《金屬精密液態(tài)成形技術(shù)》習(xí)題參考答案及解析

《金屬精密液態(tài)成形技術(shù)》習(xí)題參考答案及解析《金屬精密液態(tài)成形技術(shù)》習(xí)題參考答案及解析《金屬精密液態(tài)成形技術(shù)》習(xí)題參考答案及解析xxx公司《金屬精密液態(tài)成形技術(shù)》習(xí)題參考答案及解析文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度一、簡(jiǎn)答題1．常用金屬精密液態(tài)成形方法有哪些？答：常用的金屬精密液態(tài)成形方法有：熔模精密鑄造、石膏型精密鑄造、陶瓷型精密鑄造、消失模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、調(diào)壓鑄造、擠壓鑄造、離心鑄造、殼型鑄造、連續(xù)鑄造、半固態(tài)鑄造、噴射成形技術(shù)、石墨型鑄造、電渣熔鑄和電磁鑄造等。2．金屬精密液態(tài)成形技術(shù)的特點(diǎn)是什么對(duì)鑄件生產(chǎn)有哪些影響特點(diǎn)：（1）特殊的鑄型制造工藝與材料。（2）特殊的液態(tài)金屬充填方式與鑄件冷凝條件。對(duì)鑄件生產(chǎn)的影響：由于鑄型材料與鑄型制作工藝的改變，對(duì)鑄件表面粗糙度產(chǎn)生很大影響，不但尺寸精度很高，還可使鑄件表面粗糙度降低，從而可實(shí)現(xiàn)近凈成形。在某些精密液態(tài)成形過(guò)程中，金屬液是在外力（如離心力、電磁力、壓力等）作用下完成充型和凝固的，因此提高了金屬液的充型能力，有利于薄壁鑄件的成形；液態(tài)金屬在壓力下凝固，有利于獲得細(xì)晶組織，減少縮松缺陷，提高力學(xué)性能。熔模：一、名詞解釋1.硅溶膠：硅溶膠是由無(wú)定形二氧化硅的微小顆粒分散在水中而形成的穩(wěn)定膠體。硅溶膠是熔模鑄造常用的一種優(yōu)質(zhì)黏結(jié)劑。2.硅酸乙酯水解：3.水玻璃模數(shù)：水玻璃中的SiO2與Na2O摩爾數(shù)之比。4.樹(shù)脂模料：是以樹(shù)脂及改性樹(shù)脂為主要組分的模料。5.壓型溫度：6.涂料的粉液比：涂料中耐火材料與黏結(jié)劑的比例。7析晶：石英玻璃在熔點(diǎn)以下處于介穩(wěn)定狀態(tài)，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，當(dāng)加熱到一定溫度，開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞?，此轉(zhuǎn)變過(guò)程稱“析晶”。二、填空題1.熔模鑄造的模料強(qiáng)度通常以抗彎強(qiáng)度來(lái)衡量。2.硅溶膠型殼的干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是硅溶膠的膠凝過(guò)程。3.一般說(shuō)來(lái)說(shuō)：硅溶膠中SiO2含量越高、密度越大，則型殼強(qiáng)度越高。4.涂料中最基本的兩個(gè)組成耐火材料和黏結(jié)劑之間的比例，即為涂料的粉液比。5.通常按模料熔點(diǎn)的高低將其分為高溫、中溫和低溫模料。6.硅溶膠中Na20含量和PH值反映了硅溶膠及其涂料的穩(wěn)定性。7.模料的耐熱性是指溫度升高時(shí)模料的抗軟化變形的能力。8.熔模的制備方法有自由澆注和壓注兩種。9.常用石蠟-硬脂酸模料的配比為白石蠟和一級(jí)硬脂酸各50%。三、判斷題1.壓蠟溫度愈高，熔模的表面粗糙度越小，表面越光滑；但壓蠟溫度越高，熔模的收縮率越大。（√）2.壓注壓力和保壓時(shí)間對(duì)熔模尺寸有影響，隨壓力和保壓時(shí)間增加，熔模的線收縮率減小。（√）3.為提高水玻璃模數(shù)，可在水玻璃中加入氫氧化鈉。（×）4.熔模鑄造使用最廣泛的澆注方法是熱殼重力澆注法。（√）5.使用樹(shù)脂基模料時(shí)，脫蠟后所得的模料可以直接用來(lái)制造新的熔模。（×）四、簡(jiǎn)答題1.什么是熔模鑄造？試用方框圖表示其大致工藝過(guò)程。

