铸造工艺学1
什么是铸造工艺设计？
铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。
2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？
在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务
设计依据的内容一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。
二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验
三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。
3.铸造工艺设计的内容是什么？
铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。
4.选择造型方法时应考虑哪些原则？
1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。
选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考
虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起
夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜
选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型
2、造型造芯方法应和生产批量相适应
3、造型方法应适用工厂条件
4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本
5-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？
确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。
应遵循的原则为：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，避免夹砂伤疤类缺陷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
5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？
分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，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削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机械加工量。
6、什么叫浇铸位置
浇铸位置是指：浇铸时铸件在型腔内所处的状态和位置
7、芯头长些好，还是短些好？间隙留大些好？还是不留好？举例说明
只需满足芯头的基本要求，希望芯头不要太长，过长的芯头会增加砂箱的尺寸增加填砂量，芯头过高，不利于扣箱。芯头间隙，为了下芯方便通常在芯头和芯座之间留有间隙，间隙的大小取决于铸型的种类，砂芯的大小，精度及芯座本身的精度。但应指出1）当一个砂芯上有多个（不止两个）芯头时，应给出较大的间隙，以免下芯困难2）对于普通的湿型小砂芯，可不留间隙。对于垂直小芯头，为了下芯稳固。甚至可以使用过盈的芯头
8、什么叫压环防压环积砂槽各起什么作用？什么条件下应用？不用它们行否？
压环：在上模样芯头上车削一道半圆凹沟（r=2~5）造型后在上芯座上凸起一环形砂作用：合箱后它能把砂芯压紧，避免液体金属沿间隙钻入芯头，堵塞通气道。这种方法只适用于机器造型的湿型。防压环：在水平芯头靠近模样的根部，设置凸起圆环，高度为0.5~2mm,宽为5~12mm.作用：造型后相应部分形成不凹的环状缝隙。下芯合箱时它可以防止此处砂型被压塌。因而可以防止掉砂缺陷集砂槽：下芯座模样的边缘上设有一道凸环，造型后砂型内形成一环凹槽。作用：用于存放个别的散落沙粒。这样可大大加快下芯的速度。集砂槽一般深2~5mm宽3~6mm
9、解释名词机械加工余量，尺寸公差重复公差各分几个级别铸造的收缩率。最小铸出孔起模斜度？
机械加工余量：在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属厚度。机械加工余量等级由精到粗为ABCDEFGHJ九个等级。铸件尺寸公差是指铸件各部分允许的极限偏差。它取决于铸造工艺方法等的各种因素。铸件尺寸公差由精到粗分为16级命名为CT1到CT16 铸件质量公差以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量的变动允许值由精到粗分为16级命名为MT1到MT16 铸件的收缩率：铸造收缩率K的定义K=(LM-LJ/LJ)X100% LM 为模样（芯盒）工作面的尺寸LJ铸件尺寸最小铸出孔：有些特殊要求的孔，如弯曲孔，无法实行机械加工，则一定要铸出起模斜度：为方便起模，在模样，芯盒的出模方向留有一定的斜度以免损坏砂型砂芯这个斜度为起模斜度。
10、优良的浇铸系统能起到什么作用？
1）把液体金属引入型腔，保证金属液有一定的流速。平稳的注满整个型腔2）具有良好的阻渣能力，金属液进入型腔不会产生飞溅冲刷型壁或砂芯3）能够避免形成夹砂，皱皮，冷隔等缺陷。4）金属消耗小并容易清理，可防止吸入气体和金属过度氧化等5）补充液体金属凝固时的体积收缩，并保证能够提供足够的补缩金属液避免缩孔和缩松。
11、为什么说砂型铸造中，不能出现负压流动？
因为型砂的透气性好，因此在砂型铸造中，型砂内部的压力不会低于外界气压，故不会出现负压流动。
12、怎样才能防止浇口杯内出现水平漩涡流动？
1）使用深度大的浇口杯，深度应大于直浇道上端直径的5倍2）应用拔塞，浮塞，铁隔片等方法，使浇口杯内液体达到深度要求时再向直浇道提供洁净的金属。3）在浇口杯底部安置筛网砂芯或雨淋砂芯来抑制水平漩涡4）在浇口杯设置“闸门”堤坝等降低浇铸高度以避免水平漩涡，并促使形成垂直漩涡。垂直漩涡有利于熔渣气泡浮至液体的表面，对档渣和冲入的气泡有利。为此，浇包嘴宜设计得长些为好5）此外还可以采用逆向浇铸液流不要冲着直浇道
13、怎样发挥横浇道阻渣作用
1）横浇道应呈充满液态，即满足充满条件2）流速应尽可能低3）内浇道的位置关系要正确a内浇道距直浇道应足够远，使渣团有条件浮起到超过内浇道的吸动区b有正确的横浇道末端延长段c封闭式浇铸系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道同一底面d 封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般取高度为宽度的2倍e内浇道应远离横浇道的弯道；用直的横浇道；内浇道同横浇道的链接，呈锐角时初期进渣较多；呈钝角时增加紊流程
度。
14、上小下大的直浇道能否呈充满态流动为什么？
能呈充满态流动因为金属液具有一定的粘度，另外还受到一定的阻力和渣、气体的影响，使其满足充满条件，故能呈充满态。
15、为什么说传统的“开放式”浇注系统不一定是不充满的浇铸系统？理由何在？
因为传统的“开放式”浇注系统存在多处沿程阻力和局部阻力，所以不一定是不充满的浇注系统。
16、浇注系统的基本类型有哪几种各有何特点？
封闭式浇注系统，开放式浇注系统封闭式浇注系统的特点：优点；较好的阻渣能力，防止金属卷入气体，消耗金属少清理方便。主要缺点：进入型腔的金属液高速，产生喷溅和冲砂使金属氧化，使型内金属发生扰动涡流和不平静
开放式浇注系统：优点：进入型腔流速小充型平稳，冲刷力小，金属氧化轻，主要缺点：阻渣效果稍差内浇道较大，金属消耗略多。
按内浇道在铸件上的位置分类，可分为四类：顶柱式浇注系统，底柱式浇注系统，中间式浇注系统，台阶式浇注系统顶柱式浇注系统特点优点：容易充满，可减少薄壁件浇不到，冷隔方面的缺陷，充型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒口补缩冒口尺寸小节约金属；内浇道附近受热较轻；结构简单，易于清理缺点：易造成冲砂缺陷；金属液下落过程中接触空气，出现激溅，氧化，卷入空气等现象，使充型不平稳，易产生砂孔，铁豆，气孔和氧化夹杂物缺陷；大部分浇铸时间，内浇道工作在非淹没状态，相对地说，横浇道阻渣条件较差
底柱式浇注系统的特点：优点：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳；可避免金属液发生激溅氧化及由此而形成的铸件缺陷；无论浇口比是多大，横浇道基本工作在充满状态下，有利于阻渣；型腔内的气体容易顺序排出。缺点是：充型后金属的温度分布不利于顺序凝固和冒口补缩；内浇道附近容易过热，导致缩孔缩松和结晶粗大等缺陷；金属液面在上升中容易结皮，难于保证高大的薄壁铸件充满，易形成浇不到冷隔等缺陷；金属消耗较大。
中间式浇注系统特点：兼有顶柱式和底柱式湿型浇铸系统的优缺点。
阶梯式浇注系统特点：优点：金属液首先由最底层内浇道充型，随着型内液面上升，自下而上地顺序地流经各层内浇道。因而充型平稳，型腔内气体排出顺利。充型后上部金属液温度高于下部，有利顺序凝固和冒口的补缩，铸件组织致密。易避免缩孔，缩松，冷隔，及浇不到等铸件缺陷缺点：造型复杂，有时要求几个水平分型面，要求正确的计算和结构设计，否则容易出现上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象，或底层进入金属液过多，形成下部湿度高的不理想的温度分布。
17、什么是奥赞公式？
S阻=m/ρτμ√2gHp S阻——阻流截面积m—流经阻流的金属总质量ρ—金属液的密度μ—充填全部型腔时，浇注系统阻流截面积的流量系数Hp充填型腔时的平均计算压力头τ—充填型腔时的总时间g—重力加速度
