鑄造工藝考試復習重點

1、1鑄造：鑄造生產(chǎn)通常是指用熔融的合金材料制作產(chǎn)品的方法2.砂型鑄造砂型：用型砂制作的鑄型。型砂：原砂或再生砂+粘接劑（有或沒有）+附加物混制成的混合物。3造型、造芯方法：O1機械粘結造型（芯）C2化學粘結造型 物理 固結造型4粘土型砂是由原砂或再生砂+ 粘土 +附加物+水按一定比例配制而成。5按制作砂型或砂芯對象不同可分為用來制作砂型的習慣稱為型砂用來制作砂芯的成芯砂按鑄型干燥程度分：濕型、干型、表干型砂按澆注合金種類不同分：鑄鐵、鑄鋼、非鐵碳合金鑄件型砂 按在鑄型中的位置分：面砂，背砂 單一砂6原砂類型：石英質(zhì)原砂、非石英質(zhì)原砂影響原砂質(zhì)量的指標有：礦物組成及化學成分，顆粒特性（形狀、大小、

2、均勻度），燒 結點及含泥量。原砂在加熱過程中體積的變化也很重要。7 （1）原砂礦物組成：主要是石英（SiO2），其次夾雜有長石（鋁硅酸 鹽）、云母、碳酸鹽（石灰石、白云石）、鐵的氧化物（褐鐵礦、磁鐵 礦）硫化物8原砂的顆粒特性：顆粒特性指顆粒組成（砂粒大小、均勻度）、粒形及表面狀況，它是原砂質(zhì)量的主要指標之一。顆粒特性對型砂的透氣性、強度、耐火度等許多性能有影響。顆粒大小的檢定常用篩分法粒形：原砂的單粒砂的顆粒形狀可分為：圓形、多角形和尖角形原砂粒形對型砂性能的影響對濕型而言，其它條件相同時，原砂的顆粒形狀越圓，型砂就越緊實、標準砂型試樣質(zhì)量就愈大、透氣性愈低，砂粒更靠近，粘結橋越多，且完善，

3、因而強度越高9含泥量：指原砂或型砂中直徑小于0.02mm的細小顆粒的含量（質(zhì)量百分數(shù)），10燒結點：燒結點是原砂顆粒表面或砂粒間混合物開始熔化的溫度。原砂燒結點的高低主要決定于礦物組成化學成分和顆粒特性11加熱時石英晶體顆粒體積發(fā)生膨脹，膨脹有兩方面的原因：一是因溫度升高產(chǎn)生的熱膨脹；二是溫度升高時因石英相變而發(fā)生相變膨脹。12根據(jù)粘土礦物種類的不同分為普通粘土和膨潤土普通粘土 ：俗稱白泥，主要由高嶺石或伊利石類粘土礦物組成。膨潤土：又稱為酸性陶土，主要由蒙脫石類粘土礦物組成13可交換性陽離子所謂離子交換是指粘土中已吸附的陽離子能與溶液中的離子之間進 行當量交換作用，把粘土中已吸附的并能與其它

4、陽離子發(fā)生交換反應 的陽離子稱為可交換性陽離子。蒙脫石陽離子交換性質(zhì)具有:同號離子相互交換，等電荷量相互交換、陽離子的交換和吸附是 可逆的三個特點。14活化處理：根據(jù)粘土的陽離子交換特性，對鈣膨潤土加入鈉鹽進行適當處理，使其轉(zhuǎn)化為鈉膨潤土，其實質(zhì)是使吸附的鈣離子被鈉離子所置換，對這種離子交換過程的處理技術，通常稱膨潤土的活化處理15粘土選用粘結力 耐火度抗夾砂能力復用性16附加物煤粉：鑄鐵用濕型砂中加入煤粉，可以防止鑄件表面產(chǎn)生粘砂缺陷， 并能改善鑄件表面光潔程度淀粉：淀粉加入濕型砂中，可減少夾砂結疤缺陷、沖蝕缺陷，增加 型砂變形量，提高型砂韌性、可塑性、降低起模時模樣與砂型間的磨 擦阻力、減

