铸造工艺学整理

1-原砂砂粒

2-粘结剂

3-附加物

4 微孔

二。原砂作用

1、为砂型提供了必要的耐高温性能和热物理性能，有助高温金属顺利充型，以及使金属液在铸型中冷却、凝固并得到所要求形状和性能的铸件。

2、原砂砂粒为砂型提供众多孔隙，保证型、芯具有一定透气性，有利于浇注时气体的逸出。

三、孔隙率的表征

测量方法?

①排煤油、酒精等润湿性液体法，能测出

真实微孔容积。0°≦θ﹤90 °

②排水银等非润湿性液体则不准确。

90°≦θ≦180 °。

四、粘接剂流变性

粘接剂流变性指在力的作用下粘接剂流动和变形的性质。度量物质流变性常用物理量为粘度。

对型砂的影响

混砂所消耗的功率和时间，主要取决于粘结剂的流变性，具体关系有待进一步研究总结。

五、铸型接触区

概念铸型与金属液直接相接触及受到其影响的部分，可称为接触区，其余铸型部分称为未接触区或一般区。

铸件接触区

概念铸型影响下，在铸件表面形成凝固组织的一层金属。

铸型（热）接触区深度δ件=k ’β k ’为常数 β为冷却能力系数

六、影响传热的因素

1、热的不平衡程度：温度梯度铸件和铸型热物理性能：a,b 及辐射系数。

2、几何因数：铸件、铸型厚度。

3、不同的砂型具有不同的传热影响因数，也就形成了不同的砂型温度场。

七、干、湿砂型浇注时温度分布曲线

1、铸型中某一点的温度随时间延长温度先升高；在浇注后的某一瞬间，离界面距离越远，温度越低。

2、浇注后铸型表面层的温度迅速地接近液体金属的温度，而铸型其它部分仍处于相当低的温度。铸型表层的热作用比较剧烈，必须予以足够重视。

八、湿砂型中不同水分的四个区（如图1-2-4）

D 区—干砂区 M 区—水分饱和凝聚区 U 区—水分不饱和凝聚区 G 区—未受影响区

九、膨胀缺陷概念由于硅砂膨胀形成的热应力而引起的铸造缺陷称为膨胀缺陷。

夹砂结疤、鼠尾、沟槽主要发生在湿型情况下，毛刺主要发生在有机粘结剂砂型中

膨胀夹砂铸件表面有局部凸出的长条疤痕，其边缘与铸件本体分离，它下面夹有一薄层砂或涂料层。常出现在上型一．型砂紧实后的结构

－砂型（芯）的总体积

砂型（芯）的微孔容积

00%100V V V V n n n -?=热阻热扩散率，蓄热系数，-=-=-R c a a c b b ρλρλ材型＝R

a b δ

表面及下型的凸台面。

冲蚀夹砂（结疤）由于金属液在铸型表面冲出了一块砂的地方或在沸腾的地方出现了一块凸出的疤。

十夹砂结疤防止(1) 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。(2) 铸造工艺方面：避免大平面在水平位置浇注。(3) 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。十一铸型中的气体气体来源①型腔和型砂孔隙中的空气（N2，O2) ②铸型尤其是湿型中水分，热作用下形成水蒸气；③有机、无机粘接剂型砂、附加物分解燃烧产生的气体。

十二侵入性气孔

概念侵入性气孔也叫外因气孔，是由于砂型（芯）中的气体侵入金属中造成的。常出现在铸件上部靠近型（芯）壁或浇注位置处，是湿型铸件中最常见的一种缺陷。它的体积较大，形状不圆整，有时近似梨形。

防止侵入性气孔的措施：①减小砂型（芯）在浇注时的发气量。②使浇注时产生的气体容易从砂型（芯）中排出，提高透气性。③提高气体进入金属液的阻力。④使形成的气泡容易从金属液中浮出。

十三粘砂

概念粘砂是铸钢、铸铁件生产中常见的铸造缺陷之一。铸件部分或整个表面粘着一层型砂与金属氧化物形成的化合物称为粘砂。粘砂大多发生在铸件的厚壁部分、浇冒口附近等部位，通常铸钢比铸铁件粘砂严重，湿型铸造比干型严重。

