材料成型工艺考试复习题目及答案

1 充型能力的影响因素

金属的流动性

浇注条件

铸型填充能力

2 浇口杯的作用

承接金属液

防止和溢出

减轻液流对型腔的冲击

分离溶渣和气泡防止进入型腔

增加充型压力头

3 横浇道的作用

(1)横浇道的稳流作用:

收缩式浇注系统扩张式浇注系统

(2)横浇道的流量分配作用:

远离直浇道的流量大流量不均匀性

克服不均匀性的措施:对称设置煤粉少于8% 水分少于6% 以及其它附加物

1) 紧实率和含水量

湿型砂不可太干，因为干的型砂虽然流动性极好，但是型砂中膨润土未被充分润湿，性能较为干脆，起模困难，砂型易碎，表面的耐磨强度低，铸件容易生成砂孔和冲蚀缺陷。型砂

也不可太湿，否则型砂太粘，造型时型砂容易在砂斗中搭桥和降低造型流动性，还易使铸件产生针孔、气孔、呛火、水爆炸、夹砂、粘砂等缺陷。

一是紧实率，代表型砂的手感干湿程度;另一是含水量，代表型砂的实际水分含量。 2_) 透气率

砂型的排气能力除了靠冒口和排气孔来提高以外，更要靠型砂的透气率。因此砂型的透气率不可过低，以免浇注过程中发生呛火和铸件产生气孔缺陷。

3) 常温湿态强度

湿型砂必须具备一定强度以承受各种外力的作用。

4)湿压强度

一般而言，欧洲铸造行业对铸铁用高密度造型型砂的的湿压强度值要求较高。

5) 湿拉强度和湿劈强度

从材料力学角度来看，抗压强度只是在一定程度上代表型砂中膨润土膏的粘结力，同时又反映受压应力时砂粒之间的摩擦阻力，因而不能用湿压强度值直接说明型砂的粘结强度的好坏，而抗拉强度就无此缺点。

6) 湿剪强度

湿剪强度比湿压强度较能表明型砂的粘结力而且容易测定，将普通的标准试样放置在强度试验机的两块具有半面凸台的压头之间，沿中心轴方向施加剪切力，即可测定出剪切强度。

7) 型砂含泥量

型砂和旧砂的泥分是由两部分组成。

8)型砂粒度

型砂粒度直接影响透气性和铸件表面粗糙程度。

9) 有效膨润土量

一般湿型铸造生产中，都是根据型砂的湿态抗压强度高低补加膨润土量。

10 )型砂的有效煤粉量

生产铸铁件的湿型砂大多加入煤粉附加物，每次混砂时需补加少量煤粉。

11)型砂韧性

型砂不可太脆，应当具有一定的韧性。

12) 起模性

型砂的起模性是一个极其复杂的综合特性

13)抗夹砂性(热湿拉强度)

用湿型砂浇注较厚大的平板类铸件时，最容易产生夹砂类缺陷(包括起皮、沟痕、结疤、鼠尾)

14)型砂的颗粒在外力作用下可以紧密靠近的性能称为可紧实性。具有良好可紧实性的型砂能够保证砂型表面密实。

7 各种铸造缺陷产生的原因

1)砂眼 :型砂强度不够或局部没有冲紧型腔，浇口合箱时砂型局部挤坏掉砂浇注系统不合理冲坏砂型

2)冷隔 :浇注温度过低浇注速度太慢浇口位置不当或浇口太小

3)粘砂 :未刷涂料或涂料太薄浇注温度过高型砂耐火隆不够

4)夹砂 :型砂强度太低浇注温度过高 :铸件设计不合理壁厚差别太大砂型退让性差阻碍铸件收缩浇注系统不当使铸件各部分冷却收缩不均匀造成过大的内应力

7 浇注系统的分类

根据各单元断面积比例收缩式扩张式半扩张式

根据金属液导入型腔位置顶注式底注式中注式阶梯式

、

8 压铸和低压铸造的区别

低压铸造组织致密，力学性能较好，但生产率较低。而压力铸造生产率高，适宜于薄壁铸件，但铸件中缩松，不致密，不使用于气密性要求高的铸件。

低压是反重力铸造的一种方法,成型过程平稳,铸件中的气孔比较少.而压力铸造是一种高速成型过程,流速比较快,用于薄壁件较多

9铸造加热的目的

最主要的就是为了避免和防止不加热没法使用的现象～为了保护人身安全模具安全;保护模具寿命;防止、减少铸造缺陷;便于喷涂涂料;减小包紧力;提高金属液充型能力;