18、设计阶梯式浇铸系统应注意防止哪两种不良现象出现？怎么防止？
容易出现的两种不良现象为1）上下各层内浇道同时进入金属液的“乱浇”现象2）分配不均，底层进入金属液过多形成下部温度高的不理想的温度分布防止的方法a多直浇道的阶梯式b用球塞法控制的阶梯式c控制各组元比例的阶梯式d带缓冲或反直浇道的阶梯式
19、内浇道设计的基本原则
1、内浇道上在铸件上的位置和数目应服从所选定的凝固顺序或补缩方法
2、方向不要冲
着细小砂芯，型壁，冷铁，芯撑必要时采用切线引入。3内浇道应尽量薄4、对薄铸件可用多内浇道的浇铸系统实现补缩，这时内浇道尺寸应符合冒口颈的要求。5、内浇道避免开设在铸件品质要求很高的部位，以防止金相组织粗大。6、为了使金属液体快速而平稳地充型，有利于排气和除渣，各个内浇道中的金属流向应力求一致，防止金属液在型内碰撞，流向混乱而出现过度紊流。7、尽量在分型面上开设内浇道，使造型方便。
8、对收缩大易形成裂纹的合金铸件，内浇道的设置应尽量不阻碍铸件的收缩
20、封闭式浇注系统与开放式浇注系统内、横浇道各怎么搭接？为什么？
封闭式浇注系统内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面
开放式：内浇道应重迭于横浇道之上，且搭接面积要小，但大于内浇道截面积
封闭式：使最初浇入的冷污金属液能靠惯性流越内浇道，纳于末端延长段而不进入型腔；开放式:开放式浇注系统的内浇道比阻流大得多，若将内浇道置于横浇道底部，则横内浇道都呈非充满流态，无法实现阻渣，故需把内浇道重迭在横浇道上方，用横浇道的顶面及末端延长段粘附和储留渣滓
21、何为浇口比，吸动区
浇口比指的是浇注系统中直浇道，横浇道，内浇道的截面积之比（即S直：S横：S内：）
横浇道内，在内浇道入口周围存在一个区域只要金属液进入该区就会自动流入内浇道，该区域称为吸动区。
22、横浇道为何要有末端延长端。第一个内浇道为何不能紧临直浇道？
末端延长段作用：1）容纳最初浇铸的低温，含气及渣污的金属液，防止其进入型腔；吸收液流动能，使金属液流入型腔平稳。末端呈坡形可阻止金属液流到末端时出现折返现象。内浇道应距直浇道足够远，使渣团有条件浮起到超过内浇道的吸动区。
23、冒口的功用是什么？常用哪几种冒口？
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。
常用冒口种类：明顶冒口，暗顶冒口，侧冒口。
24、铸钢冒口和铸铁（灰铸铁和球铁）冒口在设计原则上有哪些相同点，哪些不同点
相同点:1)冒口应设在铸件热节上方，侧旁2）冒口应设在铸件最高，最厚部位3）冒口不应设在铸件的重要的受力大的部位，以防止组织粗大降低强度。4）冒口应不设在铸件应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩阻碍以免引起裂纹5）尽量用一个冒口同时补缩几个热节或铸件6）冒口布置在加工面上，可节约铸件精整工时，零件外观好7）不同高度上的冒口，应用冷铁使各个冒口补缩范围隔开，不同点：铸钢件补缩距离比铸铁件补缩距离大
25、用模数法计算冒口的原理
遵守顺序凝固的基本原理，冒口的凝固时间τr应大于等于铸件被补缩部位的凝固时间τc，遵循公式(Mr/Kr) 2≧(Mc/ Kc)2Mr 、Mc 分别为冒口模数，铸件模数Kr 、Kc 分别为冒口、铸件的凝固系数。在铸件补缩过程中冒口金属逐渐减少，顶面形成缩孔使散热表面积增大，因而冒口模数逐渐减少。铸件模数由于得到炽热金属液的补充模数相对的有所增大。
26、球墨铸铁件的实用冒口有几种？
实用冒口有四类分别是控制压力冒口，浇铸系统当冒口，直接使用冒口，无冒口补缩法27、补贴有什么作用？
形成向冒口的补缩通道，实现顺序凝固，增强补缩效果，可消除铸件下部热节处的缩孔，还可延长补缩距离，减少冒口数目。
28、冷铁有何用处？
1）在冒口难以补缩的部位防止缩孔，缩松2）防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹3）与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或范围，减少冒口数目或体积4）用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固。既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率5）改善铸件局部的金相组织的力学性能。如细化基本组织提高铸件表面硬度和耐磨性等。6）减轻或防止厚壁铸件中的偏析
29、割肋，拉肋各在什么条件下使用？
易产生热烈的铸件铸件在凝固收缩时，承受拉应力的壁称为主壁，与主壁相变形成热节，并使主壁产生拉应力的壁称为邻壁，邻壁长度和主邻壁厚之间的关系，决定着收缩应力的大小，依实践经验，当a/b＞（1~2）或a/b＞（2~3），l/b＜1时，可以不设割肋超出上述范围就应该设割肋以防热烈。断面呈UV字形的铸件，铸出后经常出现变形，结果使开口尺寸增大，防止这类铸件变形可设拉肋。
30、铸铁件的收缩有何特点？
在凝固完毕前要经历一次（液体）收缩，体积膨胀和二次收缩过程。一次收缩，体积膨胀和二次收缩的大小并非确定值而是在很大范围内变化
31、如何确定铸件的关键模数？
关键部分应满足的条件是：它本身的体积膨胀量能抵偿所有更厚部分的液态收缩量，直到比它厚的部分开始膨胀为止。关键部分的膨胀和比它厚的部分的液态收缩只有同时发生，且是相互关连的，才可能相互抵偿。这也表示更厚的部分也可以满足关键部分的要求。
32、直接实用冒口有何特点？
主要优点：1）铸件工艺出品率高2）冒口位置便于选择，冒口颈可很长3）冒口便于去除花费小。主要缺点：1）要求铸件强度高2）要求严格控制浇铸温度范围±25°3）对于形状复杂的模数铸件，关键模数不易确定。
33、内冷铁有哪几个熔接阶段？选择内冷铁应达到哪几个熔接阶段？
内冷铁的熔接过程可分为四个阶段阶段1：浇铸后，在很短的时间内，冷铁的热升温，使靠近冷铁表面的金属液过冷。产生类似纯金属组织的粒状等轴晶。阶段2：自粒状等轴晶表面陆续生长树枝晶，随时间延长，结晶速度减少，直到结晶前沿停止前进，此时，冷铁的温度已上升到固相线附近阶段3：冷铁作用区温度升高，冷铁周围已形成的树枝晶重新熔化，冷铁表面达到熔点阶段4：内冷铁局部或完全熔化，最后由于铸件外壁结晶前沿向中心推进而使凝固结束。选择内冷铁到达阶段3
34、选择过大过厚的内冷铁有何问题？外冷铁有何问题？
内冷铁尺寸过大，其最高温度达不到固相线，在第二阶段铸件凝固过程即令冷铁降温，因而内冷铁不能和铸件熔合，成了“非熔接内冷铁”，影响铸件的力学性能，甚至可能引起裂纹；外冷铁的厚度大，激冷作用强，但当厚度达到一定值后，钢的凝固速度将不再增加，因而设有必要用过厚的外冷铁，浪费材料。外冷铁面积太大，已凝固层向冷铁中心收缩的应力也大，容易引起热烈。
35、冒口补贴有几种？
金属补贴，加热补贴，发热（保温）块补贴，垂直补贴，水平补贴。
36、提高通用冒口补缩效率的措施是什么？
1）提高冒口中金属液的补缩压力。如采采用大气压力冒口等2）延长冒口中金属液的保持时间，如采用保温冒口。发热冒口等
37、大气压力冒口能否补缩比冒口高的铸件？为什么？
能，浇铸后冒口表面结壳，外界大气压力仍可通过砂芯的孔隙作用在内部金属液面上，从而增加了冒口的补缩压力
38、湿型铸造特点？为什么采用湿型铸造时外使用单一砂？有何利弊？
湿型铸造的基本特点是砂型（芯）无需烘干，不存在硬化的过程。使用单一砂能够简化型砂的管理和造型的操作过程，提高造型生产率。优点：生产灵活性大，生产率高，生产周期短，便于组织流水生产，易于实现生产过程的机械化和自动化；材料成本低；节省了烘干设备、燃料、电力及车间生产面积；延长了砂箱使用寿命等。缺点：容易使铸件产生一些铸造缺陷，夹砂结疤、鼠尾、粘砂、气孔、砂眼、胀砂等。
39，铸造用原砂，型砂中的含泥量是否就是粘土？两者有何区别？
不是，含泥量是指原砂或型砂环中直径小于0.02mm（20μm）的细小颗粒的含量而言，其中既有粘土，也包括极细的沙子和其它非粘土质点。粘土是湿型砂的主要粘结剂。粘土主要是由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料。
40，试说明膨润土，普通粘土的主要矿物成分？
膨润土主要由蒙脱石组矿物组成的，主要用于湿型铸造的型砂粘结剂。粘土主要是由细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料。
41、阐述粘土的粘结力是怎样产生的？湿型砂中的水分对粘结力有何影响？
粘土在水中形成的粘土—水系是胶体，带负电的粘土颗粒将极性水分子吸引在自己的周围，形成胶团的水化膜。依靠粘土颗粒间的公共水化膜通过其中的水化阳离子所起的“桥”或键的作用，使粘土颗粒相互联接起来。湿型砂中的水分过低，则不能形成完整的水化膜，若水分过高，就会出现自由水，在这两种情况下，湿态粘结力都不大，只有在粘土喝水量比例适宜时，才能获得最佳的湿态粘结力。
42、湿型中常加煤粉能起哪些作用？为什么铸钢件用湿型砂中不加煤粉？
1、在铁液的高湿作用下，煤粉产生大量的还原性气体，防止金属液被氧化，并使铁液表面的氧化铁还原，减少了金属氧化物和造型材料进行化学反应的可能性。
2、煤粉受热形成的半焦充填堵塞砂型表面颗粒间的孔隙，使金属液不能渗入
3、煤粉受热后变为胶体具有可塑性，可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件缺陷。
4、煤粉在受热时产生的碳氧化物挥发分在650~1000°高温下于还原性气氢中发生气相热解而在金属和铸型界面上析出一层带有光滑的碳。称为光亮碳。会使铸钢件增碳，影响铸件质量，因而型砂中不能含煤粉和煤粉烧损的残留物。
43、以旧砂为主配制湿型砂，为什么必须补加一定量的新砂，膨润土，煤粉？补加量如何确定？