机械粘砂——金属渗入到砂粒间空隙，将砂粒固定在铸件表面；化学粘砂——金属或金属氧化物和造型材料形成化合物，将砂层粘结在铸件表面。

防止化学粘砂措施：

①防止形成化学粘砂层：这可由防止金属氧化，避免金属氧化物与型砂起化学作用来达到。措施有：将金属液脱氧和适当降低浇注温度，在型砂中加入能很快形成还原性气氛的加入物如煤粉、重油、沥青、有机粘结剂等；采用涂料；生产耐热钢、不锈钢等高合金铸件和大型铸件时，采用锆砂、镁砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特殊耐火材料作型砂或涂料。

②降低化学粘砂层与铸件表面的结合力：在型砂中加入适量(3～5％)氧化铁粉；注意选用合适的原砂。

防止机械粘砂措施(1) 采用细砂、提高铸型紧实度、铸型表面刷涂料，有利于防止粘砂

(2) 铸铁件型砂中采用煤粉砂。煤粉在400℃以上发生裂解，析出光亮碳层。光亮碳包覆在砂粒表面，由于光亮碳不被金属及金属氧化物湿润，对防粘砂有突出作用。

(3) 降低浇注温度。

1、铸造概念及特点

①铸造是机器零件或毛坯采用液态金属直接成型的一种制造方法。所铸出的金属制品称为铸件。

②具体过程：将金属熔炼成具有一定化学成分、一定温度的液态金属，在重力场或外力场（压力或离心力等）作用下，浇注到具有一定几何形状、尺寸大小的铸型型腔中，待液态金属结晶、凝固并冷却到一定温度后，从铸型型腔中取出，经过清理、切除浇冒口而获得铸件（亦就是机器零件或毛坯）。

2、型砂的基本结构

型砂紧实后的结构毛细管多孔体系或称为微孔－多孔体系。

型砂紧实后的结构组成包括原砂砂粒、粘接剂、附加物和微孔等。

型砂结构组成的主要作用

3、湿砂型表层的水分迁移

①水分迁移对湿砂型中的温度、湿度的影响

②水分迁移对型砂强度的影响

③湿型中水分迁移的传热传质特征

4、膨胀缺陷

①膨胀缺陷概念、种类及产生原因

由于硅砂膨胀形成的热应力而引起的铸造缺陷。

夹砂结疤、鼠尾、沟槽主要发生在湿型情况下，毛刺主要发生在有机粘结剂砂型中。

②夹砂结疤缺陷的防止措施

5、型壁移动

①型壁移动的概念、原因及对铸件质量的影响金属液浇入铸型后砂型壁发生位移地现象，称为型壁移动。

它对铸件尺寸精度、缩孔、缩松等缺陷的形成有很大的影响。②型壁移动的防止措施

6、侵入性气孔①侵入性气孔概念及形成条件

侵入性气孔也叫外因气孔，是由于砂型（芯）中的气体侵入金属中造成的。

形成条件：P 气>P 静+P 阻+P 腔

②防止侵入性气孔的措施

7、反应气孔

①反应气孔概念及界面产生气体的化学反应

金属与铸型（包括型砂、芯砂、涂料、冷铁），金属与熔渣或金属液内部某些元素、化合物之间发生反应形成的气孔，称为反应气孔。又称为针孔或皮下孔。

②了解反应气孔成因及防止措施

8、粘砂

① 机械粘砂概念、产生条件及防止措施

它是指铸件表面粘附着砂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，渗入深度大于砂粒半径时，就形成粘砂。

