铸造工艺学期末复习资料

造型材料：用于造型制芯的各种原砂、粘结剂、添加剂以及由各种原材料所组成型砂和芯砂的材料。

角形系数：铸造用硅砂的实际比表面积与理论比表面积的比值。

烧结点：原砂颗粒表面或沙粒间的混杂物开始熔化的温度。

比强度：每1%的粘结剂可获得的芯砂干拉强度。

可使用时间：自硬树脂砂混砂后能够制作出合格砂芯的那一段时间。

脱模时间：从混砂结束开始在芯盒内制的砂芯硬化到能满意地将砂芯从芯盒中取出，而不致发生砂芯变形所需的时间间隔。

溃散性：铸件浇注并凝固后，砂型、砂芯被打碎的难易程度，也叫除砂性。

1、涂料作用？优质涂料应具有的性质？一）1）砂型和砂芯是微孔——多孔隙体系，涂敷涂料，既填塞了砂型和砂芯表面空隙，也在铸型和金属液之间建立起一道有效的耐火屏障，避免铸件表面粗糙、机械粘砂、化学粘砂，使铸件表面粗糙度得到很好的改善。

2）涂敷涂料也可防止或减少铸件产生与砂子有关的其他铸造缺陷或质量问题。

3）用涂料来产生冶金效应，改善铸件局部的表面性能和内在质量。

二）1）好的悬浮性及再搅拌性。

2）有一定的触变性。

3）好的覆盖能力。

4）具有适当的渗透性。

5）具有良好的粘结强度和耐激热性。

6）好的抗粘砂性。

7）低的发气性。

8）好的贮存性。

9）各种原材料资源丰富，成本低廉，并能满足劳动卫生方面的要求。

2、列举常用吹二氧化碳的方法。

吹气速度及时间对砂的硬度和强度有什么影响？答：方法：1、插管法（大型砂型或砂芯）2、盖罩法（较小型砂或砂芯）3、通过模样吹气法4、脉冲吹气法5、真空CO2 僵化法，又叫VRH-CO2 僵化法或真空置换僵化法。

影响：低流速有利于钠水玻璃化学反应，可以得到较高的初始强度与硬度，但降低终强度并促进放热；高流速促进脱水及吸热物理反应，是化学反应迟缓，可得到较高的力学性能及较好的存放性。

从吹气时间看，如果低流速且长时间吹气，将得到强度低、表面酥脆的型和芯，这就是所谓的过吹。

3、什么是热砂问题？热砂问题有什么不良影响？请论述解决措施和途径。

答：热砂：一般型砂温度高于室温10度以上成为热砂。

影响：1、砂温高，水分容易蒸发，使型砂紧实率不易控制；2、热砂蒸发的水蒸气，会凝结在冷的皮带、砂斗和模板表面上，使型砂的运送和起模困难，还会降低铸件表面的光洁程度；3、热砂使型砂表面容易脱水，降低表面强度，浇注时引起冲砂和砂眼缺陷；4、热砂发出的水蒸气会凝聚在冷铁和砂芯上，使铸件产生气孔。

措施：1、加强落砂、过筛、运输和混砂过程中的通风，利用旧砂中水分蒸发吸收热量，降低旧砂温度；2、根据旧砂温度自动调节增湿量，然后使用沸腾冷却装置、冷却提升机、搅拌冷却装置等冷却设备降低旧砂温度；3、增大砂铁比，增加型砂周转量和减少型砂循环次数；4、为了防止热砂粘附模板，还可将模板加热，减少温差，避免水汽凝结在模板上。