距表面一定深度之内的粘土在高温作用下，失去结构水，丧失了粘结能力，成为失效粘土，这部分的型砂约占整个砂型重的2%~5%。实效粘土的一部分在高湿作用下包裹在砂粒表面上，烧结形成一层牢固的膜，不能用水流掉，成为砂粒的一部分这层膜又称为惰性膜，型砂经历无数次循环混制和浇注受热，惰性膜将多层重叠包覆，使砂粒直径增大。这个过程可称为鲕化现象。所以每次回用旧砂时都需要加入一些新砂以冲淡旧砂，避免鲕化物过高，每次混砂时都要加入适量膨润土，用来代替被烧损和部分烧损的膨润土，也用来粘结进入砂系统的新砂和砂芯旧砂。煤粉等碳质附加物受热后也同样分解，失去挥发性物质。残留的焦炭是多孔性的，它降低了型砂中石英含量和膨胀性，同时提高了型砂的需水量。其数量取决于铸件的壁厚。浇注湿度，砂铁比和铸件在型中的冷却时间，也取决于品种和质量加入适量的膨润土和煤粉。
44、什么是型砂中的热砂问题？有何不良影响？请论述解决的途径和可能的措施？
湿型铸铁件落砂后型砂湿度一般达70~180°。铸钢件则可达90~260°C。机械化流水生产的车间。一班中型砂可能周转3~6次。如果处理不当就会出现型砂湿度过高的问题。一般型砂温度高于室温10°C以上称为热砂热砂的不良影响为：1）砂温高，水分容易蒸发，使型砂紧实率不易控制2）热砂蒸发处的水蒸气，会凝结在冷的皮带，砂斗和模板表面上，使型砂的运送和起模困难，还会降低铸件便面光洁度。3）热砂使砂型表面容易脱水，降低
表面强度，浇注时引起冲砂和砂眼缺陷4）热砂发出的水蒸气会凝聚在冷铁和砂芯上，使铸件产生气孔。解决热砂的主要措施：1）加强落砂，过筛，运输和混砂过程的通风，利用旧砂中水分蒸发吸收热量，降低旧砂温度。2）根据旧砂温度自动调节增湿量，然后使用沸腾冷却装置。冷却提升机。搅拌冷却装置等冷却设备降低旧砂湿度3）增大砂铁比，增加型砂周转量和减少型砂循环次数。4）为了防止热砂粘附模板，还可将模板加热，减少温差，避免水汽凝结在模板上
45、原砂的颗粒形状，角型系数，烧结点？
原砂的颗粒形状从角形到半角形，不圆，但无锯齿状不平处，到圆形分为六种按圆球度分为三级。角形系数是铸造用硅砂的实际表面积与理论比表面积的比值。原砂的烧结点指的是原砂颗粒表面或砂粒间的混杂物开始熔化的温度
46、粘土颗粒表面带电的原因？带何种电荷？
粘土颗粒表面带有负电荷，原因：1）破键粘土片状结晶受到破坏边缘处的Al—O,Si—O 离子键断裂而造成不饱和键2）晶体内部离子置换在成矿过程中，单位晶层内八面体的Al3﹢部分地被Mg2﹢、Fe2﹢所置换，硅氧四面体的Si4﹢被Al3﹢所置换，使单位晶层电荷不平衡，而呈现较大的负电性。3）粘土颗粒表面外露的氢氧基上氢的置换
47、粘土的活化，过活化，反活化
Ca2﹢—蒙脱石+Na2CO3——Na2﹢—蒙脱石+CaCO3
过活化：Ca2﹢—蒙脱石+Na2CO3———Na﹢—蒙脱石+ CaCO3（Na2CO3过量）
反活化：Na﹢蒙脱石+ Ca2﹢——Ca2﹢—蒙脱石+ Na﹢+ Ca2﹢（加入钙离子）
48、型砂的透气性，流动性，紧实率？
紧实的型砂能让气体通过而通出的能力称为透气性型砂在外力或自重作用下，沿模样和砂粒之间相对移动的能力称为流动性紧实率是指湿型砂用1Mpa的压力压紧或者在锤击式制样机上打击三次。其试样体积在紧实前后的变化百分率。紧实率=[(筒高—紧实距离)/筒高]x100%
粘土胶团结构，粘土的湿态粘结机理？
49、粘土在水中形成的粘—水体系是胶体，带负电的粘土颗粒将极性水分子吸引在自己的周围，形成胶团的水化膜，依靠粘土颗粒间的公共水化膜。通过其中的水化阳离子所起的“桥”或键的作用。使粘土颗粒相互联结起来
50、粘土对型砂的性能有何影响？
1）对湿压强度的影响：水分适当时，随着粘土量的增加，型砂湿压强度增高，2）对透气性的影响：如果保持型砂的水分为最适宜状态，则透气性随着膨润土的增加而提高3）对于强度的影响。粘土砂的干强度对湿型浇注初期和落砂性能有实际意义。4）对热湿拉强度的影响：粘土砂的热湿强度除了与粘土的加入量有关以外，最主要的影响因素是粘土的品种和人工活化膨润土时活化剂的加入量。
51、水分对型砂的性能的影响？
若水分过低，则不能形成完整的水化膜，若水分过高，就会出现自由水，在这两种情况下，湿态粘结力却不大，只有在粘土和水量比例适中时，才能获得最佳的湿态粘结力。
53，钠水玻璃砂吹CO2硬化，低流速，长时间吹气会引起什么结果？
低流速有利于钠水玻璃化学反应，可得到较高的初始强度和硬度，但降低终强度并促进放热。如果低流速且长时间吹气，将得到强度低，表面酥脆的型和芯，这就是所谓的过吹。过吹，PH值将进一步降低，会形成无粘结作用的NaHCO3,故型芯强度低。
54，钠水玻璃砂用于铸铁件时为什么易产生粘砂，而用于中小型较薄壁铸钢件时却为什么又不易产生粘砂？
铸铁件的氧化层是氧化铁和水玻璃反应生成的铁橄榄石，为低熔点化合物，把铸件与砂型连接在一起形成化学粘砂，如果铸件表面全部被氧化，低熔点化合物以晶体形式结晶，此时易于清理。如果铸件表面氧化不充分，低熔点化合物以非晶态化合物存在，此时粘砂不易清除。铸钢件由于浇注温度高，钢液表面易氧化，粘砂层中氧化铁，氧化锰等含量高，粘砂层易于清除，但厚大铸钢件钢液对砂的热作用强烈，使钠水玻璃砂严重烧结型表面孔多，钢液浸入孔隙中，造成严重粘砂。
55，阐明钠水玻璃砂芯抗吸湿差的原因？
钠水玻璃砂芯抗吸湿性差的原因是在潮湿环境中，钠水玻璃砂重新发生水合作用。钠水玻璃粘结剂基体中的Na+与OH-吸收水分并侵蚀基体，最后使硅氧键Si—O—Si断裂重新溶解，致使钠水玻璃砂的粘结强度猛降。
57钠水玻璃砂的化学硬化原理？
58、钠水玻璃砂在空气中长时间放置会有什么现象发生？为什么？
钠水玻璃砂在空气中长时间放置会在型芯表面出现象白雾一样的物质，严重降低该处表面强度，浇注时易产生冲砂缺陷，因为发生了如下反应：Na2CO3+H2O-----NaHCO3 +NaOH
Na2O+2CO2+H2O-----2NaHCO3所以白色物质主要成分就是NaHCO3
59，钠水玻璃砂吹CO2硬化方法有几种？
插管法，盖罩法，通过模样吹气法，脉冲吹气法，真空硬化法。
60、分析钠水玻璃砂的残留强度，高温强度？
钠水玻璃砂残留强度随温度的改变呈双峰特性，至于高温强度则呈单峰特性。残留强度的第一个峰值在200摄氏度左右出现，儿高温强度的峰值出现在400摄氏度左右，800摄氏度是硅酸钠开始熔融出现液相，使粘结膜的内应力，裂纹，气孔等消失高温强度降到零，但800摄氏度左右钠水玻璃砂残留强度出现第二个峰值，800摄氏度以后，熔融的硅酸钠与石英砂中的Si02反应加剧，成为SiO2的过饱和溶液，过饱和的sio2先以磷石英析出，低于870摄氏度时转变为石英，它在凝固的钠水玻璃砂中起差切口的作用，故1000摄氏度左右残留强度下降，而在1200摄氏度之后，钠水玻璃砂的烧结石主要的，所以这时残留强度又会上升
61为什么对砂芯进行分级？
为了使合理地选用砂芯用芯砂的粘结剂和有利于芯砂的管理，根据砂芯形状特征及在浇注期间的工作条件以及产品质量要求，生产上常将砂芯分为5级。
62，简述油砂的硬化机理？烘干操作上各应注意什么？
63，油砂硬化的条件？
1，油分子中必须含有双键2，加热3，在烘干过程中宣供应适量的氧气，一般为向烘炉中鼓入较足够的新空气。
64，覆膜砂制壳的方法？
翻斗法和吹砂法
65，覆膜砂中硬脂酸钙的作用？
可防止覆膜砂存放期间结块，增加覆膜砂的流动性，使型，芯表面致密，制壳时易于顶出等。
66，何为硬化剂？选择原砂的原则？
硬化剂为含有—CH2—基团或析出甲醛的物质。选择原砂的原则：纯净，粒形园整和表面无
杂质。
67覆膜砂有哪几种混制方法？
覆膜砂的混制方法有冷法，温法和热法三种。
68，热芯与壳芯的区别？
热芯为实心，壳芯为中空型，壳芯省砂
69，温芯盒温度过高会产生什么结果？
表面过热，表面发酥，影响铸件质量。
70，温芯盒与热芯盒的区别？
用热芯法造芯，砂芯在芯盒中时间长，表面发酥，常引起铸件质量问题，采用温芯盒法，由于芯盒温度低，砂芯表面不会过烧，可使砂芯表面光洁和具有最高强度，防止热芯盒法常出现得某些砂芯表面过烧，某些截面硬化不足的现象，另外在节能和劳动卫生方面也有很大改善。
71，阐述用湿型浇注出现水分迁移现象？
湿型受到金属液的高温作用时，型中的水分分布会发生变化，产生也湿型的温度场1.2.3区相应的D.M.U三个区，即干砂区D；蒸汽/水分迁移区M，或者称为水分饱和凝聚区，简称凝聚区和水分未饱和凝聚区U。蒸汽通过多孔隙砂型时，凝聚下来并将砂型加热至100℃，为此，需要利用多少蒸汽冷凝时放出的热量就会有多少蒸汽冷凝为水。也就是迁移的水量。72，用湿型铸造时，常发生夹砂结疤，鼠尾和沟槽，分析其产生的原因及防止措施？
金属液急剧加热湿型时，从表面起按次序有完全烘干区D，水分凝聚区Ｍ和水分未受影响的原来湿砂型区Ｇ等，其中Ｍ区温度为100℃以下，比D区温度低，因此热膨胀可以忽略，而G区仍保持室温没有变化，一方面D区加热到高温时，朝横向的整体膨胀由于受到G区的限制而成为受限膨胀，因此D区及G区内产生压缩应力，而且该应力对M区起着剪切作用，因此M区内发生滑移，产生裂纹，成为产生夹砂结疤的起因。要防止夹砂结疤类缺陷，可以从以下两方面着手：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型砂强度，以免型砂表面层脱离本体而拱起，另外工艺方面可以采取以下措施：1，浇注时间尽可能短些2，注意浇注系统的设计使铁液进入型腔时平稳而冲力不大，内浇口的布置适当的分散一些，以免造成局部过热，同时尽可能快地覆盖住下型平面3，平板铸件可以采用倾斜浇注4，铸型上扎气眼以利于水蒸气及其他气体的排出5，修型时避免用压勺来回压大平面，防止分层6，在容易夹砂的地方划出小沟槽或插钉子。
73，型壁移动的含义？对铸件的影响？
金属液浇入铸型后砂型壁发生位移的现象称为型壁移动。它对铸件的尺寸精度，缩孔，缩松等缺陷的形成有很大的影响。造成型壁移动的原因有：在金属液的热作用下型壁发生膨胀，砂型紧实率低，在金属压力作用下，砂型进一步被紧实.
