2025年材料成型工藝試題及答案

第一類型題：單項選擇題（每題2分，共20分）

1.下列哪種材料成型工藝最適合大批量生產(chǎn)小型精密零件？

A.砂型鑄造

B.壓力鑄造

C.鍛造

D.焊接

2.在金屬塑性加工中，下列哪種工藝能顯著提高材料的強(qiáng)度和硬度？

A.退火

B.正火

C.淬火

D.回火

3.下列哪種材料成型方法不需要模具？

A.沖壓

B.擠壓

C.自由鍛造

D.注塑成型

4.3D打印技術(shù)中，F(xiàn)DM（熔融沉積建模）使用的材料通常是：

A.金屬粉末

B.光敏樹脂

C.熱塑性塑料絲

D.陶瓷粉末

5.在粉末冶金工藝中，下列哪個步驟不是必須的？

A.原料混合

B.壓制成型

C.燒結(jié)

D.電鍍

6.下列哪種鑄造方法適用于生產(chǎn)大型鑄件？

A.壓力鑄造

B.離心鑄造

C.砂型鑄造

D.熔模鑄造

7.在復(fù)合材料成型工藝中，下列哪種方法不適合熱固性復(fù)合材料？

A.手糊成型

B.噴射成型

C.熱壓罐成型

D.注射成型

8.下列哪種材料成型工藝可以生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件？

A.鍛造

B.擠壓

C.粉末冶金

D.熔模鑄造

9.在塑料成型工藝中，下列哪種方法主要用于生產(chǎn)中空制品？

A.注射成型

B.擠出成型

C.吹塑成型

D.壓制成型

10.下列哪種材料成型工藝可以顯著減少材料浪費？

A.鑄造

B.鍛造

C.減材制造

D.增材制造

第二類型題：填空題（每題2分，共10分）

1.材料成型工藝中，將金屬加熱到一定溫度后，在空氣中冷卻的熱處理工藝稱為______。

2.在鑄造工藝中，______是指將熔融金屬澆入鑄型，冷卻凝固后獲得所需形狀和尺寸的零件毛坯的工藝方法。

3.3D打印技術(shù)中，SLA（立體光刻）使用的是______材料。

4.在金屬塑性加工中，______是指利用外力使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀和尺寸的加工方法。

5.復(fù)合材料成型工藝中，______是指將增強(qiáng)材料浸漬樹脂后，在模具中固化成型的工藝方法。

第三類型題：判斷題（每題2分，共10分）

1.鍛造工藝可以提高材料的致密度和力學(xué)性能。（）

2.注塑成型工藝可以生產(chǎn)熱塑性塑料和熱固性塑料制品。（）

3.粉末冶金工藝適用于生產(chǎn)高精度、復(fù)雜形狀的零件。（）

4.離心鑄造主要用于生產(chǎn)管狀、環(huán)狀等回轉(zhuǎn)體鑄件。（）

5.增材制造技術(shù)可以生產(chǎn)傳統(tǒng)加工方法難以實現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件。（）

第四類型題：多項選擇題（每題2分，共4分）

1.下列哪些工藝屬于金屬塑性加工？（）

A.鍛造

B.軋制

C.拉拔

D.焊接

2.下列哪些因素會影響鑄造質(zhì)量？（）

A.澆注溫度

B.鑄型材料

C.冷卻速度

D.金屬成分

第五類型題：簡答題（每題5分，共10分）

1.簡述材料成型工藝選擇的主要依據(jù)。

2.比較鑄造與鍛造兩種材料成型工藝的優(yōu)缺點。

答案及解析

第一類型題：單項選擇題答案及解析

1.B

解析：壓力鑄造是將熔融金屬在高壓下快速壓入精密金屬模具中，冷卻凝固后獲得鑄件的工藝方法。該方法生產(chǎn)效率高，尺寸精度高，表面質(zhì)量好，適合大批量生產(chǎn)小型精密零件。砂型鑄造精度較低，鍛造適合生產(chǎn)較大尺寸零件，焊接主要用于連接而非成型。