10 锻模飞边槽的作用 1.造成足够大的横向阴力迫使金属充满模膛

2.容纳坯料上的多余金属。起补偿与调节的作用

3.对于锤类设备上锻模缓冲模具撞击提高锻模寿命

11 闭式模锻的特点

1 锻件不产生飞边模锻斜度很小甚至为零材料利用率高

2 变型金属处于更加强大的三向压应力状态可提高材料的塑性和机械性能

3 可分凹模闭式精锻常常可减少甚到取消制坯工步省去切边和辅助工序平均提高生产率25-50%

主要问题:对于一些大中型锻件模具寿命低

12 模膛的分类

制坯模膛

模锻模膛预锻模膛

终锻模膛

13 挤压变形金属的流动情况

正挤压:金属的流动方向跟挤压杆的运动方向相同的挤压生产方法

特征:变形金属与挤压筒壁间有较大的滑动摩擦引起挤压力增大金属变形流动不均匀导致组织性能不均匀，限制了挤压速度提高加速工模具的磨损反挤压:金属的流动方向跟挤压杆的相对运动方向相反的挤压生产方法。

特征:变形金属与挤压筒间无相对摩擦，挤压力小，金属变形流动均匀，挤压速度快。但制品表面较正挤压差，外接圆尺寸较小，设备造价较高，辅助时间较长。

14 拉深的系数及缺陷

拉深系数:每次拉深后圆筒形件的直径d与拉深前毛坯直径D之比m=d/D 拉深比=1/m*D/d

拉深系数反应圆筒形件拉深的变形程度。拉深系数越小拉深变形程度越大缺陷:起皱和拉裂还有凸耳和残余应力

15 冲裁时板料分离过程

随着凸模继续压入材料己经出现的上下裂纹逐渐向金属当裂纹相遇重合时材料即被剪断完成分离过程

:侧向压力一定小于垂直压力而在压力小的地方裂纹更易产生和扩展，因此冲裁时初使裂纹从模具刃口侧面产生之后迅速扩展完成分离。

16 铸造纤维组织的性能及设计

17冲裁模的尺寸要求

冲裁模合理尺寸是由凸模凹模刃口尺寸及其公差决定的。实际冲裁中;’

1. 落料冲孔件的切断面都带有斜度，即在同一切断面有大端小端尺寸

2. 落料件的大端尺寸与凹模尺寸接近冲孔件小端尺寸与凹模尺寸接近。在测量和使用冲

裁件时落料件是以大端为基准冲孔件以小端为基准

3. 冲裁生产过程中凸凹模磨损的结果是使间隙增大

重要概念

1 盒法造型:是用液态热固性树脂粘结剂和催化剂制成的芯砂，吹射入被加热到一定温度的芯盒填充到芯盒(或砂箱)中，稍紧实即于室温下在芯盒且飞边均匀从而节约金属减轻锻模模膛磨损。按照上述要求计算的坯料，称为计算毛坯。

6 应力中性层:在毛坯截面上的应力由外层的拉应力过渡到内层纤维受压在拉深与压缩之间必然有一层金属长度不变。这层金属称为应变中性层。

8 冲孔连皮:模锻不能直接锻出透孔，因此在设计热锻件图时必须在孔内保留一层连皮，然后在切边压力机上冲除掉。

重要原理

1 最小允许壁厚的作用及影响因素

在一定铸造条件下，铸造合金液能充满铸型的最小厚度称为该铸造合金的最小厚度。为了避免铸件的浇不足和冷隔等缺陷，铸件的设计壁厚不应小于最小壁厚。最小壁厚主要由合金种类和铸件尺寸大小决定。

由于厚壁铸件易产生缩孔，缩松，晶粒粗大，偏析等缺陷，铸件的力学性能下降。设计厚大铸件时，要避免以增加壁厚的方式提高强度。砂型铸造各种铸造合厚的3倍考虑。金铸件的临界壁厚可按其最小壁

2 预锻模膛和终锻模膛的作用

预锻的主要目的是在终锻前进一步分配金属。分配金属是为了:确保金属无缺陷流动，易于充填模膛:减少材料流向飞边槽的损失:减少终锻模膛磨损:取得所希望的金属流线和便于控制锻件的力学性能。