名词解释：
机械粘砂：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。
化学粘砂：是铸件的部分或整个表面上粘附一层由金属氧化物和造型材料相互作用而生成的低熔点化合物。
沙眼：是在铸件内部或表面充塞有型砂的孔眼，它是一种较常见的铸造缺陷。
缩沉：生产中把由于种种原因引起的型腔胀大而使铸件同时出现胀大造成的缩孔，缩馅的现象统称为缩沉。
微观膨胀：沙粒的膨胀能被湿粘土膜的收缩所抵消，或者沙粒间相互移动的力大于砂型外部阻力以至仅减少沙粒间的空隙，并不引起砂型尺寸的变化，这个阶段即为围观膨胀。
宏观膨胀：当沙粒间的间隙已难以再减小，或使沙粒间相互移动的力大于砂型的外部阻力时，
砂型外部尺寸发生变化，这个阶段称为宏观膨胀。
《铸造工艺学》课后习题答案
《铸造工艺学》课后习题答案 湖南大学 1、什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容 一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-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？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：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，避免夹砂伤疤类缺陷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 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，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削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机
《铸造工艺与装备》标准
《铸造工艺及设备》课程标准 030703 一、课程描述 《铸造工艺及设备》是材料成型及控制专业的专业核心课程. 课程内容包括铸造工艺方案设计、砂芯设计、浇注系统设计、冒口设计、铸造工艺装备设计等内容.其任务是使学生掌握铸造工艺方案的确定，学会选择工艺参数、浇冒口设计方法及工艺装备设计的基础知识；各种不同的铸造方法的特点及应用范围，使学生具备工艺理论和基础知识.并结合课程设计使学生掌握现代铸造工艺设计的基本方法.通过学习学生可以掌握铸造生产过程中铸造工艺理论和基本操作技能，促进知识向技能转化，对铸造生产的铸件进行具体设计. 该课所涉及的领域较多，在先修完《机械制图》、《工程材料》、《公差配合及技术测量》、《材料成型原理》、《材料力学》、《pro/E应用》等课程基础上，才能很好的理解和学习. 通过学习能够了解铸造工艺基本流程；能够知道砂型铸造的基本工艺流程，造型材料的技术要求和制备过程，铸型和型芯制造、型芯烘干、合型、紧固、浇注、清理技术；能够初步了解铸铁熔炼过程及冲天炉和感应炉的操作技术；能够知道铸件常见缺陷的形成原因和常规性防止措施方面的知识.通过学习具备从事铸造工型砂制备、造型、熔炼等岗位的基本操作能力；具备从事中等复杂零件铸造工艺及工装设计的能力. 开课时间：第五学期；共计学时90学时；课堂教学60学时（理论学时52学时，实验学时8学时）；学分：6学分.铸造工艺课程设计1周30学时. 二、课程目标 1、素质目标： 1）具有良好的职业道德、爱岗敬业、团队协作能力与实训创新能力； 2）有一定的自我学习能力和吸收新技术、新知识的意识； 3）具有较强的安全和环保意识. 2、知识目标： 1）学会铸造成型技术过程特征及理论基础知识，了解液态金属的充形能力概念、铸件收缩、铸造应力、金属的吸气性、成分偏析、金属与铸型相互作用的结果及其对铸件质量影响等方面的基础知识； 2）学会铸件的结构设计及几何形状特征要求等理论基础知识，掌握铸件结构设计的一般原则、铸件的结构要素设计方法，了解适宜铸造技术的铸件结构设计及几何形状特征和适宜铸造合金性能的铸件结构设计及几何形状特征. 3）学会铸造成；技术过程理论基础，熟悉砂形铸造及特种铸造技术方法，掌握砂型铸造工艺过程及拟定工艺规程，正确选择或配制铸型材料和其他辅助材料能合理； 4）掌握液态金属充填砂型铸型的特点和冒口的作用原理，能够合理拟定有关工艺参数；了解金属浇注系统设计原理；了解金属冷凝过程的结晶及得到的组织与性能，理解铸件成形的影响因素； 5）了解铸铁熔炼过程及冲天炉和感应炉的操作技术； 6）掌握有关试验技术和测试技术； 7）具备资料收集与整理能力，制定、实施工作计划的能力； 8）检查、判断能力； 9）理论知识运用能力. 3、能力目标： 1）能够设计中等复杂铸型工艺及有关工装，能正确选择或配制铸型材料和其他辅助材料，能合理掌握铸造工艺特点、应用、铸件图设计、铸造工艺图设计、铸件质量检验等方法技能；
铸造工艺学问答题
二问答题 1、试述夹砂的特征、形成机理及预防措施。 答（1）特征：是一类表面缺陷，分为夹砂结疤和鼠尾；（2） 形成机理A：砂型表面层因热膨胀产生的应力超出了水分饱和凝聚区的强度；B：型砂的热膨胀超过热应变；C：干燥层的热应力超出水分凝聚区的强度 热膨胀大于凝聚区的热应变；3 预防措施A：造型材料方面，正确选用和配制型砂是防止夹砂的主要措施；B：铸造工艺方面，避免大平面在水平位置浇注；C：铸件结构方面：尽量避免大平面，铸造圆角要合适。不同形状的型腔：其抗夹砂能力是不同的 2、简述CO2硬化的钠水玻璃砂的硬化机理。 答：机理：因为水玻璃中本来就有下列平衡，硅酸钠水解，Na2O·mSiO2·nH2O=2NaOH+mSiO2·nH2O 向水玻璃中吹入二氧化碳时，由于二氧化碳是酸性氧化物其余水解反应 NaoH+CO2=Na2co3+H2O促进水解反应向右进行，硅酸分子增多，其发生缩聚反应≡Si-O-H+H-O-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O其还会进一步缩聚，形成凝胶。钠水玻璃的物理脱水作用，由（液态到固态）和化学反应（形成新物质）的结果。 3、影响型砂透气性的因素有哪些? 答：砂粒的大小、粒度分布、粒形、含泥量、粘结剂种类、加入量和混砂时粘结剂在砂粒上的分布状况以及砂紧实度的影响 4阐述机械粘砂的形成机理、影响因素和防止措施 答：是指铸件的部分或整个表面粘附着一层砂粒和金属的机械混合物，是由于金属渗入铸型表面的微孔形成的。机理:铸型中某个部位受到的金属液的压力大于渗入临界压力。影响因素（1）金属液对铸型表面的润湿性。一般来说润湿角小于90度两者不润湿可防止金属液的渗入，而润湿角大于90度时，两者润湿有利于金属液的渗入，产生粘砂。但洛铁矿砂因能产生固相烧结，生成致密稳定的烧结层从而防止粘砂；（2）型芯表面的微孔尺寸。其与砂的颗粒大小和分散度以及紧实度有关。一般砂粒越细，分散度越大紧实度高且均匀有利于防止金属液的渗入。但浇注温度较高时，细砂粒因耐火度不够可能造成更严重的粘砂，而更高时粗砂粒的粘砂则比细砂粒又要重些；（3）铸型微孔中的气体压力。铸型微孔中的气体压力高，则背压大有利于防止金属液的渗入（4）金属液压力及铸型表面处于液态的时间。金属夜的静压力和动压力是金属液渗入的动力、铸型表面的金属液存在时间长,金属液可深入到型砂的内部。防止措施:(1)减小铸型表面微孔尺寸。如采用细颗粒原砂、表面刷涂料、提高紧实度等(2)铸型中加入能适当提高铸型背压或能产生隔离层的附加物如煤粉等（3）改用非硅质特种原砂。如能产生固相烧结的洛铁矿砂、或热导率大蓄热系数大的锆砂，以降低铸型表面金属液存在的时间（4）此外还可将体浇注温度、降低充型压力等 5、化学粘砂防治措施 答：1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 6、高温金属浇入铸型后金属和铸型有哪些相互作用 从而又可能出现哪些铸造缺陷 列举5种以上铸造缺陷〕答热作用、机械作用、物理化学作用。缺陷：夹砂结疤、毛刺、粘砂、鼠尾、气孔、型壁移动、胀砂、砂眼、浇不足。 7、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，常会出现那些问题？ 答：硬化剂乌洛托品，粘结剂树脂粘结剂。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。 8、何谓水玻璃"模数"？铸造生产使用水玻璃时 如何提高或降低水玻璃的模数？举例说
铸造工艺学重点
