金属工艺学课后习题答案

千里之行，始于足下让知识带有温度。第第2页/共2页精品文档推荐金属工艺学课后习题答案第一章铸造

1.什么是铸造？铸造包括哪些主要工序？答：将熔融金属液浇入具有和零件外形相适应的铸型空腔中，凝固后获得一定外形和性能的金属件的办法称为铸件。

2.湿型砂是由哪些材料组成的？各种材料的作用是什么？答：湿型砂主要由石英砂、膨润土、煤粉、和水等材料所组成，也称潮模砂。石英砂是型砂的主体，是耐高温的物质。膨润土是粘结性较大的

一种粘土，用作粘结剂，吸水后形成胶状的粘土膜，包覆在沙粒表面，把单个砂粒粘结起来，使型砂具有湿态强度。煤粉是附加物质，在高温受

热时，分解出一层带光泽的碳附着在型腔表面，起防止铸铁件粘砂的作用。沙粒之间的空隙起透气作用。

3.湿型砂应具备哪些性能?这些性能如何影响铸件的质量?答：对湿型砂的性能要求分为两类：一类是工件性能，指型砂经历自重、外力、高温金属液烘烤和蔼体压力等作用的能力，包括湿强度、透气

性、耐火度和退让性等。另一类是工艺性能，指便于造型、修型和起模的性能，如流淌性、韧性、起模性和紧实率等。

4.起模时，为什么要在模样周围的型砂上刷水？答：手工起模时在模样周围砂型上刷水的作用是增强局部型砂的水

分，以提高型砂韧性。

5.什么是紧实率？紧实率是如何反应湿型砂的干湿程度及性能的？对手工造型型砂的紧实率要求是多少？答：是指一定体积的松散型砂试样紧实前后的体积变化率，以试样紧实后减小的体积与原体积的百分比表示。过干的型砂自由流入试样筒时

，砂粒积累得较密实，紧实后体积变化较小，则紧实率小。过湿的型砂易结成小团，自由积累是较疏松，紧实后体积减小较多，则紧实率大。

对手工型和普通机器型的型砂，要求紧实率保持在45%~50%。

6.什么是面砂？什么是背砂？它们的性能要求和组成有何不同？答：与模样接触的那一层型砂，称为面砂，其强度、透气性等要求较高，需特地配制。远离模样在型砂中起填充作用加固作用的型砂称为背砂

，普通使用旧砂。

7.型砂反复使用后，为什么性能会降低？恢复旧砂的性能应实行什么措施？答：浇注时，砂型表面受高温铁水的作用，砂粒碎化、煤粉燃烧分解，部分粘土丧失粘结力，均使型砂的性能变坏。落砂后的旧砂，普通不

直接用于造型，需掺入新材料，经过混制，恢复砂型的良好性能后才干使用。

8.什么是水玻璃砂和树脂砂？它的特点和应用范围如何？答：水玻璃砂是由水玻璃为粘结剂配制而成的型砂。水玻璃砂浇注前需举行硬化，以提高强度。因为水玻璃砂的溃散性差，落砂、清砂及旧

砂回用都很困难。在浇注铁铸件时粘砂严峻，故不适于做铁铸件，主要应用于铸铁钢件的生产中。

9.混砂是在什么设备中举行的？混砂的过程是怎样的？

答：型砂的混制是在混砂机中举行的。型砂的混制过程:先加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混2~3分钟，再加水湿混5~7分钟，性能符合要

