《金属精密液态成形技术》
复习题 答案
第1章 绪论
一、简答题
1．常用金属精密液态成形方法有哪些？
答：熔模精密铸造、石膏型精密铸造、陶瓷型精密铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、差压铸造、真空铸造、调压铸造、挤压铸造、离心铸造、壳型铸造、连续铸造、半固态铸造、喷射成行技术、石墨型铸造、电渣熔铸、电磁铸造 2．金属精密液态成形技术的特点是什么？对铸件生产有哪些影响？ 答：（1）特点：特殊的铸型制造工艺与材料；特殊的液态金属充填方式与铸件冷凝条件。
（2）对铸件生产的影响：由于铸型材料与铸型制作工艺的改变，对铸件表面粗糙度产生很大影响，不但尺寸精度很高，还可使铸件表面粗糙度降低，从而可实现近净成形。
在某些精密液态成形过程中，金属液是在外力（如离心力、电磁力、压力等）作用下完成充型和凝固的，因此提高了金属液的充型能力，有利于薄壁铸件的成形；液态金属在压力下凝固，有利于获得细晶组织，减少缩松缺陷，提高力学性能。
第2章 熔模铸造成形
一、名词解释
1.硅溶胶:是由无定形二氧化硅的微小颗粒分散在水中而形成的稳定胶体溶液。
2.水玻璃模数：水玻璃中的二氧化硅与氧化钠摩尔数之比。
3.树脂模料：以树脂及改性树脂为主要组分的模料。
4.压型温度：熔模压制时压型的工作温度。
5.涂料的粉液比：涂料配置中粉料和液体的比例。
6.析晶：是当物体在处于非平衡态时，会析出另外的相，该相以晶体的形式被析出。
7.硅酸乙酯水解：硅酸乙酯通过熔剂（乙醇）和催化剂（盐酸）的作用与水发生反应的全过程。
8.皂化物：油脂等样品中能与氢氧化钠或氢氧化钾起皂化反应的物质。
二、填空题
咸海
1.熔模铸造的模料强度通常以 抗弯强度 来衡量。
2.硅溶胶型壳的干燥过程实质上就是硅溶胶的 胶凝 过程。
3.一般说来说：硅溶胶中SiO2含量越高、密度越大，则型壳强度越 大 。
4.涂料中最基本的两个组成 粘结剂 和财务净现值 耐火粉料 之间的比例，即为涂料的粉液比。
5.通常按模料熔点的高低将其分为 高温 、 中温 和 低温 模料。
6.硅溶胶中Na20含量和PH值反映了硅溶胶及其涂料的 稳定性 。
7.模料的耐热性是指温度升高时模料的 抗软化变形 的能力。
8.熔模的制备方法有 蜡膏制备 和 熔模压制 两种。
9.常用石蜡-硬脂酸模料的配比为白石蜡和一级 硬脂酸 各50%。
三、判断题
1.压蜡温度愈高，熔模的表面粗糙度越小，表面越光滑；但压蜡温度越高，熔模的收缩率越大。（T ）
2.压注压力和保压时间对熔模尺寸有影响，随压力和保压时间增加，熔模的线收缩率减小。（ T ）
3.为提高水玻璃模数，可在水玻璃中加入氢氧化钠。（ F ）
4.熔模铸造使用最广泛的浇注方法是热壳重力浇注法。（ Fgg-238 ）
5.使用树脂基模料时，脱蜡后所得的模料可以直接用来制造新的熔模。（ F ）
四、简答题
1.什么是熔模铸造？试用方框图表示其大致工艺过程。
答：(1)熔模铸造是将液态金属浇入由熔模熔失后形成的中空型壳并在其中成形从而获得精密铸件的方法。
（2）工艺过程图：制作蜡模→涂挂耐火涂料→撒砂→结壳硬化→脱蜡→烘干焙烧型壳→浇注铸件→出箱清理打磨 2.影响熔模质量的因素有哪些？