产生条件： ② 化学粘砂概念及防止措施

第二篇重点掌握内容

1、造型（芯）方法分类

机械粘结、化学粘结、物理固结，具体包括哪些造型（芯）方法。

2、湿型铸造特点基本特点，优点和缺点；粘土砂型类别。

3、湿型砂性能要求

水分、最适宜干湿程度和紧实度，透气性，湿态强度，起模性、破碎指数，抗夹砂结疤类缺陷的能力，发气量和有效煤粉含量。了解湿型砂性能检测原理和检测方法

4、石英质原砂

①矿物组成和化学成分

②原砂的颗粒组成

符号表示法，平均细度（AFS ）表示法

③原砂的颗粒形状

角形系数定义：单位质量原砂的实测比表面积与单位质量同样粗细等直径假想圆球的表面积（即理论比表面积）的比值。了解非石英质原砂种类和应用范围。

5、粘土

①粘土的种类、矿物成分、晶体结构及性质 ②粘土交换性阳离子及活化处理 ③粘土属型鉴别方法 ④膨润土的质量和检验

6、附加物

① 附加物种类及应用范围

②煤粉的作用高温下形成的光泽碳，减轻机械粘砂缺陷；制造的还原性气氛，减轻了化学粘砂；形成的焦渣堵塞孔隙，使金属液不能渗入，减轻机械粘砂；可能因发气量过大，造成铸件气孔或浇不足缺陷，恶化车间环境。

7、湿型砂的性能要求和配方

①铸铁件湿型砂性能要求和配方

②铸钢件湿型砂性能要求和配方

③高密度造型分类、型砂内部强度分布特点

④旧砂特性、热砂

⑤湿型砂性能检验

了解湿型的混制工艺。

8、无机化学粘结剂砂芯（型） ①无机化学粘结剂种类及硬化方法 ②钠水玻璃及吹CO2硬化钠水玻璃化学式、模数；插管法，盖罩法，真空CO2硬化法；吹CO2工艺。 ③钠水玻璃砂存在问题及解决途径

