力大的部位，以防止組織粗大降低強(qiáng)度。 4）冒口應(yīng)不設(shè)在鑄件應(yīng)力集中處，應(yīng)注意減輕對(duì)鑄件的收縮阻礙以免引 起裂紋 5）盡量用一個(gè)冒口同時(shí)補(bǔ)縮幾個(gè)熱節(jié)或鑄件 6）冒口布置在加工面上，可節(jié)約鑄件精整工時(shí)，零件外觀好 7）不同高度上的冒口，應(yīng)用冷鐵使各個(gè)冒口補(bǔ)縮范圍隔開(kāi)， 不同點(diǎn)：鑄鋼件補(bǔ)縮距離比鑄鐵件補(bǔ)縮距離大 25、用模數(shù)法計(jì)算冒口的原理 遵守順序凝固的基本原理，冒口的凝固時(shí)間 r 應(yīng)大于等于鑄件被補(bǔ)縮部位的凝固時(shí)間 c，遵循公式 (r) ( 別為冒口模數(shù)，鑄件模數(shù) 件的凝固系數(shù)。 在鑄件補(bǔ)縮過(guò)程中冒口金屬 逐漸減少，頂面形成縮孔使散熱表面積增大，因而冒口模數(shù)逐漸減少。鑄件模數(shù)由于得到熾熱金屬液的補(bǔ)充模數(shù)相對(duì)的有所增大。 26、球墨鑄鐵件的實(shí)用冒口有幾種？ 實(shí)用冒口有四類分別是控制壓力冒口，澆鑄系統(tǒng)當(dāng)冒口，直接使用冒口，無(wú)冒口補(bǔ)縮法 27、補(bǔ)貼有什么作用？ 形成向冒口的補(bǔ)縮通道，實(shí)現(xiàn)順序凝固，增強(qiáng)補(bǔ)縮效果，可消除鑄件下部熱節(jié)處的縮孔，還可延長(zhǎng)補(bǔ)縮距離，減少冒口數(shù)目。 28、冷鐵有何用處？ 1）在冒口難以補(bǔ)縮的部位防止縮孔，縮松 2）防止壁厚交叉部位及急劇變化部位產(chǎn)生裂紋 3）與冒口配合使用，能加強(qiáng)鑄件的順序凝 固條件，擴(kuò)大冒口補(bǔ)縮距離或范圍，減少冒口數(shù)目或體積 4）用冷鐵加速個(gè)別熱節(jié)的冷卻，使整個(gè)鑄件接近于同時(shí)凝固。既可防止或減輕鑄件變形，又可提高工藝出品率 5）改善鑄件局部的金相組織的力學(xué)性能。如細(xì)化基本組織提高鑄件表面硬度和耐磨性等。 6）減輕或防止厚壁鑄件中的偏析 29、割肋，拉肋各在什么條件下使用？ 易產(chǎn)生熱烈的鑄件 鑄件在凝固收縮時(shí)，承受拉應(yīng)力的壁稱為主壁，與主壁相變形成熱節(jié)，并使主壁產(chǎn)生拉應(yīng)力的壁稱為鄰壁，鄰壁長(zhǎng)度和主鄰壁厚之間的關(guān)系，決定著收縮應(yīng)力的大小，依實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng) a/b（ 12）或 a/b（ 23）， l/b 1 時(shí)，可以不設(shè)割肋超出上述范圍就應(yīng)該設(shè)割肋以防熱烈。斷面呈 形的鑄件，鑄出后經(jīng)常出現(xiàn)變形，結(jié)果使開(kāi)口尺寸增大，防止這類鑄件變形可設(shè)拉肋。 30、鑄鐵件的收縮有何特點(diǎn)？ 在凝固完畢前要經(jīng)歷一次（液體）收縮，體積膨脹和二次收縮過(guò)程。一次收縮，體積膨脹和二次收縮的大小并非確定值而是在很大范圍內(nèi)變化 31、如何確定鑄件的關(guān)鍵模數(shù)？ 關(guān)鍵部分應(yīng)滿足的條件是：它本身的體積膨脹量能抵償所有更厚部分的液態(tài)收縮量，直到比它厚的部分開(kāi)始膨脹為止。