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特种铸造习题

1.为什么要发展特种铸造?当前特种铸造的主要方法有哪些?

答：市场对铸件的需求量日益增加，对铸件质量、生产周期的要求也越来越苛刻

常见的特种铸造方法：熔模铸造，消失模铸造，金属型铸造，压力铸造，低压铸造，挤压铸造，差压铸造，真空吸铸，离心铸造，石膏型铸造，陶瓷型铸造，连续铸造，半连续铸造，壳型铸造，磁型铸造，石墨型铸造，冷冻铸造等。

2.特种铸造的基本特点是什么?对铸件生产(铸件质量)有什么积极意义?

答：1从铸造工艺角度考虑，铸件的尺寸精度和表面粗糙度主要取决于铸型的性质。

改变铸型的制造工艺及材料的特种铸造方法。

熔模铸造：薄壳铸型，耐火度高。

金属型铸造：金属铸型。

消失模铸造：不含粘结剂的干砂铸型。

还有：石膏型铸造，陶瓷型铸造，石墨型铸造等。

2化学成分相同条件下铸件的机械性能主要取决于冷却速度。

改变液态金属充填及冷却条件。

离心铸造：在离心力作用下凝固。

压力铸造：高压力下充填和凝固。

金属型铸造：冷却速度比砂型制造快。

还有：低压铸造，差压铸造，真空吸铸等。

1铸件尺寸精确（熔模铸造CT4-7,消失模铸造CT6－9，压力铸造CT4－8），表面粗造度低（熔模铸造：Ra1.6-6.3,消失模铸造Ra6。3-20，压力铸造：Ra1.6-6.3）。可实现少切削或无切削加工。

2铸件内部质量好，力学性能高。铸件壁厚可以减薄（最小壁厚：熔模铸造0.5，消失模铸造：2－3，压力铸造：0.3）。

3降低金属消耗和铸件废品率（工艺出品率：熔模铸造30－60％，消失模铸造40－75％，压力铸造60－90％）。

4简化铸造工序（熔模铸造除外），易于实现机械化和自动化。

5改善劳动条件，提高劳动生产率。

3.与砂型铸造相比,试分析特种铸造的优点及局限性.

答：与砂型铸造相比，特种铸造的优点：

1铸件尺寸精确（熔模铸造CT4-7,消失模铸造CT6－9，压力铸造CT4－8），表面粗造度低（熔模铸造：Ra1.6-6.3,消失模铸造Ra6。3-20，压力铸造：Ra1.6-6.3）。可实现少切削或无切削加工。

2铸件内部质量好，力学性能高。铸件壁厚可以减薄（最小壁厚：熔模铸造0.5，消失模铸造：2－3，压力铸造：0.3）。

3降低金属消耗和铸件废品率（工艺出品率：熔模铸造30－60％，消失模铸造40－75％，压力铸造60－90％）。

4简化铸造工序（熔模铸造除外），易于实现机械化和自动化。

5改善劳动条件，提高劳动生产率。

并不是每一种特种铸造方法都有上述全部特点！

4.金属型铸件形成过程的特点是什么？它对铸件质量有些什么影响？

答：导热性好：金属型铸造时，铸型材料的导热性能对铸件的凝固起主导作用。

无透气性：易造成的缺陷：1.气体阻力大造成浇不足、冷隔。2.排不出的气体造成铸件侵入性气孔的产生。

无退让性：室温：应力集中→阻碍取件和取芯、导致裂纹

冷却过程中：收缩受阻→拉应力→拉伸变形→热裂纹→冷裂纹

5.简述金属型铸造工艺要点所包含的主要内容。

答：1.金属型的准备：新金属型或长期未用的金属型，应先起封，除油，并在200~300℃下烘烤，除净油迹。经过了一个生产周期，需要清理的金属型而言，应着重清除型腔、型芯、活块、排气塞等工作表面上的锈迹、涂料、粘附的金属屑等杂物。

2. 金属型的预热：金属型在工作前应预热并涂敷涂料，未经预热和喷涂涂料的金属型不能进行浇注。因为金属型导热性好，金属液冷却快，流动充型能力差，容易使铸件出现冷隔、浇不足、夹杂、气孔等缺陷。