但采用预锻模膛也会带来不利影响，容易造成偏心打击，影响锤杆的寿命，容易使上下模错移，增大模块尺寸，降低生产率。

终锻模膛用于锻件最终成形。它由按热锻件图加工制造的模膛和模膛周围的飞边槽所组成。为了便于操作，一般没有钳口。

3 冲裁凸凹模与拉深凸凹模的区别

冲裁模的凸凹模间隙对冲裁件断面有很大的影响

合理间隙——能够使断面质量、尺寸精度、模具寿命和

冲裁力等方面得到最佳效果的间隙。合理间隙的确

定是冲裁工艺及模具设计的关键问题。

合理间隙值的确定方法有理论确定法和经验确定法。

当冲裁件断面质量和尺寸精度要求较高时，则采用

推荐的较小间隙值。

当冲裁件质量要求不高时则以降低冲裁力、提高模

具寿命为主要考虑因素，采用较大的间隙值。

冲裁模合理尺寸是由凸模凹模刃口尺寸及其公差决定的。实际冲裁中;’

落料冲孔件的切断面都带有斜度，即在同一切断面有大端小端尺寸

落料件的大端尺寸与凹模尺寸接近冲孔件小端尺寸与凹模尺寸接近。在测量和使用冲裁件时落料件是以大端为基准冲孔件以小端为基准

冲裁生产过程中凸凹模磨损的结果是使间隙增大。

拉深凸凹模圆角半径及间隙对圆筒件拉深的影响

合理选择圆角半径及半径是避免导致产品质量缺陷和拉深工艺失败的关键环节

4 硅溶胶型壳出现壳鼓和裂纹的原因

干燥不良的型壳质量不好，因为这类型壳的硅溶胶还未转变成凝胶，或者刚胶凝尚含有较多溶剂，马上涂挂下一层必然会发生冻胶回溶现象或者吸收下层溶胶引起型壳溶胀，剥落，掉砂，甚至使制壳工艺无法进行下去。干燥过程中，随着溶剂的蒸发，型壳将发生收缩，若

各部分干燥不均匀，收缩不一致，就会形成分型面对铸件的精度会有影响，除了合型会引起偏差外，还会因合型不严而产生披缝，造成垂直于铸件分型方向上

尺寸增加。如果能将铸件全部或大部分置于同一砂箱分型面少，铸件精度容易保证。

(4) 分型面应尽量选用平面平直分型面可简化造型过程和模试板制造，易于保证铸件精度。

(5) 便于下芯，合型和检查型腔尺寸在手工造型中，模样和芯盒尺寸精度不同，在下芯，盒型时需要检查型腔尺寸，调整砂芯位置，才能保证壁厚均匀。为此，应尽量把把主要砂芯放在下半型中。

(6)考虑工艺特点，尽量使加工及操作工艺简单在砂型铸造中，分型面一般都应该选择在铸件浇注时的水平位置，避免垂直分型面。因为用垂直分型面时，经水平造型，下芯和合型后，再翻动铸型进行浇注，就可能引起砂芯位置移动，影响铸件尺寸精度。

2 浇注位置的选择原则

浇注位置是指浇注时铸件型中所处的位置。铸件浇注位置的选择。取决于合金的种类，铸件结构及轮廊尺寸，质量要求以及现有的生产条件，对铸件的质量，尺寸精度及工艺难度有很大影响。选择浇注位置时，以保证铸件质量为前提，同时尽量减化造型工艺和浇注工艺。

(1)铸件上质量要求高的部分及重要工作面，重要加工面，加工基准面和大平面应尽量朝下或垂直安放铸件在浇注时，朝下或垂直安放部位的质量一般都比朝上安放的高。因为下部及侧面出现缺陷的可能怕小。当有多个重要加工面时，应将较大面朝下，而对朝上的加工面则采取加大加工余量的办法，以保证朝上的表面在加工后无气孔，夹砂，砂眼等缺陷。

(2)铸件的厚大部分应放在上部，尽量满足锻件自下而上的顺序凝固锻件厚大处易产生缩孔，缩松等缺陷，应尽量将其放在上部或分型面附近，以便在上部分设置冒口，促使铸件看成下而上地向冒口方向顺序凝固。