求后从出砂口卸砂。混好的型砂应堆放4?5h，使水分匀称。使用前还要用砂粒机或松砂机举行松砂，以打

碎砂团和提高型砂性能，使之松散好用

10.铸型有哪几部分组成？画出铸型装配图并加以说明。

答：铸型由上砂型、下砂型、型腔、砂芯、浇注系统和砂箱等部分组成。

11.应按照哪些条件挑选铸件的造型办法？答：手工造型操作灵便、工艺装备容易，但生产效率低，劳动强度大，仅

适用于单件、小批生产。

机器造型是用机械所有或部分地完成造型操作的办法。与手工造型相比，机器造型生产效率高，铸件尺寸精度较高，表面粗糙度值较低，

但设备及工艺设备费用高，生产预备时光长，仅适用于成批、大量生产。

12.手工造型办法所用的各种模样有哪些特点？各试用于哪些生产批量？

答：1）整模造型的特点是模样为整体结构，最大截面在模样一端且是平面；分型面多是平面；模样所有或大部分在一个砂型内，操作容易。

整模造型是用于外形容易的铸件，如盘、盖类铸件。

2）分模造型的特点是模样为分体结构，模样的分开面必需是模样的最大截面;模样位于两个砂型内，

铸件尺寸精度较差，操作较容易。分

模造型应用广泛，适用于外形较复杂的铸件，如套筒、管子和阀体等。

3）活块模造型的特点是：模样主体可以是整体的，也可以是分开的；对工人的操作技术水平要求较高，操作较棘手；生产率较低。活块

模造型适用于有无法直接起模的凸台、肋条等结构的铸件。

4）挖砂造型的特点是：模样多为整体的；铸型得分型面是不平分型面；挖砂操作技术要求要求高，生产效率较低。挖砂造型适用于外形

较复杂铸件的单件生产。

5）假箱造型可免去挖砂操作，提高造型效率，适用于外形较复杂铸件的小批量生产。

6）三箱造型的特点是:模样必需是分开的，以便于从中型内取出模样；中型上下两面都是分型面，且

中箱高度应与中型的模样高度相近；

因为两个分型面处易产生飞翅缺陷，时铸件高度方向的尺寸精度降低；操作较复杂，生产率低。三箱造型适用于外形较复杂的需两个分型面的铸

件。

7）刮板造型模样容易，节约制模材料及制模工时但造型操作复杂，生产效率很低，仅用于大、中型转体铸件的单件生产。

8）地坑造型适用于大型铸件单件生产。

13.什么是分模面？分模造型时模样应从何处分开？

答：模样的分开面称分模面。模样的分开面必需是模样的最大截面。

17.三箱造型有什么特点？

答:三箱造型的特点是:模样必需是分开的，以便于从中型内取出模样；中型上下两面都是分型面，且中箱高度应与中型的模样高度相近；因为

两个分型面处易产生飞翅缺陷，时铸件高度方向的尺寸精度降低；操作较复杂，生产率低。三箱造型适用于外形较复杂的需两个分型面的铸件。

20.手工造型和机器造型各有何特点？各试用于哪些批量生产？答：手工造型操作灵便、工艺装备容易，但生产率

低，劳动强度大，仅适用于单件、小批生产。

机器造型是用机械所有或部分地完成造型操作的办法。与手工造型相比，机器造型生产效率高，铸件尺寸精度较高，表面粗糙度值较低，

但设备及工艺设备费用高，生产预备时光长，仅适用于成批、大量生产。

21.震压式造型机是怎样紧砂和取模的？有何优缺点？

22.为什么机器造型不能用三箱造型，也不宜用活快模造型？

答：因造型机无法造出中型，故不能举行三箱操作。取用活块会显然降低造型机的效率。

23.什么叫造型生产线？用这种方式生产有何优缺点？答：大批量生产时，为充分发挥造型机的生产率，普通采纳各种铸型输送装置，将造型机和铸造工艺过程中各种辅助设备衔接起来，铸成机器

