《材料成型工艺技术基础》韩建民版第一章答案

1.铸造的成型特点及其存在的主要问题是什么?答.特点(1)适用范围广,受零件的尺寸，重量和复杂程度的限制较少，可生产复杂形状，复杂内腔的毛胚和零件。

(2)可用铸造合金种类多,对于脆性或难加工金属及合金，如铸铁、高锰钢，铸造是唯一可行的方法。

(3)铸件的尺寸精度高,铸件尺寸比锻件和焊接件的尺寸精确，可节约大量金属材料和机械加工工时。

(4)成本低廉,易实现机械化生产，可大量利用废、旧金属料，动力消耗小，节约加工工时和金属。

主要问题:铸造生产过程比较复杂，废品率高。

2.何为合金的铸造性能？他可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好，会引起那些缺陷？答：合金的铸造性能是表示合金通过铸造成型获得优质铸件的能力，通过流动性，收缩性来衡量。

流动性不好时，铸件易产生浇不到，冷隔，气孔，夹杂，缩孔，热裂等缺陷。

收缩性不好易引起缩孔和缩松现象，进而从而使铸件的机械性能，气密性，和物化性大大降低。

3.常用铸造合金中，哪种合金的铸造性能较好，那种铸造和金的铸造性能较差，为什么？从合金流动性考虑，铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。

主要原因：结晶温度范围小的合金流动性好，反之，范围大的流动性差。

在一定温度范围内结晶的亚共晶合金，凝固时存在一个较宽的既有液体又有树枝状晶体的两相区，凝固层的内表面精造不平，对流动阻力较大，故流动性差，合金结晶温度范围愈大，两相区愈宽，树枝晶体也愈多，金属液愈早停止流动，流动性愈差。

从收缩率考虑，铸铁中灰铸铁的收缩率较小，由于灰铸铁结晶时所含大多是以石墨形态析出，石墨的比容大，使得铸铁体积膨胀抵消部分收缩，碳钢同样随含碳量的提高而增加。

4. 可采用哪些措施提高合金的流动性？答：(1)选用共晶成分合金，或结晶温度范围小的合金(2)提高金属液质量，金属液越纯净，含气体、夹杂越少。

(3)提高浇注温度和压头、合理设置浇注系统和改进铸件结构。

5，缩孔和缩松是怎么形成的？可采用什么措施防止？答：凝固结束后往往在铸件某些部位出现孔洞，大而集中的空洞称缩孔，其形成条件是：金属在恒温或者很窄的温度范围内结晶，铸件壁成逐层凝固方式；孔洞细小而分散的空洞称缩松，其形成条件是:合金的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。

防止缩孔和缩松的方法：（1）按照顺序凝固原则进行凝固。

（2）合理确定内浇道位置及浇注工艺。

（3）合理应用冒口、冷铁、和补贴等工艺措施。

6.按形成原因分铸造应力有哪几种？什么是热阻碍，什么是机械阻碍？阻碍按形成原因分为: 热阻碍和机械阻碍。

热阻碍是指铸件各部分由于冷却速度不同、收缩量不同而引起的阻碍；由热阻碍引起的应力称热应力；机械阻碍是指铸型、型芯等对铸件收缩的阻碍；由机械阻碍引起的应力称为机械应力。

8.什么是顺序凝固原则和同时凝固原则？各适用于合金及铸件结构特点？答：顺序凝固原则是指采取各种工艺措施，使铸件上远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递减的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序的凝固。

其适用于收缩大或壁厚差别较大，易产生缩孔的合金铸件，如铸钢，高强度灰铸铁和可锻造铸铁等。

同时凝固原则是指浇口开在铸件薄壁处，厚壁处安放冷铁以加速冷却，使铸件各部分温度尽量相等，从而实现同时凝固。

其主要适用于收缩较小的普通灰铸铁，也用于结晶范围大，不易实现冒口补缩，对气密性要求不高的锡青铜逐铸件和各种合金壁厚均匀的薄壁铸件。

9.从铸件结构和铸造工艺两方面考虑，如何防止铸件产生铸造应力，变形和裂纹？（1）采用同时凝固工艺，均匀温度场避免先冷后冷；（2）造型工艺上改善铸型和型芯的退让性，合理设置浇口、冒口；（3）铸件结构上尽量避免相互制约收缩的结构，使铸件各部分能自由收缩。