答：型腔和型芯的尺寸精度及表面粗糙度、模料选择、熔模的制造（压蜡温度、压型温度、压注压力、保压时间）、涂料、撒砂、干燥、型壳被烧、铸件浇注等。
3.常用模料有哪两类，其基本组成、特点和应用范围如何？
答：（1）蜡基模料。①基本组成：矿物蜡、动植物蜡；②特点：成分简单、成本较低、便于脱蜡和回收，但强度和热稳定性较低、收缩大；③应用范围：多用于要求较低的铸件。
（2）树脂基模料。①基本组成：树脂及改性树脂；②特点：成分复杂，强度较高，热稳定性较好，收缩较小，制成的熔模尺寸和质量稳定性较高，但模料易老化、寿命短，成本较高；③应用范围：多用于质量较高的铸件。
4.试述常用三种制壳黏结剂的特点及应用范围。
答：（1）水玻璃。①特点：成本低、硬化速度快、湿态强度高、制壳周期短，但表面质量差，尺寸精度不高；②应用范围：在近净形熔模制造中用的较少。
（2）硅酸乙酯。①特点：表面张力低，黏度小，对模料的润湿性能好，但价格较贵，且对环境有一定污染。②应用范围：多用于近净成形熔模制造。
（3）硅溶胶。①特点：使用方便，稳定性好，但润湿性差，型壳干燥速度慢，型壳湿强度较低，制壳周期长；②应用范围：多用于近净成形熔模制造。
5.熔模铸造用硅溶胶主要有哪些物化参数？它们对型壳质量有何影响？
答：主要物化参数有SiO2含量、Na2O含量、密度、PH值、黏度及胶粒直径等。二氧化硅含量增加，硅溶胶密度越高，则型壳强度越高；氧化钠含量及PH值影响硅溶胶及其涂料的稳定性；硅溶胶的黏度反应其黏稠程度，将影响所配涂料的粉液比；胶体粒子直径影响硅溶胶的稳定性和型壳强度，粒子越小，型壳强度越高，但稳定性越差。
6. 硅溶胶、水玻璃、硅酸乙酯粘结剂型壳的干燥和硬化工艺有何本质的区别?
答：（1）硅溶胶型壳的干燥和硬化是物理硬化过程。
(2)水玻璃型壳硬化包括物理硬化（型壳脱除自由水的过程）和化学硬化（指水玻璃粘结剂与硬化剂发生硬化反应，其原理是基于电解质对水玻璃的胶凝作用）。
(3)硅酸乙酯黏结剂型壳的干燥硬化，实质上是涂料中的硅酸乙酯水解液继续水解-缩聚反应而达到最终的胶凝以及溶剂挥发的过程。前者主要是化学硬化，后者是物理过程。型壳的硬化可用氨气催化，俗称氨干。氨气既可通过碱解反应加快水解，又可通过改变涂层中水解液的PH值而加快缩聚反应。
7.型壳焙烧的目的是什么？常用三种型壳焙烧工艺参数如何？
答：（1）去除型壳中的水分、残余模料、硬化剂、盐分等，降低型壳浇注时的发气性，提高透气性，防止出现气孔、浇不足等缺陷。
（2）水玻璃型壳的焙烧温度一般为850℃，保温时间约为0.5～2h；硅溶胶或硅酸乙酯型壳则为950～1100℃，薄壁铸件应适当提高，保温时间约为2～3h。
8. 试述热压注硅质陶瓷型芯的成形方法及型芯材料的组成。
答：（1）成型方法：将熔融石英和碱金属化合物的矿物剂混合，再加其他材料，压制成芯；型芯在1000～1300℃下烧成，然后冷至室温待用。
（2）型芯材料的组成：集体（石英玻璃）、矿物剂、增塑剂、表面活性剂。
9.硅溶胶型壳制壳有哪些步骤？影响硅溶胶型壳干燥的因素有那些？生产中可不可以采用提高环境温度来缩短型壳干燥时间？为什么？
答：（1）步骤：涂挂涂料、撒砂、干燥和硬化、脱蜡与焙烧等。（2）干燥因素：铸件大