了解自硬钠水玻璃砂

9、有机化学粘结剂砂芯（型）

①砂芯的分级、砂芯粘结剂的分类和选用 ②壳芯（型）壳法用粘结剂，翻斗法、吹砂法，特点。

③热芯盒法砂芯粘结剂、催化剂，特点 ④自硬冷芯盒造芯（酸催化树脂自硬砂）粘结剂、催化剂、偶联剂，特点 ⑤气硬冷芯盒法造芯（三乙胺法、 SO2法）

了解油砂和合脂砂。式中，

＝＝腔气腔毛气临金P COS P P P P P P ---->r 2θδ

10、铸造用涂料①涂料的作用②涂料的流变特性③涂料的组成④涂料的涂覆方法

第三篇重点掌握内容

1、铸造工艺设计概念、设计依据、内容及程序

2、铸件结构设计设计原则及应用实例

3、铸造工艺方案确定①造型方法及选择②浇注位置选择原则及应用实例③分型面的选择原则及应用实例

4、砂芯设计

①砂芯形状、个数确定原则②芯头结构芯头种类，芯头长度、斜度、间隙和附加机构（压紧环、防压环和积砂槽）。③芯头承压面积的核算

5、铸造工艺设计参数

①常规条件下的工艺参数概念及选取铸造收缩率、机械加工余量、起模斜度。

②特定条件下的工艺参数概念及选取最小铸出孔的尺寸，工艺补正量、分型负数、反变形量，砂芯负数、分芯负数等。

6、浇注系统概念、组成和基本要求

7、液态金属在砂型中流动的水力学特性

8、液态金属在浇注系统中的流动情况

①液态金属在浇口杯中的流动情况浇口杯作用，产生水平漩涡的不良影响及防止措施

②液态金属在直浇道中的流动情况直浇道功用，直浇道中的流动状态

③直浇道窝

④横浇道中金属的流动横浇道作用，横浇道阻渣原理及发降阻渣作用的条件

⑤内浇道中的流动内浇道作用及流量分配的不均匀性，内浇道的设计原则

9、浇注系统的基本类型及选择

①浇注系统的充满条件

②封闭、开放式浇注系统

③按内浇道在铸件上的位置分类浇注系统定义、特点和具体形式

10、计算阻流截面的水力学公式

①奥赞公式②浇注时间的选择③金属液在型内的上升速度的核算④流量系数μ的确定

11、铸铁件浇注系统的设计步骤

了解铸钢件浇注系统的计算方法。

11、冒口的定义、种类和形状

12、通用冒口的补缩原理基本条件，冒口位置的选择原则，冒口有效补缩距离及影响因数。

13、通用冒口尺寸的确定比例法和模数法等。

14、提高通用冒口补缩效率的方法大气压力冒口，保温及发热冒口

15、铸铁件实用冒口的设计实用冒口概念、种类和应用范围

16、冷铁概念、分类、作用和安放位置

了解实用冒口和冷铁的尺寸计算

铸造的概念：铸造生产是用液态合金形成产品的方法，将液态合金注入铸件中使之冷却、凝固，这种制造金属制品的过程称为金属生产，简称铸造，所铸出的金属制品称为铸件。

铸造生产的特点: 适用范围广、可制造各种金属、铸件的尺寸精度高、成本低廉。

三个质量等级：

合格品：铸造生产过程中质量稳定，用户评价铸件质量能满足使用要求

一等品：达到工业发达国家70年代末，80年代初的水平，用户评价铸件质量达到国内先进水平优等品：达到国际同类铸件的当代先进水平，生产过程稳定，用户评价铸件能达到国际水平，并在国际市场有竞争能力

型砂的基本结构：它是由原砂和粘结剂组成的一种具有一定强度的微孔—多孔隙体系或叫毛细孔多孔隙体系。

与湿型温度场I、II、III区对应D、M、U三区分别为干砂区D、蒸汽/水分迁移区M（水分饱和区和凝聚区）、水分未饱和区和凝聚区U 膨胀缺陷：由于硅砂膨胀形成热应力而引起的铸造缺陷通常叫做膨胀缺陷，其中包括夹砂结疤、鼠尾、沟槽、毛刺。

防止夹砂结疤措施：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砂型强度，以免砂型表面层脱离本体而拱起；工艺方面措施：①浇注时间应可能短②内浇口的布置适当分散③平板铸件可采用以倾斜浇注④铸型上扎气眼⑤修型时避免用压勺来回压大平面，防止分层⑥在容易产生夹砂的地方划出小沟槽或插钉子

防止砂眼的原则措施：①提高砂型的表面强度②正确地设置浇冒口系统③仔细地进行造型、和箱，、浇注等操作。

型壁移动：金属浇入铸型后砂型壁发生位移的现象称之。

造成型壁移动的原因：在金属液的热作用下型壁移动发生膨胀；砂型紧实度低，在金属压力作用下，砂型进一步被紧实。由于金属盒造型材料的种类有很多，因此影响因素也很多。

侵入性气孔的形成条件：）（腔阻静气p p p p ++>

气p 为金属—铸型界面上气泡所在处的过剩压力

gh p ρ=静 h 是气泡所在位置至浇口杯内液面的高度，p 为金属液密度，g 为重力加速度

阻p 气体进入金属内所需克服的阻力

腔p 作用在金属液面上型腔内气体的压力

防止侵入性气孔的措施：防止侵入性气孔主要从较少气p ，增加气体进入金属液的阻力和使气泡容易从金属液中浮出等方面入手。 ⑴减少砂型在浇注时的发气量⑵使浇注时产生的气体容易从砂型中排出⑶提高气体进入金属液的阻力。

反应性气孔：金属与铸型、金属与熔渣或金属液内部某些元素、化合物之间发生反应形成的气孔称之。

金属及铸型界面产生的气体引起铸件表层组织异常或某些组分超标：:1：球墨铸铁件表层出现片状石墨 2：铸钢件表面增碳、增硫、增磷

机械粘砂：指铸件的部分或整个表面桑粘附着一层砂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。

防止机械粘砂的措施（从铸型方面考虑）：⑴减小铸型表面的微孔尺寸。⑵型砂中加入能适当提高铸型背压或能产生隔离层的附加物。⑶改用非硅质特种原砂。此外，降低金属的浇注温度和减少金属液压力等措施也有一定防止机械粘砂的作用，但常受其他工艺条件的制约。

化学粘砂（烧结粘砂）：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。

防止化学粘砂的措施：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.促使影城易剥离性粘砂层或者易剥离的烧结层铸渗现象：铸渗现象又称为铸件表面合金化，它是利用金属—铸型键的相互作用使铸型表面涂料层中的合金元素渗入到铸件表面形成一层合金层。