熔模鑄造是用易熔材料制成精確的可熔性模樣，在其上涂覆若干層耐火涂料，熔去模樣，經(jīng)過(guò)焙燒而得到型殼，澆入金屬而得到鑄件的方法。其工藝過(guò)程如下：制作蠟?zāi)；蛳災(zāi)＝M→涂掛耐火涂料→撒砂→結(jié)殼硬化→脫蠟→烘干焙燒型殼→澆注鑄件→出箱清理打磨。2.影響熔模質(zhì)量的因素有哪些？答：（1）壓型尺寸精度及表秒粗糙度（2）模料質(zhì)量（3）制模工藝：壓射壓力保壓時(shí)間注蠟溫度壓型溫度常用模料有哪兩類，其基本組成、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍如何？答：①蠟基模料蠟基模料是以礦物蠟、動(dòng)植物蠟為主要成分的模料。此類模料一般成分比較簡(jiǎn)單，成本較低，便于脫蠟和回收，但強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性較低，收縮大。多用于要求較低的鑄件。②樹(shù)脂基模料樹(shù)脂基模料是以樹(shù)脂及改性樹(shù)脂為主要組分的模料。此類模料一般成分比較復(fù)雜，強(qiáng)度較高，熱穩(wěn)定性較好，收縮較小，制成的熔模的質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性較高，但模料易老化、壽命短，成本較高，多用于質(zhì)量要求較高的熔模鑄件。從模料中去除水分、粉塵、砂粒和皂化物的工藝過(guò)程稱為模料回收。采用蒸汽或熱水脫蠟后所回收的模料中會(huì)不可避免地混有雜質(zhì)、砂粒和水分，某些蠟基模料中所含的硬脂酸，在制殼工藝過(guò)程中還會(huì)與一些物質(zhì)反應(yīng)生成皂化物（脂肪酸鹽），因而使模料變質(zhì)，影響使用性能。4.試述常用三種制殼黏結(jié)劑的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。答：目前國(guó)內(nèi)熔模鑄造常用的黏結(jié)劑主要有：如水玻璃、硅酸乙酯、硅溶膠等。水玻璃作黏結(jié)劑具有成本低、硬化速度快（化學(xué)硬化）、濕態(tài)強(qiáng)度高、制殼周期短等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是表面質(zhì)量差，尺寸精度不高，在近凈形熔模鑄造中用得較少。硅酸乙酯的表面張力低，黏度小，對(duì)模料的潤(rùn)濕性能好。所制型殼耐火度高，尺寸穩(wěn)定，高溫時(shí)變形及開(kāi)裂的傾向小，表面粗糙度低，鑄件表面質(zhì)量好，較硅溶膠的制殼周期短，但價(jià)格較貴，且對(duì)環(huán)境有一定污染，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)使用有下降的趨勢(shì)。

硅溶膠使用方便，易配成高粉液比（耐火材料與黏結(jié)劑的比例）的優(yōu)質(zhì)涂料，涂料穩(wěn)定性好。型殼制造時(shí)不需化學(xué)硬化，工序簡(jiǎn)單，所制型殼高溫性能好，有高的型殼高溫強(qiáng)度及高溫抗變形能力。但硅溶膠涂料對(duì)熔模潤(rùn)濕性差，需加表面活性劑改善涂料的涂掛性。另外，硅溶膠型殼干燥速度慢，型殼濕強(qiáng)度較低，制殼周期長(zhǎng)。熔模鑄造用硅溶膠主要有哪些物化參數(shù)它們對(duì)型殼質(zhì)量有何影響答：硅溶膠的主要物化參數(shù)有SiO2含量、Na2O含量、密度、PH值、黏度及膠粒直徑等，它們與硅溶膠涂料和型殼性能關(guān)系密切。硅溶膠中SiO2含量及密度都反映其膠體含量的多少，即黏結(jié)力的強(qiáng)弱。一般來(lái)說(shuō)，硅溶膠中SiO2含量增加，硅溶膠密度越高，則型殼強(qiáng)度越高。而Na2O含量影響硅溶膠的PH值，它們都影響硅溶膠及其涂料的穩(wěn)定性。硅溶膠的黏度反映其黏稠程度，將影響所配涂料的粉液比，黏度低的硅溶膠可配成高粉液比涂料，所制型殼表面粗糙度值低、強(qiáng)度較好。硅溶膠的另一參數(shù)是膠體粒子直徑，它影響硅溶膠的穩(wěn)定性和型殼強(qiáng)度。粒子越小，凝膠結(jié)構(gòu)中膠粒接觸點(diǎn)越多，凝膠致密，型殼強(qiáng)度越高，但溶膠穩(wěn)定性越差。硅溶膠、水玻璃、硅酸乙酯粘結(jié)劑型殼的干燥和硬化工藝有何本質(zhì)的區(qū)別?硅溶膠型殼的干燥和硬化是物理硬化過(guò)程。隨著型殼的干燥，水分蒸發(fā)，硅溶膠含量提高，膠體顆粒碰撞幾率增加，溶膠便膠凝而形成凝膠，牢固地將耐火材料顆粒粘結(jié)起來(lái)，同時(shí)耐火材料顆粒彼此接近，這就使得型殼獲得了強(qiáng)度。