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文檔簡介
2025年鑄造工(高級技師)職業(yè)發(fā)展研究報告考試試卷考試時間:______分鐘總分:______分姓名:______一、單項選擇題(本大題共20小題,每小題3分,共60分。在每小題列出的四個選項中,只有一個是符合題目要求的,請將其字母標(biāo)號填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均無分。)1.鑄造工藝中,下列哪種材料最適合用于制作大型鑄件的原型?A.木材B.塑料C.陶瓷D.金屬2.在鑄造過程中,為了防止鑄件產(chǎn)生氣孔,通常采用哪種措施?A.提高澆注溫度B.增加澆注速度C.使用透氣性好的造型材料D.減少澆注量3.鑄造缺陷中,"冷隔"現(xiàn)象的主要成因是什么?A.澆注溫度過低B.澆注速度過快C.造型材料透氣性差D.鑄型涂料質(zhì)量問題4.在鑄造車間里,哪種設(shè)備主要用于清理鑄件表面的氧化皮?A.拋丸機B.砂輪機C.風(fēng)鎬D.鉆孔機5.鑄造合金中,哪種材料常用于制作高溫高壓環(huán)境下的零件?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金6.鑄造工藝中,"壓型"的主要作用是什么?A.支撐鑄型B.形成鑄件形狀C.防止鑄件變形D.提高鑄件強度7.在鑄造過程中,"冒口"的主要作用是什么?A.防止氣孔產(chǎn)生B.調(diào)節(jié)金屬液流動C.便于鑄件冷卻D.提高鑄件表面質(zhì)量8.鑄造缺陷中,"裂紋"現(xiàn)象的主要成因是什么?A.冷卻速度過快B.澆注溫度過高C.造型材料強度不足D.鑄型涂料質(zhì)量問題9.在鑄造車間里,哪種設(shè)備主要用于制作鑄型?A.混砂機B.造型機C.澆包D.清理機10.鑄造合金中,哪種材料常用于制作汽車發(fā)動機缸體?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金11.鑄造工藝中,"澆注系統(tǒng)"的主要作用是什么?A.支撐鑄型B.形成鑄件形狀C.引導(dǎo)金屬液流動D.提高鑄件強度12.在鑄造過程中,"冷鐵"的主要作用是什么?A.防止氣孔產(chǎn)生B.調(diào)節(jié)金屬液流動C.加速鑄件冷卻D.提高鑄件表面質(zhì)量13.鑄造缺陷中,"縮孔"現(xiàn)象的主要成因是什么?A.冷卻速度過快B.澆注溫度過高C.造型材料強度不足D.鑄型涂料質(zhì)量問題14.在鑄造車間里,哪種設(shè)備主要用于檢測鑄件尺寸精度?A.三坐標(biāo)測量機B.砂輪機C.風(fēng)鎬D.鉆孔機15.鑄造合金中,哪種材料常用于制作飛機發(fā)動機零件?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金16.鑄造工藝中,"分型面"的主要作用是什么?A.支撐鑄型B.形成鑄件形狀C.便于鑄件取出D.提高鑄件強度17.在鑄造過程中,"保溫套"的主要作用是什么?A.防止氣孔產(chǎn)生B.調(diào)節(jié)金屬液流動C.保持金屬液溫度D.提高鑄件表面質(zhì)量18.鑄造缺陷中,"砂眼"現(xiàn)象的主要成因是什么?A.冷卻速度過快B.澆注溫度過高C.造型材料強度不足D.鑄型涂料質(zhì)量問題19.在鑄造車間里,哪種設(shè)備主要用于混制造型材料?A.混砂機B.造型機C.澆包D.清理機20.鑄造合金中,哪種材料常用于制作船舶主機零件?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金二、多項選擇題(本大題共10小題,每小題4分,共40分。在每小題列出的五個選項中,有多項符合題目要求,請將其字母標(biāo)號填在題后的括號內(nèi)。錯選、少選或未選均無分。)1.鑄造工藝中,下列哪些因素會影響鑄件的表面質(zhì)量?A.澆注溫度B.澆注速度C.造型材料D.鑄型涂料E.冷卻速度2.