材料成形工艺学（上）期末复习材料.docx

材料成形工艺学（上）期末复习材料第一章1、金属液态成形工艺的特点？举例说明这些特点。（1）适应性强：铸造方法不受零件大小、形状和结构复杂程度的限制，又可铸造各种合金。质量：小至几克，大至数百吨；尺寸：壁厚从0.5mm到1m左右，长度从几毫米到十几米，铸造方法有可以适用于各种合金的形成，如常用的铁碳合金、铜合金、镁合金、铝合金等。（2）尺寸精度：比锻件、焊接件的尺寸精度高，更接近于零件的尺寸，可节约金属材料和机械加工工时。（例如，精确成形技术可以节约金属材料5090%，减少机械加工工时3070%）（3）成本低：铸件重量一般占机械装备总重量的40%-80%，而成本仅占25-30%。废旧金属可以再生利用。（4）不足：存在结构缺陷。铸件一般组织疏松，晶粒粗大，铸件内部有时会出现缩孔、缩松、裂纹和偏析等缺陷，导致力学性能降低；废品率高。工序多，每道工序难以精确控制；对周围环境污染严重，生产环境差，劳动环境差、强度高。第二章1、液态金属充型过程有哪些水利学特点？（1）多相黏性流动。液态金属中存在夹杂物（固相）和气体（气相），即钢水中含有夹杂物和气体。金属由固态转变成液态，金属键被部分破坏，原子之间仍然保持一定的结合力，因此液态金属在流动过程中有内摩擦阻力，呈现粘性流动的水力学特点。（2）不稳定流动。充型过程中物理场（温度、断面积、流速）在不断变化，即流路截面、流路方向、流路温度不断变化。（3）紊流流动。在浇注系统中，即使管道直径D很小，在保证充型的最低流速下，其雷诺数也大于Re临。所以金属液在浇注系统中的流动为紊流流动。又由于浇注系统流路回转，使紊流程度加重。（4）（非封闭流动）在“多孔管”中流动。浇注系统及铸型的型腔都具有一定的透气性，充型过程金属液体就像在“多孔管”中流动。2、分析影响液态金属黏性的主要因素是什么？温度、合金成分、金属液纯净度3、液态金属充型过程水力学计算重要性和主要依据是什么？重要性：保证液态金属充型过程中内浇道截面一定的流速，充型过程的分析与计算，是合理设计浇注系统的依据。主要依据：伯努利方程（能量守恒方程）、奥赞公式。其中，奧赞公式为：m-充满铸型所需金属液的质量；t-金属液充满铸型的时间；-流动系数；-液态金属密度；F内-内浇道的横断面积；H均-充满整个铸型是的平头压力。意义：是浇注系统水力学计算的基本公式，为合理设计浇注系统提供了依据 成立条件：1.浇注系统内充满流动。 2.浇口杯液面保持不变。 3.透气性好，型腔压力P杯=P腔。 4.伯努利（能量）方程需满足，系统为充满流动，浇口杯液面保持不变。4、什么是液态金属充型能力，它与液态金属的流动性有什么区别和联系？液态金属充型能力：液态金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。区别与联系：流动性是合金及金属的流动能力，是决定液态金属充型能力的内因，起主导作用，即流动性是充型能力的量度。而充型能力还受外界条件的影响，铸型性质（导热能力、温度），浇注条件（浇注温度、浇注压头），铸件结构（热模数、复杂程度）都会影响金属液的充型能力。5、说明液态金属充型过程的停止流动机理是什么。按结晶温度区间的大小来划分：（1） 纯金属、共晶合金和结晶温度区间很窄的合金。结晶特点是在一定的温度点开始凝固。