北京大学造型材料课本习题-答案.docVIP

.. 全书习题答案 第2章 一、填空题 1. 硅砂 非硅质砂 2. 石英 鳞石英 方石英 横向转变 纵向转变 横向转变3. 砂颗粒的粒度 粒度分布 颗粒形状 表面性状4. 水洗法 擦洗法 浮选法5. 氧化镁 6. Cr2O3 7. 镁橄榄石 二、选择题 1. B 2. A 3. A 三、简答题 ZGS 96-40/70(52) 表示该牌号硅砂的二氧化硅为96级，主要粒度组成为三筛，其首筛筛号为40，尾筛筛号为70，其粒度的平均细度值为52。 原砂需要根据合金种类、铸件的大小和结构、铸型种类(湿型或干型)、粘结剂种类和造型方法(手工或机器)，在保证铸件质量的前提下，就地就近选用。 铸钢件因浇注温度高，所以原砂中SiO2含量应高；铸铁件的浇注温度较铸钢件低，原砂耐火度可低一些；铜、铝铸件的砂，一般要求颗粒较细，对SiO2含量要求并不一定高；对于油类、树脂、水玻璃粘结剂要求用含泥量小的圆形砂。对于酸硬化的树脂砂还要控制原砂中碱金属及碱土金属氧化物的含量。 pH测定方法如下：取待测原砂25g，置于250mL的烧杯中，加蒸馏水100mL，在磁力搅拌器上用包有聚四氟乙烯的搅拌棒搅拌，用酸度计测定悬浮液的pH值，每30s读取一次数据，直到数值恒定为止，此时的值就是原砂的pH值。 需酸量的测定方法如下：称取待测原砂50g，置于250mL的烧杯中，加pH值为7的蒸馏水50mL在磁力搅拌器上用包有聚四氟乙烯的搅拌棒搅拌；再往烧杯中加入0.1mol的盐酸50mL，并搅拌5min，然后放入测pH值的电极，用0.1mol的NaOH溶液滴定，在pH值为3.0、4.0、5.0或其他预定值时，读取耗用的NaOH溶液的毫升数。原加盐酸的毫升数（50mL）减去NaOH溶液的毫升数，就是到预定pH值时原砂的需酸量。 AFS细度的求法如下：称取原砂50g左右，用冲洗法除去泥分，烘干后进行筛分。称取留在每一筛上的砂粒的重量，并算出每一筛上的砂占原砂(未去泥分以前)的百分数。将这些结果各乘以相应的乘数。将所有的乘积相加，并将乘积的总和除以各筛上砂粒的百分数的和，所得结果就是AFS细度。[例子详见表2-7] 对于粘土粘结砂，原砂中含泥量的影响并不明显；对于不用粘土为粘结剂的型、芯砂，如水玻璃砂，树脂砂、油砂等，含泥量对性能的影响很大。一方面是使降低其干强度和透气性；另一方面，泥分中往往含有碱或碳酸性盐或碱性氧化物，使原砂的需酸量增大，影响树脂砂硬化。 原砂在擦洗过程中，在高速叶片搅拌器造成的强力摩擦下，水介质与砂粒间不断摩擦，处理后，砂粒表面的微观污染被更多的脱除。所以，擦洗砂的质量一般要比水洗砂好。 四、名词解释 含泥量是指原砂中泥分的百分含量，凡是直径小于0.022mm的微粒，不论它是什么矿物成分，只要能用常规搅拌或冲洗法分离都为泥分。 原砂的pH值是指示某种溶液或悬浮液的酸度或碱度。原砂的pH值是其中含有的能溶于水的碱性或酸性物质的表征，并不全面地反映原砂的碱性 原砂的需酸量是原砂中含有与酸反应的物质的表征，它表明用酸硬化剂时，原砂本身所需的酸的多少。 目数是在平行于网丝方向，每1英寸（即25.4mm）长度上包含筛孔的数目。 五、思考题 [答案要点] 非硅质砂具有耐火度高浇注时不熔化；热化学稳定性好，不与钢液及其氧化物反应；蓄热系数较高，导热性好，能加速铸件表面凝固；没有相变引起的剧烈膨胀，热膨胀系数小；具有固相烧结特性等优点，因而可以提高铸件表面质量，预防矽肺病。 锆砂用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作涂料。镁砂用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。铬铁矿砂用于大型或特殊铸钢件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。橄榄石砂用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。 [答案要点] ① 热稳定性差，在570℃左右发生相变，伴有较大的体积膨胀，是铸件产生膨胀缺陷的根源；② 在高温条件下化学稳定性差，容易与FeO作用生成易熔的铁橄榄石，而导致铸件表面粘砂；③ 破碎时产生的粉尘会使工作人员患矽肺病；④ 废弃物多，随着环保要求的日益提高，垃圾处理费用越来越大。 【案例分析】 实验一说明铸型吃砂量偏小，紧实度大是造成缺陷的原因之一。实验二说明由于浇注系统为封闭式，必须要有足够长的浇注时间，否则可能造成缺陷的产生。 金属液进入型腔后，型腔表面层温度急剧升高，SiO2颗粒发生多晶形转变，因而发生膨胀。而铁水在型腔内上升缓慢，当型腔高温烘烤时间超过一定时间时，石英砂达到最大膨胀量。如果砂型紧实度高、砂粒粗和粒度集中、粉尘含量高、加热速度快，则型砂的微观膨胀减小，而相应的宏观膨胀增大。而型腔外部、为厚大的圆型砂箱，阻碍砂粒间力的施放，其受力方向只有向砂性型腔内壁转移，表面层直至开裂而产生脉纹毛刺。当采用铝矾土砂造型时，铝矾土砂的膨