5、少因砂型表面風干和強度下降而引起的砂孔缺陷渣油：渣油液能提高型砂的緊實流動性，使砂型表面密實，減少砂 粒間孔隙，使透氣性明顯降低17粘土砂的性能常溫性能：濕強度、干強度、透氣性、流動性、韌性等。高溫性能：高溫強度、熱濕拉強度、退讓性、發(fā)氣性、體積膨脹性等。18鑄鐵件用型砂濕型砂：用濕型砂澆注鑄件時，應著眼于提高鑄件的尺寸精度和表面 光潔度，預防砂眼、粘砂、夾砂和氣孔缺陷的產(chǎn)生。干型砂：對于中、大型鑄件和質(zhì)量要求較高的重要鑄件，以及多數(shù)砂芯，一般采用干型砂表面干型：表面干型鑄造是將型腔表面層烘干；應具有特高的透氣性、濕強度和低的發(fā)氣性，較好的抗夾砂能力。19濕型中的夾砂結疤、鼠尾缺陷20水玻璃的

6、模數(shù)：水玻璃中SiO2和NqO的摩爾數(shù)比值稱為模數(shù)模數(shù)的大小直接影響到水玻璃性質(zhì)。在一定濃度范圍內(nèi)，水玻璃的模數(shù)越高，說明 SiO2的相對含量越高， 此水玻璃的粘結性就高，硬化速度也快。但是模數(shù)太高，硬化速度太 快，溶膠凝聚的網(wǎng)狀結構紊亂不齊，反而使砂型的硬化強度不高模數(shù)的大小僅表示水玻璃中 SiO2與NqO的相對含量，并不表示水 玻璃中硅酸鈉的濃度21水玻璃在一定條件下逐漸變硬的過程稱為 水玻璃的硬化反應硬化過程:硅酸鈉的水解平衡硅酸溶膠的形成 硅酸凝膠的形成22促使鈉水玻璃硬化的措施失水由液態(tài)到固態(tài)的轉(zhuǎn)變：加熱烘干吹熱空氣、吹干燥的壓縮空氣 真空脫水微波照射加入產(chǎn)生放熱反應的化合物化學反應

7、形成新的產(chǎn)物：吹CO硬化的CQ鈉水玻璃砂23 CO2硬化砂向水玻璃砂制成的型（芯）中吹入 CO氣，在很短的時間內(nèi)就可以使型（芯）硬化，這就稱為 CO硬化法硬化原理CO是一種脫水能力相當強的氣體，從沙粒周圍流過， CC2與粘接 劑接觸面積大，使鈉水玻璃部分失水，同時 CC與鈉水玻璃中的水作 用形成碳酸從而使表面鈉水玻璃的 PH值不斷降低，并達到迅速硬化。CC硬化既有鈉水玻璃的物理脫水作用，又有化學反應，兩種機理 難以截然分開，通常其粘接是兩種作用的結果。24水玻璃砂使用中存在的問題表面粉化（白霜解決方法是控制鈉水玻璃砂水分不要偏高， CC吹氣時間不宜過長， 型、芯不要久放。另據(jù)有的工廠經(jīng)驗，在鈉

8、水玻璃中加入占砂重1%左右、密度為1.3g/cm3的糖漿，可以有效地防止表面粉化。粘砂 原因：用鈉水玻璃砂制造的型、芯澆注鑄鐵件時，常產(chǎn)生嚴重粘砂，這限制了它在鑄鐵件上的應用。用于一般中小型鑄鋼件時，只要選用粒度較細、SiC2含量高的石英砂，舂的緊實，通?？色@得表面光潔的鑄件。用于厚大鑄鋼件或高合金鋼鑄件，粘砂也較嚴重。鈉水玻璃砂的粘砂往往是機械粘砂和化學粘砂并存 防粘砂措施：一般鑄鐵件可刷涂料而且最好醇基涂料， 也可在鈉水玻璃砂中加入 適量的煤粉（如35% （質(zhì)量分數(shù)）；也有加2%（質(zhì)量分數(shù)）有填料效能（filler effect）的高齡土式粘土，從而得到了表面光潔的鑄件。大、厚鑄鋼件：刷涂