關(guān)鍵部分的膨脹和比它厚的部分的液態(tài)收縮只有同時(shí)發(fā)生，且是相互 關(guān)連的，才可能相互抵償。這也表示更厚的部分也可以滿足關(guān)鍵部分的要求。 32、直接實(shí)用冒口有何特點(diǎn)？ 主要優(yōu)點(diǎn)： 1）鑄件工藝出品率高 2）冒口位置便于選擇，冒口頸可很長(zhǎng) 3）冒口便于去除花費(fèi)小。 主要缺點(diǎn)： 1）要求鑄件強(qiáng)度高 2）要求嚴(yán)格控制澆鑄溫度范圍 25 3）對(duì)于形狀復(fù)雜的模數(shù)鑄件，關(guān)鍵模數(shù)不易確定。 33、內(nèi)冷鐵有哪幾個(gè)熔接階段？選擇內(nèi)冷鐵應(yīng)達(dá)到哪幾個(gè)熔接階段？ 內(nèi)冷鐵的熔接過(guò)程可分為四個(gè)階段 階段 1：澆鑄后，在很短的時(shí)間內(nèi)，冷鐵的熱升溫，使靠近冷鐵表面的金屬液過(guò)冷。產(chǎn)生類似純金屬組織的粒 狀等軸晶。 階段 2：自粒狀等軸晶表面陸續(xù)生長(zhǎng)樹(shù)枝晶，隨時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)晶速度減少，直到結(jié)晶前沿停止前進(jìn)，此時(shí)，冷鐵的溫度已上升到固相線附近 階段 3：冷鐵作用區(qū)溫度升高，冷鐵周圍已形成的樹(shù)枝晶重新熔化，冷鐵表面達(dá)到熔點(diǎn) 階段 4：內(nèi)冷鐵局部或完全熔化，最后由于鑄件外壁結(jié)晶前沿向中心推進(jìn)而使凝固結(jié)束。 選擇內(nèi)冷鐵到達(dá)階段 3 34、選擇過(guò)大過(guò)厚的內(nèi)冷鐵有何問(wèn)題？外冷鐵有何問(wèn)題？ 內(nèi)冷鐵尺寸過(guò)大，其最高溫度達(dá)不到固相線，在第二階段鑄件凝固過(guò)程即令冷鐵降溫，因而內(nèi)冷鐵不能和鑄件熔合，成了“非熔接內(nèi)冷鐵”，影響鑄件的 力學(xué)性能，甚至可能引起裂紋；外冷鐵的厚度大，激冷作用強(qiáng)，但當(dāng)厚度達(dá)到一定值后，鋼的凝固速度將不再增加，因而設(shè)有必要用過(guò)厚的外冷鐵，浪費(fèi)材料。外冷鐵面積太大，已凝固層向冷鐵中心收縮的應(yīng)力也大，容易引起熱烈。 35、冒口補(bǔ)貼有幾種？ 金屬補(bǔ)貼，加熱補(bǔ)貼，發(fā)熱（保溫）塊補(bǔ)貼，垂直補(bǔ)貼，水平補(bǔ)貼。 36、提高通用冒口補(bǔ)縮效率的措施是什么？ 1）提高冒口中金屬液的補(bǔ)縮壓力。如采采用大氣壓力冒口等 2）延長(zhǎng)冒口中金屬液的保持時(shí)間，如采用保溫冒口。發(fā)熱冒口等 37、大氣壓力冒口能否補(bǔ)縮比冒口高的鑄件？為什么？ 能，澆鑄 后冒口表面結(jié)殼，外界大氣壓力仍可通過(guò)砂芯的孔隙作用在內(nèi)部金屬液面上，從而增加了冒口的補(bǔ)縮壓力 38、濕型鑄造特點(diǎn)？為什么采用濕型鑄造時(shí)外使用單一砂？有何利弊？ 濕型鑄造的基本特點(diǎn)是砂型（芯）無(wú)需烘干，不存在硬化的過(guò)程。 使用單一砂能夠簡(jiǎn)化型砂的管理和造型的操作過(guò)程，提高造型生產(chǎn)率。 