一、铸造工艺设计依据（铸造工艺设计就是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，编制工艺卡等技术文件的过程）（一）生产任务 （1）铸造零件图样提供的图样必须清晰无误，有完整的尺寸和各种标记 （2）零件的技术要求金属材质牌号、金相组织、力学性能要求、铸件尺寸及重量公差及其它的特殊性能要求 （3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小，生产期限是指交货日期的长短。数量大的采取先进技术，应急单件产品应考虑使生产设备尽可能简单 （二）生产条件 1）设备能力2）车间原材料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 （三）考虑经济性 二、设计内容和设计程序 设计内容：铸造工艺图、铸件（毛坯）图、铸型装配图（合箱图）、工艺卡及操作工艺规程 设计程序：1）零件的技术条件和结构工艺性分析2）选择铸造及造型方法3）确定浇注位置和分型面4）选用工艺参数5）设计浇冒口、冷铁和铸肋6）砂芯设计7）在完成铸造工艺图的基础上，画出铸件图8）通常在完成砂箱设计后，画出铸型装配图9）综合整个设计内容制铸造工艺卡 三、铸件结构审查 作用：一）审查零件结构是否符合铸造工艺的要求。二）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。 （一）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，注意壁厚过渡和圆角3）铸件内壁应薄于外壁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 （二）从简化铸造工艺方面改进零件结构1）改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构2）取消铸件外表侧凹3）改进铸件内腔结构以减少砂芯4）减少和简化分型面5）有利于砂芯的固定和排气6）减少清理铸件的工作量7）简化模具的制造8）大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造 四、浇注位置的确定（浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置） 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一致 五、分型面的选择（分型面是指两半铸型相互接触的表面）1）应使铸件全部或大部分置于同一半型内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削弱铸件结构强度7）注意减轻铸件清理和机械加工量 六、砂芯设计 砂芯的功用：形成铸件的内腔、孔和铸件外形不能出砂的部位 砂芯应满足以下要求：砂芯的形状、尺寸以及在砂型中的位 置应符合铸件要求，具有足够的强度和刚度，在铸件形成过程 中砂芯所产生的气体能及时排出型外，铸件收缩时阻力小和容 易清砂 确定砂芯形状（分块）及分盒面选择的基本原则：总原则：使 造芯到下芯的整个过程方便，铸件内腔尺寸精确，不致造成气 孔等缺陷，使芯盒结构简单 1）保证铸件内腔尺寸精度2）保证操作方便3）保证铸件壁厚 均匀4）应尽量减少砂芯数目5）填砂面应宽敞，烘干支撑面是 平面6）砂芯形状适应造型、制芯方法 芯头：伸出铸件以外不与金属接触的砂芯部分。 对芯头的要求：定位和固定砂芯，使砂芯在铸型中有准确的位 置，并能承受砂芯重力及浇注时液体金属对砂芯的浮力，使之 不致被破坏；芯头应能及时排出浇注后砂芯所产生的气体至型 外；上下芯头及芯号容易识别，不致下错方向或芯号；下芯、 合型方便，芯头应有适当斜度和间隙。 芯头可分为垂直芯头和水平芯头 芯头组成：芯头长度、斜度、间隙、压环、防压环和积砂槽等 结构 作用：固定型芯，避免型芯漂浮，将芯子中浇注时产生的气体 导出 设计：1、芯头高度：1）对于细而高的砂芯，上下都应留有芯 头，以免在液体金属冲击下发生偏斜，而且下芯头应取高一些。 对于湿型可不留间隙，以便下芯后能使砂芯保持直立，便于合 箱2）对于粗而矮的砂芯，常不可用上芯头（高度为零），这可 使造型、合箱方便3）对于等截面的或上下对称的砂芯，上下 芯头可用相同的高度和斜度，而对需要区分上下芯头的砂芯， 一般应使下芯头高度高于上芯头的 2、芯头斜度：为合箱方便，避免上下芯头和铸型相碰，上芯头 和上芯头座的斜度应大些。对水平芯头，如果造芯时芯头不留 斜度就能顺利从芯盒中取出，那么芯头可不留斜度。芯座—模 样的芯头总是留有斜度的，至少在断面上要留有斜度，上箱斜 度比下箱的大，以免合箱时和砂芯相碰 3、芯头间隙：为下芯方便，通常在芯头和芯座之间留有间隙。 机器造型、制芯时间隙一般较小，而手工造型、制芯则间隙较 大，湿型的间隙小，干砂型、自硬型的间隙大；芯头尺寸大， 间隙大。 七、铸造工艺设计参数 1. 铸件尺寸公差铸件尺寸公差是指铸件各部分尺寸允许的极 限偏差，取决于铸造工艺方法等多种因素 2. 机械加工余量为保证铸件的加工面尺寸和零件精度，应有 加工余量，即在铸件工艺设计时预先增加的，而后在机械加工 时又被切去的金属层厚度，成为机械加工余量，简称加工余量。 3. 铸造收缩率K=[（Lm-Lj）/Lj]*100% Lm—模样（或芯 盒）工作面的尺寸Lj—铸件尺寸 4. 起模斜度为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一 定的斜度，以免损坏砂型或砂芯，这个斜度成为起模斜度。 八、浇注系统的组成及各部分的作用（浇注系统是铸型中液态 金属流入型腔的通道的总称） 1.浇口杯：承受来自浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出， 便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡，阻止其 进入型腔；增加充型的压力头 2.直浇道：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直 浇道导入型腔。提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能 克服各种流动阻力，在规定的时间内充满型腔 3.直浇道窝：缓冲作用；缩短直—横拐弯处的高度紊流区；改 善内浇道的流量分布；减小直—横浇道拐弯处的局部阻力系数 和水头损失；浮出金属液中的气泡 4.横浇道：向内浇道分配洁净的金属液；储留最初浇入的含气 和渣污的低温金属液并阻留渣滓；使金属液流平稳和减少产生 氧化夹渣物 5.内浇道：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部位 的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一 定的补缩作用 九、浇注系统的分类及其优缺点 按阻流断面位置分为封闭式浇注系统和开放式浇注系统 （一）封闭式浇注系统 正常浇注条件下，所有组元能为金属液充满的浇注系统（用于 不易氧化的各种铸铁件） 优点：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 缺点：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 （二）开放式浇注系统 在正常浇注条件下，金属液不能充满所有组元的浇注系统（适 用于轻合金铸件和球铁件等） 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 缺点：阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多 按内浇道在铸件上的位置分类 （一）顶注式浇注系统 以浇注位置为基准，内浇道设在铸件顶部的（简单式，楔形式， 压边式，雨淋式，搭边式） 优点：容易充型，可减少薄壁件浇不到、冷隔方面的缺陷；充 型后上部温度高于底部，有利于铸件自下而上的顺序凝固和冒 口的补缩；冒口尺寸小，节约金属；内浇道附近受热较轻；结 构简单，易于清除 缺点：易造成冲砂缺陷；金属液下落过程中接触空气，出现激 溅、氧化、卷入空气等现象，使充型不平稳；易产生砂孔、铁 豆、气孔和氧化夹杂物缺陷；大部分浇注时间，内浇道工作在 非淹没状态，相对地说，横浇道阻渣条件较差 （二）底注式浇注系统 内浇道设在铸件底部的 优点：内浇道基本上在淹没状态下工作，充型平稳；可避免金 属液发生激溅、氧化及由此而形成的铸件缺陷；无论浇口比是
材料科学与工程学院材料成型及控制工程(080203)专业人才