9、料，在水玻璃砂中加入易熔的硅酸鹽材料，或 加少量FeQMnO等物質(zhì)，以促使鑄鋼件表面形成易熔的玻璃體物質(zhì)。（三）出砂性和舊砂回用（1）出砂性鈉水玻璃砂的主要缺點是潰散性差， 使出砂困難，從而限制了它在 鑄造上更廣泛的應用。殘留強度是評定鈉水玻璃砂的潰散性常用方法 之一。鈉水玻璃砂殘留強度隨溫度的改變呈雙峰特性。這兩個峰值的高低決定了鈉水玻璃砂潰散性的好壞，鑄件出砂的難易。改善鈉水玻璃砂的出砂性所遵循的主要途徑和采取的主要措施： 加入有機或無機附加物。 減少鈉水玻璃用量。 降低易熔物質(zhì)的含量 采用石灰石作原砂的鈉水玻璃 CQ硬化砂。25殼芯（型鑄造生產(chǎn)中，砂芯（型）直接承受液態(tài)金屬作用的只是表面

10、一層厚 度僅數(shù)毫米的砂殼，其余的砂只是起到支承這層砂殼的作用，這就 促使鑄造工作者尋求用殼型、殼芯來制造鑄件用熱法制造殼型，稱為“ C'法或“殼法”26覆膜砂生產(chǎn)方法殼芯法樹脂砂常用樹脂是酚醛樹脂。由于酚醛樹脂是固態(tài)粘結劑生產(chǎn)復膜砂的方法有三種：冷法、溫法和熱法。27制殼（型）芯方法有翻斗法和吹砂法：翻斗法常用于制造殼型，吹砂法用于制造殼芯28吹砂法有頂吹法和底吹法：頂吹法用于制造大型復雜的砂芯底吹法一般用于小型砂芯的生產(chǎn)29熱芯盒法制芯 是將用液態(tài)熱固性樹脂和催化劑配成的芯砂，填入 預熱到180250C的芯盒中，貼近芯盒表面的砂芯受熱，其粘結劑 在很短時間即可縮聚而硬化。熱芯盒法樹脂

11、砂所米用的粘結劑：咲喃樹脂和酚醛樹脂30熱芯盒法硬化用催化劑熱芯盒法使用的催化劑為潛伏型催化劑，目前使用的為在常溫下呈中 性或弱酸性（有利于混合好的樹脂砂的存放，即達到可使用時間長）， 而在加熱時激活成強酸，促使樹脂迅速硬化。生產(chǎn)中常用的是氯化氨、 硝酸氨、磷酸氨水溶液，也有采用對甲苯黃酸銅鹽、甚至對甲苯黃酸 銨鹽的。31溫芯盒用粘結劑通常采用糠醇型咲喃樹脂32自硬冷芯盒法 是將原砂、液態(tài)樹脂及液態(tài)催化劑混合均勻后，填 充到芯盒（或砂箱）中，稍加緊實即于室溫下在芯盒（或砂芯）內(nèi)硬 化成形，叫自硬冷芯盒自硬冷芯盒法可分為：酸催化樹脂自硬法；尿烷系樹脂砂自硬法；酚醛 -酯自硬法。33酸催化樹脂自硬

12、砂用樹脂：常用粘結劑為咲喃樹脂和熱固性酚醛樹脂酸催化樹脂自硬砂用催化劑常用催化劑：采用活性催化劑，本身就是強酸或中強酸，一般采用芳基磺酸、無機酸、及他們的復合物。常用的無機酸為：磷酸、硫酸單脂、硫酸乙酯、常用的芳基磺酸：對甲苯磺酸、苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、對氯苯磺酸等。34氣化模鑄造的實質(zhì)：用泡沫聚苯乙烯塑料模樣代替普通模樣，造 好型后不取出模樣就澆入金屬液，在灼熱的液態(tài)金屬的作用下，泡沫 塑料模氣化，燃燒而消失，金屬液取代了原來塑料模所占據(jù)的空間位 置，冷卻凝固后即可獲得所需要的鑄件35氣化模的材料特點及對它的要求(1) 密度小、氣化速度快、發(fā)氣量和殘留物少(2) 氣化溫度低，