優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)靈活性大，生產(chǎn)率高，生產(chǎn)周期短，便于組織流水生產(chǎn)，易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化；材料成本低；節(jié)省了烘干設(shè)備、燃料、電力及車間生產(chǎn)面積；延長(zhǎng)了砂箱使用壽命等。 缺點(diǎn)：容易使鑄件產(chǎn)生一些鑄造缺陷，夾砂結(jié)疤、鼠尾 、粘砂、氣孔、砂眼、脹砂等。 39、 鑄造用原砂，型砂中的含泥量是否就是粘土？?jī)烧哂泻螀^(qū)別？ 不是，含泥量是指原砂或型砂環(huán)中直徑小于 20 m）的細(xì)小顆粒的含量而言，其中既有粘土，也包括極細(xì)的沙子和其它非粘土質(zhì)點(diǎn)。粘土是濕型砂的主要粘結(jié)劑。粘土主要是由細(xì)小結(jié)晶質(zhì)的粘土礦物所組成的土狀材料。 40，試說(shuō)明膨潤(rùn)土，普通粘土的主要礦物成分？ 膨潤(rùn)土主要由蒙脫石組礦物組成的，主要用于濕型鑄造的型砂粘結(jié)劑。 粘土主要是由細(xì)小結(jié)晶質(zhì)的粘土礦物所組成的土狀材料。 41、闡述粘土的粘結(jié)力是怎樣產(chǎn)生的？濕型砂 中的水分對(duì)粘結(jié)力有何影響？ 粘土在水中形成的粘土 水系是膠體，帶負(fù)電的粘土顆粒將極性水分子吸引在自己的周圍，形成膠團(tuán)的水化膜。依靠粘土顆粒間的公共水化膜通過(guò)其中的水化陽(yáng)離子所起的“橋”或鍵的作用，使粘土顆粒相互聯(lián)接起來(lái)。濕型砂中的水分過(guò)低，則不能形成完整的水化膜，若水分過(guò)高，就會(huì)出現(xiàn)自由水，在這兩種情況下，濕態(tài)粘結(jié)力都不大，只有在粘土喝水量比例適宜時(shí)，才能獲得最佳的濕態(tài)粘結(jié)力。 42、濕型中常加煤粉能起哪些作用？為什么鑄鋼件用濕型砂中不加煤粉？ 1、在鐵液的高濕作用下，煤粉產(chǎn)生大量的還原性氣體，防止金屬液被 氧化，并使鐵液表面的氧化鐵還原，減少了金屬氧化物和造型材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 的可能性。 2、煤粉受熱形成的半焦充填堵塞砂型表面顆粒間的孔隙，使金屬液不能滲入 3、煤粉受熱后變?yōu)槟z體具有可塑性 ，可以減少因砂型受熱膨脹而產(chǎn)生的鑄件缺陷。 4、煤粉在受熱時(shí)產(chǎn)生的碳氧化物揮發(fā)分在 6501000高溫下于還原性氣氫中發(fā)生氣相熱解而在金屬和鑄型界面上析出一層帶有光滑的碳。稱為光亮碳。會(huì)使鑄鋼件增碳，影響鑄件質(zhì)量，因而型砂中不能含煤粉和煤粉燒損的殘留物。 43、以舊砂為主配制濕型砂，為什么必須補(bǔ)加一定量的新砂，膨潤(rùn)土，煤粉？ 補(bǔ)加量如何確定？ 距表面一定深度之內(nèi)的粘土在高溫作用下，失去結(jié)構(gòu)水，喪失了粘結(jié)能力，成為失效粘土，這部分的型砂約占整個(gè)砂型重的 2%5%。實(shí)效粘土的一部分在高濕作用下包裹在砂粒表面上，燒結(jié)形成一層牢固的膜，不能用水流掉，成為砂粒的一部分這層膜又稱為惰性膜，型砂經(jīng)歷無(wú)數(shù)次循環(huán)混制和澆注受熱，惰性膜將多層重疊包覆，使砂粒直徑增大。這個(gè)過(guò)程可稱為鮞化現(xiàn)象。