粘土砂型类型：粘土砂型根据在合箱和浇注时状态不同分为湿型，干砂型和表面烘干砂型。湿砂型用湿型砂按造型时情况可分为面砂、背砂和单一砂。

判断型砂干湿程度有以下几种方法：⑴水分也叫含水量或湿度 ⑵手捏感觉 ⑶紧实率

流动性：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之。

起模性：型砂的起模性是表示起模时模样或模板与砂型分离是否容易损坏，是否产生砂型开裂或掉落的性能。起模性好坏与型砂湿态抗压强度是两种截然不同的特性

含泥量对湿型砂性能的影响：⑴原砂中泥分增多，则型砂的孔隙直径减小，透气性下降。 ⑵当其他条件相同时，原砂含泥量增多，则砂型的湿态抗压强度提高，达到最适宜干湿状态的型砂含水量也提高。 ⑶如果原砂的泥分中不含粘土矿物，则原砂中的含泥量增多会使型砂变脆，起模性能变坏。

原砂的烧结点：烧结点指的是原砂颗粒表面或砂粒间的混杂物开始融化的温度。它是原砂各种组合成分耐火性能的综合反应。

铸造工作者通常根据所含粘土矿物种类不同所采用的粘土分为铸造用粘土和铸造用膨润土两类

在湿型砂中煤粉所起的作用：⑴在铁液的高温作用下，煤粉产生大量还原性气体，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。⑵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。⑶煤粉受热后变为胶质体，具有可塑性。⑷煤粉在受热时产生的光亮碳阻止了型砂与铁液的界面反应，而且使型砂不易被金属液所润湿，对防止机械粘砂有更加显著的作用。

铸造工艺设计：根据铸造零件的结构特点、技术要求、生产批量和声场条件等，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。

铸造工艺设计的内容：一般包括铸造工艺图，铸件（毛坯）图、铸型装配图（合箱图）、工艺卡及操作工艺规程。

铸造工艺性：零件结构的铸造工艺性指的是零件的结构应符合铸造生产的要求，易于保证铸件品质，简化铸造工艺过程和降低成本。砂型铸造工艺方案通常包括：造型、造芯方法和铸型种类的选择，浇注位置及分型面的确定等。

从避免缺陷方面审查铸件结构：⑴铸件应有合适的壁厚 ⑵铸件结构不应造成严重的收缩阻碍，注意壁厚过度和圆角 ⑶铸件内壁应薄于外壁 ⑷壁厚力求均匀，减少肥厚部分，防止形成热节 ⑸利于补缩和实现顺序凝固 ⑹防止铸件翘曲变形 ⑺避免教主位置上有水平的大平面结构

从简化铸造工艺方面改进零件结构：⑴改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋板的结构 ⑵取消铸件外表侧凹 ⑶改进铸件内腔结构以减少砂芯⑷减少和简化分型面 ⑸有利于砂芯的固定和排气⑹减少清理铸件的工作量 ⑺简化模具的制造⑻大型复杂件的分体铸造和简单小件的联合铸造

为什么要选择分型面？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，应仔细地分析、对比，慎重选择。

分型面的选择原则：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结构强度 7.注意减轻铸件清理和机械加工量

砂芯的作用：是形成铸件内腔、孔和铸件外形不能出砂部位。砂型局部要求特殊性能的部分，有时也用砂芯。

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，具有足够的轻度和刚度，在铸件形成过程中善心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。

确定砂芯形状及分盒面选择的基本原则：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应尽量减少砂型数目 5填砂面应宽敞，烘干支撑面是平面 6.砂芯形状适应砂型、制芯方法除以上原则外，还应使每块砂芯有足够的断面，保证有一定的强度和刚度，并能顺利排出砂芯中的气体；使芯盒结构简单，便于制造和使用等。

机械加工余量：铸件为保证其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窃取的金属层厚度，称为机械加工余量，简称加工余量。