在鑄造過程中,下列哪些設(shè)備屬于造型設(shè)備?A.混砂機B.造型機C.澆包D.清理機E.壓型機3.鑄造合金中,下列哪些材料常用于制作高溫高壓環(huán)境下的零件?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金E.不銹鋼4.鑄造工藝中,下列哪些措施可以防止鑄件產(chǎn)生氣孔?A.提高澆注溫度B.增加澆注速度C.使用透氣性好的造型材料D.減少澆注量E.使用冒口5.在鑄造車間里,下列哪些設(shè)備主要用于清理鑄件表面?A.拋丸機B.砂輪機C.風(fēng)鎬D.鉆孔機E.噴砂機6.鑄造缺陷中,下列哪些屬于常見的鑄造缺陷?A.氣孔B.裂紋C.縮孔D.砂眼E.冷隔7.鑄造工藝中,下列哪些設(shè)備屬于澆注設(shè)備?A.混砂機B.造型機C.澆包D.清理機E.壓型機8.在鑄造過程中,下列哪些因素會影響鑄件的尺寸精度?A.澆注溫度B.澆注速度C.造型材料D.鑄型涂料E.冷卻速度9.鑄造合金中,下列哪些材料常用于制作汽車發(fā)動機零件?A.鑄鐵B.鋁合金C.銅合金D.鈦合金E.不銹鋼10.鑄造工藝中,下列哪些措施可以防止鑄件產(chǎn)生裂紋?A.提高澆注溫度B.增加澆注速度C.使用強度高的造型材料D.減少澆注量E.使用冷鐵三、判斷題(本大題共10小題,每小題4分,共40分。請判斷下列敘述的正誤,正確的填“√”,錯誤的填“×”。)1.鑄造工藝中,使用木材制作原型可以多次重復(fù)使用,成本較低,但容易吸濕變形,影響鑄造精度。(√)2.在鑄造過程中,提高澆注溫度可以減少金屬液的流動性,從而減少氣孔的產(chǎn)生。(×)3.鑄造缺陷中,“冷隔”現(xiàn)象是由于金屬液在鑄型表面未完全融合造成的,通常出現(xiàn)在鑄件的分型面上。(√)4.在鑄造車間里,使用風(fēng)鎬清理鑄件表面效率高,但容易造成鑄件表面損傷,影響鑄件質(zhì)量。(√)5.鑄造合金中,鋁合金常用于制作飛機發(fā)動機零件,因為其密度小、強度高、耐腐蝕性好。(√)6.鑄造工藝中,“壓型”的主要作用是形成鑄件的內(nèi)部形狀,通常用于制作復(fù)雜結(jié)構(gòu)的鑄件。(×)7.在鑄造過程中,“冒口”的主要作用是防止鑄件產(chǎn)生縮孔,通常設(shè)置在鑄件的厚大部位。(√)8.鑄造缺陷中,“裂紋”現(xiàn)象的主要成因是冷卻速度過快,導(dǎo)致鑄件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中。(√)9.在鑄造車間里,使用混砂機混制造型材料可以確保材料的一致性,提高鑄造質(zhì)量。(√)10.鑄造合金中,鈦合金常用于制作船舶主機零件,因為其強度高、耐腐蝕性好,但成本較高。(√)四、簡答題(本大題共5小題,每小題6分,共30分。請簡要回答下列問題。)1.簡述鑄造工藝中,澆注系統(tǒng)的主要作用及其組成部分。澆注系統(tǒng)的主要作用是引導(dǎo)金屬液平穩(wěn)、均勻地流入鑄型型腔,并防止金屬液中的雜質(zhì)進入型腔。其組成部分通常包括直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道和冒口等。2.鑄造缺陷中,“氣孔”現(xiàn)象的主要成因有哪些?如何防止?“氣孔”現(xiàn)象的主要成因包括金屬液中含有氣體、澆注溫度過高、造型材料透氣性差等。防止氣孔的主要措施包括使用干燥的造型材料、控制澆注溫度、適當(dāng)增加澆注速度等。3.在鑄造車間里,常見的清理設(shè)備有哪些?簡述其用途。常見的清理設(shè)備包括拋丸機、砂輪機、風(fēng)鎬和鉆孔機等。拋丸機主要用于清理鑄件表面的氧化皮;砂輪機主要用于打磨鑄件表面的缺陷;風(fēng)鎬主要用于清理鑄件表面的銹蝕;鉆孔機主要用于在鑄件上鉆孔。4.鑄造合金中,鋁合金和鑄鐵各有哪些優(yōu)缺點?適用于哪些場合?鋁合金的優(yōu)點是密度小、強度高、耐腐蝕性好,適用于制作飛機、汽車等輕量化零件;缺點是成本較高。鑄鐵的優(yōu)點是成本低、耐磨性好、鑄造性能好,適用于制作機床床身、發(fā)動機缸體等零件;缺點是強度較低。