铸造复习题 全套题目+正确答案
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铸造工程基础第一、第二章课外作业
1、试叙铸造生产的基本过程
答:有两个基本过程:充填铸型和冷却凝固。这两个基本过程可在重力场或其它力的作用下完成。充填铸型( 亦称浇注) 主要是一种运动速度变化的机械过程, 冷却凝固则为结晶和组织变化的热量传递过程。
2、铸造(成形方法)有几种类型?
答:有普通砂型铸造、熔模精密铸造、压力铸造、差压铸造、离心铸造、挤压铸造、金属型铸造
3、何谓型砂、芯砂、面砂、背砂、湿型、干型、表面干型?
答:型砂——由原砂、粘结剂、附加物及水配制而成,用于制造铸型的砂子。
芯砂——由原砂、粘结剂、附加物及水配制而成,用于制造型芯的砂子。
面砂——特殊配制的在造型时铺覆在模样表面上构成型腔表面层的型砂。
背砂——在模样上覆盖在面砂背后,填充砂箱用的型砂。
湿型——不经烘干的粘土砂铸型称为湿型。(主要用于中、小件,成本低,易于实现机械化和自动化生产)干型——烘干后的粘土砂铸型称为干型。(主要用于大件,重要件,成本高)
表面干型——只烘干表面一层(一般5—10mm,大件20mm以上),可用于中大型件,成本介于干型与湿型之间。
4、根据使用的粘结剂不同,常用的型(芯)砂有那些类型?其中那一类型(芯)砂使用最广?
答:常用的型(芯)砂有粘土型砂(用粘土作粘结剂)、水玻璃型砂(用水玻璃作粘结剂)、植物油型砂(用植物油作粘结剂)、合脂型砂(用合脂作粘结剂)、树脂自硬型砂(用树脂作粘结剂)。
其中粘土型砂使用最广,目前用于造型的型砂,绝大部份是粘土型砂,至于水玻璃砂、植物油砂、合脂砂、树脂砂等,一般只用于制造型芯以及有特殊要求的铸型。
5、石英砂由那几种矿物组成?其耐火度主要由那一种矿物决定?
答:组成:石英、长石、云母、铁的氧化物、硫化物和碱金属氧化物;
石英砂的耐火度主要取决于Sio2的含量,欲使石英砂耐火度高,其Sio2的含量应尽可能高,而长石和云母应控制在较低的范围内。
6、石英质原砂的基本技术要求有那些?
答:(1)含泥量尽可能低(含泥量高,透气性差,铸件易产生气孔及浇不足等缺陷,且耗费粘结剂多)(2)颗粒度均匀
(3)Sio2含量高(Sio2含量愈高,耐火度愈高)
(4)应为较均匀的单粒砂
7、何谓普通粘土?何谓膨润土?它们性能上有何差别?为什么?各使用在什么场合?
答:粘土是岩石经过长期风化作用分解和沉积而成。由高岭石和蒙脱石组成。普通粘土主要含高岭石类矿物,用符号N表示。;膨润土主要含蒙脱石类矿物,用符号P表示。粘洁性:膨润土>普通粘土
耐火度:普通粘土>膨润土。单位晶层结构的不同是导致它们性能差异的主要原因。粘土砂湿型和粘土砂表面干型一般选用膨润土。
粘土砂干型一般选用普通粘土。或者根据需要,搭配使用。
8、何谓钠水玻璃模数?试叙钠水玻璃模数调整的原理。(要求写出化学反应式)
答:模数(M)是指钠水玻璃中SiO2和Na2O的质量分数比值,它表明水玻璃中SiO2和Na2O的相对含量关系。
Si(OH)4+2NaOH→Na2O·SiO2·H2O+2H2O
降低模数:加入适量的NaOH水溶液,即增加钠水玻璃中Na2O的含量。提高模数:加入适量的盐酸(HCL)或氯化铵(NH4CL)水溶液,使之与钠水玻璃中的Na2O发生中和发应,钠水玻璃中Na2O的含量就减少了。
9、试叙CO2钠水玻璃砂的硬化机理。
用钠水玻璃作粘结剂,通过吹入CO2使钠水玻璃硬化。从化学反应式:Na2O·MSiO2·nH2O+CO2→MSiO·XH2O+ (n-x)H2O+Na2CO3+Q(放热)可见,由于钠水玻璃溶液中本身存在着水解反应,反应生成NaOH,往钠水玻璃砂中通入CO2气体,由于CO2是酸性氧化物,CO2就与水解产物NaOH作用生成盐和水,不断地将NaOH移去,钠水玻璃的水解反应就不断地进行,生成更多的硅酸分子,硅酸分子间不断失水缩合,就形成了硅酸溶胶。
10、铸造生产上使用的有机粘结剂分为那几类?