所以每次回用舊砂時(shí)都需要加入一些新砂以沖淡舊砂，避免鮞化物過(guò)高，每次混砂時(shí)都要加入適量膨潤(rùn)土，用來(lái)代替被燒損和部分燒損的膨潤(rùn)土，也用來(lái)粘結(jié)進(jìn)入砂系統(tǒng)的新砂和砂芯 舊砂。煤粉等碳質(zhì)附加物受熱后也同樣分解，失去揮發(fā)性物質(zhì)。殘留的焦炭是多孔性的，它降低了型砂中石英含量和膨脹性，同時(shí)提高了型砂的需水量。其數(shù)量取決于鑄件的壁厚。澆注濕度，砂鐵比和鑄件在型中的冷卻時(shí)間，也取決于品種和質(zhì)量加入適量的膨潤(rùn)土和煤粉。 44、什么是型砂中的熱砂問(wèn)題？有何不良影響？請(qǐng)論述解決的途徑和可能的措施？ 濕型鑄鐵件落砂后型砂濕度一般達(dá) 70180。鑄鋼件則可達(dá) 90260 C。機(jī)械化流水生產(chǎn) 的車間。一班中型砂可能周轉(zhuǎn) 36 次。如果處理不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)型砂濕度過(guò)高的問(wèn)題。一般型砂溫度高于室溫 10 C 以上稱為熱砂 熱砂的不良影響為： 1）砂溫高，水分容易蒸發(fā)，使型砂緊實(shí)率不易控制 2）熱砂蒸發(fā)處的水蒸氣，會(huì)凝結(jié)在冷的皮帶，砂斗和模板表面上，使型砂的運(yùn)送和起模困難，還會(huì)降低鑄件便面光潔度。 3）熱砂使砂型表面容易脫水，降低表面強(qiáng)度，澆注時(shí)引起沖砂和砂眼缺陷 4）熱砂發(fā)出的水蒸氣會(huì)凝聚在冷鐵和砂芯上，使鑄件產(chǎn)生氣孔。 解決熱砂的主要措施： 1）加強(qiáng)落砂，過(guò)篩，運(yùn)輸和混砂過(guò)程的通風(fēng)，利用舊砂中水分蒸發(fā)吸收熱量，降低舊砂溫度。 2）根據(jù)舊砂溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)增濕量，然后使用沸騰冷卻裝置。冷卻提升機(jī)。攪拌冷卻裝置 等冷卻設(shè)備降低舊砂濕度 3）增大砂鐵比，增加型砂周轉(zhuǎn)量和減少型砂循環(huán)次數(shù)。 4）為了防止熱砂粘附模板，還可將模板加熱，減少溫差，避免水汽凝結(jié)在模板上 45、原砂的顆粒形狀，角型系數(shù)，燒結(jié)點(diǎn)？ 原砂的顆粒形狀從角形到半角形，不圓，但無(wú)鋸齒狀不平處，到圓形分為六種按圓球度分為三級(jí)。角形系數(shù)是鑄造用硅砂的實(shí)際表面積與理論比表面積的比值。 原砂的燒結(jié)點(diǎn)指的是原砂顆粒表面或砂粒間的混雜物開(kāi)始熔化的溫度 46、粘土顆粒表面帶電的原因？帶何種電荷？ 粘土顆粒表面帶有負(fù)電荷，原因： 1）破鍵 粘土片狀結(jié)晶受到破壞邊緣處 的 O,2）晶體內(nèi)部離子置換 在成礦過(guò)程中，單位晶層內(nèi)八面體的部分地被 、 所置換，硅氧四面體的 所置換，使單位晶層電荷不平衡，而呈現(xiàn)較大的負(fù)電性。 3）粘土顆粒表面外露的氫氧基上氫的置換 47、粘土的活化，過(guò)活化，反活化 蒙脫石 + 蒙脫石 +活化： 蒙脫石 + 蒙脫石 + 量） 反活化： 脫石 + 蒙脫石 + + （加入鈣離子） 48、型砂的透氣性，流動(dòng)性，緊實(shí)率？ 