2025年型砂铸造考试题及答案

2025年型砂铸造考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.湿型砂的紧实率主要反映型砂的（）A.透气性B.流动性C.湿压强度D.韧性答案：B2.下列哪种原砂的耐火度最高？（）A.石英砂B.锆砂C.橄榄石砂D.铬铁矿砂答案：B3.型砂中膨润土的主要作用是（）A.提高耐火度B.增强透气性C.提供粘结力D.改善溃散性答案：C4.铸件表面出现“鼠尾”缺陷，最可能的原因是（）A.型砂湿压强度过高B.型砂热湿拉强度不足C.型砂透气性差D.型砂水分过低答案：B5.测定型砂透气性时，标准试样的尺寸为（）A.Φ50mm×50mmB.Φ50mm×100mmC.Φ80mm×50mmD.Φ80mm×100mm答案：A6.钠基膨润土与钙基膨润土相比，主要优势是（）A.价格更低B.热稳定性更好C.吸湿性更弱D.粘结力更高答案：D7.型砂中加入煤粉的主要目的是（）A.提高湿压强度B.防止粘砂C.增加透气性D.降低发气性答案：B8.湿型砂的含水量一般控制在（）A.1%-2%B.2%-3%C.3%-5%D.5%-7%答案：C9.下列哪种设备常用于型砂的在线水分检测？（）A.透气性测定仪B.微波水分仪C.湿压强度试验机D.热湿拉强度测定仪答案：B10.旧砂再生处理的主要目的是（）A.降低成本B.减少膨润土消耗C.去除失效粘结剂膜D.提高原砂粒度答案：C11.铸件产生砂眼缺陷的主要原因是（）A.型砂发气量大B.砂型紧实度不均C.型砂耐火度不足D.浇铸温度过高答案：B12.型砂的热导率对铸件质量的影响主要体现在（）A.防止缩孔B.减少热裂C.控制冷却速度D.提高表面精度答案：C13.测定型砂湿压强度时，试样破坏形式应为（）A.剪切破坏B.拉断破坏C.压缩破坏D.弯曲破坏答案：C14.下列哪种附加物能有效提高型砂的溃散性？（）A.淀粉B.水玻璃C.合脂油D.膨润土答案：A15.某铸件表面出现均匀的粗糙层，最可能的缺陷是（）A.机械粘砂B.化学粘砂C.夹砂D.气孔答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.型砂的基本性能包括透气性、强度、耐火度、（溃散性）和（退让性）。2.原砂的主要技术指标有（粒度）、（粒形）、（含泥量）和耐火度。3.膨润土按交换阳离子种类分为（钠基膨润土）和（钙基膨润土）。4.型砂中常用的附加物有（煤粉）、（淀粉）、（重油）等。5.湿型砂的紧实方法包括（震击紧实）、（高压紧实）、（气流紧实）和抛砂紧实。6.铸件粘砂分为（机械粘砂）和（化学粘砂）两种类型。7.型砂的透气性计算公式为（P=（V×H）/(t×A×ΔP)），其中V为（气体体积），t为（时间）。8.旧砂的处理流程通常包括（磁选）、（破碎）、（筛分）和再生。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述型砂水分控制的重要性及水分过高/过低的危害。答案：型砂水分是影响湿型砂性能的关键参数。水分过低时，膨润土无法充分水化，粘结力不足，导致湿压强度低、砂型易破损；同时型砂流动性差，紧实度不均，易产生砂眼。水分过高时，型砂透气性下降，铸件易产生气孔；热湿拉强度降低，易引发夹砂、鼠尾等缺陷；此外，水分过高还会增加型砂的发气性，加剧铸件皮下气孔风险。2.分析湿型砂中有效膨润土含量的检测方法及意义。答案：有效膨润土含量通过“酸耗值法”检测：取定量型砂，用盐酸滴定至pH=5，消耗盐酸量与膨润土中可交换阳离子量相关。意义在于：①反映膨润土的实际粘结能力（失效膨润土无法参与粘结）；②指导膨润土补加量，避免过量加入导致型砂韧性过高、透气性下降；③监控旧砂再生效果（再生不良会导致有效膨润土含量偏低）。3.简述铸件产生气孔缺陷的型砂相关原因及预防措施。答案：型砂相关原因：①透气性不足（砂粒过细、含泥量高），气体无法排出；②发气量大（膨润土、煤粉加入过量，旧砂中树脂残留），气体提供量超过排出能力；③水分过高（蒸发产生大量水蒸气）；④砂型紧实度不均（局部致密区阻碍排气）。预防措施：控制原砂粒度（AFS50-70），降低含泥量（<1.5%）；调整附加物加入量（煤粉≤3%）；严格控制水分（3.5%-4.5%）；优化紧实工艺（确保紧实度均匀，硬度≥85）。4.比较高压造型与气冲造型对型砂性能的不同要求。答案：高压造型（比压>0.7MPa）要求型砂：①高流动性（便于紧实），紧实率40%-50%；②中等湿压强度（0.15-0.25MPa），避免过高导致起模困难；③低韧性（防止粘模），破碎指数>60%。气冲造型（压缩空气瞬间释放紧实）要求型砂：①高透气性（>150），避免紧实过程中气体滞留；②高湿压强度（0.2-0.3MPa），抵抗气流冲击；③良好的热湿拉强度（>1.5kPa），防止铸型热开裂。5.说明型砂溃散性的影响因素及改善措施。答案：影响因素：①粘结剂类型（膨润土粘结力强但溃散性差，淀粉、合脂油可改善）；②粘结剂加入量（过量导致残留强度高）；③原砂粒形（圆形砂比角形砂溃散性好）；④铸件冷却速度（冷却慢则残留强度高）。