答:分为天然植物类、石油、化工、化工副产品类、合成树脂类
11、以有机粘结剂配制的芯砂有何特点?
硬化前芯砂具有良好的流动性,便于紧实并获得轮廊清晰的形状,硬化后使砂芯具有较高的干强度,在受金属液高温作用后,有机物燃烧,使砂芯的高温强度和残留强度大大降低,表现出良好的退让性和出砂性,燃烧时产生的CO,H2等还原性气体,能有效地防止铸件粘砂,使铸件表面光洁。
12、制造壳型主要用什么方法?制造壳芯主要用什么方法?
答:壳型制造法:翻斗法;壳芯制造法:吹砂法
13、覆膜砂混制工艺主要有那三种方法?各种方法的特点如何?
答:覆膜砂混制工艺主要有冷法、温法、热法三种
冷法混制工艺树脂加入量多,有机溶剂消耗量大,混砂时间长,各批型砂性能不一,成本高,目前已基本不采用此法。
温法混制工艺介于冷法与热法之间,一般用于小批量生产。
热法混制工艺不消耗溶剂,树脂加入量较少,成本较低,生产率高,适用于大批大量生产。
14、何谓热(温)芯盒制芯法?
热(温)芯盒制芯工艺是在原砂中加入适量的树脂和催化剂,将混制好的树脂砂用射芯机射入加热的金属芯盒中,在芯盒的热作用下树脂与催化剂反应而硬化。这样经过几秒到1分钟左右的时间,即可造出砂芯。
15、自硬冷芯盒法、气硬冷芯盒法与热芯盒法相比,有那些特点?
自硬冷芯盒法的优点:
(1)铸件尺寸精度高
(2)无需加热硬化,节约能源
(3)由于所需粘结剂质量分数少,故降低了成本
(4)劳动强度低,便于实现机械化
(5)旧砂可再生
壳芯法、热芯盒法,这两种造芯方法的主要缺点是:能耗高、芯盒结构复杂,芯盒制造时间长、成本高。此外,制芯过程条件恶劣(高温、有刺激气味),因此这两种制芯方法的应用受到了一定的限制。自硬冷芯盒法虽然克服了上述缺点,但这种方法硬化时间较长,生产率低。气硬冷芯盒法由于通入相应的气体,加速了树脂粘结剂的硬化,因此是一种适宜于高效大批量生产的造芯方法。
16、气化模铸造的实质及特点是什么?
气化模铸造的实质及特点:采用泡沫聚苯乙烯模样代替普通模样,造好型后不取出模样就浇入金属液,在灼热液体金属的热作用下,泡沫塑料模气化、燃烧而消失,金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置,冷却凝固后即可获得所需要的铸件。
(1)铸件尺寸精度较高;
(2)增大了设计铸件的自由度;
(3)简化了生产工序,提高了生产率;
(4)减少材料消耗,降低了成本。
不足之处是模样易变形,浇注时产生大量烟气,影响环境卫生,铸件较复杂时,易出现皱皮等缺陷。17、试叙气化模涂料的组成。
由耐火粉料、粘结剂、稠化触变剂、表面活性剂等组成
18试叙熔模铸造的工艺过程。
答:零件图→压型设计及制造→压制熔模及浇口→熔模组合→浸涂料及撒砂→型壳硬化及干燥→熔失熔模(脱蜡)→型壳熔烧→浇注
19、试叙熔模模料的种类及组成。
答:1、蜡基模料:组成:石蜡50%+硬脂酸50%(广泛使用)
2、松香基模料(用于尺寸精度和表面质量要求高的产品)组成:松香、川蜡、地蜡、聚乙烯等。
3、填料模料:在蜡基或松香基模料中加入充填材料即为填料模料。加入充填材料的目的主要是为了改善蜡模的性能,如减少收缩,减少变形等。(常用的固体粉末充填料有:聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙稀醇、合成树脂、橡胶、尿素、炭黑等)
4、水溶性模料(主要用以制作型芯)常用的水溶性模料有:尿素、硝酸盐、硫酸盐等。
5、系列配合模料:由专业模料厂专门生产的模料
20、熔模铸造中型壳干燥及硬化的目的是什么?
答:干燥目的是为了使型壳层中高分子聚合物(硅酸胶体)缓慢地转变为紧固的状态,从而将粒、粉状材料结成一个整体。硬化的作用是快速地使硅酸胶体转变。
第3章课外作业
1、铸造工艺设计的主要内容包括那些?应遵循那些原则?
答:铸造工艺设计的主要内容有:
1 、铸造工艺方法的选择
2 、浇注位置的选择
3 、分型面的选择
4 、型芯设计
原则:
1、铸件应有合适的壁厚,且壁厚均匀
2、铸件壁的联结应当逐渐过渡
3、合适的铸造圆角
4、防止铸件出现裂纹和变形