具有一定过热度的液态金属在管道中流动，靠近管壁的液态金属首先降到凝固温度并开始在管壁上凝固，一般是以柱状晶组织从管壁向里推进，而中心的过热液态金属继续向前流动，并且能够全部或部分地熔化正在向里生长的柱状晶，过热度逐渐减小。当流动的液态金属没有过热度时，柱状晶一直生长到中心，液态金属在流动前端的后部被堵塞而停止流动。（2）结晶温度区间宽的合金。结晶特点是在一定的温度范围内开始凝固。具有一定过热度的液态金属在管道中流动，不断接触管壁的液态金属前端首先达到凝固温度，并开始有部分的固相以枝晶析出。此时液态金属中虽然有部分固相，但还可以继续向前流动，但流动阻力越来越大，流动速度逐渐减慢。当液态金属前端区域的固相析出量在15-20%左右时，在流动的前端被堵塞而停止流动。（故浇注同样结构的铸件，结晶温度范围宽的合金要适当提高浇注温度。）（所以，结论是：纯金属、共晶合金的流动时间相对较长，流动性好，充型能力强。结晶温度范围较宽的合金流动时间相对较短，流动性差，充型能力弱。）影响因素：合金本身性能，铸型条件，浇铸工艺。提高充型能力的措施：1. 合金方面：选择共晶或结晶温度范围窄的合金、提高液态金属的纯净度。2. 铸型方面：刷保温涂料。3. 浇注工艺：适当提高浇注温度、调整浇注位置，提高浇注压头。6、金属凝固动态曲线有什么意义？获得方法：依据凝固体断面上实际测得的温度随时间变化曲线，在凝固体断面上不同位置与时间的座标下，确定金属在凝固过程中典型温度点（液相温度，固相温度，共晶温度等），把凝固体断面上实际测得的温度随时间变化曲线上确定的温度点投影到凝固体断面上不同位置与时间的关系图中，把不同时间、不同位置的同一温度点连接起来，即得到金属凝固动态曲线。定义：根据凝固体断面各位置的温度与时间的关系曲线，在位置与时间的坐标图上绘制成的凝固体典型温度的连线图称为凝固动态曲线。即把不同时间，不同位置到达同一温度点连接起来，就得到凝固动态曲线，也就是把T-t曲线转化为了x-t曲线。意义（即可以获得什么信息）：根据凝固动态曲线，可以推断凝固体断面不同时刻的凝固状态和凝固区的宽窄（范围）。凝固动态曲线可以明确凝固区间，确定凝固过程中典型温度点（液固相温度），可以知道在某一时间某个断面所处的凝固状态（L相区、S-L相区、S相区），从而合理制定铸造工艺。7、金属凝固方式有哪几种，影响金属凝固动态曲线（方式）的因素有哪些？凝固方式：由结晶过程的固液两相区的尺度范围来决定，有逐层凝固方式、体积凝固方式、中间凝固方式。凝固方式对凝固过程的影响：1. 逐层凝固方式对凝固性能的影响：流动性好，充型能力强，容易获得健全的凝固体；液体补缩好，凝固体的组织致密，形成缩松的倾向小，形成集中缩孔的倾向大（可用冒口消除）；热裂倾向小，热裂是在凝固区形成的，凝固区域窄，晶间不易出现裂纹，即使出现也可以焊合；易产生成分偏析。2. 体积凝固方式对凝固性能的影响：流动性差，不易获得健全的凝固体；液体补缩能力差，凝固体的组织不致密，形成缩松的倾向大，形成集中缩孔的倾向小；热裂倾向大，热裂是在凝固区形成的，凝固区域宽，晶间易出现裂纹；不易产生成分偏析。3. 中间凝固方式对凝固性能的影响：流动性适中；液体有一定补缩能力；有一定的热裂倾向；成分偏析不严重。影响液态金属凝固方式的因素：1.金属本身的凝固特点凝固温度范围（液相线与固相线之间的温度差），这由金属或合金的成分所决定。2.凝固过程的冷却条件。