13、氣化時所需熱量小(3) 材料強度及表面剛性較好，模樣在制造、搬運、保管和造型過程 中不易損傷或變形，能保持原來的尺寸及形狀。泡沫塑料的組織盡量細密、均勻，加工性能好，制造出來的模樣 表面光潔、平整。(5)泡沫塑料模樣表面易于涂掛涂料，烘干后涂料層能牢固地粘附在 模樣表面上(6)來源豐富，價格便宜36氣化模鑄造涂料與砂型鑄造涂料的區(qū)別：將涂料刷在氣化模表面上，而不是涂刷在鑄型的型腔表面上。37熔模鑄造就是在蠟模表面涂覆多層耐火材料， 待硬化干燥后，加 熱將蠟模熔去，而獲得具有與蠟模形狀相應空腔的型殼， 再經(jīng)焙燒之 后進行澆注而獲得鑄件的一種方法，故又稱為失蠟鑄造。38型殼的制備：熔模鑄造的鑄型可

14、分為實體型和多層型殼兩種，目前普遍采用的是多層型殼將模組浸涂耐火涂料后，撒上粒狀耐火材料，再經(jīng)干燥硬化，如此反復多次，直至耐火涂料層達到所需要求的厚度為止。對型殼性能的要求：(1) 具有高的常溫強度，適宜的高溫強度和較低的殘留強度。(2) 好的透氣性(特別是高溫透氣性)和導熱性。(3) 線脹系數(shù)小(熱膨脹量低)和膨脹均勻。(4) 優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性(即抗急冷急熱性)和熱化學穩(wěn)定性制殼的主要工序包括模組的脫脂，上涂料和撒砂，干燥和硬化，脫模和焙燒等。模組的脫脂的目的：為了改善涂料對模組的潤濕性撤砂的目的：使砂粒成為型殼的骨架而得到增厚加固;減少應力集中，防止涂料層微裂紋擴大：使下一層涂料能與前一層

15、很好地粘合在一起。撒砂方法：雨淋式（重力）撒砂及流態(tài)化（沸騰床）撒砂兩種焙燒的目的：去除型殼中的水分、殘留模料、NHCI及鹽分等，避 免澆 注時產(chǎn)生氣體，導致出現(xiàn)氣孔、澆不到或惡化鑄件表面等缺陷。 39澆注位置的選擇原則：重要加工面應朝下或呈直立狀態(tài)鑄件的大平面應朝下應有利于鑄件的補縮應保證鑄件有良好的液態(tài)金屬導入位置，保證鑄件能充滿應盡量減少砂芯數(shù)目40選擇分型面時，應注意以下原則：為保證鑄件尺寸精度，將鑄件的全部或大部分置于同一半型中成型 應盡量減少分型面的數(shù)目平直分型面和曲折分型面的選擇選擇的分型面要有利于下芯、驗型和合型定分型面時不要使某一砂箱過高41型芯的設計：作用：是形成鑄件內(nèi)腔、

16、孑L洞和形狀復雜阻礙取模部分的外形以及 鑄型中有特殊要求的部分分類：砂芯；金屬芯；可溶性型芯； 42芯頭的設計的作用：是砂芯的定位、支撐和排氣結構43澆注系統(tǒng)：鑄型中液態(tài)金屬進入型腔的通道的總稱澆注系統(tǒng)的組元：澆口杯、直澆道、直澆道窩、橫澆道、內(nèi)澆道44澆注系統(tǒng)的種類：< 一 >按澆注系統(tǒng)各基本組元截面積的比例分類（1）封閉式澆注系統(tǒng)：指從澆口杯底孔到內(nèi)澆道的截面積逐漸縮小，阻流基元為內(nèi)澆道的澆注系統(tǒng)。這種澆注系統(tǒng)充滿得快、擋渣能力好，金屬液在澆道中不容易 帶入空氣和氧化，金屬消耗少、清理方便。缺點：金屬液進入型腔的線速度高，易沖壞鑄型，易使金屬液 產(chǎn)生噴濺，氧化和卷入氣體。主要適