材料科学与工程学院 材料成型及控制工程(080203)专业人才培养方案 一、专业简介及培养目标 (1)专业简介：材料成型及控制工程专业创办于2006年，2007年开始招收本科生，从属的材料科学与工程学科是江西省"九五"至"十二五"重点学科，江西省第一、第二批示范硕士点,是学校博士点建设支撑学科单位。经过多年的建设，已形成年龄结构合理、学历层次有序的教学科研队伍，现教研室有专兼职教师12人，江西省学科带头人及骨干教师3人。材料成型及控制工程专业立足于服务钢铁、钨、铜铝等金属材料固态、液态成型领域产业，形成了材料设计与组织性能控制理论及应用的特色研究方向。毕业生就业形势良好，面向南京钢铁、新余钢铁、萍钢、沙钢、江铃、江钨、江铜等大型企业输送了大量优秀毕业生。 (2)专业培养目标：本专业培养具备以钢铁、钨、铜铝等金属为背景的材料成型及控制工程有关的基础知识与应用能力，能够从事与钢铁、钨、铜铝等材料固态及液态成型相关领域的科学研究、技术开发、工艺设计、生产技术管理等方面的工作，适应市场经济发展的富有创新精神和创新意识，具有深厚人文素养的应用型、复合型、技能型的高级工程技术人才。 二、专业培养标准 1．掌握材料成型及控制工程专业及相关领域所需的学科基础知识，具备良好的政治素养、人文素养和科学精神，并能够熟练应用一门外语和计算机。 1.1掌握从事工程技术工作所需的数学、物理知识的能力。 1.2 具备良好的政治素养、人文精神和科学精神, 能够在材料成型实践中理解并遵守材料成型职业道德和规范，履行责任。 1.3熟练掌握一门外语, 具有跨文化交流、竞争和合作能力。 1.4具备利用计算机解决复杂工程问题的能力。 2.具备扎实的材料成型及控制工程专业核心知识、专业技能以及分析、研究、解决复杂的工程实际问题的能力，能承担企业高级工程技术岗位的要求。具有从事与本专业有关的产品与工艺研究、设计、开发和生产组织与管理的能力。 2.1掌握金属材料及其成型理论学科基础知识，具有分析、判断和解决材料学科中的工程问题的能力。 2.2掌握钢铁材料制备基础知识，具有制定钢铁材料生产关键工艺参数的能力。 2.3掌握金属材料固态成型原理、工艺及设备，具有模具设计与开发、设备选型和参数制定的能力。
铸造工艺学考题
铸造工艺学考题（考试总结） 一，冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔部及工作表面安放的金属块 作用： ①在冒口难于补缩的部位防止缩孔缩松。 ②防止壁厚交叉部位及急剧变化部位产生裂纹。 ③与冒口配合使用，能加强铸件的顺序凝固条件，扩大冒口补缩距离或围，减少冒口数目或体积。 ④用冷铁加速个别热节的冷却，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻铸件变形，又可提高工艺出品率。 ⑤改善铸件局部的金相组织和力学性能。如细化基体组织，提高铸件表面硬度和耐磨性。 ⑥减轻和防止厚壁铸件中的偏析。 二，分型面及选择原则 分型面是两半铸型接触的的表面，分型面在很大程度上影响铸件的尺寸精度，成本和生产率。 选择原则： ①应使铸件全部或大部分位于同一砂型 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削弱铸件结构强度 ⑦注意减轻铸件清理和机械加工量 三钠水玻璃砂硬化机理 硬化机理：因为水玻璃中本来就有下列平衡，硅酸钠水解， Na2O·mSiO2·nH2O=2NaOH+mSiO2·nH2O 向水玻璃中吹入二氧化碳时，由于二氧化碳是酸性氧化物其余水解反应NaoH+CO2=Na2co3+H2O促进水解反应向右进行，硅酸分子增多，其发生
缩聚反应≡Si-O-H+H-O-Si≡→≡Si-O-Si≡+H2O其还会进一步缩聚，形成凝胶。钠水玻璃的物理脱水作用，由（液态到固态）和化学反应（形成新物质）的结果。 目前铸造生产中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或间接影响上述反应平衡点的气态、液态或粉状硬化剂，与OH-作用，从而降低pH值，或靠失水，或靠上述两者的复合作用来达到硬化。（1分）a失水发生由液态到固态的转变：凡是能去除水玻璃中水分的方法，如加热烘干，吹热空气或干燥的压缩空气，真空脱水，微波照射以及加入产生放热反应的化合无等都可以使钠水玻璃硬化。（2分） b化学反应，形成新的产物：钠水玻璃在加入酸性或具有潜在酸性的物质时，其pH值降低，稳定性下降，使得其水解和缩聚过程加速进行。（2分） 目前存在的问题及解决方法： ①出砂性差——a）在钠水玻璃中加入附加物；b）减少钠水玻璃的用量；c）减低易熔融物质的含量；d）采用以石灰石作原砂的钠水玻璃CO2自硬砂。 ②铸铁件粘砂——a）刷涂料，最好使用醇基涂料；b）一般铸铁件也可以在钠水玻璃中加入适量的煤粉或者适量具有填料性能的高岭土式粘土 ③型、芯表面粉化（白霜）——a）控制钠水玻璃的水分不要偏高，吹CO2的时间不宜过长，型、芯不要放置太久；b）据有关工厂的经验，在钠水玻璃中加入占砂质量1%左右，密度为1.3克∕立方厘米的糖浆，可以有效防止粉化。 ④砂芯抗吸湿性差——a）在钠水玻璃砂中加入锂水玻璃或在钠水玻璃中加入Li2CO3、CaCO3、ZnCO3等无机附加物；b）在钠水玻璃中加入少量有机材料或加入具有表面活性剂作用的有机物，粘结剂。 ⑤此外，还存在发气量大（注意排气；先烘干砂芯再浇注）、旧砂再生和回用困难、热膨胀（加入质量分数4%的高岭土粘土形式的铝土）等问题。 四. 阐述用湿型砂铸造时出现水分迁移现象时，其传热、传质有何特征？ 答：1）热通过两种方式传递，一是通过温度梯度进行导热，未被吸收的热通过干砂区传导至蒸发界面使水分汽化；二是靠蒸汽相传递。蒸汽的迁移依赖于蒸汽的压力梯度。2）干砂区的外侧为蒸发界面及水分凝聚区，没有温度梯度。3）铸件表面温度与干砂区的厚度及蓄热系数有关。 五. 浇注系统的基本类型有哪几种? 各有何特点？ 答：1.封闭式浇注系统
铸造工艺学1
什么是铸造工艺设计？ 铸造工艺设计就是根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和工艺参数，绘制铸造工艺图，编制工艺卡等技术文件的过程。 2、为什么在进行铸造工艺设计之前要弄清楚设计的依据，设计依据包括哪些内容？ 在进行铸造工艺设计前设计者应该掌握生产任务和要求，熟悉工厂和车间的生产条件这些是铸造工艺设计的基本依据，还需要求设计者有一定的生产经验，设计经验并应对铸造先进技术有所了解具有经济观点发展观点，才能很好的完成设计任务 设计依据的内容一、生产任务1）铸件零件图样提供的图样必须清晰无误有完整的尺寸，各种标记2）零件的技术要求金属材质牌号金相组织力学性能要求铸件尺寸及重量公差及其它特殊性能要求3）产品数量及生产期限产品数量是指批量大小。生产期限是指交货日期的长短。 二、生产条件1）设备能力包括起重运输机的吨位，最大起重高度、熔炉的形式、吨位生产率、造型和制芯机种类、机械化程度、烘干炉和热处理炉的能力、地坑尺寸、厂房高度大门尺寸等。2）车间原料的应用情况和供应情况3）工人技术水平和生产经验4）模具等工艺装备制造车间的加工能力和生产经验 三、考虑经济性对各种原料、炉料等的价格、每吨金属液的成本、各级工种工时费用、设备每小时费用等、都应有所了解，以便考核该工艺的经济性。 3.铸造工艺设计的内容是什么？ 铸造工艺图，铸件（毛坯）图，铸型装配图（合箱图），工艺卡及操作工艺规程。 4.选择造型方法时应考虑哪些原则？ 1、优先采用湿型。当湿型不能满足要求时再考虑使用表干砂型、干砂型或其它砂型。 选用湿型应注意的几种情况1）铸件过高的技术静压力超过湿型的抗压强度时应考 虑使用干砂型，自硬砂型等。2）浇注位置上铸件有较大水平壁时，用湿型易引起 夹砂缺陷，应考虑使用其它砂型3）造型过程长或需长时间等待浇注的砂型不宜 选用湿型4）型内放置冷铁较多时，应避免使用湿型 2、造型造芯方法应和生产批量相适应 3、造型方法应适用工厂条件 4、要兼顾铸件的精度要求和生产成本 5-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？ 确定浇注位置是铸造工艺设计中重要的一环，关系到铸件的内在质量、铸件的尺寸精度铸造工艺过程中的难易，因此往往须制定出几种方案加以分析，对此择优选用。 应遵循的原则为：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，避免夹砂伤疤类缺陷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 5为什么要设计分型面？怎样选择分型面？ 分型面的优劣，在很大程度上影响铸件的尺寸精度、成本和生产率。选择分型面的原则：1、应使铸件的全部或大部置于同一半型内2、应尽量减少分型面数目，分型面少，铸件精度容易保证3、分型面应尽量选用平面4、便于下芯，合箱，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削弱铸件结构强度7、注意减轻铸件的清理和机械加工量。 6、什么叫浇铸位置 浇铸位置是指：浇铸时铸件在型腔内所处的状态和位置 7、芯头长些好，还是短些好？间隙留大些好？还是不留好？举例说明
技师专业论文
技师专业论文 浅谈铸钢件50T铅锅制造操作过程及对铸件质量的影响 姓名： 工种： 鉴定等级： 单位： 日期：
目录 一、引言 (1) 二、地坑造型 (1) 1、砂床的制备 (1) 1.1挖坑 (1) 1.2埋轴座上车板 (2) 1.3铺排气层 (2) 1.4填砂舂实 (2) 2、车板造型过程 (2) 2.1埋浇注系统 (2) 2.2成型 (3) 2.3修型 (3) 2.4吹气 (3) 三、盖箱砂芯制造 (3) 1、芯骨设制 (3) 1.1支箱上芯车板 (3) 1.2焊芯骨 (3) 1.3退让性、透气性 (4) 2、砂芯车制 (4) 四、合箱操作 (4) 1、精整砂型 (4) 2、验型 (5)
3、合型 (5) 4、压铁 (5) 五、结论 (6) 参考文献 (6)