凝固体断面的温度分布及随时间的变化情况。这由合金的热物理性能、铸型（或结晶器）的热物理性能及其冷却强度、凝固体尺寸和结构所决定。第三章1、砂型铸造时，铸件铸型界面存在哪些作用？（1）热作用-传热，传质。在金属和砂型之间有热交换，水分迁移，气体迁移和元素扩散。热作用使砂型膨胀，容易使铸件产生夹砂结疤缺陷。（2）机械作用-冲击，冲刷，静压力。如果砂型表层强度不够，金属液将冲坏型壁，使铸件产生砂眼等表面缺陷。如果砂型整体强度不够，型壁在金属液静压力下发生移动，使铸件产生尺寸误差（胀箱，肥大）（3）化学和物理化学作用-造型材料本身，造型材料与液态金属发生化学和物理化学反应。造型材料自身的分解和化学反应，可以改变界面气氛和压力，引起铸件气孔缺陷。金属液和造型材料起化学和物理化学反应，可引起铸件粘砂，表面成分改变，气孔等缺陷。2、湿砂型在浇注金属时会发生何种现象，这些现象对砂型有何影响，对铸件质量有何影响？湿砂型在浇注金属时会发生水分迁移，砂型膨胀，产生气体，化学反应等现象。水分迁移后，砂型可以分为干砂区，水分饱和凝聚区，未凝聚区和正常区。水分饱和凝聚区是一个高水分、低强度区，当其抗拉强度较低时会使干砂区脱离砂型而形成铸件的夹砂结疤缺陷，当其抗压强度较低时会使干砂区向砂型内部移动形成铸件的胀砂缺陷，砂型膨胀会使铸件产生夹砂结疤和鼠尾等膨胀类缺陷，浇筑时产生的气体会改变铸件砂型表面的气氛，影响铸件凝固过程和铸件质量。如氧化性气氛利于金属液向砂型中渗透，易产生粘砂缺陷，铸件表面易脱碳，而还原性气氛可防止化学粘砂，浇注时产生的大量气体还可使铸件产生气孔缺陷，化学和物理化学反应现象可使铸件产生粘砂缺陷。3、说明夹砂结疤产生的机理及主要防止措施。产生机理：浇注过程中，砂型表面被金属液烘烤加热（主要是热辐射），使砂型里外层产生温度差，产生水分迁移现象，形成了干砂区和水分饱和凝聚区。由于砂型里外层温度不同而使各层的膨胀量不同，当干砂区膨胀受阻时就形成较大的热压应力。在这种情况下，干砂区和水分饱和凝聚区将产生相对滑移的趋势，当水分饱和凝聚区的抗拉强度较低时，干砂区就会凸起导致分层，严重时砂层破裂，金属液进入层间孔隙而形成夹砂缺陷，如果金属液将凸起的砂层冲断，在砂层折断部位就形成结疤缺陷。主要防止措施：造型材料方面：（1）使用粒度分散的原砂，并控制起SiO2的含量；（2）使用Na/Ca基膨润土做粘结剂可以提高热湿拉强度；（3）加附加物，如煤粉，渣油；（4）控制型砂含水量，降低含泥量。工艺方面：（1）缩短浇注时间，尽快充型；（2）合理设计浇注系统和浇注位置，大平面避免平浇；（3）排气通畅；（4）紧实均匀，不宜过大。4、侵入性气孔的形成条件是什么？防止侵入性气孔产生的措施有哪些？形成条件：在铸件/砂型界面处，P气P静+P阻+P腔。此时，气体就会侵入到金属液中形成气泡，随着金属液的凝固，来不及上浮的气泡就形成气孔。（式中P气为铸件/砂型界面处气泡（气核）的压力，P静为界面处气泡（气核）位置的液态金属静压力，P阻为气泡（气核）进入液态金属中的阻力，P腔为型腔中金属液面压力，当型腔与外界相通时为大气压。）防止措施：1.控制砂型的发气性减少发气物质，减低发气温度。 3.降低浇注温度。2.增加砂型的透气性，扎气眼，设置排气道等。 5、什么叫机械粘砂、化学粘砂？形成机理和影响因素是什么？机械粘砂：金属渗入砂型微孔中，将砂粒钩联下来。