如壁厚均匀，壁和壁之间连接均匀，热节小而均匀.10. 什么样的砂子才能作为铸造用砂？答：含泥量或杂质、颗粒大小、颗粒形状、矿物组成和成分符合一定要求的砂子。

11，震压实造型机和震压造型机在紧砂原理上有何差别？生产特点如何？答：微震压实造型机的紧砂原理是对型砂压实的同时进行微震，微震紧砂和震击紧砂的不同之处在于微震紧砂震击缸是向上运动震击活塞的，震级频率较高，振幅较小。

其生产特点是造型紧实程度高而均匀，生产率较高。

12.何为高压造型其生产特点及应用范围如何？高压铸造是将熔融金属在压铸机中以高速压射入金属铸型内，并在压力下结晶的一种方法。

常用压力为几个到几十个大气压。

生产特点：(1)铸件精度、表面质量高;(2) 铸件机械性能好，压力下结晶，晶粒细化;(3) 可压铸出形状复杂的薄壁件或嵌镶件;(4) 生产效率很高可机械化、自动化生产；缺点方面有(5)压铸件不能热处理，出容易出现气泡;(6) 压铸合金主要是熔点较低的铝、锌、镁等;(7) 压铸设备投资大，模具费用高、加工周期长。

适用范围:大批量生产的铝、锌、镁等有色合金铸件。

13. 射压造型、空气冲击造型的紧砂原理及生产特点如何？答：射压造型:原理：型砂被压缩空气高速射入造型室内，再由液压系统进行高压压实，形成一个高强度带有左右型腔的砂型块。

特点：此法制得的铸件尺寸精度很高，因为造型、起模和合型由同一组导杆精确导向，不易产生错箱，噪音低，机器结构简单，节省大量运输设备和占地面积，生产效率高，易于实现自动化。

空气冲击造型:原理：利用压缩空气直接紧砂，压缩空气产生很强的冲击波，作用于松散的型砂上，型砂迅速朝模板方向运动，受阻后因惯性作用而被紧实。

特点：其砂型紧实度高且分布均匀，由于不直接用机械部件紧实型砂，故造型机结构简单、维修方便、使用寿命长、噪音小。

14，抛砂机应用在什么场合？造型时型砂是怎样被紧实的？答：抛砂机应用在制造大砂型时，造型时型砂送入抛砂头后，被高速旋转的叶片接住，由于离心力的作用而压实成团随后被高速抛到砂箱中压实。

15．何谓造型生产线？大量生产时为什么要用造型生产线来组织生产？造型生产线是通过造型机实现紧砂和起摸的机械化和自动化生产，其他辅助工序如翻箱、下芯、合箱、压铁、浇注、落砂和沙箱运输等也需实现机械化，才能发挥出造型机的效率。

在大量生产时，均采用造型生产线来组织生产，即将造型机和其他辅机按照铸造工艺流程，用运输设备联系起来，组成一套机械化、自动化铸造系统。

16. 热芯盒射芯和壳芯机制芯的工艺过程如何？各使用什么芯砂？其特点及应用范围各是什么？答：(1)热芯盒射芯：打开大口径快动射砂阀，储气包中的压缩空气进入射腔内并骤然膨胀，再通过一排排缝隙进入射砂筒内，当射砂同筒内的气压达到一定值时，芯砂从射砂孔高速射进热芯盒中并得到紧实，压缩空气则从射头和芯盒的排气孔排出。

芯砂：呋喃树脂砂特点是生产效率高，型芯强度高、尺寸精确，表面光洁。

范围是制造汽车、拖拉机、内燃机等铸件的各种复杂型芯(2)壳芯机制芯：将酚醛树脂砂吹入已加热到200-280摄氏度的芯盒中，保持20-60 s后，树脂受热熔融，芯砂结成3-10mm厚的薄壳，倒出内部松散芯砂，继续加热30-90s，薄壳层硬化，形成壳芯。

