铸造工程基础习题及答案

铸造工程基础习题及答案

一、砂型铸造部分 (一)填空及名词解释

1(设置冒口、冷铁和铸肋的主要目的是(防止缩孔、缩松、裂纹和变形等铸造缺陷)。

(stripping time):指从混砂结束开始，在芯盒内制的砂芯(或未脱2(脱模时间模的砂型)硬化到能满意地将砂芯从芯盒中取出(或脱模)，而不致发生砂芯(或砂型)变形所需的时间间隔。

3。补贴:为实现顺序凝固或加强补缩效果，在靠近冒口的铸件壁厚上补加的倾斜的金属块。

4( 水玻璃是各种硅酸盐的统称。在铸造上常用的有钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃，分别为(硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂)的水溶液，其化学式分别为(NaO。

2mSiO 。nHO、KO。mSiO。nHO、LiOmSiO2。nHO)。 22222 22

5(流动性:型砂在外力或自重作用下，沿模样与砂粒之间相对移动的能力称为流动性。

6(气硬冷芯盒法(vapor cold box process):将混好的双组份树脂砂填入芯盒，然后在室温下通过吹气硬化制成砂芯的方法。

7.型、芯砂:将原砂或再生砂+粘结剂+其它附加物等所混制成的混合物为型砂或芯砂(其中将其用于铸型者被称为型砂,用于制砂芯者称为芯砂)。 8(可使用时间(bench life，working time):指自硬树脂砂(其它化学粘结剂也相同)混砂后能够制出合格砂芯的那一段时间。

9。冷铁:为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块。

10(热芯盒法(hot-box process):用液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯

砂，吹射入加热到一定温度的芯盒内(180-250C)，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘

结剂在很短时间即可缩聚而硬化而制成砂芯的方法。

(二)问答题

1. 铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件用的湿型砂各具有什么特点, 答题要点:

由于铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件的合金特性和浇注温度不同，因此它

们用的湿型砂不宜一样。

铸铁件的合金熔点较高(略低于铸钢)，浇注温度一般在1200?一1400?左右，

因此对湿型砂耐火度的要求可比铸钢件低。

铸铁件湿型砂的显著特点是其中普遍加入了煤粉，煤粉的作用主要在于防止粘砂。

铸钢件的合金熔点很高，浇注温度高达1500-1650?，因此要求混型砂有较高

的耐火度和透气性。铸钢件湿型砂一般应具有以下一些特点: 采用耐火度高的硅砂;

膨润土加入量相应增多，以提高型砂强度，以有利于降低水分，以有利于防止

粘砂、夹砂和气孔缺陷;

严格控制湿型砂水分，提高型砂的透气性;

铸造非铁合金件的合金熔点一般不高，铜合金浇注温度约1200?，铝合金浇注

温度一般不超过700?一800?，镁合金浇注温度更低，因此时湿型砂的耐火度和化

学热稳定性要求不高，但非铁合金液一般极易氧化，主要要求是防止合金液渗入铸型，要求铸件有较清晰轮廓和光洁的表面。

2(根据确定铸件浇注位置的一般原则，指出下列每一组图形中的哪一个是合理的，并说明其理由。

图1 图2

图3

答:

图1: a) 不合理 b) 合理

铸件的重要加工面、工作面、受力面应尽量放在底部或侧部，以防止这些面产生铸造缺陷。图示的齿轮轮齿是加工面和使用面，应将其朝下。图2: a) 不合理b) 合理

浇注位置应有利于所确立的顺序凝固，对于体收缩较大的合金，浇注位置应尽量满足定向凝固的原则，铸件厚实部分应在浇注位置上方，以利于冒口补缩。图3:a) 不合理 b) 合理

浇注位置应有利于砂芯的定位支撑，使排气顺畅，尽量避免吊芯、悬臂砂芯。

3(试介绍酚醛—酯自硬砂法的基本工艺和它的优点及不足之处答题要点: 酚醛—酯自硬法用树脂为在强碱性条件下合成的碱性甲阶酚醛树脂水溶液，其pH值高达11—13(5。用于这种粘结剂的催化剂为一系列的液态酯。酚醛—酯自硬法的一个特殊优点是,有机酯固化剂能直接参与树脂的硬化反应,但在室温下有机

酯仅能使大部分树脂交联,故它有一定的塑性。在浇注时的热作用下,未交联的树脂继续进行缩聚反应(称二次硬化),这种先表现出塑性,然后再转为刚性而产生较高强度的特点,导致树脂砂具有一定的热塑性和容让性,可减少硅砂的热膨胀对铸件的收缩阻力,从而减轻铸件、特别是薄壁铸钢件产生热裂纹倾向。

目前还有待改进之处是，在树脂加入量相同的条件下，酯硬化砂的实际粘结强度没有酸催化的树脂砂和尿烷自硬砂的高;存放稳定性差;旧砂用干法再生后的使用率平不高。总之，酚醛-酯自硬法是有发展前途的新型树脂体系之一，其树脂砂的成本可能较高，但它在生态学、工人操作和铸造质量上的许多优点有可能弥补成本较高这一缺点。

4(在酸催化剂自硬法中，催化剂对硬化过程的控制起着决定性作用。用于呋喃系、酚醛系树脂自硬砂的酸性催化剂哪些,以国内常用的磷酸、硫酸酯和芳基磺酸为例，分别说明它们对树脂自硬砂硬化特性的影响。

答题要点:

从呋喃系、酚醛系树脂自硬砂用酸性催化剂有:芳基磺酸、无机酸、以及它们的复合物。常用的无机酸为磷酸、硫酸单酯、硫酸乙酯;芳基磺酸为对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、萘磺酸、对氯苯磺酸等。 (PTA)、苯磺酸(BSA) 磷酸多用于高氮呋喃树脂的硬化，砂芯(型)有好的表安性，热强度高，而且，高氮低糠醇树脂采用磷酸作催化剂可获得很好的终强度，而低氮高糠醇用磷酸作催化剂时终强度较低。

硫酸酯是酸性最强的无机酸催化剂，它能加速硬化速度，缩短脱模时间，同时对防止砂芯长期存放过程中的软化有利。但残存于树脂膜中的硫酸酯对树脂膜有腐蚀作用，而且硬化和脱水速度快，树脂膜易产生应力和裂纹，使终强度降低，表安性也较差;浇注过程中，将产生SO2气体，不仅污染环境，而且易引起钢液增硫和球墨铸铁球化不良。