答案题解 情境1 铜合金铸件铸造方法选择B综述

《铜合金铸件铸造技术》课程测试题解（B）
1.除砂型铸造以外，通过改变铸型材料、浇注方法、液态合金充填铸型的形式或铸件凝固条 件等因素，形成了多种有别于砂型铸造的其它特殊铸造方法。
课程名称
情境 1 铜合金铸件铸造方法选择
一、填空题（每空 1 分，共 30 分）
20 学年 ~ 20 学年 第 学期
解析：特种铸造是随着铸造的发展而产生的铸造工艺方法，常用的特种铸造方法有熔模精密铸造、石 膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空吸铸、 挤压铸造、离心铸造、连续铸造、半连续铸造、壳型铸造、石墨型铸造、电渣熔铸等。
世纪 80 年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近 20 年来制造领域的一个重大成果。 在电力输送、电子工业、交通工业、轻工业、建筑业和一些高科技领域获得了广泛应用，例如 它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、 导电线路、集成电路、船舶螺旋桨、汽车刹车摩擦片、空调热交换管以及建筑装修领域。
直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设 计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即，快速成形技术就是利用三维 CAD 的数据，通
过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。 6．熔点 吸氧 脱氧处理 7．锡青铜 无锡青铜 8．流动性 冲型性 复模性 9．耐磨性 耐蚀性
二、名词解释（每题 4 分，共 20 分）
解析：用蜡料做模样时，熔模铸造又称"失蜡铸造"。熔模铸造通常是指在易熔材料制成模样，在模样表
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2．生产条件相对于石膏型来说相对复杂，主要表现为离心铸造机结构复杂，相对于石膏型 造型设备成本高，因此需要初期投资比石膏型要高，同时还需要相应的离心铸造金属型铸模。
解析：离心铸造的特点是金属液在离心力作用下充型和凝固，金属补缩效果好，铸件外层组织致密，非
解析：如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铁、硅组成 金属夹杂物少，机械性能好；不用造型、制芯，节省了相关材料及设备投入。铸造空心铸件不需浇冒口，
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5.采用可熔性模型和高性能型壳（铸型）来铸造尺寸精度高和表面粗糙度低的无切削或少切
4．高纯铜 韧铜 脱氧铜 无氧铜
削铸件的方法。
5．计算机技术 CAD CAE 高能束技术 材料科学
三、简答题（速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称 RPM)技术，诞生于 20 1．由于铜合金具有优良的导电性、耐蚀性、耐磨性、导热性、加工性和美观的色彩，使其
计成为整体零件而直接由熔模铸造铸出，以节省加工工时和金属材料的消耗，使零件结构更为合理。熔模
解析：熟悉石膏型铸造、离心铸造、熔模铸造工艺以及铸造方法特点，进行综合的评价。
铸件的重量大多为零点几十牛（从几克到十几千克，一般不超过 25 千克），太重的铸件用熔模铸造法生产 较为麻烦，但目前生产大的熔模铸件的重量已达 800 牛左右。熔模铸造工艺过程较复杂，且不易控制，使 用和消耗的材料较贵，故它适用于生产形状复杂、精度要求高、或很难进行其它加工的小型零件，如涡轮
的铜合金。黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有 金属利用率可大大提高。因此对某些特定形状的铸件来说，离心铸造是一种节省材料、节省能耗、高效益
切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换 的工艺，但须特别注意采取有效的安全措施。
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铸造白铜具有优良的耐蚀性和较高的强度、良好的铸造工艺性，广泛用于制造耐蚀结构和 制品。