5.鑄造工藝中,如何控制鑄件的冷卻速度?冷卻速度對鑄件質(zhì)量有何影響?控制鑄件的冷卻速度可以通過調(diào)整澆注系統(tǒng)的設(shè)計、使用冷卻劑、設(shè)置冷鐵等方法。冷卻速度對鑄件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面:冷卻速度過快容易導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生裂紋;冷卻速度過慢容易導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔。五、論述題(本大題共2小題,每小題10分,共20分。請結(jié)合實際情況,詳細(xì)論述下列問題。)1.結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗,論述鑄造工藝中,如何優(yōu)化澆注系統(tǒng)的設(shè)計以提高鑄件質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中,優(yōu)化澆注系統(tǒng)的設(shè)計可以從以下幾個方面入手:首先,根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點,合理設(shè)計澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸,確保金屬液能夠平穩(wěn)、均勻地流入型腔;其次,適當(dāng)增加內(nèi)澆道的截面積,減少金屬液在澆注過程中的阻力,降低金屬液的溫度損失;最后,設(shè)置合適的冒口,防止金屬液在冷卻過程中產(chǎn)生縮孔。通過這些措施,可以有效提高鑄件的質(zhì)量。2.結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗,論述鑄造車間里,如何通過改進造型材料提高鑄造效率和質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中,改進造型材料可以從以下幾個方面入手:首先,選用透氣性好的造型材料,減少金屬液在澆注過程中產(chǎn)生的氣孔;其次,使用高強度、低收縮率的造型材料,提高鑄件的尺寸精度;最后,優(yōu)化造型材料的配比,提高造型材料的性能。通過這些措施,可以有效提高鑄造效率和質(zhì)量。本次試卷答案如下一、單項選擇題答案及解析1.A解析:木材具有良好的可加工性和重復(fù)使用性,成本低廉,是鑄造工藝中常用的原型材料。雖然木材容易吸濕變形,影響精度,但其優(yōu)點在大多數(shù)情況下outweigh缺點,尤其是在對精度要求不是特別高的場合。2.C解析:氣孔的主要成因是金屬液中的氣體未能有效逸出,造型材料透氣性差會阻礙氣體的逸出,導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生。提高澆注溫度會使氣體更易蒸發(fā),但若材料透氣性差,氣體仍無法逸出;增加澆注速度可能導(dǎo)致金屬液飛濺帶入空氣,減少澆注量則金屬液不足易形成縮孔,這些都不是防止氣孔的直接有效措施。3.A解析:冷隔是由于金屬液在鑄型不同部分相遇時,由于溫度不足或流動不暢未能完全融合形成的縫隙。它通常發(fā)生在鑄件的分型面或兩股金屬液匯合處。4.A解析:拋丸機利用高速旋轉(zhuǎn)的拋丸器將丸料拋射到鑄件表面,通過沖擊和摩擦來清理氧化皮,效率高且對鑄件表面損傷相對較小。砂輪機精度高但易損傷表面,風(fēng)鎬適用于大塊銹蝕去除但效率低且易損傷,鉆孔機用于加工孔洞,與清理表面氧化皮無關(guān)。5.D解析:鈦合金具有極高的高溫強度、優(yōu)異的耐腐蝕性和良好的耐磨性,非常適合在高溫高壓環(huán)境下工作的零件,如航空發(fā)動機部件、化工設(shè)備等。6.B解析:壓型(通常指芯盒或模具)是用來形成鑄件內(nèi)部形狀或局部復(fù)雜表面的關(guān)鍵部件。