緊實(shí)的型砂能讓氣體通過(guò)而通出的能力稱為透氣性 型砂在外力或自重作用下，沿模樣和砂粒之間相對(duì)移動(dòng)的能力稱為流動(dòng)性 緊實(shí)率是指濕型砂用 1壓力壓緊或者在錘擊式制樣機(jī)上打擊三次。其試樣體積在緊實(shí)前后的變化百分率。 緊實(shí)率 =(筒高 緊實(shí)距離 )/筒高 粘土膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，粘土的濕態(tài)粘結(jié)機(jī)理？ 49、粘土在水中形成的粘 水體系是膠體，帶負(fù)電的粘土顆粒將極性水分子吸引在自己的周圍，形成膠團(tuán)的水化膜，依靠粘土顆粒間的公共水 化膜。通過(guò)其中的水化陽(yáng)離子所起的“橋”或鍵的作用。使粘土顆粒相互聯(lián)結(jié)起來(lái) 50、粘土對(duì)型砂的性能有何影響？ 1）對(duì)濕壓強(qiáng)度的影響：水分適當(dāng)時(shí)，隨著粘土量的增加，型砂濕壓強(qiáng)度增高， 2）對(duì)透氣性的影響：如果保持型砂的水分為最適宜狀態(tài)，則透氣性隨著膨潤(rùn)土的增加而提高 3）對(duì)于強(qiáng)度的影響。粘土砂的干強(qiáng)度對(duì)濕型澆注初期和落砂性能有實(shí)際意義。 4）對(duì)熱濕拉強(qiáng)度的影響：粘土砂的熱濕強(qiáng)度除了與粘土的加入量有關(guān)以外，最主要的影響因素是粘土的品種和人工活化膨潤(rùn)土?xí)r活化劑的加入量。 51、水分對(duì)型砂的性能的影響？ 若水 分過(guò)低，則不能形成完整的水化膜，若水分過(guò)高，就會(huì)出現(xiàn)自由水，在這兩種情況下，濕態(tài)粘結(jié)力卻不大，只有在粘土和水量比例適中時(shí)，才能獲得最佳的濕態(tài) 粘結(jié)力。 53，鈉水玻璃砂吹 化，低流速，長(zhǎng)時(shí)間吹氣會(huì)引起什么結(jié)果？ 低流速有利于鈉水玻璃化學(xué)反應(yīng)，可得到較高的初始強(qiáng)度和硬度，但降低終強(qiáng)度并促進(jìn)放熱。如果低流速且長(zhǎng)時(shí)間吹氣，將得到強(qiáng)度低，表面酥脆的型和芯，這就是所謂的過(guò)吹。過(guò)吹，將進(jìn)一步降低，會(huì)形成無(wú)粘結(jié)作用的 型芯強(qiáng)度低。 54，鈉水玻璃砂用于鑄鐵件時(shí)為什么易產(chǎn)生粘砂，而用于中小型較薄 壁鑄鋼件時(shí)卻為什么又不易產(chǎn)生粘砂？ 鑄鐵件的氧化層是氧化鐵和水玻璃反應(yīng)生成的鐵橄欖石，為低熔點(diǎn)化合物，把鑄件與砂型連接在一起形成化學(xué)粘砂，如果鑄件表面全部被氧化，低熔點(diǎn)化合物以晶體形式結(jié)晶，此時(shí)易于清理。如果鑄件表面氧化不充分，低熔點(diǎn)化合物以非晶態(tài)化合物存在，此時(shí)粘砂不易清除。 鑄鋼件由于澆注溫度高，鋼液表面易氧化，粘砂層中氧化鐵，氧化錳等含量高，粘砂層易于清除，但厚大鑄鋼件鋼液對(duì)砂的熱作用強(qiáng)烈，使鈉水玻璃砂嚴(yán)重?zé)Y(jié)型表面孔多，鋼液浸入孔隙中，造成嚴(yán)重粘砂。 55，闡明鈉水玻璃砂芯抗吸濕差的原因？ 鈉水玻璃 砂芯抗吸濕性差的原因是在潮濕環(huán)境中，鈉水玻璃砂重新發(fā)生水合作用。