化或自动化的造型系统，称为造型生产线。

28.砂芯的作用是什么？砂芯的工作条件有何特点？

答：为获得铸件的内腔或局部形状因为芯砂的表面被高温金属液所包围，受到的冲刷及烘烤比砂型厉害，因此芯砂必需具有比砂型更高的

强度、透气性、耐火性和退让性等，这主要依赖配置合格的芯砂及采纳正确的造芯工艺来保证。

29.为什么不能用一般型砂制作砂芯？芯砂的成分和型砂有何不同？

答：因为芯砂的表面被高温金属液所包围，受到的冲刷及烘烤比砂型厉害，因此芯砂必需具有比砂型更高的强度、透气性、耐火性和退让性等

。为保证足够的强度、透气性，芯砂中粘土、新砂加入量要比型砂高，或所有用新砂。

30.为保证砂芯的工作要求，造芯工艺上应实行哪些措施？

答：1）放心骨，以提高强度2）开通气道砂芯中必需做出通气道，以提高砂芯的透气性。3）刷涂料大部分砂芯表面要刷一层涂料，以提

高耐高温性能，防止铸件粘砂。4）烘干砂芯烘干后强度和透气性能都能提高。

31.芯盒有哪几种形式？制芯的普通过程是怎样的？

答：1）对开式芯盒制芯2）整体式芯盒制芯3）可拆式芯盒制芯

32.套筒铸件的内孔尺寸为（直径）100x204（mm）,铸铁密度为7.3kg/dm3,浇注时砂芯受到多大浮力？

33.合型因注重什么问题？合型不当对铸件质量有何影响？

答：合型是创造铸型的最后一道工序，直接关系到铸件的质量。若合型操作不当，也会引起气孔、砂眼、错箱、偏芯、飞翅和跑火等缺陷。

34.为什么要紧固砂型？有哪些紧固砂型的办法？紧固砂型时应注重什么问题？答：为避开因为抬箱力而造成的缺陷，装配好的铸型需要紧固。紧固办法：单件小批生产时，多使用压铁压箱，大批量生产时，可使

用压铁、卡子或螺栓紧固铸型。紧固铸型时应注重用力匀称、对称；先紧固铸型，再拔合型定位销；压铁应压在砂箱箱壁上。

35.铸造合金有哪几种？灰口铸铁有什么特点，分哪几种，用在何处？答：铸铁、铸钢、铸造铜合金、铸造铝合金

等。绝大多数以石墨形式存在，金属断口成暗灰色，因其具有良好的铸造性能、减震性能和减摩性能而获得

广泛应用。

36.合金的熔炼应满足那些要求?为什么？答：对合金熔炼的基本要求是优质、低耗和高效。即金属液温度高、化学成分合格和纯净度高；燃料、电力耗费少，金属烧损少；熔炼速度快

。合金熔炼是铸造的须要过程之一，对铸件质量影响很大，若控制不当会使铸件化学成分和力学性能不合格，以及产愤怒孔、夹渣、缩孔等缺

陷。

37.冲天炉熔炼时用哪些炉料？各有什么作用？总铁焦比是什么意思，其数值普通是多少？答：包括金属炉料（新生铁、浇冒口及废铸件回炉料、废钢、和铁合金等）、燃料（焦炭）和溶剂（石灰石和萤石）等三类。

熔化的金属炉料总分量与消耗的焦炭总质量之比称为总铁焦比，普通为10:1。

38.冲天炉是利用什么原理举行熔炼的？冲天炉的大小用什么表示？答：冲天炉是利用对流换热原理实现金属熔炼

的。冲天炉的大小以每小时熔化多少吨铁水表示，称为熔化率。

39.冲天炉熔炼的主要过程怎样？为什么要保持及怎样保持底焦高度不变？

答：1）修好炉壁、烘干炉壁2）加入底焦，点火燃烧。3）分批分层加入炉料。4）鼓风熔炼。5）出渣、出铁。6）停风打炉，熔炼结束。

40.感应电炉熔炼有何特点？应用范围如何？感应电炉熔炼的优点是加热速度快，热量散失少，热效率高；温度可控，可熔炼各种铸造合金；元素烧损少；有电磁搅拌作用，合金液成分和温

度匀称，铸件质量高。感应电炉的缺点是耗电量大，去除硫、磷有害元素的作用差，要求金属炉料硫、磷含量低。

41.坩埚炉熔炼有何优缺点？应用范围如何？答：这种加热方式速度缓慢、温度较低、坩埚容量小，普通只用于有色合金熔炼。电阻坩埚炉主要用于铸铝合金熔炼，其优点是炉气为中性，