支撐鑄型是砂箱的作用,防止變形是涂料的作用,提高強度是合金或材料本身的特性。7.C解析:冒口的主要作用是作為金屬液的補充源,在鑄件冷卻收縮過程中,冒口優(yōu)先收縮,從而補償鑄件因收縮而產(chǎn)生的縮孔或縮松缺陷。8.A解析:裂紋的主要成因是鑄件在冷卻和凝固過程中,內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料的強度極限,過快的冷卻速度會導(dǎo)致巨大的收縮應(yīng)力,容易引發(fā)裂紋。9.B解析:造型機是用于制作砂型(鑄型)的主要設(shè)備,它可以將造型材料(如型砂)填入砂箱中,并使其緊實,形成鑄件的內(nèi)外輪廓。混砂機用于混制造型材料,澆包用于盛裝和輸送金屬液,清理機用于清理鑄件。10.A解析:汽車發(fā)動機缸體承受高溫高壓燃?xì)?,且要求耐磨、耐腐蝕,灰口鑄鐵(一種鑄鐵)具有優(yōu)良的耐磨性、耐熱性和相對較低的成本,是制造缸體的理想材料。鋁合金雖然輕,但強度和耐磨性不如鑄鐵。11.C解析:澆注系統(tǒng)的核心功能是安全、平穩(wěn)、準(zhǔn)確地引導(dǎo)金屬液進入鑄型型腔。它包括直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道等,負(fù)責(zé)控制金屬液的流速、流量和流向。12.C解析:冷鐵是放置在鑄型中,用于加速局部區(qū)域冷卻的部件。通過冷鐵的快速冷卻,可以使該部位金屬液過早凝固,從而形成“激冷層”,限制鑄件其他部位金屬液的補縮,防止縮孔,并改善鑄件的表面質(zhì)量。13.A解析:縮孔(也稱縮腔)是鑄件最后凝固的部位(通常是厚大部位)因金屬液已消耗完而形成的空腔。冷卻速度過快會導(dǎo)致金屬液過早凝固,使得厚大部位金屬液供應(yīng)不足而形成縮孔。14.A解析:三坐標(biāo)測量機(CMM)是一種高精度的尺寸測量設(shè)備,可以精確測量鑄件的關(guān)鍵尺寸、形狀和位置公差,用于檢測鑄件的尺寸精度。砂輪機、風(fēng)鎬、鉆孔機主要用于加工或清理,不用于精密測量。15.B解析:飛機發(fā)動機零件需要在高溫下工作,對材料的輕量化和強度有極高要求。鋁合金具有低密度、高強度和良好的耐熱性,是制造飛機發(fā)動機零件的主要材料。16.C解析:分型面是上下砂箱分開的界面,其設(shè)計是否合理直接影響鑄件的取出是否順利。一個好的分型面應(yīng)盡可能簡單、平直,便于造型、清理和保證鑄件表面質(zhì)量。17.C解析:保溫套是套在澆包外面的隔熱裝置,其主要作用是減少金屬液在從熔煉爐到澆包,以及從澆包到鑄型的轉(zhuǎn)運和等待過程中的熱量損失,保持金屬液的溫度。18.C解析:砂眼是鑄件表面或內(nèi)部形成的孔洞,其成因主要是造型材料中的混入物(如砂粒、泥團)在鑄件冷卻后暴露出來,或者是型腔內(nèi)有未清理干凈的殘留物。19.A解析:混砂機是專門用于將原砂、粘結(jié)劑、附加物等按照一定比例混合均勻,制成符合鑄造要求的型砂的設(shè)備。造型機用于造型,澆包用于盛金屬液,清理機用于清理鑄件。20.A解析:船舶主機(大型船用柴油機)需要承受極高的載荷和壓力,并且工作環(huán)境惡劣,對材料的強度、耐磨性和可靠性要求極高。鑄鐵(特別是高強度鑄鐵)具有優(yōu)良的耐磨性、足夠的強度和良好的鑄造性能,且成本相對較低,是制造船舶主機零件的常用材料。二、多項選擇題答案及解析1.A,B,C,D,E解析:澆注溫度影響金屬液的流動性和化學(xué)反應(yīng)(如氧化、吸氣),溫度過高易氧化吸氣形成氣孔,溫度過低流動性差易卷氣也易產(chǎn)生氣孔;澆注速度過快易卷入空氣,也易導(dǎo)致金屬液飛濺和沖刷型壁;造型材料的濕含量、孔隙率等直接影響其透氣性,透氣性差會阻止氣體逸出形成氣孔;鑄型涂料若透氣性差或厚度不均也會影響氣體逸出;冷卻速度過快易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致裂紋,也可能導(dǎo)致局部未補縮形成縮孔,這些都間接影響表面質(zhì)量。