《工程材料及成形工艺基础》复习思考题答案 第六章.pdfVIP

第六章铸造成形

复习思考题

1．试说明铸造在机械制造生产中的地位。

答：机器零件的生产通常包括制造毛坯和对毛坯的切削加工两部分。制造毛坯的方法有

铸造成形、塑性成形和焊接成形等。铸造成形在机器制造业中应用极其广泛，现代各种类型

的机器设备中铸件所占的比重很大。据统计，在机器设备中铸件所占的比例很大，如汽车中

铸件的重量约占20～30%，拖拉机中铸件重量约占50～70%以上，机床中铸件重量约占70～

90%，而铸件成本仅占机器设备总成本的20～30%。因此，铸造成形在机械制造生产中，具

有重要的基础地位。

2．型砂和芯砂应具有哪些性能？这些性能对铸件质量有哪些影响？

答：型砂是由石英砂、粘结剂（包括粘土、水玻璃和有机树脂等）和其他附加物按一定

比例配合，经过混制后得到的具有一定性能的混合料。型砂的性能对铸件质量具有重要影响。

型砂应具备以下主要性能要求。

（1）透气性。若型砂透气性差，部分气体留在金属液内不能排出，凝固后铸件便会出

现气孔缺陷。

（2）强度。若型砂的强度不够时，容易造成塌箱、冲砂等问题。

（3）耐火度。若型砂的耐火度不足，砂粒会粘附在铸件表面上形成一层硬皮，难清除

干净，造成切削加工困难，严重时可使铸件报废。

（4）退让性。若型砂的退让性差，铸件收缩时会受到较大的阻碍，将产生较大的收缩

应力，可能导致铸件变形或开裂等铸造缺陷。

3．简述各主要造型方法的特点和应用。

答：砂型铸造的造型方法分为手工造型和机器造型两大类。

（1）手工造型。手工造型是传统的造型方法，紧实型砂、起模、下芯、合型等一系列

过程都由手工完成。手工造型的优点是操作灵活、适应性强、生产准备工作简单。缺点是铸

件质量很大程度上取决于工人技术水平，不稳定；工人的劳动强度大，生产效率低。目前手

工造型主要用于单件、小批量，新产品试制等。

（2）机器造型是将造型过程中的填砂、紧实型砂、起模等主要工序实现了机械化。与

手工造型相比，它具有生产率高、铸型质量好，便于组织自动化流水线生产，工人劳动强度

低等优点。但机器造型的设备和工艺装备费用高、生产准备周期长，因此适用于成批、大量

生产。

4．下列铸件在大批量生产时，应选用哪种铸造方法？

（1）铝活塞；（2）摩托车汽缸体；（3）缝纫机头；

（4）大模数齿轮铣刀；（5）汽缸套；（6）汽轮机叶片；

（7）车床床身；（8）大口径铸铁管

答：铝活塞→金属型铸造；摩托车气缸体→低压铸造；

缝纫机头→砂型铸造；大模数齿轮铣刀→熔模铸造；

气缸套→离心铸造；汽轮机叶片→熔模铸造；

车床床身→砂型铸造；大口径铸铁管→离心铸造。

5．什么是合金的流动性？为什么应尽量选择共晶成分或结晶温度范围摘要的合金作为

铸造合金？

答：液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性。

共晶成分或结晶间隔窄的合金，按逐层凝固方式结晶，结晶前沿比较平滑，对金属的流

动阻力小，流动性好。流动性好的合金，充填铸型的能力强。在相同的铸造工艺条件下，流

动性好的铸造合金，有利于充满铸型，可得到形状、尺寸准确，轮廓清晰的致密铸件；有利

于使铸件在凝固期间产生的缩孔得到合金液的补缩；有利于使铸件在凝固末期受阻而出现的

热裂得到合金液的充填而弥合。

6．铸件产生缩孔和缩松的原因是什么？防止产生缩孔的主要工艺措施有哪些？

答：合金的液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松缺陷的基本原因。基本条件是逐

层凝固。

为了防止铸件产生缩孔缺陷，铸造工艺中常采取定向凝固的方法对铸件进行有效补缩。

所谓定向凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位，通过安放冒口或冒口加冷铁的组合，

使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后冒口凝固。按照这样的凝固

顺序，后凝固部位液态合金的补充先凝固部位的收缩，前边的总收缩最后集中到冒口中形成

缩孔。冒口是铸件之外的部分，去除后便得到了致密的铸件。

7．“定向凝固原则”和“同时凝固原则”分别可以防止哪种铸造缺陷？各需采取哪些工艺

措施才能实现？

答：定向凝固原则解决的是缩孔、缩