铝液不会剧烈氧化，炉温易控制，操作比较容易，缺点是熔炼时光长，耗电量大。

42.浇注前应做好哪些预备工作？

答：1）预备浇包。）清理通道。3）烘干通道。

43.浇注温度过高或过低有何不好？铸铁件及常用铝合金铸件合适的浇注温度是多少？

答：浇注温度过低，铁水的流淌性差，易产生浇不到、冷隔、气孔等缺陷。浇注温度过高，铁水的收缩量增强，易产生缩孔、裂纹、及粘砂等

缺陷。对外形复杂的薄壁灰铸铁件，浇注温度为1400左右；对外形容易的厚壁灰铸铁件，浇注温度可在1300左右；对常用铝合金铸件浇注温度为

700~750；

44.浇注速度的快慢对铸件质量有什么影响？浇注时断流会产生什么缺陷？答：浇注太慢，金属液降温过多，易产生浇不到、冷隔、夹渣等缺陷；浇的太快，型腔中气体来不及溢出易产愤怒孔，金属液的动压力增大易

造成冲砂、抬箱、跑火等缺陷。

45.在浇包内金属液面上撒干砂或稻草灰起什么作用？答：为使熔渣变稠便于扒出或拦住。

46.浇注时为什么要在砂型周围引火？

答：

47.落砂时铸件温度过高有什么不好？中小铸铁件浇注后多少时光落砂为宜？答：铸件文都过高，裸露于空气中急速

冷却，易产生过硬的白口铸铁组织及形成铸造应力、裂纹等；外形容易、小于10kg的铸铁件，可在浇注后20~40min落砂；

48.铸件的清理包括那几方面的内容？常用的清除表面粘砂的设备有哪些？答：切除烧冒口；清除粘砂；清除砂芯；

铸件的休整。履带式抛丸清理机；抛丸清理转台。

49.铸铁件的热处理方式有哪几种？作用如何？答：消退应力退火；清除白口退火。消退某些铸造缺陷；

50.怎样分辨气孔、缩孔、砂眼、和渣气孔四种缺陷？产生以上缺陷的重要缘由是什么？如何防止？浇不到和冷隔产生的主要缘由是什么？

答：气孔：逐渐内部浮现的孔洞，常为梨形、圆形或椭圆形，孔的内壁较光洁。产生缘由：砂型紧实度过高；砂型太湿，起模、修型时刷水过

多；砂芯未烘干或通气道阻塞；浇注系统不正确，气体排不出。

缩孔：铸件厚截面处浮现的外形极不规章的孔洞，孔的内壁粗糙；产生缘由：浇注系统或冒口设置不正确，补缩不足；浇注温度过高，金

属液态收缩过大；铸铁中碳、硅含量低，其它金属元素含量高时易浮现缩松。

砂眼：铸件内部或表面带有砂粒的孔洞。产生缘由：砂型太干、韧性差，易掉砂；局部没有舂紧，型腔、浇口内散砂未吹净；合箱时砂

型局部挤坏，掉砂；浇注系统不正确，冲坏砂型。

渣气孔：铸件浇注时的上表面弥漫熔渣的孔洞，常与气孔并存，大小不一，成群集结；产生缘由：浇注温度太低，熔渣不易上浮；浇注

时没拦住熔渣；浇注系统不正确，挡渣作用差。

浇不到的长生缘由：浇注温度太低；浇注速度过慢；内浇道截面尺寸和位置不当；未开出气口，金属液的流淌受型内气体阻隔。

冷隔产生缘由：浇注温度太低；浇注速度过慢；内浇道截面尺寸过小，位置不当；远离浇口的铸件壁过薄。

51.结合实习中浮现的缺陷和废品，分析产生的缘由，并提出防治的办法？

52.什么是铸件的浇注位置？什么是分型面？表示符号是什么？挑选铸件的浇注位置和分型面时应考虑哪些问题？

答：铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的空间位置。分型面是指铸型组元间的结合面，对于两箱造型，是指上下砂型间的分界面。挑选浇注位置时应考虑以下原则：应使铸件中重要的机加工面朝下或位于侧面；应使铸件的薄壁部分放在型腔下部；应使铸件中厚大部分放

