2026年本单元练习题(铸造)附答案

2026年本单元练习题(铸造)附答案一、填空题（每空1分，共20分）1.铸造是将熔化的金属液浇入与零件形状相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后获得零件或毛坯的金属成形方法。2.型砂的主要性能包括强度、透气性、耐火性、退让性和溃散性。3.砂型铸造中，分型面选择应尽量使铸件的加工面和加工基准面位于同一砂型内，以减少错箱误差。4.合金的铸造性能主要指流动性和收缩性，其中流动性差易导致铸件产生浇不足或冷隔缺陷。5.灰铸铁的收缩包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个阶段，因其凝固时析出石墨产生体积膨胀，故总体收缩率较小。6.压力铸造（压铸）的主要特点是高压、高速充填铸型，适用于薄壁、复杂、高精度的有色金属铸件生产。7.熔模铸造的工艺过程包括蜡模制造、结壳、脱蜡、焙烧和浇注等步骤，其铸件尺寸精度可达CT4-CT7级。8.铸造工艺图中，加工余量是指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计时预先增加的金属层厚度；起模斜度是为使模样（或型芯）易从砂型中取出，在模样垂直于分型面的壁上设计的倾斜度。9.缩孔通常产生在铸件最后凝固的部位，其形状多为倒锥形、内壁粗糙；而缩松则是分散在铸件截面上的细小缩孔，多产生于糊状凝固的合金中。10.球墨铸铁的生产需经过球化处理和孕育处理，其中球化剂常用稀土镁合金，以促使石墨呈球状析出。二、选择题（每题2分，共30分）1.下列合金中，流动性最好的是（）。A.铸钢B.灰铸铁C.铝合金D.白口铸铁答案：B（灰铸铁因含碳量高、成分接近共晶点，流动性优于其他选项）2.砂型铸造中，型芯的主要作用是（）。A.提高砂型强度B.形成铸件的内腔或复杂外形C.减少金属液用量D.加快凝固速度答案：B（型芯用于形成铸件内部或外部的复杂结构）3.下列铸造缺陷中，由液态收缩和凝固收缩引起的是（）。A.气孔B.砂眼C.缩孔D.冷隔答案：C（缩孔是因金属液凝固时体积收缩未被及时补缩导致）4.金属型铸造与砂型铸造相比，主要缺点是（）。A.铸件尺寸精度低B.铸型寿命短C.不宜铸造形状复杂的薄壁件D.生产成本低答案：C（金属型无退让性，且冷却快，难以成形复杂薄壁件）5.为防止铸件产生缩孔，应采用的工艺措施是（）。A.提高浇注温度B.设置冒口和冷铁C.减少型芯数量D.降低砂型透气性答案：B（冒口用于补缩，冷铁加快局部凝固，实现顺序凝固）6.下列合金中，铸造时最易产生热烈的是（）。A.灰铸铁B.球墨铸铁C.铸钢D.铝合金答案：C（铸钢凝固温度范围宽，固态收缩大，热裂倾向高）7.熔模铸造的主要优势是（）。A.适合大尺寸铸件B.可铸造高熔点合金C.无需起模，能制造形状复杂的铸件D.生产效率高答案：C（熔模铸造用蜡模溶解脱除，无起模限制）8.确定铸件浇注位置时，应尽量使（）。A.大平面朝上B.重要加工面朝下C.薄壁部位朝上D.厚大部位朝上答案：B（重力作用下，金属液中杂质、气体易上浮，朝下的面更致密）9.型砂的退让性不足会导致铸件产生（）。A.气孔B.夹砂C.热裂D.缩孔答案：C（退让性差阻碍铸件收缩，产生内应力，导致热裂）10.压力铸造的铸件不宜进行热处理的主要原因是（）。A.铸件内部有气孔B.强度不足C.尺寸不稳定D.成本过高答案：A（压铸时金属液高速充填易卷入气体，热处理加热时气孔膨胀导致变形）11.灰铸铁铸造时，若碳当量过高（>4.3%），易产生（）。A.缩孔B.石墨漂浮C.冷隔D.夹渣答案：B（碳当量过高，石墨析出过多，密度小易上浮）12.铸造工艺中，“浇口杯”的主要作用是（）。A.控制充型速度B.防止金属液飞溅C.过滤杂质D.