形成机理：根据毛细理论，将型砂表面砂粒间的微孔看成是直径细小的毛细管，金属液渗入微孔中便形成机械粘砂。渗入条件：影响因素：（1）金属液凝固时间：浇注温度越高，铸件热节越大，则金属对砂型的热作用时间越长（2）砂型特点，孔尺寸大，激冷能力越弱，蓄热量越小，发气量越小（3）界面特性：金属液的表面张力及其与砂型的润湿性影响到粘砂的产生，金属液润湿砂型，则P临降低，金属易于渗入，这是表面张力越大，渗入越深（4）金属液静压力：砂型某部位的金属液静压力与铸件高度和浇注位置有关，金属液静压力大的部位容易产生粘砂。化学粘砂：金属氧化物渗入砂型微孔中并与砂粒起反应。形成机理：化学粘砂的形成包括两部分：1.粘砂层的形成；2.粘砂层与铸件的结合。高温氧化生成的氧化铁构成粘砂层中的金属氧化层，硅酸铁等低熔点化合物构成了粘砂层中的烧结层。粘砂层的结合部位有两处：铸件与氧化层，氧化层与烧结层。影响因素：氧化气氛和热作用（氧化层厚度，密度和化学成分）。6、湿砂型的型砂要求具备哪些工艺性能，这些性能对铸件质量有什么影响？4个基本性能：湿态强度，透气性，流动性，可塑性韧性；1个综合性能：干湿程度；另外还有抗夹砂结疤能力，抗粘砂能力。湿态强度：过低时，在造型、下芯、合箱、搬运中可造成砂型破损，在浇注时砂型表面易被金属液冲坏、型壁移动，使铸件产生砂眼，胀箱和跑火缺陷；过高时，砂型的退让性差，铸件易产生裂纹，落砂不易，影响铸件表面质量。透气性：差时，排气不利，铸件产生气孔、浇不足缺陷，严重时出现呛火；太好时，型砂微孔尺寸大，易产生粘砂和表面粗糙。流动性：好时，可形成紧实度均匀、轮廓清晰、表面光洁的型腔，造型效率高。韧性：好时，型砂起模性好，砂型不易损坏，型腔轮廓清晰，造型效率高。干湿程度：太湿时，易夹砂结疤，气孔，浇不足，胀砂；太干时，易冲砂，砂眼，所以砂型要有适宜的干湿度，才能减少缺陷。7、什么叫型砂的最适宜水分？用紧实率判断型砂干湿程度有何优点？如何测定紧实率？紧实率控制在最适宜干湿程度下的型砂水分称为最适宜水分优点：（1）紧实率对型砂的干湿程度敏感，能够真实反映型砂水分的变化，型砂水分增加，紧实率也增加。（2）紧实率可反映型砂成分，型砂中的泥分增加则紧实率下降。（3）紧实率可反映混砂效果，混砂均匀度增加则紧实率也增加。（4）紧实率易于测试，将测试装置安装在混砂机上，随时调整型砂水分加入量，实现型砂性能的在线控制。紧实率是指型砂被紧实前后的体积变化率。紧实率=（型砂被紧实的体积/型砂紧实前体积）100%，紧实率是在三锤制样机上或SYY液压制样机上进行测定，按下式计算：紧实率=（紧实距离h/试样筒高度H）100%，由于标准筒高度H=100mm，所以紧实率=h%。8、湿砂型的型砂含有哪些成分？回用砂中为什么要加入新砂、粘土和煤粉？湿砂型的型砂中含有有效黏土、有效煤粉、有害成分、泥分。对铸件性能和型砂的影响：有效粘土：其粘结作用，含量过高，型砂流动性下降，砂型紧实不均匀；含量不足，则型砂强度不够，铸件易产生冲砂，夹砂结疤缺陷。有效煤粉：可有效防止粘砂，夹砂结疤，并可改善铸件表面光洁度，使型砂的透气性，流动性和韧性有所下降。有害成分：失效黏土使砂粒鲕化，使砂粒密度变小，适宜含水量增大，不易产生夹砂结疤，但易造成粘砂，影响铸件表面质量，还会使型砂的强度和透气性下降。泥分：含量高，型砂透气性和耐火性下降，含水量增大，易造成气孔和粘砂缺陷；含量低，有效粘土和煤粉减少，型砂强度下降，易夹砂结疤和砂眼。