铸造收缩率：铸造收缩率K 的定义是%100?-=J

J M L L L K M L —模样（或芯盒）工作面尺寸；

J L —铸件尺寸起模斜度：为了方便起模，在模样、芯盒的出模方向留有一定斜度，以免损坏砂型或砂芯。这个斜度，称为起模斜度。

分型负数：为了保证铸件尺寸精确，在拟定工艺时，为抵消铸件在分型面部位的增厚（垂直分型面方向），在模样上相应减去的尺寸，称为分型负数。

浇注系统：由浇口杯（外浇口）、直浇道、直浇道窝、横浇道和内浇道等部分组成。

横浇道发挥阻渣作用应具备的条件：1.横浇道应呈满流态，既满足充满条件 2.流速应尽可能低 3.内浇道的位置关系要正确 ①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。 ②有正确的横浇道末端延长段。 ③封闭式浇注系统的内浇道应位于横浇道的下部，且和横浇道具有同一底面。④封闭式浇注系统的横浇道应高而窄，一般高比宽2倍，内浇道宜扁而窄 ⑤内浇道应远离横浇道的弯道；应尽量使用直的横浇道；内浇道同横浇的连接，呈锐角时初期进渣较多；呈锐角时增加紊流程度。

封闭式浇注系统的优缺点：封闭式浇注系统由较好的阻渣能力，可防止金属液卷入气体，消耗金属少，清理方便。

主要缺点是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。

开放式浇注系统：主要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。适用于轻合金铸件、球铁件等。漏包浇注的铸钢件也宜采用开放式浇注系统，但直浇道不能充呈满态，以防钢水外溢，造成事故。主要缺点阻渣效果稍差，内浇道较大，金属消耗略多。

选择冒口位置的原则：1.冒口应就近设在铸件热节的上方或侧旁2.冒口应尽量设在铸件最高、最后部位。对低处的热节增设补贴或使用冷铁，造成补缩的有利条件3.冒口不应设在铸件重要的、受力大的部位，以防组织粗大降低强度4.冒口位置不要选在铸造应力集中处，应注意减轻对铸件的收缩障碍，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的补缩范围隔开。

冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作界面安放在的金属块称为冷铁。

冷铁的分类：分为内冷铁和外冷铁两大类。放置在型腔内能与铸件融合为一体的金属激冷块叫内冷铁。造型时放在模样表面上的金属激冷块叫外冷铁。

铸造工艺学复习

铸造工艺学名词：4个，每个2分；填空：20个，每个1分；简答+计算：72分。铸造：是将液态合金注入铸型中使之冷却、凝固，制备铸件的工艺方法。与其它工艺相比，铸造具有的优点： ①适用范围广 ②不受金属或合金种类限制 ③铸件尺寸精度高 ④成本低廉第一章粘土砂及涂料 1.铸造工艺设计：根据铸造零件的特点，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，绘制工艺卡等技术文件的过程。 2.原砂中颗粒直径小于20um部分所占的质量分数统称为原砂的含泥量。 3.铸造用砂的粒形大致分为三类：即圆形、多角形、尖角形。○、□、△ 4.角形系数（E）是铸造用硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值。 5.ZGS 92-50/100(54A)：铸造用硅砂、硅砂中二氧化硅质量分数最低为90%、主要力度组成为三筛，其首筛筛号为50，尾筛筛号为100，粒度的平均细度值为54，平均细度偏差为±2。 6.粘土砂铸型常见的缺陷：夹砂、粘砂、裂纹、侵入性气孔。 7. 8. 第二章无机化学粘结剂型（芯）砂 1.常用的无机化学粘结剂有水玻璃、水泥、磷酸盐聚合物等。 2.钠水玻璃CO2硬化法优缺点：优点：①混砂、紧实、硬化、起模均很简易。②CO2便宜、安全。缺点：①浇注后溃散性差。②旧砂难用摩擦法再生。③硬化的型、芯保存性差（尤其在寒冷潮湿条件下）。④强度稍显不足。 3. 第三章有机化学粘结剂砂

