铸造工艺习题及答案(2)

1） 降低水玻璃模数： 在水玻璃中加入NaOH,以提高水玻璃中Na2O的质量分数，从而相对减少SiO2的质量分数。 其反应式为：

mSiO2+2NaOH→Na2O·mSiO2+H2O

2） 提高水玻璃模数： 在水玻璃中加入HCl或NH4Cl等，以部分中和Na2O，从而相对提高SiO2的质量分数， 其反应式为：

Na2O·mSiO2·nH2O+2HCl → mSiO2·nH2O+2NaCl+H2O

Na2O·mSiO2·nH2O+2NH4Cl → mSiO2·(n-1)H2O+2NaCl+H2O+2NH3 11. 何谓型砂的含泥量？它对型砂性能有哪些影响？ 指原砂中泥分所占的质量分数 原砂含泥量过高，会发生下列情形：

降低型芯砂的透气性 增大型芯砂的含水量 增加型芯砂的脆性 增加有机粘结剂的加入量

12. 试说明膨润土、普通粘土的主要矿物成分？其结晶结构有何区别？ 矿物组成不同

普通粘土的主要矿物组成为高岭石，其分子式结构为Al2O3·2SiO2·2H2O ，带有2个层间水

膨润土的主要矿物组成为蒙脱石，其分子式结构为Al2O3·4SiO2·H2O · nH2O ，带有N个层间水 晶体结构不同

高岭石的晶体结构属于两层型结构，即由两层硅氧四面体构成， 单位晶层之间由氧面和氢氧面紧密结合。

蒙脱石的晶体结构属于三层型结构，即由两层硅氧四面体中间夹着一层铝氧八面体构成，单位晶层之间由氧面和氧面相接。

13. 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？

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CO 3 2 - ，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CO 3 2 -生成Ca CO 3 ，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。 14. 湿型砂中加入煤粉起什么作用、对煤粉有什么要求？

作用：（1）、产生大量还氧性气体，防止金属液被氧化并使铁液表面的氧化铁被还原和提高型砂的背压，有利于防止粘砂缺陷（2）煤粉受热形成的半焦充填堵塞型砂表面颗粒间的孔隙，阻碍金属液的渗透防止粘砂缺陷（3）煤粉受热后变成胶质体，具有可塑性，可吸收原砂的受热膨胀力，减少夹砂结疤类缺陷（4）煤粉在高温下受热分解在铸型界面上析出光亮碳，使型砂不为金属液所润湿减少粘砂类缺陷 要求：挥发分含量，灰分、固定碳、光亮碳析出能力，不能太细 15. 在铸钢件生产中，型砂是否需要加入煤粉？为什么？

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。 16. 为保持湿型砂性能稳定，日常生产中应检测哪些主要性能？

如果强度不高，在移动砂型时易破损，浇注时易被冲刷形成砂眼胀砂或炮火等缺陷，太高则降低透气性，增加了最适宜水分，增加成本，而且给混砂紧实落砂带来困难 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称取150g型砂通过3mm筛孔填满试样筒，制成标准试样

③将标准试样取出，放到试验机山，缓慢转动手轮直至试样出现第一条裂纹，读取表盘上视数

检测：水分、紧实度、湿压强度、透气性、破碎指数。此外回用砂还应测有效粘土和有效煤粉含量，含泥量

17. 铸造用砂的耐火度，烧结点的意及其对铸件质量的影响为何？

烧结点：原砂颗粒表面或沙砾间混杂物开始熔化的温度，它是原砂各种组合成分耐火性能的综合反应。

耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能

18. 非石英质铸造用砂的主要特点是哪些？举例说明之。

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。

19. 型砂必需具备哪些基本性能？

性能：（1）良好的成形性（2）足够的强度（3）一定的透气性、较低的发气量、吸湿性（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、溃散性耐火性。

20. 砂芯的主要功能有哪些？应满足哪些基本要求？

砂芯的主要功能：砂芯的主要功能是形成铸件的空腔，孔和铸件外形不能出砂的部位，砂型局部要求特殊性能的部分，有时也使用砂芯 砂芯应满足：

形状、尺寸与铸件要求相符； 定位正确、安装牢靠、出气顺畅； 不阻碍铸件收缩、容易清砂

21. 压环、防压环、积砂槽各有什么作用？

压环的作用：合箱后它能把砂芯压紧，避免金属液沿间隙钻入芯头

防压环的作用：下芯、合箱时，它可防止此处砂型被压塌，因而可以防止掉砂 集砂槽的作用： 用来存放个别的散落砂粒，这样就可以加快下芯速度 22. 钠水玻璃砂存在哪些主要问题以及解决途径？ 主要问题： 溃散性差