2.A,B解析:混砂機是制備型砂的設(shè)備,造型機是造型(制作鑄型)的設(shè)備。澆包是盛裝和輸送金屬液的,清理機是清理鑄件的,壓型機通常指壓鑄或沖壓用的設(shè)備,不屬于鑄造車間的基本造型設(shè)備范疇。3.A,D解析:鑄鐵(尤其是球墨鑄鐵)具有很高的強度和良好的耐磨性,常用于制作機床床身、發(fā)動機缸體等承受靜載荷或中等載荷的零件。鈦合金雖然強度極高、耐腐蝕性極佳,但成本非常高,通常用于航空航天等特殊場合。鋁合金雖然輕,但強度(尤其是屈服強度)相對較低,多用于要求輕量化的結(jié)構(gòu)件。銅合金主要利用其導(dǎo)電導(dǎo)熱性,如散熱器等。4.C,E解析:使用透氣性好的造型材料(如添加木屑、焦炭等透氣劑)是防止氣孔最直接有效的方法之一,它確保了型腔內(nèi)氣體能夠順利排出。使用冒口可以建立金屬液壓力,有助于排除型腔中的氣體。提高澆注溫度和增加澆注速度主要影響金屬液的流動和溫度,對防止氣孔的作用有限,甚至可能加劇氣孔(如卷氣)。減少澆注量可能導(dǎo)致金屬液不足或壓力不夠。5.A,B,E解析:拋丸機通過拋射彈丸強力清理鑄件表面,效率高,適用于大面積清理。砂輪機用于局部精細(xì)打磨或去除缺陷。風(fēng)鎬主要去除大塊氧化皮或鑄砂,效率較高但沖擊力大,易損傷表面。噴砂機(使用砂子代替丸料)也是一種表面清理方法。鉆孔機不用于清理表面。6.A,B,C,D,E解析:氣孔、裂紋、縮孔、砂眼、冷隔都是鑄造過程中非常常見的缺陷,影響鑄件的質(zhì)量和使用性能。7.C,D解析:混砂機是制備型砂的,造型機是造型的,澆包是澆注金屬液的,清理機是清理鑄件的,壓型機不屬于鑄造澆注設(shè)備。澆注設(shè)備主要是澆包及其附件,如澆包車、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道等。8.A,B,C,D,E解析:澆注溫度影響金屬液的收縮率和流動性能,進而影響尺寸。澆注速度影響金屬液的充型時間和最終分布,過快或過慢都可能引起尺寸偏差。造型材料的收縮率是影響鑄件尺寸精度的主要因素之一。鑄型涂料如果收縮率與型砂不一致,也會導(dǎo)致尺寸偏差。冷卻速度不均會導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,引起翹曲變形,影響最終尺寸精度。9.A,B解析:鑄鐵(特別是鋁硅合金鑄鐵)因其良好的鑄造性能、耐磨性、耐熱性和成本效益,廣泛用于汽車發(fā)動機缸體、變速箱殼體等。鋁合金因其輕量化特性,常用于制作汽車發(fā)動機缸蓋、輪轂、車身面板等。銅合金主要利用其導(dǎo)電導(dǎo)熱性,如散熱器。鈦合金成本極高,一般不用。不銹鋼耐腐蝕性好,但強度和韌性相對較差,成本也高,不常用于主要的結(jié)構(gòu)件。10.A,C,D解析:提高澆注溫度可以使金屬液更液態(tài),流動性更好,有助于填充型腔,但過高易導(dǎo)致過熱、氧化、晶粒粗大。使用強度高的造型材料(如加入合適的粘結(jié)劑和緊實度控制)可以提高鑄型的強度和剛度,抵抗金屬液的壓力,減少金屬液滲入型腔的可能性,有助于防止裂紋。減少澆注量可以降低金屬液對鑄型的沖擊壓力,減少激冷效應(yīng),有助于防止裂紋。增加澆注速度(相對于過慢)有時可以減少金屬液的冷卻時間,防止過早凝固,但過快易卷氣和沖刷,并非首選。使用冷鐵主要是為了控制冷卻速度,防止局部過熱,減少應(yīng)力集中,防止熱應(yīng)力裂紋,而不是直接防止冷裂紋。三、判斷題答案及解析1.√解析:木材確實是常用的原型材料,其優(yōu)點是來源廣泛、加工方便、成本較低,可以雕刻成各種形狀,且在干燥后可以重復(fù)使用多次。但是木材的吸濕性較強,在潮濕環(huán)境中容易吸水膨脹,干燥時又容易收縮,這會導(dǎo)致原型尺寸不穩(wěn)定,影響鑄造精度。此外,木材的強度相對較低,在承受較大壓力時可能會變形或損壞。2.×解析:提高澆注溫度的主要目的是增加金屬液的流動性,使其更容易充填復(fù)雜的型腔,并減少在澆注過程中的冷卻,防止金屬液過早凝固。