水玻璃型殼化學(xué)硬化前的自然干燥是水玻璃型殼脫除自由水的過(guò)程。但水玻璃型殼只有經(jīng)過(guò)化學(xué)硬化才能形成不可逆轉(zhuǎn)化的硅凝膠，使型殼獲得足夠的濕強(qiáng)度?；瘜W(xué)硬化是指水玻璃粘結(jié)劑與硬化劑發(fā)生硬化反應(yīng)，達(dá)到硬化型殼的目的，其原理是基于電解質(zhì)對(duì)水玻璃的膠凝作用。硅酸乙酯黏結(jié)劑型殼的干燥硬化，實(shí)質(zhì)上是涂料中的硅酸乙酯水解液繼續(xù)水解-縮聚反應(yīng)而達(dá)到最終的膠凝以及溶劑揮發(fā)的過(guò)程。前者主要是化學(xué)硬化，后者是物理過(guò)程，但彼此有密切聯(lián)系。型殼的硬化可用氨氣催化，俗稱氨干。氨氣既可通過(guò)堿解反應(yīng)加快水解，又可通過(guò)改變涂層中水解液的PH值而加快縮聚反應(yīng)。型殼焙燒的目的是什么常用三種型殼焙燒工藝參數(shù)如何答：焙燒的目的是去除型殼中的水分、殘余模料、硬化劑、鹽分等，降低型殼澆注時(shí)的發(fā)氣性，提高透氣性，防止出現(xiàn)氣孔、澆不足等缺陷。水玻璃型殼的焙燒溫度一般為850℃，保溫時(shí)間約為～2h。對(duì)于硅溶膠或硅酸乙酯型殼則為950～1100℃，薄壁件應(yīng)適當(dāng)提高，保溫時(shí)間約為2～3h。焙燒時(shí)，升溫速度不能太快，應(yīng)緩慢加熱，因?yàn)樾蜌さ臒釋?dǎo)率很低，升溫太快時(shí)型殼內(nèi)外溫差較大，各部位膨脹量不同會(huì)導(dǎo)致型殼出現(xiàn)裂紋。8.試述熱壓注硅質(zhì)陶瓷型芯的成形方法及型芯材料的組成。在耐火粉料中加入熱塑性材料（如蠟）為增塑劑制成陶瓷料漿，用熱壓注法制成型芯坯體，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成型芯。型芯材料的主要組成基體基體（如石英玻璃）、礦化劑（如氧化鋁系）、增塑劑（如蠟）、表面活性劑（如油酸）等。9.硅溶膠型殼制殼有哪些步驟影響硅溶膠型殼干燥的因素有那些生產(chǎn)中可不可以采用提高環(huán)境溫度來(lái)縮短型殼干燥時(shí)間為什么答：硅溶膠型殼制殼工藝過(guò)程下圖所示：影響硅溶膠型殼干燥的因素很多，其中環(huán)境濕度、風(fēng)速和環(huán)境溫度三種因素作用最大。生產(chǎn)中不能用提高環(huán)境溫度來(lái)縮短型殼干燥時(shí)間，而應(yīng)將溫度控制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)。因?yàn)榄h(huán)境溫度會(huì)影響模組模料的熱膨脹和熱穩(wěn)定性，從而影響鑄件尺寸精度。石膏型：一、填空題1．石膏型熔模精密鑄造時(shí)，石膏型工作溫度一般在150℃～300℃℃之間。2．α型半水石膏更適合作為石膏鑄型用材料。3．為使石膏型具有良好的強(qiáng)度，減小其線收縮和裂紋傾向，需要在石膏中加入填料。4．石膏型導(dǎo)熱性能差，焙燒時(shí)應(yīng)采用階梯升溫。5．制備石膏型所用的原材料主要有石膏、填料和添加劑等。二、簡(jiǎn)答題1．石膏有哪幾種變體？石膏型精密鑄造應(yīng)選用哪種石膏為什么答：石膏有7種變體：二水石膏、β型硬石膏Ⅲ、α型半水石膏、硬石膏Ⅱ、β型半水石膏、硬石膏Ⅰ和α型硬石膏Ⅲ。硬石膏不能配成石膏漿料，故不能用于石膏型鑄造中；生石膏含水量過(guò)多，所制石膏型強(qiáng)度低也不能用于石膏型鑄造；α型半水石膏具有致密、完整而粗大的晶粒，總比表面積小。β型半水石膏因孔多，表面不規(guī)律，似海面狀，其比表面積大。在配成相同流動(dòng)性的石膏漿料時(shí)，α型半水石膏所需水固比低，漿料凝固后強(qiáng)度高，故α型半水石膏更適合作為石膏鑄型用的材料。石膏漿料中為什么要加填料填料應(yīng)如何選擇答：為使石膏型具有良好的強(qiáng)度，減小其線收縮和裂紋傾向，需要在石膏中加入填料。石膏型的填料應(yīng)滿足下列要求：（1）有合適的線膨脹率；（2）有較高的熔點(diǎn)和耐火度；（3）有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；（4）發(fā)氣量少、吸濕性小、保水性好；（5）填料在石膏型漿體中有良好的懸浮彌散性；（6）能降低石膏混合料的裂紋傾向。