【内容摘要】：合理的工艺，正确的操作铅锅的外型及砂芯，才能保证铸件的质量，做出优质的铅锅。 【关键词】：强度，透气性，退让性，溃散性，铸件质量。 一、引言 在实践和学习中，合理的工艺，正确的操作铅锅的外型及砂芯，才能保证铸件的质量，做出优质的铅锅。 50T铅锅它半球状圆筒，法兰组成的5.5m3的铸件，整体壁厚为50mm,内可熔炼50吨铅，铅锅制造外型是采用地坑车板来完成，砂芯是用芯骨固定在砂箱上焊成硬芯骨用车板车制成。铅锅是体积大、高度高（直径：2650mm、高：1500mm）表面积比较大。优势吊芯合箱，在高温浇注下浇注时间比较长，受到冲刷及烘烤比较厉害，容易产生夹砂，粘砂，气孔等缺陷。在冷却过程中由于收缩阻力大，易产生裂纹，因此，在铅锅制作中，制造工艺要求比较严格。地坑造型要求砂坑有足够的强度，能承受铸件自重合合箱时上箱吊芯压力及浇注后液体金属的重心。砂芯芯骨设计一定要有稳定性和足够强度，才能保证吊运翻转。砂芯和好的强度，才能有效防止逐渐产生气孔粘砂、变形。裂纹等缺陷。 二、地坑造型 1、硬砂床的制备 1.1挖坑： 在确定的地方先挖一个比形样大的坑，使型坑四周的型砂能很方便的舂实，坑的深度比型样高出300~500mm。
铸造工程学汇总
铸造工程学 1.铸造：铸造就是将熔融的液态金属或合金浇注到与零件的形状（尺寸）相适应的预先制备好的铸型空腔中使之冷却、凝固，而获得毛坯或零件的制造过程称为铸造生产，简称铸造。 2.冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块称为冷铁。 3.冒口冒口是铸型内设置的一个储存金属液的空腔。 4.分型面两半铸型相互接触的表面。 5.浇注位置浇注时铸件在铸型中的位置。 6.熔模铸造；熔模铸造工艺是液体金属在重力作用下浇入由蜡模熔化后形成的中空型壳中成形，从而获得精密铸件的方法，又称为失蜡铸造。 7.气化模铸造；气化模铸造又称消失模铸造或实型铸造，是用泡沫聚苯乙烯塑料模样代替普通模样，造好型后不取出模样，直接浇注金属液。在灼热液体金属的热作用下，泡沫塑料模气化、燃烧而消失，金属液取代原来泡沫塑料模所占据的空间位置，冷却凝固后即可获得理想铸件的一种铸造方法。 8.压力铸造；压力铸造（简称压铸）是在高压作用下将液态或半液态金属以极高的速度压入充填压型，并在压力下凝固而获得铸件的方法。 9.低压铸造低压铸造是液体金属在压力作用下，完成充型及凝固过程而获得铸件 的一种铸造方法。由于作用的压力较低（一般为20?70k Pa）,故称为低压铸造。 10.差压铸造；差压铸造又称反压铸造、压差铸造。是在低压铸造的基础上，铸型外罩个密封罩，同时向坩埚和罩内通入压缩空气，但坩埚内的压力略高，使坩埚内的金属液在压力差的作用下经升液管充填铸型，并在压力下结晶。
11.挤压铸造；挤压铸造是对定量浇入铸型型腔中的液态金属施加较大的机械压力，使其成形、结晶凝固而获得零件毛坯的一种工艺方法。 12.离心铸造；离心铸造是将液体金属浇入旋转的铸型中，使之在离心力的作用下，完成充填和凝固成形的一种铸造方法。 13.金属型铸造；金属型铸造又称硬模铸造，是在重力作用下，将液体金属浇入金属铸型充填并随后冷却凝固成形，以获得铸件的一种铸造方法。 14.金属流动性：液态金属本身的流动能力。 17.顺序凝固；使液态金属的热量沿着一定的方向排出，或通过对液态金属施行某方向的快速凝固，从而使晶粒的生长向着一定的方向进行，最终获得有单方向晶粒组织或单晶组织的铸件。 18.同时凝固；铸件相邻各部位或铸件各处凝固及结束的时间相同或相近，甚至是同时完成凝固过程，无先后差异及明显的方向性，称同时凝固。 19.均衡凝固均衡凝固就是利用收缩和膨胀的动态叠加，通过工艺措施使单位时间的收缩与补缩、收缩与膨胀按比例进行的凝固原则。 1.什么是充型和凝固？影响铸件凝固方式的主要因素是什么？ 充填铸型（充型）：亦称浇注，是指液态合金填充铸型的过程，是一种运动速度变化的机械过程。液态金属充满铸型型腔获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力称为液态金属的充型能力。 冷却凝固：液态金属通过冷却凝固而形成铸件的过程，是结晶和组织变化的热量传递过程。凝固是铸件形成过程的核心问题，在很大程度上决定了铸件的铸态组织和某些铸造缺陷的形成，并且对铸件质量特别是铸态力学性能起决定作用，因此铸造技术的重要内容就是凝固过程的控制。 影响铸件凝固方式的主要因素: 合金的结晶温度范围, 铸件的温度梯度
《铸造工艺学》课程课外练习题
UNIT1 1、铸造生产中使用量最大的原砂是以石英为主要矿物成分的天然硅砂。含泥量指原砂中直径小于 0.02mm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。原砂粒度包括砂粒的粗细程度与 砂粒粗细分布的集中程度。 2、说明符合的含义： ZGS98—40/100; ZGS98—140/70：ZGS96—140/70（87.3%） 3、铸造粘土分为哪两大类？什么是彭润土的活化处理？如何选用铸造粘土？ 4、型砂中除了含有原砂、粘土、水等材料外，通常还特意加入一些材料，如煤粉、渣油、淀粉等，目的是 使型砂具有特定的性能，改善铸件的表面质量；高温作用下失去结构水、丧失粘结能力成为死粘土。 5、型砂和芯砂烘干的目的什么？（除去水分、降低发气量，提高强度和透气性） 6、钠水玻璃的重要参数是哪几个？（模数、密度、浓度、粘度）钠水玻璃的硬化方法有几种？（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）。 7、钠水玻璃砂CO2硬化后表层出现“白霜”称为粉化。白霜的主要成分是NaHCO3。 8、呋喃Ⅰ型树脂砂和呋喃Ⅱ型树脂砂均为热芯盒呋喃树脂砂。呋喃Ⅰ型树脂砂主要用于铸铁件，呋喃Ⅱ型 树脂砂属于无儋树脂主要用于铸钢件和球铁件。（为什么？） 9、混制植物油砂时，先加水后加油的目的是什么？（是粉料和砂先被水润湿，再加油时更易于其在砂中的 分布，同时避免粘土和糊精等粉料吸附许多的油。） 10、合脂芯砂中加入彭润土、糊精、淀粉等物质的作用是什么？（提高合脂芯砂的湿强度） 11、涂料一般由耐火粉料、粘结剂、悬浮剂、载液、助剂等构成。 UNIT2 1、简述造型、造芯、配型、吃砂量几个基本概念。 2、活块可用销钉或燕尾槽与模样主体相连接；砂芯由砂芯主体和芯头两部分组成，为提高砂芯的强度和刚度，制造时砂芯内部放置芯骨，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耐火涂料。 3、简述活块造型的过程。 4、实物造型常利用废旧零件代替模样造型。 5、当旋转铸件的尺寸较大，可采用刮板造型，这种方法适用于单件或小批量生产。 6、机器造型一定是采用模板造型。 7、简述铸型紧固的几种方法（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）。 UNIT3 1、简述合金的流动性与液态金属充型能力的联系（答题时注意两者之间的关系和区别）。 2、简述浇注条件对液态金属充型能力的影响。 3、什么是铸件的模数？ 4、什么是浇注系统？它由哪几部分组成？各自的作用是什么？ 5、铸件的内浇道开设的原则是什么？ 6、系统可按两种方法分类：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。 7、什么是封闭式浇注系统，什么是开放式浇注系统？什么是浇注时间？ 8、简述球铁、可锻铸铁、铸钢等几种合金铸件浇注系统的特点。 UNIT4 1、什么是凝固，什么是凝固过程？ 2、铸件在凝固的过程中，除纯金属、共晶合金外，其断面上一般存有三个区域：固相区、凝固区、液 相区。 3、铸件的凝固方式一般为：逐层凝固、体积凝固、中间凝固。铸件的凝固方式是根据铸件截面上的凝 固区域大小划分的。凝固区域大小是由合金的结晶温度范围和铸件截面上的温度梯度决定的。
2013-2014铸造工艺学考题答案
2013-2014学年第一学期铸造工艺学试题（A卷） 一、选择题 1. 为了消除铸造热应力，在铸造工艺上应保证（B） A. 顺序（定向）凝固 B. 同时凝固 C. 内浇口开在厚壁处 2. 直浇口的主要作用是（A） A. 形成压力头，补缩 B. 排气 C. 挡渣 3. 在各种铸造方法中，砂型铸造对铸造合金种类的要求是（C ） A. 以碳钢、合金钢为主 B. 以黑色金属和铜合金为主 C. 能适用各种铸造合金 4. 由于（C）在结晶过程中收缩率较小，不容易产生缩孔、缩松以及开裂等缺陷，所以应用较广泛。 A. 可锻铸铁 B. 球墨铸铁 C. 灰铸铁 5. 灰口铸铁适合于制造床身、机架、底座、导轨等结构，除了铸造性和切削性优良外，还因为（B） A. 抗拉强度好 B. 抗压强度好 C. 冲击韧性好 6. 制造模样时，模样的尺寸应比零件大一个（C） A. 铸件材料的收缩量 B. 机械加工余量 C. 铸件材料的收缩量＋机械加工余量 7. 下列零件适合于铸造生产的有（A） A. 车床上进刀手轮 B. 螺栓 C. 自行车中轴 8. 普通车床床身浇注时，导轨面应该（B） A. 朝上 B. 朝下 C. 朝左侧 9. 为提高合金的流动性，生产中常采用的方法（A） A. 适当提高浇注温度 B. 加大出气口 C. 延长浇注时间 10. 浇注温度过高时，铸件会产生（B ） A. 冷隔 B. 粘砂严重 C. 夹杂物 二、填空题 1. 侵入性气孔的形成条件是当金属-铸型界面上气体压力p气＞ 金属液表面包括表面张力在内的反压力∑p，机械粘砂的形成条件是铸型中某个部位受到的金属液的压力P金＞渗入临界压力 。