2.C

解析：淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后快速冷卻的熱處理工藝。淬火后可以獲得馬氏體組織，顯著提高材料的硬度和強(qiáng)度。退火和正火是軟化處理，降低硬度；回火是在淬火后進(jìn)行的，目的是降低淬火脆性，調(diào)整組織和性能。

3.C

解析：自由鍛造不需要專用模具，而是通過鍛造設(shè)備對金屬坯料進(jìn)行直接變形。沖壓和擠壓都需要模具；注塑成型則需要注塑模具。

4.C

解析：FDM（熔融沉積建模）3D打印技術(shù)使用熱塑性塑料絲作為原材料，將材料加熱至熔融狀態(tài)后通過噴嘴擠出，逐層堆積成型。金屬粉末用于SLS（選擇性激光燒結(jié)），光敏樹脂用于SLA（立體光刻），陶瓷粉末用于某些陶瓷3D打印工藝。

5.D

解析：粉末冶金的基本工藝包括原料混合、壓制成型和燒結(jié)。電鍍不是粉末冶金的必要步驟，它是一種表面處理工藝，用于提高零件的耐腐蝕性或裝飾性。

6.C

解析：砂型鑄造使用砂作為鑄型材料，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，可以生產(chǎn)大型鑄件。壓力鑄造和熔模鑄造適用于中小型鑄件；離心鑄造主要用于生產(chǎn)管狀、環(huán)狀等回轉(zhuǎn)體鑄件，尺寸相對較小。

7.D

解析：注射成型主要用于熱塑性復(fù)合材料，不適合熱固性復(fù)合材料，因為熱固性材料在高溫下會發(fā)生不可逆的固化反應(yīng)，無法通過注射成型。手糊成型、噴射成型和熱壓罐成型都適用于熱固性復(fù)合材料。

8.D

解析：熔模鑄造（又稱失蠟鑄造）可以生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)腔的精密鑄件。鍛造和擠壓通常難以生產(chǎn)復(fù)雜內(nèi)腔；粉末冶金雖然可以生產(chǎn)復(fù)雜形狀，但內(nèi)腔的復(fù)雜程度有限。

9.C

解析：吹塑成型是將熔融塑料型坯置于模具中，通入壓縮空氣使其膨脹貼緊模具內(nèi)壁冷卻成型，主要用于生產(chǎn)中空制品如瓶子、容器等。注射成型主要用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的實心制品；擠出成型主要用于生產(chǎn)連續(xù)型材；壓制成型主要用于生產(chǎn)板材或簡單形狀制品。

10.D

解析：增材制造（3D打?。┦侵饘犹砑硬牧蟻順?gòu)建三維物體的工藝，材料利用率高，浪費少。鑄造和鍛造會產(chǎn)生大量邊角料；減材制造（如切削加工）會從原材料上切除大量材料，浪費嚴(yán)重。

第二類型題：填空題答案及解析

1.正火

解析：正火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。與退火相比，正火的冷卻速度較快，得到的組織更細(xì)，強(qiáng)度和硬度較高，但塑性較低。正火常用于改善低碳鋼的切削加工性能，或作為最終熱處理。

2.鑄造

解析：鑄造是最古老的材料成型方法之一，通過將熔融金屬澆入鑄型，冷卻凝固后獲得所需形狀和尺寸的零件毛坯。鑄造適用于生產(chǎn)形狀復(fù)雜，特別是具有內(nèi)腔的零件，且?guī)缀踹m用于所有金屬材料。

3.光敏樹脂

解析：SLA（立體光刻）3D打印技術(shù)使用光敏樹脂作為原材料，在紫外光照射下，液態(tài)樹脂會固化成固態(tài)。SLA技術(shù)精度高，表面質(zhì)量好，但成本較高，且成品強(qiáng)度相對較低。