以上都是答案：D（浇口杯集流、稳流、过滤，兼具多种功能）13.下列特种铸造方法中，最适合生产大型球墨铸铁件的是（）。A.压力铸造B.低压铸造C.离心铸造D.熔模铸造答案：B（低压铸造充型平稳，补缩效果好，适合大型厚壁铸件）14.铸件的“加工余量”大小主要取决于（）。A.铸件尺寸B.合金种类C.铸造方法D.以上都是答案：D（尺寸越大、合金收缩越大、铸造精度越低，加工余量越大）15.下列措施中，不能提高合金流动性的是（）。A.提高浇注温度B.减少合金中杂质C.增加铸件壁厚D.降低铸型温度答案：D（铸型温度低会加快金属液冷却，降低流动性）三、判断题（每题1分，共10分）1.铸造只能生产毛坯，不能直接生产零件。（×）（精密铸造可直接生产零件）2.型砂的透气性越好，越有利于铸件质量。（×）（透气性过高易导致砂眼）3.顺序凝固原则主要用于收缩大的合金，如铸钢。（√）（通过冒口补缩，防止缩孔）4.金属型铸造因铸型导热快，铸件晶粒细小，力学性能优于砂型铸件。（√）（快速冷却细化晶粒）5.熔模铸造的蜡模可重复使用，因此生产效率高。（×）（蜡模为一次性，需重复制造）6.球墨铸铁的收缩率比灰铸铁小，因此不易产生缩孔。（×）（球墨铸铁石墨化膨胀后仍有较大固态收缩）7.铸件的壁厚越均匀，越不易产生热应力。（√）（均匀壁厚冷却一致，应力小）8.压力铸造适合生产铜合金、铝合金等低熔点合金，不适合铸钢。（√）（铸钢熔点高，易损坏压铸模）9.型芯头是型芯的一部分，用于固定型芯并形成铸件内腔。（×）（型芯头用于定位，不形成铸件结构）10.浇注系统设计中，“封闭式”浇注系统易卷入气体，“开放式”系统易冲砂。（√）（封闭系统流速高，易吸气；开放系统流速低，易冲砂）四、简答题（每题5分，共40分）1.简述砂型铸造中分型面与分模面的区别。答：分型面是砂型组元（上砂型与下砂型、型芯与砂型等）之间的结合面，决定砂型的分割方式；分模面是模样（或模板）的分割面，用于模样从砂型中取出。分型面是砂型的实际分界，分模面是模样的制造分界，二者可能重合（如整体模造型）或不同（如分开模造型）。2.为什么灰铸铁的铸造性能优于铸钢？答：灰铸铁含碳量高（2.5%-4.0%），成分接近共晶点，凝固温度范围窄，流动性好，不易产生浇不足；凝固时析出石墨，体积膨胀抵消部分收缩，总体收缩率小（约1%-2%），缩孔、缩松倾向低；而铸钢含碳量低（<2.11%），凝固温度范围宽，流动性差，收缩率大（约2%-4%），易产生缩孔、热裂等缺陷，故灰铸铁铸造性能更优。3.压力铸造与低压铸造的主要区别是什么？答：压力来源不同：压铸采用高压（30-700MPa）、高速（10-50m/s）充填；低压铸造采用低压（0.02-0.07MPa）、低速（0.1-0.5m/s）充型。用途不同：压铸适合薄壁、复杂小件（如手机壳）；低压铸造适合厚壁、大型铸件（如汽车轮毂）。铸件质量：压铸件内部气孔多，不宜热处理；低压铸件致密度高，可热处理强化。4.简述防止铸件产生气孔的主要措施。答：①控制熔炼质量，减少金属液中气体含量（如干燥炉料、使用覆盖剂）；②提高型砂和型芯的透气性（控制水分、添加木屑）；③合理设计浇注系统（避免卷气，设置出气冒口）；④严格烘干铸型和型芯（防止水分受热分解产生气体）；⑤采用真空铸造或反压铸造等特种工艺，减少气体侵入。5.分析铸造工艺中“冷铁”的作用及应用场景。答：冷铁是用金属（如铸铁、钢）制成的激冷块，作用是加快铸件局部冷却速度，控制凝固顺序。应用场景：①配合冒口实现顺序凝固，防止缩孔（如厚大部位放置冷铁，使冒口最后凝固）；②细化晶粒，提高局部力学性能（如齿轮齿面）；③防止铸件热节处产生缩松（如法兰与轮毂连接处）。6.比较熔模铸造与消失模铸造的工艺特点。答：熔模铸造：用蜡模（易熔材料）制造，需结壳、脱蜡、焙烧，适合高精度、复杂小件（如涡轮叶片），尺寸精度高（CT4-CT7），但工艺复杂、成本高。