铸造工艺 2.doc

1. 铸铁件用湿型砂中经常加入什么附加物，产生还原性气氛，防止金属液氧化和粘砂，并简述其在湿型砂中所起作用？（8分）答：煤粉，铸铁用湿型砂中加入煤粉可以防止铸件表面产生粘砂缺陷，并能改善铸铁件的表面光洁程度。煤粉所起的作用主要有：（1） 在铁水的高温作用下，煤粉产生大量还原性气体，防止金属液被氧化，并使铁水表面的氧化铁还原，减少了金属氧化物和造型材料进行化学反应的可能（2） 煤粉受热形成的半焦充填堵塞砂型表面颗粒间的孔隙，使金属液不能渗入。（3） 煤粉受热后变成胶质体，具有可塑性。如果由开始软化至固化之间温度范围比较宽，则可以缓冲石英颗粒在该温度区间受热而形成的膨胀应力，从而可以减少因砂型受热膨胀而产生的铸件缺陷。（4） 煤粉在受热时产生的碳氢化物挥发分在650-1000高温下，于还原气氛中发生气相热解而在金属和铸型界面上析出一层带有光泽的碳，阻止了型砂与铁水的界面反应，而且也使型砂不易被金属液 所润湿，对防止机械粘砂有更加显著的作用。2简述“鼠尾”膨胀类缺陷形成过程？ （8分）答：鼠尾：铸件表面有浅的方向性凹槽或不规则的折痕，无金属瘤状物。通常沿下型内交口正前方产生，在下型表面上可看到与这些凹槽相对应的线状棱纹。下图为生成鼠尾的过程示意图它多半是出现在受铁水流的热作用而又不能被金属液覆盖的地方。这时，表面层型砂膨胀产生的应力大于水分凝聚层M的剪切强度，使边缘部分突出于表面之外，因而产生鼠尾。3.简述铸钢件化学粘砂防范措施 ? （6分） 答：（1）选择适宜得造型材料，如高纯度的硅砂，铬镁石砂特别是铬铁矿砂。（2） 使用在浇注时有烧结倾向或能在金属-铸型界面上生成易熔相的砂，例如采用高耐火度，低烧结温度的粘土（3） 在浇注金属和铸型之间建立隔离层，如采用各种涂料（4） 降低化学粘结层与金属件表面结合力.（5） 降低浇注温度4 请说出图中缺陷类型，应采取哪些预防措施? （6分）答：皮下气孔措施：（1）提高浇注温度，增加脱氧剂添加量（2） 在砂型的缺口位置要倒角（3） 开设排气孔在浇注过程中点燃排出气体，促进排气5 湿型砂的主要性能指标有哪些？（6分）答：直接影响铸件质量和造型工艺的湿型砂性能中最主要的有：水分、透气性、发气性、强度、抗粘砂性、抗夹砂性、流动性、韧性等。（1） 水分，最适宜干湿程度和紧实率：含水太少型砂太干易破碎、起模有困难，砂型表面强度低铸件容易产生冲砂和砂孔等缺陷；含水太多型砂太湿，造型时型砂不易从砂斗和流砂槽落下流动性差砂型紧实度不均，浇注时急速产生大量的气体易使铸件产生气孔和呛火，还会增加产生夹砂结疤类缺陷的倾向（2） 透气性：即型砂能让气体透过而逸出的能力。实际中型砂透气性并非越高越好。因为透气性高表明砂粒间孔隙直径较大，在其他条件相同时金属液易于渗入砂粒间孔隙中会造成逐渐表面粗糙和发生机械粘砂。（3） 湿态强度：如果强度不足，在起模，搬动砂型，下芯合箱等过程中铸型有可能造成破损塌落，浇注时可能承受不住金属液的冲刷和冲击，冲坏砂型而造成砂孔缺陷（4） 流动性：型砂在外力或本身重力作用下砂粒间相互移动的能力（5） 起模性，变形量，韧性和破碎指数（6） 抗夹砂结疤类缺陷能力（7） 发气量和有效煤粉含量（P56-61）6. 镁合金铸造用湿型砂加入烷基磺酸钠和硼酸附加物的作用是什么？ （6分） 答：要点：为了防止镁合金液体氧化，必须提高铸型的阻燃能力。在造型材料中加入适量的烷基磺酸钠及硼酸。烷基磺酸钠在高温作用下，释放出以SO2和CO2为主的保护性气体，镁在CO2中不易产生氧化反应。SO2与镁金属液面反应产生一层较薄较致密的MgS膜，阻止液体合金的氧化反应。SO2气体的密度是空气的2.23倍，CO2的密度是空气的1.53倍，二者都比空气要重，有利于驱逐型腔内的空气，同时能够瞬间在金属液体表面形成一层保护性气膜，阻隔了空气与金属液体的接触，阻止了高温情况下的氧化反应。2 1. 试分析影响铸件质量的主要因素（10分）答：影响铸件表面粗糙度的因素一方面受金属液渗透能力的影响，取决于合金的特性：对型砂的润湿性、表面张力、流动性、浇注温度、铸件壁厚、金属液动、静压头等另一方面受砂型接受渗透能力的影响，并取决于砂型表面的孔隙度大小，有无超孔存在，型砂的透气性、砂粒分布、流动性、含泥量、是否形成光泽碳、紧实度此外，铸件的清理方法对铸件表面粗糙度的影响也极为关键，经过粗钢丸强力抛丸后，表面粗糙度会明显提高最后，通过采用粒度较细的原砂（100-200目） ，刷涂料，添加炭质附加物也会使铸件表面质量得到改善2 写出覆膜砂壳型造型过程各个阶段特点 。（10分）答：（a）在热模盒上喷脱模剂，预热到250-300摄氏度喷涂分型（b）模型翻转到翻斗上夹紧 翻转180度使覆模砂落到模板上，保持15-50s（c）结壳（d）结壳完毕、复位 砂上树脂软化重熔，在砂粒间接触部位形成连接“桥”将砂粒 粘在一起，并沿模板形成一定厚度塑性状态的壳；翻斗复位，未起反应的覆模砂仍旧落回翻斗中（e）壳型仍附在模型上并移到烘炉硬化，对塑性薄壳继续加热30-90s,顶出（f）脱壳，制成壳型;（P152）3 试分析热芯盒法用催化剂的特点。（10分）答：热芯盒法使用的催化剂为潜伏型催化剂，目前使用的为在常温下呈中性或弱酸性（这有利于混合好的树脂砂的存放，即达到可使用时间长），而在加热时放出强酸，促使树脂迅速硬化的酸性盐。生产中常用的为氯化铵，硝酸铵，磷酸铵水溶液，也有采用对甲苯磺酸铜盐，甚至对甲苯磺酸铵盐的。国内对呋喃I型树脂砂最常用的催化剂是氯化铵和尿素的水溶液，其配比（重量比）为