然而,過高的澆注溫度會導(dǎo)致金屬液中的氣體更容易蒸發(fā)和溶解,如果這些氣體在鑄件冷卻過程中未能及時逸出,反而更容易形成氣孔。因此,提高澆注溫度并非防止氣孔的有效措施,甚至可能加劇氣孔問題。3.√解析:冷隔的本質(zhì)就是金屬液在澆注過程中未能完全填充到鑄型型腔的某些區(qū)域,導(dǎo)致這些區(qū)域在鑄件表面形成一條不連續(xù)的縫隙或結(jié)合線。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在鑄型的分型面、兩砂箱的接合處、或者金屬液流經(jīng)狹窄通道時,由于金屬液溫度過低或流動速度過慢,導(dǎo)致兩股金屬液未能完全熔合在一起。4.√解析:風(fēng)鎬是一種利用壓縮空氣驅(qū)動的沖擊式工具,通過快速反復(fù)的沖擊動作來去除鑄件表面的氧化皮、鑄砂或其他附著物。雖然風(fēng)鎬的清理效果比較明顯,清理效率也較高,尤其是在清理大面積或較厚的氧化皮時。但是,由于風(fēng)鎬的沖擊力較大且直接,如果操作不當(dāng)或者離鑄件表面太近,很容易對鑄件表面造成劃傷、凹坑等損傷,影響鑄件的外觀質(zhì)量,甚至可能引入新的缺陷。5.√解析:鋁合金作為一種重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,具有密度小、比強度高(強度與密度的比值大)、良好的耐腐蝕性、易于加工等優(yōu)點。這些特性使其非常適合用于制造飛機發(fā)動機的零件,如壓氣機盤、葉片、機匣等,這些部件需要在高溫、高速、高負(fù)荷的苛刻環(huán)境下工作,對材料的要求非常高,鋁合金能夠滿足這些要求,并且其輕量化特性對于飛機的燃油經(jīng)濟性至關(guān)重要。6.×解析:壓型(通常指芯盒)是用來制作鑄件內(nèi)部形狀或型芯形狀的,它被放置在砂箱內(nèi),用來形成鑄件的內(nèi)腔。而形成鑄件主要外部形狀的是砂箱(造型時形成的)。壓型的設(shè)計主要考慮的是鑄件內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu),如果用壓型來形成外部形狀,往往會導(dǎo)致分型面非常復(fù)雜,造型困難,且容易產(chǎn)生較多的飛邊和清理難度。因此,壓型的主要作用是形成鑄件內(nèi)部形狀,而不是外部形狀。7.√解析:冒口在鑄造過程中的確扮演著重要的“補縮”角色。當(dāng)鑄件在冷卻和凝固過程中發(fā)生體積收縮時,如果鑄件的厚大部位冷卻收縮得比較慢,而周圍較薄的部位先凝固,就會形成由厚到薄的凝固順序。這種順序會導(dǎo)致厚大部位金屬液供應(yīng)不足,從而產(chǎn)生縮孔或縮松等缺陷。而冒口通常設(shè)置在鑄件的最高點或厚大部位,其冷卻速度比鑄件其他部位慢,因此在鑄件冷卻收縮時,冒口會優(yōu)先凝固,并保持液態(tài)。這時,冒口就像一個“水庫”,其液態(tài)金屬可以通過鑄件內(nèi)部的“通道”(如凝固順序形成的通道)補充到正在凝固的鑄件部位,從而防止縮孔的產(chǎn)生,保證鑄件的完整性。8.√解析:裂紋的產(chǎn)生是材料內(nèi)部應(yīng)力超過其承受極限的結(jié)果。在鑄造過程中,鑄件從液態(tài)到固態(tài)的冷卻過程中會發(fā)生顯著的體積收縮。如果鑄件的冷卻不均勻,或者鑄型對鑄件的約束不均勻,就會在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生巨大的收縮應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過鑄件材料(尤其是凝固過程中或冷卻后)的強度極限時,就會導(dǎo)致鑄件開裂,形成裂紋。冷卻速度過快,尤其是在不同部位冷卻速度差異很大時,更容易產(chǎn)生不均勻的收縮應(yīng)力,從而誘發(fā)裂紋。9.