鈉水玻璃粘結(jié)劑基體中的 后使硅氧鍵 O 裂重新溶解，致使鈉水玻璃砂的粘結(jié)強(qiáng)度猛降。 57 鈉水玻璃砂的化學(xué)硬化原理？ 58、鈉水玻璃砂在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？ 鈉水玻璃砂在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)在型芯表面出現(xiàn)象白霧一樣的物質(zhì)，嚴(yán)重降低該處表面強(qiáng)度，澆注時(shí)易產(chǎn)生沖砂缺陷，因?yàn)榘l(fā)生了如下反應(yīng)： 2 2以白色物質(zhì)主要成分就是 9，鈉水玻璃砂吹 化方法有幾種？ 插管法，蓋罩法，通過(guò)模樣吹氣法，脈沖吹氣法，真空硬化法。 60、分析鈉水玻璃砂的殘留強(qiáng)度，高溫強(qiáng)度？ 鈉水玻璃砂殘留強(qiáng)度隨溫度的改變呈雙峰特性，至于高溫強(qiáng)度則呈單峰特性。殘留強(qiáng)度的第一個(gè)峰值在 200 攝氏度左右出現(xiàn)，兒高溫強(qiáng)度的峰值出現(xiàn)在 400 攝氏度左右， 800 攝氏度是硅酸鈉開(kāi)始熔融出現(xiàn)液相，使粘結(jié)膜的內(nèi)應(yīng)力，裂紋，氣孔等消失高溫強(qiáng)度降到零，但 800攝氏度左右鈉水玻璃砂殘留強(qiáng)度出現(xiàn)第二個(gè)峰值， 800 攝氏度以后，熔 融的硅酸鈉與石英砂中的 應(yīng)加劇，成為 過(guò)飽和溶液，過(guò)飽和的 以磷石英析出，低于 870攝氏度時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槭ⅲ谀痰拟c水玻璃砂中起差切口的作用，故 1000 攝氏度左右殘留強(qiáng)度下降，而在 1200 攝氏度之后，鈉水玻璃砂的燒結(jié)石主要的，所以這時(shí)殘留強(qiáng)度又會(huì)上升 61 為什么對(duì)砂芯進(jìn)行分級(jí)？ 為了使合理地選用砂芯用芯砂的粘結(jié)劑和有利于芯砂的管理，根據(jù)砂芯形狀特征及在澆注期間的工作條件以及產(chǎn)品質(zhì)量要求，生產(chǎn)上常將砂芯分為 5 級(jí)。 62，簡(jiǎn)述油砂的硬化機(jī)理？烘干操作上各應(yīng)注意什么？ 63，油砂硬化的條 件？ 1，油分子中必須含有雙鍵 2，加熱 3，在烘干過(guò)程中宣供應(yīng)適量的氧氣，一般為向烘爐中鼓入較足夠的新空氣。 64，覆膜砂制殼的方法？ 翻斗法和吹砂法 65，覆膜砂中硬脂酸鈣的作用？ 可防止覆膜砂存放期間結(jié)塊，增加覆膜砂的流動(dòng)性，使型，芯表面致密，制殼時(shí)易于頂出等。 66，何為硬化劑？選擇原砂的原則？ 硬化劑為含有 基團(tuán)或析出甲醛的物質(zhì)。選擇原砂的原則：純凈，粒形園整和表面無(wú)雜質(zhì)。 67 覆膜砂有哪幾種混制方法？ 覆膜砂的混制方法有冷法，溫法和熱法三種。 68，熱芯與殼芯的區(qū)別？ 熱芯為實(shí)心 ，殼芯為中空型，殼芯省砂 69，溫芯盒溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？ 表面過(guò)熱，表面發(fā)酥，影響鑄件質(zhì)量。 70，溫芯盒與熱芯盒的區(qū)別？ 用熱芯法造芯，砂芯在芯