3．為什么石膏漿料配制和灌注時(shí)需在真空下進(jìn)行答：在真空下配制石膏漿料和灌漿是為了使?jié){料中所含的氣體能夠順利外排。石膏漿料吸附大量的氣體，在漿體攪拌時(shí)又會(huì)卷入大量的氣，致使?jié){體中有大量的氣泡，影響石膏型腔表面的質(zhì)量。因此石膏漿料配制和灌注需在真空下進(jìn)行。石膏型精密鑄造常用的充填及凝固方法有哪些各用于什么情況下石膏型精密鑄造常用的充填及凝固方法有：重力澆注，常壓凝固——適用于壁不薄、形狀簡(jiǎn)單的中小件。2）真空吸鑄——適于生產(chǎn)中、小型復(fù)雜薄壁鑄件。3）真空下重力澆注，增壓凝固——目前國(guó)內(nèi)外石膏型精鑄常用的充填凝固方法。4）低壓鑄造——適于生產(chǎn)批量較大的復(fù)雜薄壁鑄件。5）真空下重力澆注，常壓凝固——適用于壁較薄、壁厚較均勻鑄件。6）調(diào)壓鑄造——適于生產(chǎn)有厚壁部分的復(fù)雜薄壁鑄件。5．如何確定石膏型精密鑄造澆注工藝參數(shù)？答：澆注工藝參數(shù)主要包括澆注溫度和石膏型溫度。（1）鋁合金澆注溫度由于石膏型導(dǎo)熱性差，合金澆注溫度可低于其他鑄造方法。一般控制在700℃左右，大型薄壁件不宜超過(guò)720℃。2）石膏型溫度確定石膏型溫度時(shí)要考慮兩個(gè)因素，一是石膏型抗激冷激熱能力差，二是石膏型導(dǎo)熱性差。石膏型工作溫度過(guò)低，澆注時(shí)石膏型易開(kāi)裂；石膏型溫過(guò)高，鑄件凝固速度慢，易出現(xiàn)粗大組織。澆注時(shí)石膏型溫度一般控制在150～300℃之間，大型復(fù)雜薄壁件取上限，中小型、壁稍厚鑄件取下限。陶瓷型：一、填空題1.陶瓷型鑄造可分為整體陶瓷鑄型和復(fù)合陶瓷鑄型兩大類。2.陶瓷型精密鑄造常用的黏結(jié)劑是硅酸乙酯水解液。3.為提高生產(chǎn)率，在制造陶瓷型的漿料中必須加入催化劑來(lái)縮短膠凝時(shí)間。4.陶瓷型噴燒目的是使酒精燃燒起來(lái)，均勻地?fù)]發(fā)，從而使陶瓷型表面有一定的強(qiáng)度和硬度，并出現(xiàn)均勻密布的顯微裂紋二、簡(jiǎn)答題1.為什么廣泛采用復(fù)合陶瓷型，而不使用整體陶瓷型？答：整體陶瓷型所用陶瓷漿料太多，成本高，而且透氣性差，型壁太厚時(shí)噴燒鑄型易產(chǎn)生較大的變形。采用復(fù)合陶瓷型，水玻璃砂套，砂底套制作方便，透氣性好，成本低，應(yīng)用較普遍。陶瓷型鑄造灌漿時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：正確低控制漿料的流動(dòng)性和準(zhǔn)確地掌握它們的結(jié)膠時(shí)間，是成功完成灌漿工序、獲得高質(zhì)量陶瓷型的關(guān)鍵。灌漿太早，容易沖走母模表面的脫模劑，引起黏模，同時(shí)漿料中耐火材料容易沉淀，使鑄型產(chǎn)生大量裂紋；灌漿太遲，漿料的流動(dòng)性太差，鑄型內(nèi)腔論過(guò)不清晰。因此準(zhǔn)備漿料和灌漿時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）在保證漿料具有一定流動(dòng)性和充型能力的前提下，盡量增加漿料中固體含量，以增大漿料的黏度。2）在保證漿料能夠充滿鑄型的條件下，盡可能縮短結(jié)膠時(shí)間。3）相向水解液中加入耐火材料時(shí)邊加邊攪拌，直至混合均勻后加入催化劑，并保證它在漿料中的均勻性。（4）漿料的結(jié)膠時(shí)間應(yīng)視零件大小而定，在嚴(yán)格控制其他條件不變的情況下，結(jié)膠時(shí)間一般可以借助調(diào)整催化劑的加入量來(lái)控制。3．陶瓷漿料制備過(guò)程中加入催化劑的作用是什么？答：陶瓷漿料中加催化劑的目的是為了改變硅酸乙酯水解液的PH值，以促使陶瓷漿料結(jié)膠。通過(guò)催化劑加入量的多少來(lái)控制漿料固化開(kāi)始時(shí)間和固化終了時(shí)間。一般環(huán)境溫度較高時(shí)，催化劑的加入量可以少些，溫度較低時(shí)則需要加入較多的催化劑。常用的催化劑有氫氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉，氧化鈣等。4.