第五章铸造工艺方案的确定 1.型砂和芯砂的组成：原砂+粘结剂+附加物。 2.砂型铸造的铸型：湿型、干型、表面干型、自硬型 3.浇注位置－浇注时，铸件在铸型中所处的位置/铸件的某个表面位于铸型的上、下还是侧面。 4.浇口位置－内浇口与铸型型腔连接处的位置/液态金属流入铸型型腔的位置。 5.浇注位置的选择原则 ①铸件的重要加工面应朝下或呈侧立面。 ②尽可能使铸件的大平面朝下，以避免形成夹砂和夹杂缺陷。 ③应保证铸件能充满。 ④应有利于铸件的补缩。 ⑤应尽可能避免使用吊砂、吊芯或悬臂砂芯，便于下芯，合箱及检验。 ⑥应使合箱位置、浇注位置和铸件的冷却位置相一致。 6.分型面：两半铸型相互接触的表面。 7.选择分型面时应注意以下原则： ①应尽量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分型面应尽量选择平面 ④便于下芯、合箱及检查型腔尺寸 ⑤选定分型面时不要使某一砂箱过高 ⑥对受力件，分型面的选择不应削弱铸件结构强度 ⑦应注意减轻落砂、清理和机械加工的工作量分型面的选择原则原则有的相互有矛盾。一个铸件的分型面毕竟以满足哪几项原则为最重要，这需要进行多方案的分析对比，最后选出最优方案。

《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；

铸造习题

铸造习题一、判断题 1. 砂型铸造是铸造生产中惟一的铸造方法。 2. 造型舂沙时，若舂得很紧，会影响砂型的透气性，使铸件产生气孔缺陷。 3. 同一砂型各处紧实在度的要求是相同的。 4. 型沙中加入木屑，可改善型砂的退让性和透气性。 5. 整模造型方法简单适用于大批量生产、形状复杂的铸件。 6. 分型面就是分模面。 7. 为了防止杂质吸入内浇道。横浇道末端要延长到内浇道之外。 8. 冒口应该设置在铸件最高、最厚部位，以便利用金属液的重力作用，进行补缩。 9. 在浇注铸件的过程中是不允许断流的。 10. 缩孔一般容易产生在厚壁处、壁的交接处、铸件的过热部分等。所以使整个铸件同时冷却、同时凝固是防止缩孔的好办法。二、选择题 1. 为了得到松紧程度均匀、轮廓清晰的型腔和减少舂砂劳动强度，提高生产效率，要求型砂具有好的( ) A.退让性 B. 可塑性 C. 透气性 2. 型砂中加入煤粉，锯木屑的主要作用是( ) A.提高型砂强度B便于起模 C.防止粘砂和提高型砂透气性、退让性 3.型砂、芯砂退让性不好，易使铸件造成的缺陷是( ) A.裂纹 B.冷隔和浇不足 C.缩孔和缩松 4.挖砂造型时，挖砂的深度应该达到( ) A.露出模样B模样的最大截面 C . 模样的最大截面以上D模样的最大截面以下 5.分型面应该选择在( ) A.受力面的上面B加工面上C铸件的最大截面处 6.模样上的分型砂必须吹干净，否则铸件易产生的缺陷是( ) A.渣眼 B.砂眼 C.裂纹 7.起模前，在模样周围刷水是为了( ) A.提高型砂的耐火性 B. 增加型砂的湿强度和可塑性 C. 提高型砂的流动性 D. 提高型砂的退让性 8. 为了有助于发挥横浇道的挡渣作用，内浇道截面常做成( ) A. 扁平梯形 B. 圆形 C.半圆形 D.高梯形 9. 为了使金属液产生静压力，迅速充满型腔应( ) A. 加大直浇道的断面 B. 增加直浇道的高度 C. 多设内浇道 10. 冒口的主要作用是( ) A．排除金属液中的杂质 B.金属液流入铸型的一种通道 C．补给铸型冷却收缩时所需要的金属液体，以免产生缩孔 11. 芯子表面刷涂料的目的是( ) A．提高芯子的表面质量，降低表面粗糙度 B. 提高芯子强度 C. 改善金属的流动性

