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1、金属工艺学 第五章 铸造复习思考题参考答案1. 铸造生产的特点是什么？举出12个生产生活用品的零件是铸造生产的，并进行分析。答：铸造生产的特点有： （1）、能够生产形状复杂的毛坯，特别是内腔复杂的毛坯。（2）、适应性广，可生产小至几克，大至几百吨的各种金属及其合金的铸件。 （3）、节省金属材料和机械加工的工作量。（4）、生产成本低。（5）、铸造工序复杂，容易产生铸造缺陷，铸件废品率高，力学性能低于锻件，劳动条件差。 我们炒菜用的铸铁锅，机床床身，汽车发动机机体等都是铸造生产的。铸铁锅质量轻，形状简单；机床床身质量重，复杂程度中等；汽车发动机机体形状复杂，质量属中小铸件。2. 简述砂型铸造的生产
2、过程。答：砂型铸造的生产过程如下： 烘干筛分混砂松砂停放填砂紧实扎气眼起模制作浇冒口系统下芯合箱金属熔炼浇注出箱抛丸清理打磨检验入库。3. 型砂、芯砂应具有哪些性能？若铸件表面比较粗糙，且带有难于清除的砂粒，试分析与型芯砂的哪些因素有关？ 答：型砂、芯砂应具有的性能： （1）、强度；保证铸型受外力不至被破坏。（2）、透气性；浇注时允许气体通过而逸出。（3）、可塑性；紧实时易成形且获得清晰的轮廓。（4）、耐火性：在高温液态金属的作用下不软化，不熔化，不与金属烧结。（5）、退让性；铸件凝固收缩时，型芯砂不阻碍铸件收缩。 若铸件表面比较粗糙，且带有难于清除的砂粒，是型芯砂的粒度大，耐火度低所至。4.
3、 为什么对芯砂的要求高于型砂？有那些粘结剂可配制芯砂？答：由于型芯在浇注时，大部分被高温液态金属包围，散热条件差，受热强度大，故需要更高的性能。5、模样的形状、尺寸与铸件是否一样？为什么？制造模样时，在零件图上加了那些工艺参数？答：模样的形状与铸件一样，尺寸有所加大，因为金属在冷却、凝固还有收缩；制造模样时在零件图上加了：收缩量、加工余量、拔模斜度、补铁、芯头、活块、工艺补正量、反变形量、防变形拉筋等。6、手工造型方法有哪几种？选用的主要依具是什么？答：（1）、整模造型；（2）、分模造型；（3）、挖砂造型；（4）、活块造型；（5）、刮板造型（6）、组芯造型；（7）、地坑造型。选用的主要依具是：
4、铸件的形状、结构和大小；铸件的质量和使用要求；生产批量的多少；工人技术水平的高低；生产企业的工装情况。7、机器造型的实质是什么？紧砂与起模有那些方式？答: 机器造型的实质是用机器代替了手工紧砂和起模。 紧砂方式有:压实式；震击式；震压式；射压式；抛砂式。 起模方式有：顶箱起模；回程起模。8、浇注系统由哪几部分组成？其主要作用是什么？答：浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。其主要作用是导入金属、挡渣、补缩、调节铸件的冷却顺序。9、冒口的作用是什么？其设置的原则是什么？答：冒口的作用是补缩、排气、除渣。 设置原则是设置在铸件热节处。10、何谓铸造工艺图？砂型铸造工艺图包括那些内容？答：铸
5、造工艺图就是用规定的工艺符号和文字绘在零件图样上，或另绘工艺图，表示铸型的分型面，浇注系统，浇注位置，型芯结构尺寸，冒口位置大小，冷铁等的图样。 铸造工艺图包括的内容有：分型面；浇注位置；浇注系统，型芯结构尺寸；收缩量，加工余量；拔模斜度；补铁；冒口位置大小；冷铁大小位置；排气孔等。11. 如何铸造一个空心的园球？答：作一个万向旋转的模具，预留一个浇注口，金属液浇入后，迅速堵住浇注口，使模具作万向旋转，待金属凝固后开模，可得空心园球。12.何谓浇注位置？确定铸件浇注位置的原则是什么？ 答：浇注时铸件在铸型中所处的位置，叫浇注位置。 确定浇注位置的原则：（1）铸件的主要加工面，重要的工作面，应向