陶瓷漿料硬化起模后為什么還要經(jīng)過(guò)噴燒有什么注意事項(xiàng)答：起模后要立即點(diǎn)火噴燒陶瓷型，使酒精燃燒起來(lái)，均勻地?fù)]發(fā)，從而使陶瓷型表面有一定的強(qiáng)度和硬度，并出現(xiàn)均勻密布的顯微裂紋。這樣的陶瓷層表面不會(huì)影響鑄件表面粗糙度，但可提高陶瓷層的透氣性和尺寸穩(wěn)定性。如取模后不立即點(diǎn)火噴燒，陶瓷層內(nèi)外的酒精揮發(fā)速度不同，型腔表面的酒精揮發(fā)快，收縮大，層內(nèi)部的酒精揮發(fā)慢，收縮小，從而造成陶瓷型出現(xiàn)大裂紋。起模后立即點(diǎn)火噴燒的陶瓷型尺寸變化率是最小，而其強(qiáng)度則是最高顯微裂紋在陶瓷型焙燒過(guò)程中的作用是什么？答：焙燒的目的是去除陶瓷型中殘余的乙醇、水分和少量的有機(jī)物，并使硅酸膠體脫水，最后形成體型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步提高陶瓷層的強(qiáng)度。焙燒溫度與陶瓷型強(qiáng)度的關(guān)系見(jiàn)圖4-13。不同合金對(duì)鑄型強(qiáng)度要求不同，陶瓷型焙燒溫度也可不同。鑄鋼件鑄型焙燒溫度應(yīng)大于600℃，鑄鐵件鑄型焙燒溫度大于500℃，鑄鋁和鑄銅件鑄型焙燒溫度則可在350℃～450℃之間。焙燒時(shí)間由鑄型厚度而定，鑄型越厚時(shí)間越長(zhǎng)。消失模：一、填空題1.消失模鑄造泡沫塑料模樣制作方法可分為板材加工和模具發(fā)泡成形。2.消失模鑄造的澆注溫度一般比普通砂型鑄造要高30℃～50℃。3.消失模鑄造的冷卻凝固速度比普通砂型鑄造的慢。4.有機(jī)黏結(jié)劑在常溫狀態(tài)可以提高涂層的強(qiáng)度，在澆注時(shí)被燒失，又能有效地提高涂層的透氣性。5.在EPS、EPMMA和STMMA三種模樣材料中，發(fā)氣量最大的是EPMMA。6.消失模鑄造涂料應(yīng)具有高的強(qiáng)度和良好的透氣性。 7.消失模鑄造澆注黑色金屬鑄件時(shí)常采用封閉式澆注系統(tǒng)。二、判斷題1．對(duì)表面增碳要求特高的少數(shù)合金鋼件，模樣材料一般選擇EPS珠粒。（×）2．鋼液的原始含碳量越高，增碳越嚴(yán)重。（×）3．涂料的性能僅與其組成有關(guān)，而與制備工藝無(wú)關(guān)。（×）4．耐火材料顆粒的粒度越大、分布越集中，涂料的透氣性越好。（√）5.消失模鑄造澆注時(shí)負(fù)壓越高越好。（×）三、簡(jiǎn)答題1.生產(chǎn)鑄鋁、鐵、鋼不同合金消失模鑄件各應(yīng)選擇哪種制模材料為什么答：（1）對(duì)于碳量沒(méi)有特殊要求的鋁、銅、灰鑄鐵和中碳鋼以上的鋼鑄件，可采用EPS珠粒，而對(duì)表面增碳有嚴(yán)格要求的低碳鋼鑄件最好采用STMMA，對(duì)表面增碳要求特別高的少數(shù)合金鋼件可選用EPMMA。（2）性能要求較高的球鐵件對(duì)卷入碳黑夾渣比較敏感通常也采用STMMA。此外，對(duì)要求表面光潔的薄壁鑄件不論是灰鐵、球鐵還是鋼件，須用最細(xì)的珠粒，最優(yōu)的發(fā)泡倍數(shù)，也需采用STMMA。（3）根據(jù)模樣的壁厚選擇珠粒大小，保證鑄件最小壁厚δmin處模樣發(fā)泡后有三顆珠粒，使此處模樣無(wú)明顯顆粒網(wǎng)紋。珠粒發(fā)泡30～40倍，因此，原始珠粒大小該為鑄件最小壁厚δmin的1/10～1/9。2.消失模鑄造與砂型鑄造相比金屬液的充型有何特點(diǎn)凝固有何區(qū)別答：由于消失模鑄造澆注時(shí)，鑄型型腔是實(shí)型，使它的成形規(guī)律與一般砂型鑄造有很大的差異。在砂型鑄造中，金屬液從內(nèi)澆口進(jìn)入后，先填滿型腔底部，然后液面逐漸上升，直至充滿最高處。而在消失模鑄造中金屬液從內(nèi)澆口進(jìn)入后，呈放射弧形逐層向前推進(jìn)，最后充滿離澆口最遠(yuǎn)處。消失模鑄造充型速度比普通砂型鑄造慢。影響消失模鑄造充型速度的因素很多，各種工藝因素對(duì)金屬液充型速度的影響由大到小依次為：真空度、模樣材料、金屬液靜壓頭、涂料層透氣性、澆注溫度、內(nèi)澆口面積、澆注位置等。消失模鑄造的凝固特點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)。