型砂经过浇注，型腔的表面层受到金属的强烈热作用，型砂的成分将发生变化，如黏土和煤粉的烧损、泥分的增加等。所以，型砂每回用一次或几次，就要补加一定量的新砂、黏土和煤粉，以保证型砂性能不变，也就是要控制型砂成分。另外，补加一定量新砂可以防止砂粒过度鲕化，补加一定量煤粉保证有效煤粉含量，同理，补加粘土是为了保证有效粘土含量。9、酸催化树脂自硬砂有何特点？使用何种树脂和催化剂？如何控制自硬砂的硬化速度和硬化强度？（此题要求把硬化曲线完全记下来，并能自己理解说出来）酸催化树脂自硬砂是指原砂（或再生砂）以呋喃树脂或热固性酚醛树脂为黏结剂，在相应的酸性催化剂作用下，在室温下自行硬化成形的一类型（芯）砂，其基本特点为：（1）硬化过程无需加热，常温固化，同时可采用木质或塑料芯盒和模板；（2）砂型易溃散，强度高；（3）可造型又可制芯；（4）铸件的尺寸精度高，表面质量好；（5）树脂和催化剂价格贵，对原砂质量要求高，成本高；（6）旧砂容易再生回用，利于成本低；（7）受环境温度，湿度影响大，工艺控制要求比较严格；（8）适合单件小批量生产中大件；（9）生产中易产生刺激性气体，要注意劳动保护。树脂：呋喃树脂或热固性酚醛树脂；催化剂：酸性催化剂，常用的有：对甲苯磺酸，苯磺酸，磷酸和乙酸乙酯等显性催化剂。从以下方面控制自硬砂的硬化速度和硬化强度（1）原砂的性能：原砂需干、净、圆、需酸值低，可以使硬化速度保证的前提下，有较高的硬化强度；（2）树脂和催化剂：树脂含N量不同，其高温性能也不同，树脂的黏度不同会影响硬化过程，催化剂的酸性越强，硬化反应越快，但终强度也越低，加入量不足，硬化慢，强度低；过高又会使树脂膜焦化，强度明显下降。（3）环境的温度和湿度：温度高硬化反应快，强度不高；湿度高，反应慢。（4）根据硬化特性曲线，希望可使用时间较长，起模时间要短。所以要合理选择原砂，加入适量树脂和适合的催化剂及用量，在环境温度和湿度适宜时尽量缩短混砂时间，从而控制硬化速度和硬化强度。第四章1、连铸坯的主要缺陷有哪些？表面缺陷：表面裂纹、气孔、夹杂、振痕、凹陷、成分偏析。内部缺陷：裂纹、中心缩孔、缩松、夹渣、气孔、偏析。2、影响连铸坯表面质量的因素是什么？结晶器的传热性、结晶器的振动、保护渣等状态，结晶器的倒锥度、结晶器内形成的初凝坯壳的状态。（若是问影响内部质量，则为：主要考虑结晶器外，特别是二冷段的工序）防止措施：表面：1.控制结晶器的传热，使初凝固壳厚度均匀 2.控制结晶器震动，震动痕迹太重会引起表面横裂纹，采用小幅高频振动 3.选择高性能的保护渣，均匀分布在液体上生成渣膜，可以减少气孔、夹杂 4.优化结晶器的倒锥度，改善内壁镀层，也可改为弧形壁适应铸坯形状5.采用电磁搅拌，减少气孔夹杂 6.采用软接触电磁连铸，有效防止振痕和裂纹内部：1.控制二冷段传热，使铸坯凝固处于均匀，较弱的冷却状态，尽可能获得等轴晶 2.尽量降低中间包浇钢的过热度 3.加强对钢水的保护，防止二次氧化和污染 4.连铸机运行正常，拉坯速度要控制好 5.采用电磁搅拌3、影响连铸坯中心偏析、中心裂纹、中心缩松的主要因素是什么？（就是在问影响内部质量的因素是什么）主要考虑结晶器外，特别是二冷段的工序。二次水冷温度差、钢包中钢水温度。4、电磁搅拌技术对连铸坯质量有什么影响？