消失模铸造：用泡沫塑料模（聚苯乙烯）直接埋入干砂，无需起模，适合中大型、结构复杂铸件（如发动机缸体），工艺简单、成本低，但尺寸精度较低（CT7-CT9），易产生皱皮缺陷。7.为什么球墨铸铁需要进行孕育处理？答：球墨铸铁经球化处理后，铁液中镁、稀土等元素会消耗石墨形核质点，导致石墨球数量减少、尺寸增大，甚至出现球化衰退。孕育处理（加入硅铁等孕育剂）可增加铁液中的外来质点，促进石墨非自发形核，细化石墨球，提高球化率，同时减少白口倾向，改善切削性能。8.简述铸造工艺图中“收缩率”的确定原则。答：收缩率（ε）=（模样尺寸-铸件尺寸）/铸件尺寸×100%。确定原则：①合金种类：收缩大的合金（如铸钢）取大值（1.5%-2.0%），收缩小的合金（如灰铸铁）取小值（0.8%-1.0%）；②铸造方法：金属型铸造因冷却快，收缩率略小于砂型铸造；③铸件结构：壁薄、复杂铸件因收缩受阻，收缩率小于厚实、简单铸件；④收缩方向：自由收缩时取大值，受阻收缩时取小值。五、计算题（每题8分，共16分）1.某铸钢件（收缩率1.8%）的零件尺寸为长200mm、宽150mm、厚30mm，需预留加工余量：长和宽各单边2mm，厚双边各3mm。计算模样的尺寸（不计起模斜度）。解：铸件尺寸（加工后）=零件尺寸+加工余量长：200+2×2=204mm（单边2mm，双边共4mm）宽：150+2×2=154mm厚：30+3×2=36mm（双边各3mm，共6mm）模样尺寸=铸件尺寸×（1+收缩率）长：204×(1+1.8%)=204×1.018≈207.67mm宽：154×1.018≈156.77mm厚：36×1.018≈36.65mm答：模样的长约207.7mm，宽约156.8mm，厚约36.7mm。2.某铝合金环形铸件（密度2.7g/cm³），内径φ200mm，外径φ300mm，高度150mm，采用顶注式浇注系统，浇注时间需控制在8秒内。计算所需浇注系统的最小截面积（设流量系数μ=0.6，重力加速度g=980cm/s²，浇注高度H=20cm）。解：铸件体积V=π/4×(D²-d²)×h=π/4×(30²-20²)×15=π/4×(900-400)×15=π/4×500×15≈5890.5cm³金属液质量m=ρV=2.7×5890.5≈15904.35g=15.9kg浇注速度Q=V/t=5890.5/8≈736.3cm³/s根据伯努利方程，浇注系统最小截面积A=Q/(μ×√(2gH))代入数据：A=736.3/(0.6×√(2×980×20))=736.3/(0.6×√39200)=736.3/(0.6×197.99)≈736.3/118.8≈6.2cm²答：浇注系统最小截面积约为6.2cm²。六、综合分析题（每题9分，共18分）1.某工厂生产的灰铸铁齿轮箱（壁厚8-15mm，最大热节处壁厚25mm），经检验发现热节处存在缩松缺陷。试分析可能原因，并提出改进措施。答：可能原因：①灰铸铁碳当量偏低（<4.2%），凝固时石墨化膨胀不足，无法补偿收缩；②热节处冷却速度慢，凝固时间长，液态金属补缩困难；③浇注系统设计不合理（如内浇口位置远离热节），无法有效补缩；④型砂或型芯的退让性差，阻碍铸件收缩，加剧缩松。改进措施：①调整化学成分，提高碳当量（控制在4.2%-4.6%），增强石墨化膨胀；②在热节处设置冷铁（如铸铁冷铁），加快局部冷却，使热节处先于冒口凝固；③优化浇注系统，采用定向凝固原则，将内浇口靠近热节，配合冒口补缩；④提高型砂退让性（如增加溃散剂、减少粘结剂用量），减少收缩阻力；⑤适当降低浇注温度（避免液态收缩过大），延长补缩时间。2.对比砂型铸造、金属型铸造和低压铸造，分析各自适合生产的铸件类型，并说明理由。答：①砂型铸造：适合中大型、形状复杂、单件小批量铸件（如机床床身、发动机缸体）。理由：砂型成本低、