√解析:混砂機是鑄造生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備,其主要任務(wù)是將各種組分,包括原砂(主要成分)、粘結(jié)劑(如膨潤土)、水(或化學(xué)粘結(jié)劑)、附加物(如燃料、潤濕劑、脫模劑等)按照嚴(yán)格的配方比例和工藝要求,均勻地混合在一起,制成符合后續(xù)造型或制芯要求的型砂?;焐皺C的工作效果直接決定了型砂的均勻性、濕含量、緊實度等關(guān)鍵性能。這些性能又直接影響到鑄型的強度、透氣性、表面質(zhì)量以及最終鑄件的質(zhì)量。因此,通過混砂機嚴(yán)格控制型砂的制備過程,是提高整個鑄造效率和質(zhì)量的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。10.√解析:鈦合金確實是一種性能優(yōu)異但成本非常高的工程材料。由于其具有極高的強度、優(yōu)異的耐高溫性能和出色的耐腐蝕性能,尤其是在海洋環(huán)境或化工領(lǐng)域,它被廣泛應(yīng)用于制造要求苛刻的關(guān)鍵部件,例如大型船舶的主機(船用柴油機)的曲軸、連桿、活塞等承受極端應(yīng)力、高溫和腐蝕的部件。盡管成本高昂,但在這些對性能要求遠(yuǎn)高于成本考慮的應(yīng)用場合,鈦合金的優(yōu)異綜合性能使其成為不可或缺的選擇。四、簡答題答案及解析1.澆注系統(tǒng)的主要作用是引導(dǎo)、控制金屬液平穩(wěn)、均勻、準(zhǔn)確地流入鑄型型腔,并防止金屬液在流動過程中卷入氣體、產(chǎn)生飛濺、沖刷型壁或過早凝固,同時還要考慮金屬液的溫度損失要小。其組成部分通常包括:直澆道(連接澆包和橫澆道,主要起通道作用,也影響金屬液初步降溫);橫澆道(連接直澆道和內(nèi)澆道,主要起緩沖和分配金屬液的作用,其截面積通常較大,以減緩金屬液流速,增加熱量損失,減少卷氣);內(nèi)澆道(連接橫澆道和型腔,是金屬液最后進入型腔的通道,其截面積決定金屬液的流速和充型時間);以及冒口(作為金屬液的補充源,補償鑄件收縮,排出氣體,調(diào)節(jié)溫度)。有時還包括過濾裝置,用于凈化金屬液。2.氣孔的主要成因包括:金屬液本身含有較多氣體(如來自爐料、熔煉過程保護不良、金屬液吸濕等);澆注溫度過高,導(dǎo)致金屬液中的氣體溶解度降低而逸出,且高溫也加速了金屬液與空氣的接觸和卷氣;澆注速度過快,金屬液在澆注過程中受到的湍流和沖擊作用增強,容易卷入大量空氣;造型材料和輔助材料(如粘結(jié)劑、水分)分解或揮發(fā)產(chǎn)生氣體;鑄型透氣性差,無法及時排出金屬液帶入或產(chǎn)生的氣體。防止氣孔的主要措施包括:確保金屬液質(zhì)量,加強熔煉和除氣處理;合理控制澆注溫度,不宜過高;適當(dāng)控制澆注速度,避免過快;選用透氣性良好的造型材料,并控制好水分含量;在鑄型中設(shè)置足夠數(shù)量和尺寸合適的出氣孔或采用發(fā)氣性小的材料;必要時在澆注系統(tǒng)前設(shè)置過濾裝置。3.常見的清理設(shè)備有:拋丸機,利用高速旋轉(zhuǎn)的拋丸器拋射鐵丸沖擊鑄件表面,去除氧化皮和鑄砂,效率高,適用于大面積清理;砂輪機,利用砂輪對鑄件表面進行打磨,精度高,適用于局部精加工或去除缺陷;風(fēng)鎬,利用壓縮空氣驅(qū)動重錘反復(fù)沖擊,去除大塊氧化皮或鑄砂,效率較高,但沖擊力大,易損傷表面;鉆孔機,使用旋轉(zhuǎn)鉆頭在鑄件上鉆孔,用于制作螺紋孔或其他功能孔。這些設(shè)備各有特點,適用于不同的清理任務(wù)和鑄件類型。4.鋁合金的優(yōu)點是密度?。ㄝp量化)、強度較高(尤其是與密度相比)、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、易于加工(切削性好)、無磁性、耐腐蝕性好(尤其在海水中)。缺點是成本相對較高(原材料和加工成本)、強度不如鋼鐵(特別是鑄鐵)、耐磨性一般(除非是特殊合金或表面處理)、高溫強度不如鈦合金和鋼鐵、焊接性能相對較差。鑄鐵的優(yōu)點是成本低廉、鑄造性能好(流動性好、易于成型)、耐磨性好(尤其是灰鑄鐵)、減振性好、切削加工性好、可以制成復(fù)雜形狀、高溫強度尚可(球墨鑄鐵等)。