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。

铸造工艺学复习资料

铸造用原砂种类：1.石英质砂2.非石英质砂：锆砂，铬铁矿砂，镁砂，镁橄榄石砂，石灰石砂，耐火熟料，碳质材料，刚玉砂。铸造用砂选择：主要考察原砂的纯度，含泥量，颗粒组成，颗粒形状，少借点等指标。铸造用砂的颗粒形状：天然硅砂如河砂，湖砂圆形；山砂，硅砂呈多角形；破碎的人造硅砂为尖角形。粘土的种类：普通黏土，膨润土。粘土-水体系：黏土中的水可分为吸附水和结构水，前者是吸附在粘土矿物层间，约在100-200度的较低温度下可以脱去的水；后者是以OH-形式存在于粘土晶格中，其脱羟温度随粘土种类的不同而异，波动在400-600之间。粘土的烧结机理：粘土的粘结性能与粘土颗粒表面吸附水的结构，粘土的胶体特性密切相关。粘土晶格表面的极性水分子彼此连接成六边形内网，增加水分，逐渐发展成接二连三的水分子层。粘土颗粒就是靠这种网层水分子彼此连接，从而产生了湿态粘结力。粘土型砂的性能：强度：保证铸型在造型，搬运，合型和浇注过程中不变形，不损坏。良好透气性和低的发气性：在高温液态金属作用下所产生的气体量要少，并迅速逸出型外。退让性：防铸件在凝固，冷却过程中产生裂纹，变形等缺陷。出砂性和复用性：便于铸件的落砂清理，且经多次使用后仍保持型砂原来的性能。透气性：型砂使气体逸出的能力。流动性：型砂在外力和本身中立作用下，砂粒质点互相移动的能力。发气性：型砂在高温作用下产生气体的能力。耐火度：型砂抵抗高温热作用性能。不粘模性：型砂不粘附模样及芯盒表面的性能。可塑性：型砂在外力作用下变形，外力取出后仍保持所赋予形状的能力。退让性：型砂在金属凝固，冷却过程中，能相应地变形，退让而不阻碍铸件收缩的能力。复用性：型砂经多次使用仍能保持原来性能的能力。煤粉的作用和原理：提高铸铁件的表面质量，防止铸件产生粘砂，夹砂等缺陷。粘土砂铸型缺陷：夹砂，粘砂，裂纹，侵入性气体，夹砂：由于铸型表层强度很低时，砂型表面层膨胀发生工期和裂纹而形成的。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。型砂的热膨胀超过热应变。热膨胀和热应变与温度的关系。粘砂：铸件部分或整个表面粘着一层型砂或型砂与金属氧化物形成的化合物。机械型砂，金属渗入到砂粒空隙，将砂粒固定在铸件表面；化学型砂，金属或金属氧化物和造型材料形成化合物，将砂层粘结在铸件表面。涂料的作用：1.降低铸件表面粗糙度值，2.防止或减少铸件粘砂缺陷3.防止或减少铸件砂眼和夹砂缺陷4.防止或减缓某些树脂砂的热解产物队铸件的不良影响。5.是铸件表面合金化和晶粒细化。6.调节冷却速度或改变气氛。7.提高铸件落砂和清整效率。钠水玻璃参数：模数：钠水玻璃中SiO2和Na2O的物质的量之比。钠水玻璃硬化：加入能直接或间接影响上述反应平衡点的奇台，液态和粉状硬化剂，与OH-作用，从而降低pH值，或靠失水，或靠上述二者复合作用来达到硬化。方法：水玻璃CO2硬化砂，烘干硬化水玻璃砂，水玻璃自硬砂和水玻璃流态自硬砂。水泥硬化机理：水泥用水调匀后进行水花反应，生成溶于水的水化硅酸钙。水化铝酸钙和氢氧化钙。当水溶液达到饱和后，水化产物以极细的分散固体颗粒洗出，形成凝胶体-。随着反应不断进行，凝胶体巨剑变稠，水泥浆失去塑性，变现为水泥的凝结。凝结的水泥胶体中水泥颗粒未水化的部分将吸收水分进行水化反应，凝胶体逐渐脱水而变紧密，同时氢氧化钙与水化铝酸钙耶由胶体状态转变为稳定的结晶状态，洗出晶体，并相互交织在一起填充在凝胶体内，是水泥产生强度。

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。