17、用于不易氧化的各種鑄鐵件，不適用于易氧化的非鐵合金鑄件和用柱塞包澆注的鑄鋼件。（2）開放式澆注系統(tǒng)從澆口杯底孔到內(nèi)澆道的截面積逐漸增大，阻流截面位于澆 口杯底孔或直澆道上口。優(yōu)點：進入型腔時金屬液流速度小，充型平穩(wěn)、沖刷力小， 金屬氧化少。缺點：擋渣效果不好，內(nèi)澆道大，消耗的金屬液多。適用于易氧化的非鐵合金鑄件，球墨鑄鐵件和用柱塞包澆注的中、大型鑄鋼件（3）半封閉式橫澆道截面最大，作阻流元的是內(nèi)澆道。直流道上大下小，可很快充滿，橫澆道最后充滿，可有效降 低液流速度，在澆注開始時充型平穩(wěn)，對鑄型沖刷比封閉 式小得多，擋渣作用比開放式好。半封閉式澆注系統(tǒng)在各類鑄鐵件，尤其在球墨鑄鐵件及表面 干型中

18、廣泛應用。（4）封閉一開放式：阻流截面位于直澆道下端或橫澆道中。擋渣效果好、充型平穩(wěn)，兼有封閉式和開放式兩者的優(yōu)點，一般用于小型鑄鐵件及鋁合金件。但澆注系統(tǒng)復雜，多用于模板造型。二 按澆注系統(tǒng)在鑄件澆注時的位置分類（1）頂注式澆注系統(tǒng)。金屬液從鑄件頂部注入型腔的澆注系統(tǒng)。優(yōu)點：易于充滿型腔，型腔中金屬溫度由下至上遞增、有利于 實現(xiàn)順序凝固，補縮作用好。冒口尺寸較小、節(jié)約金屬。缺點：沖擊力大、充型不平穩(wěn)、易產(chǎn)生飛濺、氧化和卷入空氣， 鑄件中容易出現(xiàn)砂眼、氣孔、夾渣等缺陷。適合于重量小、高度低、形狀簡單的鑄件。（2）底注式澆注系統(tǒng)金屬液從鑄件底部注入型腔。優(yōu)點：充型平穩(wěn)、排氣方便，不易沖壞型腔和引

19、起飛濺， 對易于氧化的合金可以避免或減少金屬液在充型過程中形成的 再生渣。缺點：金屬液自下部流入，鑄型溫度分布不利于自下而 上的順序凝固和冒口的補縮，充型速度慢，對復雜薄壁鑄件不 易充滿，易形成澆不到，冷隔等缺陷。多用于大、中型厚壁鑄鋼、鑄鐵件及有色合金鑄件。（3）中間注入式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：減低了液流落下的高度，溫度分布較為適宜，內(nèi)澆道開 設在分型面上，便于選擇部位，應用較廣適用于高度不太大的中等壁厚鑄件。（4）階梯式澆注系統(tǒng)優(yōu)點：既減輕了金屬液對型腔的沖擊，又使型腔上部獲得高溫 金屬液，改善補縮條件，消除鑄型局部過熱，有利于渣、氣 的上浮。缺點：造型復雜，需要合理地設計和計算，否則易出現(xiàn)“亂澆” 現(xiàn)象。多用于比較高大和復雜的鑄件以及重型鑄件。（5）縫隙式澆注系統(tǒng)：優(yōu)點：充型平穩(wěn)、有利于阻渣，有利鑄件自下而上順序