6、下，或侧面。（2）铸件的打平面应向下。（3）铸件薄而大的平面应向下，或者侧面。（3）铸件厚的平面应向上，或者侧面，便于设置冒口或冷铁。13. 何谓分型面？何谓分模面？确定分型面的原则是什么？ 答：分型面是为了便于取出模样，将铸型作成几部分，其结合面叫分型面。分模面是为了便于模样从砂中取出，将模具分成几部分，其结合面叫分模面。确定分型面的原则是：（1）尽可能将铸件全部或大部放入下砂型内。 （2）分型面的数目越少越好，且尽可能为平面。 （3）尽量减少型芯与活块的数量。 （4）分型面的选择应有利用下芯，合箱，型芯便于定位。14. 在你的学习和生活环境中，举出几个砂型铸造的零件找出其分型面、内浇道、冒
7、口的位置。答:如P77图5.12。 15 . 区别下列名词（术语）的慨念。 铸件与零件；模样与型腔；芯头与芯座；分型面与分模面；起模斜度与结构斜度；浇注位置与浇道位置；型砂与砂型；出气口与冒口；缩孔与缩松；砂眼与渣眼；气孔与出气孔；浇不足用于冷隔。 答：零件是可以直接装配使用的产品，铸件是在零件的基础上放有加工余量和补铁的毛坯。 模样是制造型腔用的模型，型腔是造型后取出模样而得到的空腔。 芯头是模样上用于型芯定位用的工艺模样，芯座是造型后取出模样芯头后留下的空腔。 分型面是指型腔分成几部分的结合面，分模面是指模样分成几部分的结合面。 起模斜度是为了便于模样从砂型中取出而有意制作的工艺斜度，结构
8、斜度是零件本身所设计需要的斜度。 浇注位置是浇注时铸件在铸型中所处的位置，浇道位置是浇注系统相对与铸件所处的位置。 型砂是造型用的具有一定性能的砂，砂型是具有型腔的砂团。 出气口是为了型腔排气而扎的排气孔，冒口是在铸型内储存和补缩铸件用的在型腔内的空腔。 缩孔是铸件宏观的用肉眼可观察到的孔洞，缩松是用肉眼不容易观察到的显微的细小的组织疏松。 砂眼是型砂粒被金属包围形成的孔洞，渣眼是金属氧化物或熔渣被金属包围形成的孔洞。 气孔是气体在金属凝固前来不及从金属中逸出，而形成的孔洞，出气孔是为了排气，在砂型上扎的孔洞。 浇不足是由于金属液不够而没有充满型腔，冷隔是由于金属液温度太低，流动性差，在壁薄处
9、金属液没有充满就已经凝固的现象。 16.合金的铸造性能有那些？其影响因素是什么？ 答:合金的流动性；合金的收缩；成分偏析。 其影响因素有：（1）合金的化学成分；（2）合金的浇注温度；（3）铸型结构特征；（4）各合金元素的比重。17.为什么铸铁的收缩比铸钢小？铸铁与铸钢的收缩都分三个阶段吗？为什么？ 答：（1）因为铸铁的熔点比铸钢低，铸铁的浇注温度比铸钢低；（2）铸铁中的碳可以直接以石墨形态析出，石墨化过程体积略有彭胀，抵消了部分收缩。 铸铁与铸钢的收缩都分为三个阶段，因为他们都有液态收缩，凝固收缩，固态收缩。18.熔炼合金时有哪几种熔炼炉？其规格是什么？ 答：有冲天炉，电弧炉，中频电炉，熔炼有
10、色金属可用坩埚炉。 冲天炉常用1.510吨/小时。 电弧炉常用1.55吨。 中频电炉常用0.2510吨。 坩埚炉常用50250Kg。19.何为冲天炉？其大致结构如何？ 答：冲天炉是以焦炭为燃料的竖式化铁炉。其大致结构由炉体，支撑部分，送风系统，前炉组成。20.冲天炉的炉料有那些？其作用是什么？ 答：冲天炉的炉料有金属炉料（包括：生铁，回炉铁，废钢，铁合金）；燃料（焦炭）；熔剂（石灰石,荧石）。 金属炉料是熔炼铸铁的主要原料。 燃料熔化加热金属。 熔剂调节炉渣的碱度，形成低熔点熔渣，与铁水分离，排出炉外。21.自来水管接头是KTH350-10，铸造后为麻口，试分析造成的原因，并提出解决的方法。答
11、：自来水管接头是KTH350-10，铸造后毛坯应为白口组织，经高温石墨化退火而得到，麻口组织是因为化学成分不对，是碳或硅偏高所致，应多加废钢，降碳，降硅。22.何谓铸造应力？产生的主要原因是什么？ 答：铸造应力是铸件在凝固收缩时，受到阻碍而引起的应力，主要包括热应力和机械应力。 产生的主要原因是：（1）铸件在凝固、收缩时，受到铸型、型芯的机械阻碍产生机械应力。（2）由于铸件壁厚厚薄不均，冷却速度不一致，产生热应力。这两方面的因素是产生应力的主要原因。 23.现铸造铸钢（ZG200-400）轨道，图5.26，试分析其铸造应力及变形的方向。 答：铸件上下和两端受到拉应力。由于上部壁厚，下部和中部壁