缺點是強度和塑性差(脆性材料)、密度較大(重)、耐熱性有限、焊接性能差。鋁合金適用于要求輕量化、高強度、良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐腐蝕的場合,如飛機、汽車、電子產(chǎn)品等。鑄鐵適用于要求成本低、耐磨、減振、形狀復(fù)雜、強度要求不是特別高(尤其是靜載荷)的場合,如機床床身、發(fā)動機缸體、管道閥門、管道等。5.控制鑄件冷卻速度的方法主要有:合理設(shè)計澆注系統(tǒng),特別是內(nèi)澆道的尺寸和位置,可以調(diào)節(jié)金屬液的充型速度,從而影響不同部位的冷卻速率;在鑄型中設(shè)置冷鐵,冷鐵是強制冷卻的部件,放置在需要快速冷卻的區(qū)域(如鑄件的厚大部位或需要形成激冷層以防止缺陷的部位),可以顯著提高該處的冷卻速度;選擇合適的鑄型材料,不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)不同,會影響冷卻速度;在鑄型涂料中添加冷卻劑(如水基涂料),可以利用涂料層中水分的蒸發(fā)帶走熱量,提高冷卻速度;對于特別厚的鑄件,有時會采用水套冷卻或風(fēng)冷等方式。冷卻速度對鑄件質(zhì)量的影響是多方面的:冷卻速度過快,容易導(dǎo)致鑄件內(nèi)部產(chǎn)生巨大的收縮應(yīng)力,超過材料的強度極限時,會形成冷裂紋;同時,快速冷卻會使金屬液過早凝固,容易形成不均勻的晶粒結(jié)構(gòu),降低鑄件的韌性;在厚薄不均的鑄件中,快速冷卻的厚大部位與緩慢冷卻的薄小部位之間會產(chǎn)生較大的溫差,導(dǎo)致巨大的熱應(yīng)力,也可能引起熱裂紋。冷卻速度過慢,則可能導(dǎo)致鑄件厚大部位最后凝固時金屬液供應(yīng)不足,形成縮孔或縮松;同時,緩慢冷卻有利于形成粗大的晶粒,降低鑄件的強度和韌性;還可能使一些氣體未能及時逸出而殘留,形成氣孔。因此,控制冷卻速度是獲得高質(zhì)量鑄件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,需要根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)特點和要求,綜合運用各種方法,實現(xiàn)均勻、合理的冷卻。五、論述題答案及解析1.優(yōu)化澆注系統(tǒng)的設(shè)計是提高鑄件質(zhì)量的重要手段,需要結(jié)合鑄件的結(jié)構(gòu)特點、合金種類、生產(chǎn)批量以及成本要求等多方面因素綜合考慮。在實際生產(chǎn)中,可以從以下幾個方面入手優(yōu)化:首先,要深入分析鑄件的結(jié)構(gòu)特點,特別是型腔的復(fù)雜程度、壁厚分布、最高點和最低點等。對于壁厚差異大的鑄件,要確保金屬液能夠優(yōu)先流向并充滿厚大部位,避免因過早凝固而導(dǎo)致冷隔或縮孔。這就需要在設(shè)計澆注系統(tǒng)時,合理設(shè)置內(nèi)澆道的數(shù)量、位置和尺寸,確保金屬液能夠順暢地到達(dá)最遠(yuǎn)、最厚的部位。其次,要合理設(shè)計橫澆道的截面積和長度。橫澆道的主要作用是緩沖金屬液,降低流速,防止卷氣,并使金屬液溫度進一步均勻化。如果橫澆道截面積過小,金屬液流速過快,容易卷入氣體,并可能導(dǎo)致金屬液在澆注系統(tǒng)中過早冷卻;如果截面積過大,則可能增加金屬液在澆注系統(tǒng)中的停留時間,導(dǎo)致溫度損失過大。因此,需要根據(jù)內(nèi)澆道的流量和金屬液的溫度要求,精確計算和確定橫澆道的截面積,并適當(dāng)設(shè)置一些調(diào)節(jié)流量的結(jié)構(gòu),如澆道肩部或斜度。再次,內(nèi)澆道的設(shè)計至關(guān)重要,它直接決定了金屬液進入型腔的速度和方式。內(nèi)澆道的截面積要適中,既要保證金屬液有足夠的流速以快速充滿型腔,避免產(chǎn)生冷隔,又要避免流速
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