砂型芯表面易粉化（即白霜），铸铁件易产生粘砂 抗吸湿性差

旧砂再生和回用困难。

钠水玻璃砂溃散性差的解决途径：（1）减少钠水玻璃的用量 （2）加入附加物

（3）降低易熔融物质的含量

（4）采用以石灰石作原砂的钠水玻璃CO2硬化砂 钠水玻璃砂再生解决途径：

（1）湿法再生 振动破碎?旧砂 + 水?机械搅拌(水力旋流器清洗) （2）干法再生

（3）干一湿法再生 干法去除部分惰性膜?湿法再生，主要用于有机酯水玻璃自硬砂 23. 非石英质铸造用砂的主要特点有哪些？举例说明之？ 24. 怎样审查铸造零件图纸？其意义何在？

从避免缺陷方面审查铸件结构1铸件应有合适的壁厚2铸件结构不应造成严重的收缩阻碍3逐渐内壁应薄于外壁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6防止铸件翘曲变形7避免浇注位置上有水平的大平面结构 意义：1审查零件结构是否符合铸造工艺的要求，在审查结构中如发现结构设计有不合理之处，就应该与有关方面进行研究，在保证使用要求的前提下予以改进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

25. 为什么要设分型面？怎样选择分型面？ 分型面主要是为了取出摸样而设置的

基本原则：简化造型工艺----好起模、好下芯、好检查， 且不错箱 。1为便于起模，分型面应选在最大截面处2为简化工艺，应减少分型面的数量3铸件尽量位于同一砂型内，4尽量使铸件型腔和主要型芯位于下箱，5型面应尽量平直，少弯曲 26. 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？

浇注位置一般于选择造型方法后确定，先确定出铸件中品质要求高的部位，结合生产条件估计主要废品倾向和容易发生缺陷的部位，这样在确定浇注位置时，可以使重要部位处于有利状态，并针对容易出现的缺陷，采取相应的工艺措施予以防止 原则：控制凝固顺序，好补缩考虑上部缺陷；减少芯子 确定原则：1作面、基准面应朝下或侧面（组织致密） 2铸件上宽大的平面应位于型腔的下部-（防夹砂、气孔） 3铸件上的薄壁位置应位于型腔的下部或侧面 4 厚大部分应位于上部或侧面

5尽量减少型芯的数量，且便于型芯的固定、排气和检验 6应使合箱位置、浇注位置和铸件冷却位置相一致

27. 解释奥赞（Osann）公式，说明应用该公式进行铸铁件浇注系统设计计算的步骤。 28. 设计一个典型的封闭式或开放式浇注系统时，并简要说明各部分的作用。

21. 铸造工艺设计参数主要内容有哪些？（铸造收缩率、机械加工余量、铸件尺寸公差、起模斜度、最小铸出孔和槽等。）

22. 起模斜度的作用是什么？（为了防止损坏砂芯（型），在出模方向留有的一定斜度。）一般有哪三种形式？

23. 工艺补正量产生的条件原因是什么？（铸造收缩率选择不当；操作偏差；偏芯。）常出现在何种结构中？（法兰类结构中。）

24. 铸造工艺方案的确定主要内容有哪些？（造型，造芯方法和铸型种类的选择，浇注位置及分析面的确定）

25. 简述浇注位置的定义。（铸件浇铸位置指的是铸件在铸型中所处的位置。）选择浇铸位置时，需以保证铸件质量为前提，同时尽量做到简化造型工艺和浇铸工艺。主要原则有哪些？

26. 简述分型面的定义。（分型面指两半铸型相互接触的表面。）生产实际中，分型面与浇铸位置往往同时确定，其优劣在很大程度上影响铸件的尺寸精度、生产成本和生产率，故需慎重确定。选择原则有哪些？（ 基本原则：简化造型工艺----好起模、好下芯、好检查， 且不错箱 。1为便于起模，分型面应选在最大截面处2为简化工艺，应减少分型面的数量3)铸件尽量位于同一砂型内，4尽量使铸件型腔和主要型芯位于下箱，5型面应尽量平直，少弯曲）

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