在型腔上部或侧面；挑选分型面时应考虑以下原则：分型面应挑选在铸件的最大截面处，以便于取模；应使铸件所有或大部分在同一砂型内，

以削减错箱和提高铸件的精度；应尽量削减分型面数目。

53.芯头的作用是什么？芯头有几种形式？

答：芯头起定位和支承芯子的作用；芯头按其在铸型中的位置分为垂直芯头、水平芯头和特别芯头。

54.浇注系统有那几部分组成？各部分的作用是什么？

答：浇注系统由浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道组成。浇口杯的作用是承接金属液、削减其冲击压力，使之平稳流入直浇道，并部分分别熔渣。直浇道是垂直通道，其作用是使金属液产生静压力

，快速弥漫型腔。横浇道主要作用是挡渣。内浇道是引导金属液进入型腔的通道。其主要作用是控制金属液流入速度和方向。

56.什么是封闭式浇注系统、开放式浇注系统和半封闭式浇注系统？各有何特点.？

答：直浇道出口横截面积大于横浇道截面积，横浇道出口截面积又大于内浇道截面积总和，可表示为

A直＞A横＞A内，为弥漫式浇注系统。

开放式浇注系统：A直＜A横＜A内

半封闭式浇注系统：A内＜A直＜A横

57.顶注式、中凝视、底注式浇注系统各有何特点？当铸件高度大于800mm时应采纳什么类型的浇注系统？

答：金属液从型腔顶部引入，简单弥漫，可有一定的补缩作用，金属消耗少，但简单冲坏铸型和产生飞溅，主要用于不太高而外形容易、薄

壁及中等壁厚的铸件。

底注式：金属液从型腔底部引入，金属液流淌平稳，不易冲砂，型腔内气体易排解，但不易弥漫薄壁铸件，主要用于高度不大的厚壁铸件和

某些易氧化的合金铸件。

中凝视：金属液从铸件某一高度引入，内浇口多开在分型面处，开设很便利，应用最普遍，多用于中小型、不很高、水平尺寸较大的逐渐。

应采纳阶梯式浇注系统。

58.开设内浇道时应注重哪些问题？

答：普通不开在铸件的重要部位；使金属液顺着型壁流淌，避开直接冲击砂芯或砂型的突出部位；内

浇道的外形应考虑清理便利。

60.什么是冒口？起作用是什么？冒口应安置在铸件什么部位？答：冒口是指在铸型内特设的空腔及注入该空腔的金属。冒口中的金属液可不断地补充铸件的收缩，从而使铸件避开浮现孔洞。为防止缩孔

和缩松，往往在铸件的顶部或厚实部位设置冒口。

61.何谓加工余量、起模斜度和铸造收缩率？答:加工余量指铸件上预先增强而在机械加工时切除的金属层厚度。起

模斜度指平行于起模方向的摸样壁的厚度。铸造收缩率指铸件自高温冷却至室温时，尺寸的缩小值与铸件名义尺寸的百分比。

62.与零件相比，铸件和模样的结构有何特点？答：与零件相比，逐渐结构的差别是：各加工面有加工余量厚度；垂直于分型面的加工面应有斜度；铸件上的三个小孔不铸出，该处称为实

心结构。

63.什么是金属性铸造？有何优缺点？应用范围如何？答：在重力下把金属液浇入金属铸型而获得铸件的办法称为金

属型铸造。

优点：1）一型多铸，一个金属铸型可以做几百个甚至几万个铸件；2）生产率高；3）冷却速度较快，