改善措施：加入溃散剂（如淀粉、纤维素）；控制膨润土加入量（5%-7%）；使用圆形或近圆形原砂（AFS粒形指数<1.3）；优化浇注系统（加快冷却速度，减少高温停留时间）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某铸造厂使用旧砂85%、新砂15%配制型砂，已知旧砂中有效膨润土含量为4.2%，新砂中膨润土含量为0.5%，额外加入3%膨润土（纯度95%）。计算型砂中有效膨润土含量（假设旧砂中失效膨润土不可用）。解：有效膨润土总量=（旧砂量×旧砂有效膨润土含量）+（新砂量×新砂膨润土含量）+（外加膨润土量×纯度）=（85%×4.2%）+（15%×0.5%）+（3%×95%）=3.57%+0.075%+2.85%=6.495%型砂总量=85%+15%+3%=103%（注：实际生产中砂总质量以100%计，此处假设外加膨润土为额外加入）修正后有效膨润土含量=6.495%/100%≈6.5%（若按总质量100%计算，旧砂85、新砂15、膨润土3，总质量103，需归一化：6.495/103≈6.3%）答案：约6.3%-6.5%（根据计算逻辑不同，合理即可）2.某型砂试样尺寸Φ50mm×50mm，测试透气性时，60s内通过5000mL空气，气压差为1000Pa。计算该型砂的透气性值（标准公式：P=（V×H）/(t×A×ΔP)，其中H为试样高度，A为截面积，ΔP为气压差（kPa））。解：V=5000mL=5L=0.005m³，H=50mm=0.05m，t=60s，A=πr²=3.14×(0.025m)²≈0.00196m²，ΔP=1000Pa=1kPa代入公式：P=(0.005m³×0.05m)/(60s×0.00196m²×1kPa)≈(0.00025)/(0.1176)≈2.13答案：约213（注：实际透气性单位为无量纲，计算时需统一单位，正确结果应为（5000×50）/(60×(π×25²)×1000/1000)，正确计算应为：5000mL=5×10⁻³m³，H=50mm=5×10⁻²m，t=60s，A=π×(25×10⁻³)²=π×625×10⁻⁶≈1.9635×10⁻³m²，ΔP=1000Pa=1000N/m²。公式中透气性定义为：P=V×H/(t×A×ΔP/ρg)，但通常简化为P=V×H/(t×A×ΔP)（ΔP单位为kPa），正确计算应为5000×50/(60×(π×25²)×1)=5000×50/(60×1962.5×1)≈250000/117750≈2.12，即透气性约212（因单位换算差异，合理范围210-215）。五、综合分析题（每题15分，共30分）1.某铸铁厂生产的箱体铸件（壁厚8-12mm，表面积1.2m²）连续出现大面积机械粘砂，表面粗糙度Ra≥50μm。经检测，型砂性能如下：透气性85，湿压强度0.18MPa，有效膨润土含量5.2%，水分4.1%，原砂AFS细度65，含泥量2.3%，煤粉加入量1.5%。试分析粘砂原因并提出改进措施。答案：原因分析：①透气性不足（标准应>100）：型砂透气性85，浇铸时金属液易渗入砂粒间隙，形成机械粘砂；②原砂含泥量过高（>1.5%）：泥分堵塞砂粒间隙，降低透气性，同时细化砂粒间通道，加剧金属液渗透；③煤粉加入量不足（通常2%-3%）：煤粉高温分解产生还原性气体，在砂型表面形成隔离层，1.5%的加入量无法有效抑制粘砂；④原砂粒度偏细（AFS65，建议50-60）：细砂粒间孔隙小，金属液更易渗透。改进措施：①降低含泥量：加强旧砂再生，增加除尘工序，将含泥量控制在1.5%以下；②调整原砂粒度：改用AFS50-55的粗砂，增大砂粒间孔隙，提高透气性（目标>120）；③增加煤粉加入量至2.5%-3%，增强抗粘砂能力；④优化膨润土加入量：有效膨润土含量5.2%略高（建议4.5%-5.0%），适当减少膨润土补加量，降低型砂韧性，改善透气性；⑤控制水分：将水分降至3.8%-4.0%，避免水分过高导致型砂表面致密化，阻碍气体排出。2.某汽车缸体铸件采用湿型砂造型，近期出现批量“夹砂”缺陷（表面出现月牙形凸起）。现场调查发现：型砂热湿拉强度1.2kPa（标准≥1.5kPa），紧实度82（标准≥85），砂型起模斜度1°（设计要求1.5°），浇铸温度1380℃（工艺要求1350-1370℃）。结合型砂性能与工艺参数，分析夹砂产生原因并制定解决方案。答案：原因分析：①热湿拉强度不足（1.2kPa<1.5kPa）：型砂在高温金属液作用下，表层砂受热膨胀产生的应力超过其热湿拉强度，导致表层开裂、拱起；②紧实度偏低（82<85）：砂型紧实不均，局部密度低，热膨胀时易产生分层；③起模斜度过小（1°<1.5°）：起模时对砂型表面摩擦大，造成表层损伤，降低抗热裂能力；④浇铸温度过高（1380℃>1370℃）：延长了金属液对砂型的热作用时间，加剧表层砂的热膨胀和脱水，降低热湿拉强度。解决方案：①提高型砂热湿拉强度：增加膨润土中钠基比例（钠基膨润土热稳定性更好）；加入0.3%-0.5%的淀粉或纤维素，增