解析：本题要分析纯铜的性能特点，结合铸造的工艺过程，思考铸造工艺所涉及到的几大性能（如：
金属流动性、收缩性、吸气性等）对应纯铜如何。
四、分析题（共 20 分）
对于石膏型铸造，可以生产结构复杂、尺寸较大、精度要求高的铸件，石膏型本身散热效果 差，在铸造时冷却速度慢，因此可以用于生产薄壁复杂件。但石膏型铸造大批量生产时，效率 低。
器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造零件等。含铜在 62%～68%， 塑性强，制造耐压设备等。
10．燃油炉 燃气反射炉
3．熔模铸造方法适用于形状复杂、难以用其他方法加工成形的精密铸件的生产，如航空发 动机的叶片、叶轮，复杂的薄壁框架，雷达天线，带有很多散热薄片、柱、销轴的框体、齿套 等。
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面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可 对于熔模铸造，可以一次成型形状不是很大、结构复杂的铸件，同时适合于高精度要求的铸
1．黄铜 青铜 白铜
2.采用金属铸型，提高铸件冷却速度，实现一型多铸，获得结晶组织致密的铸件的方法。
2．非合金铜 合金铜
3.改变液态合金的充填铸型和凝固条件，利用离心力的作用，用来铸造环、管、筒、套等许
解析：按合金系划分可分为非合金铜和合金铜。非合金铜包括高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧 铜合金 多特殊铸件的方法。
铝合金、钛合金和球墨铸铁等。熔模铸件的形状一般都比较复杂，铸件上可铸出孔的最小直径可达 0.5mm， 生产精度要求不高的铸件最好采用其他铸造方式，否则生产成本过高。由于铸件冷却速度慢，
铸件的最小壁厚为 0.3mm。在生产中可将一些原来由几个零件组合而成的部件，通过改变零件的结构，设 力学性能降低，因此不适合于力学性能要求高的铸件生产。
对于离心铸造，由于其采用离心力来形成内腔，因此在铸件结构上所受影响较大，只能生产 中空回转件。同时由于铸造时离心力的作用，因此铸模型腔复制性好；组织致密。由于离心铸 造初期投资大，所以不适合于小批量生产；而在铸造过程中生产效率高，适合于大批量生产； 不需要浇注系统，因此合金液利用率高。大批量生产筒、套、复合金属套等回转类零件时适合 于优先采用离心铸造，可以提高生产效率，降低成本。
铜等，习惯上，人们将非合金铜称为紫铜或纯铜，也叫红铜，而其他铜合金则属于合金铜。我国和俄罗斯 4.通过改变液态合金的充型和结晶凝固条件，使液态合金在高压、高速下充填铸型，并在高
把合金铜分为黄铜、青铜和白铜，然后在大类中划分小的合金系。
压下成型和结晶，获得精密铸件的方法。
3．易切削铜合金 弹性铜合金 阻尼铜合金 艺术铜合金
解析：铜合金（copper alloy ）以纯铜为基体加入一种或几种其他元素所构成的合金。纯铜呈紫红色﹐ 又称紫铜。纯铜密度为 8.96﹐熔点为 1083℃﹐具有优良的导电性﹑导热性﹑延展性和耐蚀性。主要用于制 作发电机﹑母线﹑电缆﹑开关装置﹑变压器等电工器材和热交换器﹑管道﹑太阳能加热装置的平板集热器 等导热器材。常用的铜合金分为黄铜﹑青铜﹑白铜 3 大类。了解不同类铜合金的性能进行简答。
填砂浇注的铸造方案。由于模样广泛采用蜡质材料来制造，故常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。可用熔模铸 件，但是由于在进行熔模铸造生产前，需要购置完整的熔模铸造生产系统，因此，对于小批量
造法生产的合金种类有碳素钢、合金钢、耐热合金、不锈钢、精密合金、永磁合金、轴承合金、铜合金、 铸件生产时其初期投资较高，经济效益差。同时由于其生产工序复杂，影响因素多，因此对于
发动机的叶片等。
4．金属型、压铸型、连续铸造用的结晶器、石膏型、石墨型的材料都不同于砂型的材料。 而熔模型壳和陶瓷型的材料中虽有颗粒状的耐火材料，但不是砂型所用的一般天然硅砂，而是 经人们特殊处理和加工后的颗粒耐火材料，并且其制型方法和制型的原理与砂型也截然不同。
5．目前广泛应用的锡青铜含锡量一般在 3%～11% Al、Mn、Nb 等，相应的称为锌白铜和 铌白铜等。