12、薄，凝固和冷却时上部与中部交接处受拉应力，由于拉应力的作用，铸件容易往两側面方向弯曲。 24.生产灰铸铁件，是否其壁厚愈大，强度愈高，？为什么？ 答：强度应是两个概念第一是铸件的整体强度，从这方面来说，其壁厚愈大，强度愈高，第二是铸件材质的强度是指单位面积能承受的应力，这与铸件的化学成分，金相组织有很大关系。因此不能单纯地说壁厚愈大，强度愈高。 25.检验铸件质量的方法有那些？检验的内容是什么？ 答：铸件的检验方法有：（1） 尺寸检测；检查铸件的形状尺寸是否符合要求，（2） 肉眼观察；检查铸件是否有铸造缺陷。（3） 理化检测；检查铸件的化学成分，金相组织，力学性能是否达到要求。 （4） 压力试
13、验；检查铸件的致密性，铸件是否漏气、漏水。（5） 内部质量检查；如磁粉探伤，X射线、射线检测，超声波探测。26.铸件有那些常见缺陷？产生的主要原因是什么？ 答：（1）错箱：合箱时上下砂箱未对准；上下砂 砂箱未锁紧；造型时上下模样错位。 （2）偏芯：型芯安放偏斜；浇冒口设置不正确； 合箱时碰歪了型芯；模样芯头偏芯。 （3）变形：铸件结构不合理；铸件冷却不当。 （4）浇不足：铸件壁太薄，铸型散热快；合金度太低，流动性差；浇口太小，排气不畅；浇注速度太慢；金属不够。 （5）缩孔：铸件结构不合理，壁厚不均；浇冒口设置不当，冒口太小；浇注温度太高。 （6）气孔：熔炼工艺不合理，合金氧化；型砂水分太高；型
14、芯未烘干；铸型透气性差；浇注温度太低；浇包未烘干。 （7）砂眼：型芯砂强度不够，铸型紧实度不够；铸型或浇口内散砂未吹干净；铸件结构不合理，园角太小； （8）夹杂：浇注时没有挡住渣；浇注温度太低；浇注时断流，或浇口杯未充满。 （9）冷隔：铸件结构不合理，壁太薄；合金流动性差；浇注温度太低，浇注速度太慢；叫口太小，或设置不当，或浇注断流。 （10）裂纹：铸件壁厚不均，冷却不一致；浇注温度太高；型芯砂退让性差；合金的化学成分不合理，S、P、Mg太高。 （11）粘砂：浇注温度太高；型砂耐火度差；未涂涂料或涂料太薄。27.什么是熔模铸造？试简述其工艺过程，它有那些优越性？ 答：熔模铸造是用易熔材料制成精
15、确的模样，在上涂上耐火材料制成型壳，溶去模样，经过焙烧而得到型壳，浇入金属而得到铸件的方法，叫熔模铸造。 其工艺过程如下： 制作蜡模或蜡模组结壳硬化脱蜡熔去蜡模烘干焙烧壳型浇注铸件出箱清理打模检验入库。 铸件的形状尺寸精度高，表面粗糙度低可实现 少加工或不加工。28.金属型铸造的主要特点是什么？其应用如何？答：金属型铸造的主要特点是：（1） 铸件尺寸精度高，表面粗糙度低。（2） 铸件冷速度快，组织致密，力学性能好。（3） 一型多铸，提高场地的使用率，改善劳动条件。（4） 生产工序简单，容易实现机械化、自动化生产。铸件的精度高，粗糙度低可实现少加工或不加工。（5） 金属型价格高，合金冷却快，流动
16、性差，因此不能制作复杂薄壁件。 29.压力铸造与金属型铸造的主要区别是什么？压力铸造适用于何种金属？何种产品？ 答：压力铸造是用高压将金属压入金属型，而金属型是重力自然注入。主要适宜铸造铝、镁、铜合金。 制造中小型壁薄，形状复杂成批大量生产的铸件。 30.试举出生产、生活设施中离心铸造的产品或零件。 答：汽车的缸套、活塞环。市政工程的自来水管道。 31.下列铸件大批量生产时，宜采用何种铸造方法？车床床身，电子打火煤气炉喷头，煤气罐安全阀，缝纫机机头，污水管，气缸套，名人纪念铜像。 答：车床床身砂型铸造。 电子打火煤气炉喷头熔模铸造。 煤气罐安全阀压铸。 缝纫机机头砂型铸造。 污水管，气缸套离心铸造 名人纪念铜像砂型铸造