①消失模鑄造的冷卻凝固速度比普通的砂型鑄造慢，消失模鑄造工藝需要較高的澆注溫度，也進(jìn)一步加劇了這一變化趨勢(shì)。②消失模鑄造鑄型剛度好，澆注鑄鐵件時(shí)，鑄型不容易發(fā)生體積膨脹，使鑄件的自補(bǔ)縮能力增強(qiáng)，因而大大減少了鑄件縮孔、縮松傾向。為了彌補(bǔ)消失模鑄造冷卻速度慢帶來(lái)鑄件組織和性能的影響，一般采用激冷造型材料或調(diào)整鑄件化學(xué)成分、優(yōu)化合金處理工藝等措施來(lái)解決。3.試述消失模鑄造用涂料的作用與性能。答：（1）提高泡沫塑料模樣的強(qiáng)度和剛度，防止模樣在運(yùn)輸、填砂振動(dòng)時(shí)破壞或變形。（2）澆注時(shí)，涂料層將金屬液和鑄型分開(kāi)，防止金屬液滲入干砂中，以保證獲得表面光潔、無(wú)粘砂的鑄件。同時(shí)，防止干砂流入金屬液與泡沫塑料模的間隙中，造成鑄型塌箱。（3）涂料層能讓泡沫塑料模樣在高溫下的分解產(chǎn)物順利地排逸到鑄型中去，防止鑄件產(chǎn)生氣孔、炭黑等缺陷。4.消失模澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些原則？答：在設(shè)計(jì)消失模澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮以下基本原則：1）內(nèi)澆道與橫澆道的夾角應(yīng)在同一平面以保證澆注時(shí)內(nèi)澆道同時(shí)充型；2）澆注系統(tǒng)引導(dǎo)金屬液流動(dòng)鑄型型腔，同時(shí)讓模樣氣化的殘留物逸出；3）在上涂料、填砂及振實(shí)過(guò)程中，澆注系統(tǒng)常被用作支撐和搬運(yùn)，必須具有足夠的強(qiáng)度以便于操作；4）鑄造后，澆注系統(tǒng)要易于清除。5.消失模鑄造時(shí)澆注位置的確定與砂型鑄造有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？答：6.為什么消失模鑄造時(shí)常采用封閉式澆注系統(tǒng)？答：封閉式澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是流量控制的最小截面處于澆注系統(tǒng)的末端，澆注時(shí)直澆道內(nèi)的泡沫塑料迅速氣化，并在很短的時(shí)間內(nèi)被液體金屬充滿，澆注系統(tǒng)內(nèi)易建立起一定的靜壓力使金屬液呈層流狀充填，可以避免充型過(guò)程中金屬液的攪動(dòng)與噴濺。7.消失模鑄造時(shí)負(fù)壓的作用是什么如何選擇答：負(fù)壓的作用是：固定干砂、防止沖砂和鑄型蹦散、型壁移動(dòng)；加快排氣速度和排氣量，加快金屬前沿的推進(jìn)速度，提高充型能力；在密封下澆注，改善工作環(huán)境。提高負(fù)壓度有利于減少或消除皺皮缺陷。因負(fù)壓度越大，充型速度越快，致使低粘度的液相產(chǎn)物來(lái)不及轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒扯纫合喈a(chǎn)物；另外，負(fù)壓高有利于熱解產(chǎn)物通過(guò)涂層向型砂中排放，因此皺皮減少。提高負(fù)壓度可有效地防止鑄鋼件增碳缺陷。但負(fù)壓度過(guò)大會(huì)將涂層吸裂，澆注時(shí)工藝參數(shù)不合理將涂層沖刷而開(kāi)裂引起粘砂。負(fù)壓過(guò)小會(huì)導(dǎo)致塌箱，過(guò)大則會(huì)將模樣快包裹在金屬液中，引起氣孔缺陷。8.如何防止消失模鋁合金鑄件產(chǎn)生針孔缺陷？答：從充型過(guò)程的角度來(lái)看，合金液的質(zhì)量、模樣材料、涂料的組成和厚度、澆注溫度等對(duì)針孔的形成均有影響。1）精練除氣與變質(zhì)處理：采用Al-Ti-B變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，可阻止氣核形成；2）涂料：采用顆粒細(xì)小的耐火材料，如珠光粉、云母粉等均為片狀骨料，保溫性能好，隨著加入量的增加，涂料的孔隙率減少，透氣性降低。采用這種涂料，會(huì)降低鋁液的充型速度，鋁液充型平穩(wěn)，氣體易排除，有利于減少針孔。3）模樣材料：采用低密度模樣4）澆注溫度：澆溫＞770℃時(shí)，鋁合金的氣孔率增大。