最新铸造工艺学期末考试复习汇总
一.绪论 1，材料成形工艺（有时也称材料成形技术），是将材料制造成所需形状及尺寸的毛坯或成品的所有加工方法或手段的总称。 2 成形方法的选择原则 1）适用性原则满足使用要求；适应成形加工性能。2）经济性原则获得最大的经济效益。3）与环境相宜原则环境保护问题，对环境友好。 3成形方法选择的主要依据 （1）产品功能及其结构、形状尺寸和使用要求等；2）产量；3）生产条件 铸造 1概念：铸造是将液态金属在重力或外力作用下充填到铸型腔中使之冷却、凝固，从而获得所需形状及尺寸的毛坯或零件的方法，所铸出的产品称为铸件。 金属液态成形金属液态成型近净形化生产 2 分类通常从铸型材料、充型和凝固等方面对铸造进行分类。 1）按铸型材料、充型和凝固条件铸造方法分为砂型铸造（用砂型作铸型在重力下充型和凝固的铸造方法）和特种铸造（在铸型材料、充型和凝固等方面与砂型铸造有显著差别的铸造方法的统称） 2）按液态合金充型和凝固条件铸造方法分为重力铸造（如砂型铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造、金属型铸造）和非重力铸造（如压力铸造、低压铸造、挤压铸造和离心铸造）。 3）按铸型材料铸造方法分为一次型铸造（如砂型铸造、壳型铸造和熔模铸造，铸型材料为非金属材料）和永久型铸造（如金属型铸造、压力铸造和低压铸造，铸型材料为金属材料）。 4特点 1）优点 （1）适用范围广合金种类、铸件的形状和大小及质量几乎不受限制； （2）铸件具有一定的尺寸精度通常比普通锻件高，熔模铸件可达到无加工余量；（3）成本较低原材料来源广，价格低廉；铸件与零件形状和尺寸相近，节省材料。2）缺点 （1）铸件晶粒粗大，组织疏松，易产生缩孔和气孔等缺陷； （2）铸件力学性能较低，尤其是冲击韧性较低； （3）生产工序多，铸件质量难以精确控制。
铸造工艺说明书
1 铸造工艺设计 1.1 铸造工艺方案的确定 1.1.1浇注位置的确定 铸件的浇注位置是指浇筑时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置是根据铸件的结构特点、尺寸、重量、技术要求、铸造合金特性、铸造方法以及生产车间的条件决定的。个人收集整理勿做商业用途 正确的浇注位置应能保证获得健全的铸件，并使造型、制芯和清理方便。 该铸件浇注位置应在铸件边缘，内浇道应在分型面上。 1.1.2 分型面的确定 铸造分型面是指铸型组元间的接合面。合理地选择分型面，对简化铸造工艺、提高生产率、降低成本、提高铸件质量等都有直接关系。分型面的选择应尽量与浇注位置一致，尽量使两者协调起来，使铸造工艺简便，并易于保证铸件质量。个人收集整理勿做商业用途 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削弱铸件的结构强度； 7.注意减轻铸件清理和机械加工量。 该铸件的分型面的选择如图1-1所示 图1-1 铸件的分型面 1.2 工艺参数 1.2.1 机械加工余量 GB/T6414-1999《铸件尺寸公差与机械加工余量》中规定，要求的机械加工余量适用于整个毛坯铸件，且该值应根据最终机械加工成品铸件的最大轮廓尺寸和相应的尺寸范围选取。个人收集整理勿做商业用途 要求的机械加工余量等级有10级，称之为A、B、C、D、E、F、G、H、J和
K级共10个等级。 查表，可知灰铸铁加工余量等级E~G级，可知，加工余量为3.0mm。 1.2.2 铸件线收缩率与模样放大率 铸件线收缩率又称为铸件收缩率或铸造收缩率，是指铸件从线收缩开始温度（从液相中析出枝晶搭成的骨架开始具有固态性质时的温度）冷却到室温时的相对线收缩量，以模样与铸件的长度差除以模样长度的百分比表示：个人收集整理勿做商业用途 式中1L：模样长度； L：铸件长度。 2 铸件的线收缩率ε是考虑了各种影响因素之后的铸件的实际收缩率，它不仅与铸造金属的收缩率和线收缩起始温度有关，而且还与铸件的结构、铸型种类、浇冒口系统结构、砂型和砂芯的退让性等因素有关。个人收集整理勿做商业用途综合考虑：可选灰铸铁线收缩率1.0%。 1.2.3 起模斜度 当铸件本身没有足够的结构斜度，应在铸件设计或铸造工艺实际是给出铸件的起模斜度，以保证铸件的起模。起模斜度可采取增加铸件壁厚的方式来形成。在铸件上加起模斜度，原则上不应超出铸件的壁厚公差要求。个人收集整理勿做商业用途 α。 根据零件要求，起模斜度? =2 1.2.4 最小铸出孔槽 机械零件上往往有很多孔、槽和台阶，一般应尽可能在铸造时铸出。这样既可节约金属、减少机械加工量、降低成本，又可使铸件壁厚比较均匀，减少形成缩孔、缩松等铸造缺陷的倾向。但是当铸件上的孔、槽尺寸太小，而铸件的壁厚又较厚和金属压力较高时，反而会使铸件产生粘砂，造成清理和机械加工困难。有的孔、槽必须采用复杂而难度较大的工艺措施才能铸出，而实现这些措施还不如用机械加工的方法制出更为方便和经济。有时由于孔距要求很精确，铸出的孔如有偏心，就很难保证加工精度。因此在确定零件上的孔和槽是否铸出时，必须既考虑到铸出这些孔和槽的可能性，又要考虑到铸出这些孔和槽的必要性和经济
铸造工艺学总结终极版
第一章铸造工艺设计概论 一：设计依据：1.生产任务（a铸造的零件图样b零件的技术要求c产品的数量及生产期限）2生产条件（a设备的能力b车间原材料的应用情况和供应情况c工人的生产经验和技术水平d模具等工艺制备制造车间的加工和生产经验）3考虑经济性。 二：设计内容和程序：1铸造工艺图（a零件的工艺分析b造型及铸造方法的选择c确定浇注位置和分型面d选工艺参数e设计浇冒口，冷铁和铸肋f砂芯设计）2铸件图，3铸型装配图，4工艺卡。 第二章铸造工艺方案的确定(为看懂图例，理解原理准备）一：从避免缺陷方面审查逐渐结构：a合理的壁厚b铸件的结构不应造成严重的收缩阻碍（过渡和圆角）c内壁小于外壁d 壁厚均匀，减小肥厚的部分e利用补缩实现顺序凝固f防止铸件翘曲变形g避免浇注系统的大平面。二：从简化铸造工艺方面改进零件结构：a改进妨碍起模的凸台，凸缘和肋板的结构b取消侧凹c改进铸件内腔的结构和减少砂芯d减少和简化分型面e有利于砂芯的固定和排气f减少清理铸件的工作量g简化模具制造h大型复杂件的分体铸造和简化小件的联合制造。三：浇注位置的确定：a铸件的重要部分应尽量置于下部b重要加工面应朝下或呈直立状态c使铸件的大平面朝下，避免夹砂结疤类缺陷d应保证铸件能充满e应有利于铸件的补缩g避免用吊砂，掉芯或悬臂式砂芯，便于下芯，合箱及检验h应使合箱位置，浇注位置和铸件冷却位置相一致。 四：分型面的选择：a应使铸件全部或大部置于同一半型内b尽量减少分型面的数量c分型面应尽量选用平面d便于下芯，合箱和检查型腔尺寸e不使砂箱过高f受力件的分型面的选择不应削弱铸件结构强度g注意减轻铸件清理和机械加工 第三章砂芯设计及铸造工艺设计参数 一：砂芯的作用：形成铸件的内腔，孔和铸件外形不能出砂的部位。二：芯头的组成：芯头长度，芯头斜度，芯头间隙，压环，防压环和积砂槽。三：铸件尺寸公差：定义：铸件各部分尺寸允许的极限偏差。影响因素：铸件设计要求的精度，机械加工要求，铸件数量和批量，铸造金属及合金种类，采用的铸造设备及工装，铸造工艺方法四：铸件重量公差：定义：以占铸件公称质量的百分率为单位的铸件质量变动的允许值机械加工余量：定义;铸件工艺设计时先增加的，而后在机械加工时又被切去的金属层厚度。影响因素：铸造合金种类，铸造工艺方法、生产批量，设备及工装的水平。五：起模斜度：定义：为了方便起模。在摸样，芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。六：铸造收缩率：K=(Lm—Lj)/Lj x100% Lm:模样或芯盒工作面尺寸；Lj：铸件尺寸影响因素：合金种类和成分，铸件冷却、收缩时受到的阻力的大小、冷却条件的差异。 ：浇注系统设计 一：浇注系统的组成及各部分的作用？ 1.浇口杯（外浇口）：承接浇包的金属液，防止金属液飞溅和溢出，便于浇注；减轻液流对型腔的冲击；分离渣滓和气泡；阻止其进入型腔；增加充型压力头。 2.直浇道：从浇口杯引导金属向下，进入横浇道、内浇道或直接导入型腔。提供足够的压力头，使金属液在重力作用下能克服各种流动阻力，在规定时间内充满型腔。 3.直浇道窝：金属液对直浇道底部有强烈的冲击作用，并产生涡流和高度紊流区，常引起冲砂、渣孔和大量氧化夹杂物等铸造缺陷。其可改善金属液流动情况。 4.横浇道：a.向内浇道分配洁净的金属液；b.储留最初浇入的含气和渣污的低温金属液并阻留渣滓c.使金属液流平稳和减少产生氧化夹杂物。 5.内浇道：控制充型速度和方向，分配金属，调节铸件各部位的温度和凝固顺序，浇注系统的金属液通过内浇道对铸件有一定的补缩作用。二：浇注系统的类型和优缺点？封闭浇注系统：优点：有