小和形状、制壳车间的干燥条件、环境温度和湿度等。（3）不行。因为提高了环境温度，相应的环境湿度就有一定的下降，应该要保证一个恒温、恒湿的干燥条件。
第3章 石膏型熔模精密铸造成形
一、填空题
1．石膏型熔模精密铸造时，石膏型工作温度一般在 ℃之间。
2． ɑ 型半水石膏更适合作为石膏铸型用材料。
3．为使石膏型具有良好的强度，减小其线收缩和裂纹倾向，需要在石膏中加入 填料 。
4．石膏型导热性能差，焙烧时应采用 阶梯 升温。
5．制备石膏型所用的原材料主要有 石膏粉和水 、 填料 和 添加剂 等。
二、简答题
1．石膏有哪几种变体？石膏型精密铸造应选用哪种石膏？为什么？
答：（1）ɑ型半水石膏、β型半水石膏（2）选用ɑ型半水石膏。因为ɑ型半水石膏具有致密、完整而粗大的晶粒，总比面积小，而β型半水石膏其表面积大；在配成相同流动度的石膏浆料时，ɑ型半水石膏所需水固比小，浆料凝固后强度高，β型半水石膏则反之。
2．石膏浆料中为什么要加填料？填料应如何选择？
阴阳互易
答：（1）为使石膏型具有良好的强度，减小其线收缩和裂纹倾向：（2）根据填料对石膏混合料的抗弯强度、裂纹倾向、浆体凝时间。
3．为什么石膏浆料配制和灌注时需在真空下进行？
答：在搅拌和灌注是会卷入大量的气体，致使浆体中有大量的气泡，影响石膏型表面的质量，为使浆料中所含的气体能够顺利外排，因此需要在真空下进行。
4．石膏型精密铸造常用的充填及凝固方法有哪些？各用于什么情况下？
答：（1）重力浇注，用于壁不薄、形状简单的中小件；（2）低压铸造，用于生产批量较大的复杂薄壁铸件；（3）真空吸铸，用于生产中、小型复杂薄壁铸件；（4）真空下重力
浇注，用于生产大型薄壁铸件；（5）真空加压铸造，用于铝合金薄壁铸件的工程化生产；（6）调压铸造，用于生产有厚壁部分的复杂薄壁铸件。
5．如何确定石膏型精密铸造浇注工艺参数？
答：金属液的浇注温度和石膏型温度两者应合理配合，以取得优良铸件质量，石膏型温度可控制在150～300℃之间，铝合金浇注温度一般可低于其它铸造方法，控制在700℃左右，对大型薄壁铸件浇注温度可适当提高。海云坦克
第4章 陶瓷型铸造成形
一、填空题
1.陶瓷型铸造可分为 整体陶瓷铸型 和 复合陶瓷铸型 两大类。
2.陶瓷型精密铸造常用的黏结剂是 硅酸乙酯水解液 。
3.为提高生产率，在制造陶瓷型的浆料中必须加入超新星阅读器 催化剂 来缩短胶凝时间。
4.陶瓷型喷烧目的是使酒精燃烧起来，均匀地挥发，从而使陶瓷型表面有一定的强度和硬度，并出现均匀密布的 显微裂纹 。
二、简答题
1.为什么广泛采用复合陶瓷型，而不使用整体陶瓷型？
答：（1）整体陶瓷型所用陶瓷浆料太多，成本高，而且透气性差；（2）复合陶瓷铸型底套制作方便，透气性好，成本低，应用较普遍。
2. 陶瓷型铸造灌浆时应注意哪些问题？
答：灌浆速度不宜太快，以免卷入空气，最好边灌浆边振动。
3．陶瓷浆料制备过程中加入催化剂的作用是什么？
答：为提高生产率，在制造陶瓷型的浆料中必须加入催化剂来缩短胶凝时间。
4.陶瓷浆料硬化起模后为什么还要经过喷烧？有什么注意事项？
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