3金属型的浇注：金属型的浇注工艺参数即模具温度、浇注温度和涂料的选择是生产优质铸件和延长金属型使用寿命的关键。

4铸件的出型和抽芯时间：金属型芯在铸件中最适宜的停留时间是当铸件冷却到塑性变形温度范围内，并有足够的强度时，是最好的抽芯时间。

5金属型工作温度的调节：风冷、间接水冷、直接水冷、局部加热

6金属型涂料

6.金属型涂料的主要作用是什么？简述其基本组成。

答：金属型涂料的作用：

1）保护金属型。浇注时可减轻液体金属对金属型的热冲击和对型腔表面的冲刷作用；在取出铸件时，减轻铸件对金属型和型芯的磨损，并使铸件易从铸型中取出。

2）采用不同冷却性能的涂料（如激冷涂料、保温涂料等）能调节铸件在金属型中各部位的冷却速度，控制凝固顺序。

3）改善铸件的表面质量。防止因金属型有较强的激冷作用而导致铸件表面产生冷隔或流痕以及铸件表面形成白口层。

4）改善型腔中气体的排除条件，增加合金的流动性。

5）获得复杂外型及薄壁铸件。

基本组成：

1）耐火材料：氧化锌、滑石粉、锆砂粉、硅藻土粉等。

2）粘结剂：水玻璃、糖浆、纸浆废液等。

3）溶剂：水等。

4）附加物

7.金属型破坏的原因是什么？简述提高金属型寿命的有效途径。

答:金属型铸造中，由于金属液的浇注温度高（如铝合金的浇注温度为973K～1023K），金属型的型腔部分直接与高温金属液接触且受交变的热应力作用，为保证金属型的使用寿命，型腔的制作材料应具有足够的耐热性、淬透性和良好的机加工和焊接性能。

8.分别阐述铸件在金属型中的浇注位置选择原则和铸型分型面的选择原则。

答：铸件在金属型中的位置，直接关系到型芯和分型面的数量、液体金属的导入位置、冒口的补缩效果、排气的通畅程度以及金属型的复杂程度等。铸件在金属型中位置的设计原则如下：

1）浇注系统易于安放，保证金属液平稳地充满金属型，排气方便，避免金属液流卷气和氧化。

2）铸件最厚大部位应放置在金属型的上端，便于设置冒口补缩。如盖子或盘形铸件的厚大法兰面应向上，便于设置冒口补缩。

3）应使金属型结构简单，型芯数量少，安装方便，定位牢固可靠。

4）应保证便于分型取出铸件，防止铸件被拉裂或变形。

分型面选择的基本原则：

1）对于形状简单的铸件，分型面应尽量选在铸件的最大端面上，同时铸件最好都布置在一个半型内或大部分分布在半型内。

2）矮的盘形和筒形铸件，分型面应尽量不选在铸件的轴心上。

3）分型面应尽可能地选在同一个平面上，尽量避免曲面分型。

4）应保证铸件分型方便，尽量减少或不用活块。

5）分型面应尽量不选在铸件的基准面上，也不要选在精度要求较高的表面上。

6）分型面的位置应尽量避免做铸造斜度，而且取件容易。

9.金属型型腔尺寸由下列经验公式决定：

试阐述式中各参数的意义。

答：Ax=[Ap+Ap×ε±δ]±ΔAx

Ax——型腔尺寸

Ap——铸件名义尺寸，mm

ε——铸件收缩率，%

δ——金属型的涂料层厚度，mm

ΔAx——型腔尺寸制造公差，mm

10.金属型结构有哪几种主要形式？

答：金属型的结构取决于铸件形状、尺寸大小、分型面选择等因素，按分型面划分，典型的金属型结构形式如下：

1）整体金属型浇注出来的铸件无分型面，尺寸精度高，但应用受到限制，仅适用于从铸型中方便取出的简单铸件。

2）水平分型金属型铸型主体由上、下两半型组成，下半型固定在工作台面上，上半型作开（合）型动作。可以配置各种型芯，抽芯及顶出。砂芯安放方便，但不便于设计浇、冒口系统，排气条件差。适用于轮盘类铸件。

3）垂直分型金属型铸型主体由左、右两半型组成，其中一个半型固定，另一个做开（合）型动作（也可以两个半型同时动作）。操作方便，便于设置浇冒口系统，易实现机械化。适用于结构简单，开型阻力小的铸件。

4）综合分型金属型铸型主体有两个或两个以上的垂直和水平分型面组成，可以设置型芯及抽芯，方便设计浇冒口和排气。易实现机械化，广泛应用于各类复杂铸件。

11.熔模铸造的实质、基本特点及应用范围是什么？