在保證充型性能的前提下，盡量采用低的澆注溫度；5）真空度：真空度降低，充型速度低，金屬充型前沿流動(dòng)更加平穩(wěn)、規(guī)則，減少了模樣熱解產(chǎn)物卷入合金液中的傾向，因而有利于針孔的減少。低壓：一、判斷題1．低壓鑄造時(shí)，結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，鑄件的組織也越致密。（√）2．低壓鑄造時(shí)，如果用濕砂型澆注厚壁鑄件，充型速度應(yīng)快些。（×）3．低壓鑄造設(shè)備中的升液管的出口面積應(yīng)小于鑄件熱節(jié)面積。（×）4．充型壓力與升液壓力一樣，也隨坩堝內(nèi)金屬液面的下降而增加。（√）5．差壓鑄造時(shí)，增壓法與減壓法相比，增壓法金屬液上升平穩(wěn)。（×）6．真空吸鑄的鑄型只能是金屬的水冷結(jié)晶器。（×）7．調(diào)壓鑄造與差壓鑄造最大區(qū)別在于不僅能夠?qū)崿F(xiàn)正壓的控制，還能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)壓的控制。（√）8.差壓鑄造時(shí)，對(duì)于高度大于300mm的鑄件，可以選用縫隙式澆注系統(tǒng)。（√）二、填空題1．調(diào)壓鑄造是在真空條件下充型，金屬液充型性好，不會(huì)卷氣。2．差壓鑄造充填成形與低壓鑄造相同，而鑄件凝固是在更高的壓力下結(jié)晶凝固的。3．低壓鑄造時(shí)，自增壓結(jié)束至鑄件完全凝固所需的時(shí)間稱為保壓時(shí)間。4．低壓鑄造時(shí)，鑄件形狀復(fù)雜、精度要求高的中小件，鑄型宜采用熔模型殼。5．低壓鑄造的特點(diǎn)之一，就是澆鑄系統(tǒng)與位于鑄型下方的升液管直接相連。6．真空吸鑄是靠壓力差壓力把金屬液吸入結(jié)晶器中。三、簡(jiǎn)答題1.如何實(shí)現(xiàn)低壓鑄造的順序凝固？1）澆口設(shè)在鑄件的厚壁部位，而使薄壁部位遠(yuǎn)離澆口，從而使厚壁部分得到良好補(bǔ)縮。2）應(yīng)采用多道澆口，以縮短補(bǔ)縮距離，改善厚大部位對(duì)薄斷面的冒口作用，使金屬液通過(guò)澆口進(jìn)行有效地補(bǔ)縮。3）對(duì)于有較大平面的鑄件，盡量避免平面呈水平放置，以防注入的金屬液分成多股流路充填，合流時(shí)卷入氣體。若不能避免水平安放，則應(yīng)分區(qū)安置透氣塞，使卷入的氣體排出。如果鑄件鑄造位置不能滿足“順序凝固”要求時(shí)，可采取以下措施：1）如果鑄件壁厚比較均勻，可在鑄件上下取不同的加工余量，以調(diào)節(jié)鑄件的方向性凝固。2）對(duì)壁厚均勻的鑄件，或局部較厚難以補(bǔ)縮的地方，采用砂型時(shí)可用不同厚度的冷鐵創(chuàng)造自上而下的凝固方向；采用金屬型時(shí)，可改變金屬型的厚度。3）對(duì)于壁厚差大的鑄件，用上述一般措施難以得到順序凝固的條件時(shí)，可采用一些特殊的方法，如在鑄件厚壁出進(jìn)行局部冷卻，以實(shí)現(xiàn)順序凝固。低壓鑄造保壓時(shí)間如何確定為什么要保壓答：保壓時(shí)間是自增壓結(jié)束至鑄件完全固所凝需的時(shí)間。保壓時(shí)間的精確控制是保證獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要工藝因素。若保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則增加澆道殘留長(zhǎng)度，不僅降低金屬利用率，而且由于澆道凍結(jié)，使鑄件出型發(fā)生困難，并增加升液管與澆道接口處的清理工作，影響生產(chǎn)效率。若保壓時(shí)間太短，則可能使鑄件中尚未凝固的金屬液在重力作用下回流至坩堝中，結(jié)果導(dǎo)致鑄件“放空”而報(bào)廢。保壓時(shí)間的確定，要考慮鑄型種類、鑄件結(jié)構(gòu)、鑄型溫度、和澆注溫度等多種因素。生產(chǎn)中可根據(jù)鑄件澆道殘留長(zhǎng)度來(lái)確定保壓時(shí)間的，一般以澆道殘留長(zhǎng)度40mm為宜。在批量生產(chǎn)澆注首件時(shí)，首件的保壓時(shí)間縮短1～2min。3．根據(jù)低壓鑄造鑄件形成特點(diǎn)，為了保證鑄件質(zhì)量，應(yīng)控制哪些工藝參數(shù)？