4.植物油硬化反应应具备哪些条件？1、油分子中必须含有双键2、在烘干过程中必须有氧气参加起桥梁作用。

3、温度在200 到220 度为宜，加热是是反应迅速进行的必要条件。

5 铸造用原砂，型砂中的含泥量是否就是粘土？两者有何区别?答：含泥量是指砂或型砂中直径小于0.02mm 的细小颗粒的含量而言（此含量是指质量分数）。

其中既有粘土，也包括较细的砂子或其他非粘土质点。

粘土主要是细小结晶质的粘土矿物所组成的土状材料。

粘土是由各种含有铝硅酸盐矿物的岩石经过长期的风化，热液蚀变或沉积变质作用等生成的。

其种类不同，如普通粘土N 和膨润土P。

其结晶结构有硅氧四面体的高岭石和铝氧八面体的蒙脱石和伊利石。

其中粘土矿物是产生粘结能力的基本材料。

6.磷酸盐粘结剂砂优点 1 硬化速度快，硬化强度高 2 浇注后失去强度，具有良好的溃散性，出砂性好 3 混砂浇注时无有害物质析出，不会构成环境污染 4 砂型具有良好的力学性能和热稳定性 5硬化方式多样化 6 来源广价格低7.为什么磷酸粘结剂砂用高氨作固化剂不用做低氨作固化剂？用低氮硬化速度慢，时间长，硬度低8 砂型铸造常常提到的“三砂两孔一裂”是？1粘砂夹砂胀砂气孔沙孔裂纹9 钠水玻璃的硬化机理及分类？目前，铸造生产中常用的一些硬化方法，都是加入能直接或间接影响上述反应平衡点的气态，液态或粉状硬化剂，和OH-作用，从而降低PH 值或靠失水，或靠上述两者的复合作用来达到硬化。

分类：水玻璃CO2 硬化砂水玻璃自硬砂水泥自硬砂钠水玻璃——石灰石砂10偶联剂作用：在冷硬呋喃树脂砂中加入少量的硅烷做偶联剂，可以明显地提高树脂砂强度、热稳定性和吸湿性。

途径：1、通过简单的溶解（分子间力粘合强度为 2.1—4.2Kj/mol）。

2、通过强度为21—42Kj/mol 的硅烷醇的氢键。

3、通过强度为210—420kj/mol 的共价键桥。

11聚脲：水分过多时型砂硬化速度下降，聚脲脘与水反应，甚至失去固化效果2R-NCO+H2O----R-NH-C(O)-NH-R+CO2(气体) 12 自硬冷芯盒和气硬冷芯盒制砂芯分别适用于什么条件？这两种硬化工艺有何异同？（1）：A：自硬冷芯盒法适用于单体和小批量生产，可生产铸铁、铸钢和有色合金铸件。

B：气硬冷芯盒法、热芯盒法、壳法因耗能高；芯盒的设计和制造周期长、成本高；造芯时工人需在高温和强烈刺激气味下操作等；采用自硬冷芯盒法造芯，芯砂可使用时间短，不利于高效大批量造芯，而气硬冷芯盒法可以弥补它们的不足。

（2）：异同点. A：自硬冷芯盒法造芯是将砂子、液态树脂及液态催化剂混合均匀后，填充到芯盒（或沙箱）中，稍加紧实，即于室温下在芯盒或沙箱中硬化成型。

B：前者有酸催化树脂砂自硬法、尿烷系树脂砂自硬法和酚醛脂自硬化。

后者有三乙胺法、SO2 法、13 铸造上采用一些什么类型的呋喃树脂？用于自硬、吹气硬化、热芯盒和冷芯盒硬化时，其催化剂有什么不同？一般采用什么催化剂？（1）、采用脲呋喃树脂，酚呋喃树脂和脲-酚呋喃共聚物。

（2）：A、自硬：不采用潜伏型催化剂，采用活性催化剂，其本身就是强酸或中强酸，一般采用芳基磺酸、无机酸以及他们的复合物。

B、吹气硬化：活性SO2 不像自硬法那样直接加入酸催化剂，而只是加入含过氧化物的活性剂。

C、热芯盒：使用室温下处于潜伏状态的催化剂在半常温下是中性或弱酸性的盐，而在加热时激活或强酸，使树脂迅速硬化，生产中常用NH4Cl，NH4NO2 磷酸铵水溶液，也有用对甲苯硫酸铜盐，甚至对甲苯硫酸铵盐。

D、温芯盒法：国外常用，以氯化铜的水溶液或乙醇溶液为基的催化剂，在室温下很稳定，在80 到100度开始分解，在150度具有最佳的工艺性能，二为磺酸盐，是苯、苯酚、二甲苯或低脂肪烃的磺酸与Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、NH4+所形成的。

14 国内外均重视吹气冷芯盒法的开发研究，请介绍当前有哪些吹气冷芯盒法？采用什么样的粘结剂，其发展方向及远景如何？根据使用的粘结剂和所吹气法及其作用的不用，而有三乙胺法，SO2 法，脂硬化法，低毒和无害气体促硬造芯法等。