结晶器采用电磁搅拌：促进钢水的运动，加速结晶器内外传热，消除了初生坯壳局部生长不均匀的现象，并促进夹杂物上浮，防止裂纹、凹陷等缺陷的产生，对连铸坯的表面及皮下质量有着良好的作用。而且还可以提高铸坯等轴晶率和减轻铸坯的中心偏析。二冷段采用电磁搅拌：凝固界面前沿钢水运动快，这种强烈的运动冲刷使枝晶的生长受到抑制，因此由于冷却不均匀形成的枝晶快速生长搭桥现象消除了，“小铸锭”现象也随之消除，内部缩孔缩松偏析也就不存在了。凝固末端电磁搅拌：可以改善大方坯中心区域的V形偏析和中心缩松。总之，在电磁搅拌作用下，无论是结晶器内，二冷区及二冷末端，都起到促进铸坯内钢液的流动，因此加强了铸坯的热交换，使传热和传质屡屡发生了很大变化，是凝固的最终组织的得到了改善。5、金属型铸造有何优越性，为什么不能广泛取代砂型铸造？优点：1.铸件的机械性能比砂型铸件高。2.铸件的精度和表面铸造等级较高，而且质量和尺寸稳定。3.铸件的工艺出品率高，一般可节约液体金属15%-3%。4.铸造不用砂或少用砂，节省造型材料，减少砂处理，改善劳动条件。5.生产效率高，易于实现机械化和自动化。 6.铸造工序简单，产生缺陷的因素减少。缺点：1.金属型制造负责，成本高，必须保证有足够的寿命。 2.金属型不透气，激冷能力强，易产生浇不足，铸铁件白口等缺陷。3.金属型无退让性，阻碍铸件收缩，易产生很大的内应力，及时出型和拔芯。 4.金属型铸造是工艺过程需要严格控制 5.生产的铸件结构，总量，尺寸受到限制。6、为什么用金属型生产铸铁件时常出现白口组织，该如何预防？因为金属型的激冷作用强，生成了碳化铁，及白口组织。预防措施：（1）选择合适的涂料种类，使激冷作用减弱；（2）使涂料的厚度增加，保温作用好；（3）选择共晶或结晶范围窄的金属，提高液态金属的纯净度；（4）对铸型进行预热处理；（5）适当提高浇注温度，保证液态金属流动性好，平稳，不断流。（消除措施：采用调质处理，高温回火加淬火。）7、说明快速成形技术的基本原理。快速成形技术融合了哪些现代技术和科学？原理：三维模型，二维分解 ；二维造型，三维组合基本原理：对一个新的概念设计或产品原型，任何三维物体都可以看成二维平面沿着某一方向叠加而成，因此可以利用cad将三维实体模型离散为一些列平面几何信息，再采用粘结，熔结，聚合等作用，逐层有选择的固化液体，从而快速堆积出所要的模样，总结起来，就是三维模型二维分解，二维成型三维组合。快速成型技术建立在cad/cam技术，激光技术，数控技术和材料科学基础上，融合了计算机、数控、激光和新材料技术。8、简述FDM、SLA、SLS、3DP等快速成形方法的基本过程。FDM（溶化沉积成形）：利用石蜡、尼龙、ABS塑料、低熔点合金等成型材料。首先由CAD进行三维实体设计，计算机进行二维切片，专用喷头将丝状成形材料溶化，根据平面切片的几何信息，控制喷头的运动轨迹，挤出溶化 材料沉积成实体薄层，材料快速凝固和凝结，由下而上逐层堆积成型SLA（立体印刷）：基于液态光敏树脂的光聚合原理工作，升降台从上向下依次定位，X-Y激光扫描仪根据每层的几何信息进行逐层扫描，液态树脂固化，紧紧粘在前一层固化树脂上，层层扫描结束后，三维零件制作完成SLS（选择性激光烧结）：与SLA生产过程相似，只是SLS是用二氧化碳类红外激光对金属粉末或塑料粉末逐层扫描加热，使其达到烧结温度，最后烧结出整个零件3DP（三维打印）:材料粉末不是通过烧结连接，而是通过喷头用粘结剂将零件截面“打印”在粉末上面自己补充：1、金属液态成形的新技术：快速成形技术；精确成形技术；半固态铸造、喷铸技术、复合材料铸造及复合铸造；液态成形工装模具CAD/CAM一体化；液态成形过程宏观模拟及工艺优化；铸件组织微观模拟及性能寿命预测；液态成形过程数据库和专家系统；铸件电子商务；绿色铸造。