(3)应保证铸件有良好的液态金属导入位置保证铸型充满决定浇注位置时应考虑液态

金属的导入位置和导入方式。

4)应尽量少用或不用砂芯若需要使用砂芯时，应保证其安放稳固，通气 (

顺利和检查方便。

3 砂型铸造造型方法的选择

(1)造型，制芯方法应与生产批量相适应

大量生产的工厂应创造条件采用技术先进的造型，制芯方法。

对于中等批量的大型铸件，可以考虑采用树脂自硬砂造型和制芯，抛砂造型等。对于单件小批量生产的重型铸件，手工造型仍是重要的方法

(2)造型，制芯方应适合工厂条件

如有些工厂生产大型机床床身等铸件，多采用组芯造型法。

(3) 要兼顾铸件的精度要求和成本

各种造型，制芯方法所获得的铸件精度不同，初使投资和生产率不一致，最终的经济效益也有差异。

4 锻模图设计的原则

一，锤锻模结构设计

1，模膛布置

锻模分型面上的模膛布置要根据模膛数，各模膛的作用以及操作是否方便来确定，原则上应使模膛中心与理论上的打击中心重合。

1) 锻模上无预锻模膛时，终锻模膛中心应与锻模中心重合

2) 在设有预锻模膛时，偏心打击将不可避免，这时应把预锻模膛和终锻模膛份设

在锻模中心的两旁，并同时在键槽中心线上

3) 制坯模膛的布置。第一道制坯工步应当安排在吹风管的对面，以避免氧化皮落

在终锻模膛时。

2 模膛间壁厚

模膛至模块边缘的距离或模膛之间的距离都称为模膛间壁厚。模膛间壁厚应保证有足够的强度和刚度，同时又要尽可能减小模块尺寸，设计时要查阅相关手册

3 错移力的平衡与锁扣的设计

当锻件的分型面为斜面，曲面或打击中心与模膛中心的偏移量较大时，模锻过程中将产生水平分力，从而引起上下模错移。

4 模块尺寸及要求

模块尺寸除与模膛数，模膛尺寸，排列方式和模膛间最小壁厚有关外，还须考虑下列问题。

1)承接面承接面是指锻锤空击时上下模块实际接触面积。不包括模膛，飞边槽，锁扣和钳口所占面积。承接面太小，容易压塌分模面，它与锻锤吨位大小有关。

2)锻模高度锻模高度要据模膛最大深度和锻锤的最小闭合高度确定。考虑到锻模翻修的需要通常锻模高度是锻锤最小闭合高度的1.35—1.45倍。

3)模块的锻造要求用来加工制造锻模的模块，要求锻造比达到3以上，应打碎铸造组织，碳化物及夹杂

5 零件的多种成型方法一，液态金属铸造成型

铸造是将液态合金注入铸造模型中使之冷却，凝固而获得铸件产品可生产铸钢件，铸铁件，各种铝，铜，镁，钛及锌等有色合金铸件二固态金属塑性成型锻造与冲压是将固态金属(体积金属或板料金属)加热，或在室温下在锻压机器的外力作用下通过模具成形为所需锻件或冲压件产品

即可生产钢锻件，钢析冲压件，各种有色金属及其合金的锻件和板料冲压件，还可以生产塑料件与橡胶制品。三金属材料焊接成型

焊接则是将若干个坯件或零件通过焊接方法连接成为一个整体构件而获得焊接制品虽然采用焊接方法生产独立的制件或产品不如铸，锻方法的多，但据国外权威机构的统计，目前在各种门类的工业制品中，半数以上都采用一种或多种高分子材料成型焊接技术才能制成。四

序

号比较中碳钢和合金结构钢

形状一般较铸件简单较高

低碳钢和有低碳钢和低合金色金属薄板结构钢轻巧可以比较复杂较高

尺寸形状一般不轻巧形状可以受限制结构轻硬相当复杂较高

高

6 生产周期长

7 生产成本较低

铸铁件用于受力不大或承压为主的零件，或要求有减振，耐磨性能的零件。铸钢件

主要适用用于承受重载而形状8 范围复杂的大中型零件

模锻长自由锻短长较高

批量越大

成本越低

短较高

短低

用于承受重载，动用于以薄板载及复杂载荷的成型的各种重要零件零件

主要用于制造各

种金属结构件，部分用于制造零件的毛坯及修复旧零件