1. 三乙胺法，粘结剂由两部分液体组成：组分一为酚醛树脂，组分二为聚氰酸脂，是现代吹气冷芯盒法中应用最早的工艺，由于生产率高、节能，铸件表面较光洁，因而吸引一些工厂采用，是当前国际上应用较广的冷芯盒法，但是树脂和催化剂价格高，易燃，对温度敏感特别是聚乙胺酸脂对水分敏感。

15 夹砂产生的原因及防止措施：原因：1 型砂在加热时的热膨胀。

2 铸型中形成高湿度低强度层。

措施： 1 合理选用原砂。

2对型砂可选用热湿强度搞、热压力低的膨润土，增加膨润土的有效粘土量。

3尽可能降低型砂的含水量4 加入一定量的煤粉、木屑，采用水玻璃砂，树脂砂。

5 也可采用一定的共有措施。

16 简述机械粘砂产生的原因及方式措施: (1)机械粘砂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，它是由金属渗入铸型表面的微孔中形成的（2）铸件产生机械粘砂的条件是铸型某个部位的金属液的压力大于渗入临界压力。

（3）影响因素： 1 金属液对表面的润湿性，润湿角小于90 时，机械粘砂严重。

2 型芯表面的微孔尺寸：尺寸小、金属液更难渗入。

3 铸型内微孔中的气体压力：发气性、透气性小、排气适中、金属液较难渗入。

4 金属液压力越大、金属液越易渗入铸型孔隙。

（4）防止措施： a 减小铸型表面微孔尺寸。

b 型砂中加入能适当提高铸型背压或能产生隔离层的附加物。

c 改用非硅质特种原砂。

d 降低浇注温度和减少金属液压力等。

分析题 1.水分6.5%（质量分数）（偏高，但不知是否为最适宜水分）、紧实率45%（不高，与水分相对照后怀疑是由型砂中粉尘、膨润土等吸水物质过多引起的）、湿压强度80kPa（适中）、含泥量18%（质量分数）（偏高，估计是水分高的原因）、有效煤粉含量20mL（适中，说明含泥量中煤粉量并不过多）、有效膨胀润土含量（偏低，说明含泥量中有效膨润土也不多）。

答：型砂中灰分过多是含泥量高、水分高的原因。

湿压强度不完全由有效膨润土形成，其中一部分是由型砂中灰分形成的。

根据以上数据还可以估计出：型砂的破碎指数较低，大约不大于70%。

这是因为型砂的有效膨润土量不高，紧实率又只有45%。

型砂的表面强度同样不高。

由于型砂韧性差，其模型差，铸件易形成冲砂、砂眼等缺陷。

如果型砂未活化，抗夹砂结疤能力不强，则有些中等大小铸件上可能发现鼠尾、夹砂等缺陷。

改进措施是应设法降低型砂中灰分，提高有效膨润土量，必要时可以活化。

分析题：2 湿压强度75ＫＰ（适中）。

紧实率５０％（正常）。

水分４.０％（质量分数）（与紧实率５０％相对照似稍低，说明砂型中吸水物质不多）。

透气性２００（较高）。

原砂颗粒分析１５Ｑ（正常，透气性高的原因不是由于原砂太粗）。

型砂含泥量１０％（质量分数）（稍低）。

有效膨润土量６％（质量分数）（正常）。

有效煤粉量（发气量）８ｍＬ（太低）。

综合以上结果可知：型砂透气性高，含泥量低，含水量不高的原因都是由于煤粉加入量不足，并不是由于硅砂太粗或有效膨润土少。

型砂的透气性高，煤粉含量低，铸件表面必然粗糙不光洁，个别部位可能有机械粘砂。

改进措施是增加型砂的有效煤粉含量。

如果旧砂是经过风吸送运输回砂库的，则有可能在运送过程中细粉损失过多。

应当减少细粉丢失数量，并在配砂时增加煤粉的加入量。

分析3：湿压强度40kpa 偏低含泥量20%偏高紧实率55% 偏高含水量7%偏高通气性30 偏低发气量28ml （稍高）灰分高、煤份低综合以上分析：型砂中煤粉质量大是含泥量高、水分高的原因，水分高使型砂湿压强度降低，透气性低可能是型砂中普遍粘土高造成的型砂的韧性差，破碎指数低，可能会使铸件形成气孔，冷隔浇不足等缺陷。

改进措施：设法降低型砂中有效煤粉含量，增加有效膨润土的量，减少灰分。

造型材料：用于造型制芯的各种原砂、粘结剂、添加剂以及由各种原材料所组成型砂和芯砂的材料。