答：應(yīng)合理控制升液壓力、升液速度、充型壓力、充型速度、增壓壓力、增壓速度和保壓時(shí)間等。低壓鑄造設(shè)備由哪幾部分組成？答：低壓鑄造機(jī)主要由保溫爐及密封坩堝系統(tǒng)、機(jī)架及鑄型開(kāi)合機(jī)構(gòu)和液面加壓控制系統(tǒng)等三部分組成。5．用金屬型進(jìn)行低壓鑄造生產(chǎn)薄壁和厚壁鑄件其液面加壓規(guī)范有何區(qū)別？答：金屬型薄壁件—液面加壓規(guī)范特點(diǎn)：升液速度慢，有利于排氣和避免在澆口處產(chǎn)生噴濺；充型速度稍快，可防止鑄件產(chǎn)生冷隔和澆不足；金屬型厚壁件—液面加壓規(guī)范特點(diǎn)：充型速度不要求太快，在金屬液充滿型后急速增壓到凝固壓力，并在凝固壓力下保持至鑄件完全凝固，隨即放氣卸壓。6．列舉幾種反重力鑄造技術(shù)工作原理的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：低壓鑄造、真空吸鑄、差壓鑄造以及調(diào)壓鑄造4種鑄造技術(shù)工作原理的異同點(diǎn)：金屬液充填鑄型的驅(qū)動(dòng)力與重力方向相反，即金屬液沿反重力方向流動(dòng)。金屬液反重力方向流動(dòng)過(guò)程中由于重力作用而使金屬液保持連續(xù)性，且金屬液流動(dòng)的外加驅(qū)動(dòng)力可以人為加以控制，金屬液充填過(guò)程的工藝參數(shù)可以通過(guò)程序控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)。不同點(diǎn)：，低壓鑄造通過(guò)提高金屬液表面氣壓使其高于大氣壓力從而獲得充型壓力，在充型過(guò)程中，該壓差隨時(shí)間增大以補(bǔ)償金屬液位升高所需的附加壓頭；真空吸鑄是通過(guò)降低鑄型內(nèi)氣壓使其低于大氣壓力從而獲得充型壓力，在充型過(guò)程中，該壓差也隨時(shí)間增大以補(bǔ)償金屬液位升高所需的附加壓頭。對(duì)于差壓鑄造（以減壓法為例），首先同步提升上下兩個(gè)壓室的氣壓。然后減小鑄型所在的上壓室的氣壓形成壓差。將下壓室內(nèi)的金屬液壓入鑄型。對(duì)于差壓鑄造，首先使型腔和金屬液處于真空狀態(tài)，并且對(duì)金屬液保溫并保持負(fù)壓；充型時(shí)，對(duì)型腔下部的液態(tài)金屬液面施加壓力，但型腔仍保持真空，將坩堝中的金屬液沿升液管壓入處于真空的型腔內(nèi)；充型結(jié)束后迅速對(duì)兩壓室加壓，始終保持下部金屬液和型腔之間的壓力差恒定，以避免鑄型中未凝固的金屬液回流到坩堝中導(dǎo)致鑄件缺陷；保持正壓一段時(shí)間，使金屬液在壓力下凝固成形，待型腔內(nèi)的金屬液完全凝固后，即可卸除壓力，升液管內(nèi)未凝固的金屬液回流到坩堝中。與其他類型的反重力鑄造相比較，調(diào)壓鑄造技術(shù)有3個(gè)重要特征：①真空除氣，②負(fù)壓充型，③正壓凝固。一、名詞解釋1.間接沖頭擠壓——它是采用成形的沖頭將澆入凹型中的部分金屬液擠入合型閉鎖型腔中，繼續(xù)加壓直至凝固。此時(shí)，沖頭的作用除將金屬液擠入型腔外，還通過(guò)由沖頭和凹型組成的內(nèi)澆道，將壓力傳遞到鑄件上。2.開(kāi)始加壓時(shí)間——金屬液澆入鑄型（直接擠壓）或壓室（間接擠壓）至沖頭開(kāi)始加壓的時(shí)間間隔稱為開(kāi)始加壓時(shí)間。3.充型速度——充型速度是指金屬液在低壓鑄造壓力（或壓鑄壓頭）的作用下，進(jìn)入并充滿型腔時(shí)的流動(dòng)速度。4.沖頭-柱塞擠壓鑄造——加壓沖頭帶有凹窩，在合型加壓時(shí)，大部分金屬液不發(fā)生位移，少部分金屬液直接充填到?jīng)_頭的凹窩中，并在沖頭端面和凹窩內(nèi)表面的壓力下凝固。二、填空題1.按擠壓方式，擠壓鑄造可分為直接擠壓鑄造和間接擠壓鑄造兩大類。2.直接沖頭擠壓是在合型時(shí)將成形沖頭插入液態(tài)金屬中，使部分金屬液向上流動(dòng)，充填由凹型和沖頭形成的封閉型腔，繼續(xù)升壓和保壓直至鑄件完全凝固。3.擠壓鑄造區(qū)別于壓鑄的一個(gè)顯著特點(diǎn)是充型平穩(wěn)，不卷氣。4.直接擠壓鑄造沒(méi)有澆注系統(tǒng)。三、簡(jiǎn)答題1.試述擠壓鑄造與高壓鑄造（壓鑄）、低壓鑄造的區(qū)別。答：擠壓鑄造是將一定量的液體金屬（或半固態(tài)金屬）澆入金屬型腔內(nèi)，通過(guò)沖頭