2、金属液态成形工艺技术发展趋势：加强铸造基础理论研究；发展铸造新工艺及新设备；在稳定提高铸件质量、精度和粗糙度的前提下发展专业化生产；积极实现铸造生产过程的机械化、自动化；减少公害，节约能源，降低成本。3、净终成形工艺：铸造生产应该在优质、高精度前提下，实现高产、低耗、无害、价廉，使铸造技术成为可与其他成形工艺相竞争的少余量、无余量成形工艺。4、（老师上课要求掌握。）三砂两孔缺陷的特点，形成机理，影响因素，防止措施。（1）夹砂：特点：型壁表面呈带状凸起后砂层破裂，但未折断。形成机理：浇筑过程中，砂型表面被加热，里外层产生温度差，产生水分迁移现象，形成了干砂区和凝聚区，由于各层的膨胀量不同，干砂区和水分饱和凝聚区将产生相对滑移的趋势，当M区的抗拉强度较低时，干砂区就会凸起导致分层，严重时砂层破裂金属液进入层间孔隙而形成夹砂缺陷。影响因素：干砂区的热应力越小，水分饱和凝聚区的抗拉强度越大，越容易产生。防止措施：造型材料方面：1使用粒度分散的原砂，并控制起SiO2的含量2使用Na/Ca基膨润土做粘结剂可以提高热湿拉强度3加附加物，如煤粉，渣油4控制型砂含水量，降低含泥量 工艺方面：1缩短浇注时间，尽快充型2合理设计浇注系统和浇注位置，大平面避免平浇3排气通畅4紧实均匀，不宜过大。（2）粘砂：（机械/化学粘砂）特点：砂粒或含砂物质粘附在铸件表面难以清除。形成机理：机械粘砂：根据毛细理论，将型砂表面砂粒间的微孔看成是直径细小的毛细管，金属液渗入微孔中便形成机械粘砂。化学粘砂（另议）。影响因素：机械粘砂：1金属液凝固时间：浇注温度越高，铸件热节越大，则金属对砂型的热作用时间越长2砂型特点，孔尺寸大，激冷能力越弱，蓄热量越小，发气量越小3界面特性：金属液的表面张力及其与砂型的润湿性影响到粘砂的产生，金属液润湿砂型，则P临降低，金属易于渗入，这是表面张力越大，渗入越深4金属液静压力：砂型某部位的金属液静压力与铸件高度和浇注位置有关，金属液静压力大的部位容易产生粘砂 化学粘砂：氧化气氛和热作用（氧化层厚度，密度和化学成分）。防止措施：机械粘砂：1缩小砂型孔隙：使用细沙或刷涂料2缩短金属液对砂型的热作用时间：适当降低浇注温度，使用激冷材料3加附加物改善界面润湿条件4调整液态金属的静压力。化学粘砂：1控制氧化层，加入附加物产生还原性气氛，降低浇注温度，加入氧化铁粉等氧化剂2控制烧结层，加入附加物不被润湿，使用非石英砂非石英质涂料。（3）胀砂：特点：砂型膨胀导致铸件尺寸变大形成机理：砂型受热膨胀，在金属液浇注凝固后，铸件依照胀的箱凝固，造成铸件尺寸变大，严重时铸件报废（当水分饱和凝聚区的抗压强度较低时会使干砂区向砂型内移动，形成胀砂缺陷）。影响因素：原砂、型砂含水量。防止措施：1.选用热膨胀系数小的镁砂或锆砂2.增加砂型的排气能力3.适当降低砂型的含水量4.紧实均匀，紧实度不宜过大。（4）气孔特点：浇注时产生的大量气体未来得及排出。侵入性气孔特点：1 数量少，体积大 2 孔壁光滑，表面氧化 3 梨形、椭圆形形成机理：在铸件/砂型界