芯砂：酚醛树脂砂.特点是壳芯强度更高，树脂消耗量小、通气性很高，壳芯砂流动性很好.范围是常用于汽车缸体的缸筒、进排气管和滤清器壳等复杂型芯上17，简述熔模铸造工艺过程、生产特点和适用范围？答;熔模铸造工艺过程是:(1) 熔模的制造,(2) 型壳的制造,(3) 脱模、型壳焙烧,(4) 浇注、落砂、清理。

生产特点和适用范围：优点: (1)铸件的精度及表面质量非常高；(2)适合于各种合金铸件的生产，特别适于高熔点合金，形状复杂、难以切削加工的小件，成批、大量生产。

(3)没有分型面，铸件整体铸出，可生产出形状复杂的薄壁铸件；缺点：工艺过程繁杂、生产周期长、铸件成本高，铸件小(<25 kg)，难以实现全部机械化、自动化生产。

18．金属型铸造和砂型铸造相比，再生产方法、铸造工艺和铸件结构方面有何特点？适用于何种铸件？金属性铸造是在重力作用下将液体金属浇入金属铸型中以获得铸件的一种方法。

由于铸型用金属制成，可以反复使用，又称“永久型铸造”。

工艺上型腔和型芯表面必须喷刷涂料，以便减缓铸件的冷却速度，保护铸型，防止气孔（蓄气、排气）；金属型需预热，使其保持一定的工作温度；浇注温度较砂型铸造时高；适时开型，可避免出型和抽芯困难，减轻裂纹倾向，提高生产率。

铸件结构上：铸件的机械性能高；铸件精度和表面质量较高；一型多铸，便于实现机械化、自动化，劳动条件改善。

缺点是制造金属型成本高、周期长；铸造工艺要求严格；铸件形状和尺寸有一定限制。

使用范围主要用于有色合金铸件的大批量生产。

如：铝活塞，汽缸盖，油泵壳体，铜瓦，衬套，等等。

19. 压力铸造工艺过程和特点如何？压铸件结构设计应注意什么？适用于何种铸件？答:工艺过程: 将熔融金属在压铸机中以高速压射入金属铸型内,并在压力下结晶.特点:(1).铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra 值最小；(2)铸件强度和表面硬度都较高；(3) 生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化。

结构设计注意：尽可能采用薄壁并保证壁厚均匀。

适用：主要是有色合金铸件。

20，低压铸造与压力铸造，金属型造相比有何特点？应用范围如何？答：低压铸造与压力铸造，金属型造相比的特点: (1)低压底注充型，平稳且容易控制，减少了金属液注入铸型时的冲击、飞溅现象，提高了铸件的合格率；(2)铸件组织致密，机械性能较高；(3)金属利用率高；(4)劳动条件改善，易于实现机械化、自动化生产。

适用范围:用于生产质量要求高的铜、铝、镁合金铸件。

21．什么是离心铸造？其生产特点及应用范围如何？离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，使其在离心力的作用下成型并凝固的铸造方法。

生产特点：(1)铸造中空铸件可以不用型芯和浇注系统，大大简化生产过程，节约金属；(2)铸件组织致密，机械性能较高；(3)在离心力的作用下，金属液的充型能力增强，可以浇注流动性差的合金铸件和薄壁铸件；(4)便于铸造双金属铸件。

缺点是离心铸造件的内表面质量差，须有大的加工余量；铸件易产生偏析，内孔不准确，不适宜生产比重偏析大的合金铸件。

适用范围：适宜大批量生产。

如：铸铁管，汽缸套，铜套、双金属轴承等23，确定分型面时，为什么应尽可能使铸件的造型位置与浇注位置一致？答：分型面选在法兰盘上的平面处，使铸件大部分位于下箱，便于保证铸件精度，合型前便于检查壁厚是否均匀，型芯是否稳固，故而确定分型面时应尽可能使铸件的造型位置与浇注位置一致。

24．从保证质量与简化操作两方面考虑，确定分型面的主要原则有哪些？(1)分型面尽量选用平直面，以便于造型操作和降低模板制造费用；(2) 应便于起模，尽量减少分型面；(3)尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱（一般在下箱），以保证尺寸精度；(4) 应便于造型、下芯、合箱和检验；25. 何谓铸造工艺图？有何用途？答：铸造工艺图是在零件图上以规定的红、蓝等色表示铸造工艺内容所得到的图形，它决定了铸件的形状、尺寸、生产方法和工艺过程。