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

明。答：钠水玻璃中二氧化硅和氧化钠的物质的量的比值通过化学反应改变模数，加入氢氧化钠提高氧化钠可降低，加入氯化氢、氯化铵中和氧化钠可增加 9、何谓型砂的含泥量？它对型砂性能有哪些影响？原砂或型砂中直径小于0.020mm的细小颗粒的含量。影响因素（1）原砂中泥分增多，空隙减小，透气性下降（2）原砂的含泥量增多，型砂的湿压强度提高，达到最适干湿状态的含水量也提高（3）若原砂泥分中不含粘土矿物，原砂中的泥分增多会使砂型变脆，起模性变坏。

10、试说明膨润土、普通粘土的主要矿物成分，其结晶结构有何区别？

答：膨润土主要有蒙脱石等矿物组成，铸造用粘土主要含有高岭土或依利石类矿物。高岭石是1:1型两层结构的粘土矿物 它的每一个单位晶层是有一层硅氧四面体和一层铝氧八面体层结合而成的。蒙脱石是典型的2:1型三层结构的粘土矿物，其单位晶层是由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体而组成的

11有的工厂在配制膨润土砂时加入苏打，加苏打起什么作用？配制普通粘土砂时，要不要加苏打?

答：苏打可以使钙基膨润土转化为钠基膨润土。配置普通粘土砂石不需要加苏打？（不确定）12湿型砂中加入煤粉起什么作用、对煤粉有什么要求？

答：作用：（1）、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被还原和提高型砂的背压,有利于防止粘砂缺陷(2)煤粉受热形成的半焦充填堵塞型砂表面颗粒间的孔隙,阻碍金属液的渗透防止粘砂缺陷(3)煤粉受热后变成胶质体,具有可塑性,可吸收原砂的受热膨胀力,减少夹砂结疤类缺陷(4)煤粉在高温下受热分解在铸型界面上析出光亮碳,使型砂不为金属液所润湿减少粘砂类缺陷

要求:挥发分含量,灰分、固定碳、光亮碳析出能力,不能太细

13、在铸钢件生产中，型砂是否需要加入煤粉，为什么？

答：不能，只能用在铸铁件中。加入后会增加铸钢件渗碳，影响铸件质量。 14、为保持湿型砂性能稳定，日常生产中应检测哪些主要性能？

答：水分、紧实度、湿压强度、透气性、破碎指数、流动性、含泥量、发气性。还应测有效粘土和有效煤粉含量、抗粘砂性、抗夹砂性

15、铸造用砂的耐火度，烧结点的意义及其对铸件质量的影响为何？

答：烧结点：原砂颗粒表面或沙砾间混杂物开始熔化的温度，它是原砂各种组合成分耐火性能的综合反应。影响：可以获得更好地铸件表面质量（自己蒙的）。16、非石英质铸造用砂的主要特点是哪些？举例说明之。

答：非石英质原砂是指矿物组成中不含或只含少量游离二氧化硅的原砂，大多数都有较高的耐火度、热导率、热扩散率和蓄热系数，热膨胀系数低而且膨胀均匀 无体积突变，与金属氧化物的反应能力低等优点，能得到表面质量高的铸件并改善清砂工作条件，但有的价格较高，比较稀缺。例如：镁砂的蓄热系数约为硅砂的1.5倍，热胀系数比石英小，没有因相变而引起的体积突然变化。橄榄石砂的烧结点约为1200，比硅砂低，但它不为金属液润湿，具有化学惰性，因此认为其耐火性还是好的。当与钢液接触时，其砂粒表面熔化烧结,形成致密层，可防止铸件粘砂和毛刺脉纹。锆砂的热胀系数只有硅砂的1/3~1/6，能避免铸件产生夹砂结疤等缺陷。热导率是硅砂的两倍多，因此冷却凝固速度很快，可细化金属组织，提高铸件的力学性能热化学稳定性高几乎不被熔化金属或金属氧化物侵润，有利于阻止金属液侵入铸型孔隙，可防止化学粘砂，减少机械粘砂缺陷17、型砂必需具备哪些基本性能？答：性能：（1）良好的成形性（2）足够的强度（3）一定的透气性、较低的发气量、吸湿性（4）较高的耐火度，较好的热化学稳定性较小的膨胀率收缩率（5）较好的退让性、溃散性耐火性。

18、为什么对砂芯进行分级，生产中一般怎样进行划分？答：为了便于合理地选用砂