4.塑性加工

解析：塑性加工是指利用外力使金屬坯料產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀和尺寸的加工方法。常見的塑性加工方法包括鍛造、軋制、擠壓、拉拔等。塑性加工可以改善材料的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，提高材料的致密度和強(qiáng)度。

5.手糊成型

解析：手糊成型是最簡單的復(fù)合材料成型方法之一，操作人員將增強(qiáng)材料（如玻璃纖維布）浸漬樹脂后，手工鋪放在模具表面，然后固化成型。該方法工藝簡單，成本低，適合生產(chǎn)大型、復(fù)雜形狀的復(fù)合材料制品。

第三類型題：判斷題答案及解析

1.√

解析：鍛造工藝通過塑性變形可以細(xì)化晶粒，消除鑄造缺陷，提高材料的致密度和力學(xué)性能。鍛造后的材料通常具有更好的強(qiáng)度、韌性和疲勞性能。

2.×

解析：注塑成型主要用于熱塑性塑料，因為熱塑性塑料可以反復(fù)加熱熔化和冷卻固化。熱固性塑料在第一次加熱時會軟化并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，再次加熱不會軟化，因此不適合注塑成型。

3.√

解析：粉末冶金工藝通過精確控制粉末的成分、粒度和成型壓力，可以生產(chǎn)高精度、復(fù)雜形狀的零件。特別是現(xiàn)代粉末冶金技術(shù)結(jié)合了先進(jìn)的熱等靜壓等后處理工藝，可以進(jìn)一步提高零件的精度和性能。

4.√

解析：離心鑄造是利用離心力將熔融金屬填充到旋轉(zhuǎn)的鑄型中，凝固后形成鑄件。該方法特別適合生產(chǎn)管狀、環(huán)狀等回轉(zhuǎn)體鑄件，因為離心力有助于金屬液填充鑄型，減少氣孔和夾雜物。

5.√

解析：增材制造技術(shù)（3D打?。┩ㄟ^逐層添加材料構(gòu)建三維物體，可以突破傳統(tǒng)加工方法的許多限制，生產(chǎn)具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)、輕量化設(shè)計、功能梯度等傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)的零件。

第四類型題：多項選擇題答案及解析

1.A、B、C

解析：鍛造、軋制和拉拔都屬于金屬塑性加工，是通過外力使金屬產(chǎn)生塑性變形的加工方法。焊接雖然也涉及金屬的變形，但主要目的是連接金屬部件，而不是改變其形狀，因此不屬于塑性加工范疇。

2.A、B、C、D

解析：鑄造質(zhì)量受多種因素影響：澆注溫度過高會導(dǎo)致晶粒粗大、氣孔增多；過低則可能導(dǎo)致澆不足、冷隔等缺陷。鑄型材料的導(dǎo)熱性、透氣性等會影響鑄件的冷卻速度和表面質(zhì)量。冷卻速度會影響鑄件的結(jié)晶組織和內(nèi)部應(yīng)力。金屬成分直接影響鑄件的性能和鑄造性能。

第五類型題：簡答題答案及解析

1.材料成型工藝選擇的主要依據(jù)包括：

-零件的使用要求：包括材料性能、尺寸精度、表面質(zhì)量、工作環(huán)境等。

-生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)適合選擇高效、自動化程度高的工藝；小批量生產(chǎn)適合靈活性高的工藝。

-經(jīng)濟(jì)性：考慮設(shè)備投資、材料利用率、生產(chǎn)效率、人工成本等因素。

-材料特性：不同材料有其最適合的成型方法，如金屬、塑料、陶瓷等。

-零件形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度：復(fù)雜形狀可能需要特殊的成型工藝。

-技術(shù)可行性：考慮現(xiàn)有技術(shù)水平和設(shè)備條件能否滿足要求。

2.鑄造與鍛造兩種材料成型工藝的比較：

鑄造的優(yōu)點：

-可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件

-適用材料范圍廣，幾乎適用于所有金屬材料

-適合生產(chǎn)大型零件

-設(shè)備投資相對較低

鑄造的缺點：

-力學(xué)性