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1、1陶瓷磨具制造 试卷三卷（参考答案及评分标准）一、填空（本题 17 分） （每空 1 分）造成砂轮不平衡的原因主要砂轮几何形状不对称（1 分） 、砂轮密度不均匀（1 分） 。2. 石英在加热过程中晶型变化分为 纵向变化（1 分）和 横向变化 （1 分）两种。3. 结合剂的流动性是指 结合剂高温熔体粘度的倒数（1 分） 。4. 成型压强度对磨具硬度的影响是通过 对成型密度的大小 （1 分）来实现的。5. 水浇注成型时加入淀粉是为了增加 悬浮性（1 分） 和提高 湿坯的强度 （1 分） 。6. 普通磨具混料中干法适用于 F180 以细及磨钢球砂轮混料（1 分） ，湿法适用于 F150 以粗的磨料
2、（1 分） 。7. 陶瓷磨具烧成的理想目标是 以最低的消耗来获得优良的磨具性能 （1 分） 。8. 砂轮灌孔的主要方法有 硫化水泥灌孔 （1 分） 、 铅灌孔 （1 分） 和 硬质塑料灌孔（1分） 。9. 超硬材料陶瓷磨具常采用结构形式有三种，分别是 不带非工作层的整体式结构（1 分）、 带陶瓷基体非工作层的整体式结构（1 分） 和 组合式（粘结式）结构 （1 分） 。二、说明下列名词与概念（本题 14 分） （每题 2 分）1. 砂轮的耐用度在两次修整砂轮之间的磨削工件的时间。 （2 分）2. 成孔剂促使磨具烧后产生气孔的物质。 （2 分）3. 结合剂的可塑性粉状结合剂加一定量的水调和，在外
3、力作用下做成一定形状的泥团而不开裂，当停止外力作用以及烘干后，能保持原有形状而不变形的能力叫做结合剂的可塑性。 （2 分）4. 平均应力理论平均应力理论认为，当砂轮沿径向截面切向应力积分的平均值达到砂轮的一维均匀受力状态下的抗张强度(8 字块强度) 时，即 时，砂轮即发生离心破坏。 （2 分）Bmean)(B5. 成型料的成型性指成型料颗粒与颗粒之间在一定压力下的聚合程度。 （2 分）6. 定压成型按配方表中坯体的成型压强和受压面积计算出压机表压，根据实测的成型密度，计算出参考单重，从而压出一定体积(控制厚度)的坯体。 （2 分）7. 砂轮的精加工陶瓷磨具经过烧成后，不可避免地存在有变形、尺寸
4、不规则、尺寸与最终产品尺寸要求不符、边棱缺损、表面残留杂质等现象，这些都是不符合成品质量要求和用户使用要求的。因此必须对制品进行精加工。 （2 分）三、判断题（本题 14 分） （每题 2 分）（判断下列各题的对与错，对的打“” ，错的打“”并且改正，不要在原题上改。 ）1. 磨具组织的松紧，决定着磨具中气孔的多少和单位面积上有效磨削刃的疏密。 （） （2分）2. 辅助磨料的作用主要是起辅助磨削作用（） （1 分）改正：辅助磨料在磨具工作层中起提高砂结比作用和辅助磨削作用。 （1 分）23结合剂的热膨胀系数与其晶体结构有关，晶体结构越紧密，热膨胀系数越小。 （） （1分）改正：结合剂的热膨胀系
5、数与其晶体结构有关，质点间结合强度越大，热膨胀系数越小。（1 分）4. 干燥收缩率和烧成收缩率直接加和等于总收缩率。 （） （1 分）改正：干燥收缩率和烧成收缩率的直接加和不等于总收缩率。 （1 分）5. 成型的关键是保证坯体的形状尺寸正确。 （） （1 分）改正：成型的关键是使坯体达到规定的尺寸并保证磨具密度均匀和不产生裂纹、起层等缺陷。 （1 分）6磨具硬度一定时，调整成型密度及结合剂用量，可以得到任意组织号的磨具。 （） （1分）改正：磨具硬度一定时，调整成型密度及结合剂用量，可以得到一定范围组织号的磨具。（1 分）四、简答题（本题 32 分） （每题 4 分）1砂轮不平衡造成的危害答：
6、(1)使主轴产生振动，加快磨床的磨损。 （1 分）(2)增加砂轮的应变，降低砂轮的破裂速度。 （1 分）(3)使被加工工件产生波纹，工件精度、表面粗糙度会变差。 （1 分）(4)影响砂轮自锐的均匀性，使磨损不均匀。 （1 分）2钾长石的熔融特性答：钾长石开始熔融的温度为 1200左右，生成白榴石及硅氧溶液， （1 分）从开始熔融到完全熔化，温度范围为 3040，其熔融范围及高温粘度均是各种长石中最佳的， （1 分）熔融的长石玻璃态物质能溶解一部分粘土分解物及部分石英，促进成瓷反应及莫来石晶体的生长发育。 （1 分）不仅如此，所述性能随温度变化而变化的速度很慢，因而有利于烧成控制和防止制品变形。
7、 （1 分）3陶瓷磨具低温烧成特点答：(1) 节能，降低烧成燃料成本； （1 分）(2) 缩短烧成周期，加快窑的周转率，提高生产效率；（1 分）(3) 改善磨具质量，减少废品；（1 分）(4) 降低窑炉运转、建筑成本；(5) 防止磨料性能因高温作用而产生的性能劣化。 （1 分）4. 结合剂烧成收缩率的影响因素有哪些答：结合剂的性质 ；（1 分）焙烧中产生的新物相；（1 分）结合剂中固相的晶型转变；（1 分）烧结状态。 （1 分）5结合剂悬浮性的影响因素答：(1) 结合剂的分散度；（1 分） (2) 粘土的可塑性；（1 分）(3) 分散介质的粘度；（1 分）(4) 电解质、有机物质。 （1 分）
8、6压制成型密度大小的影响因素答：1）粉料装模时自由堆积的空隙率；（1 分）2）成型压力大小；（1 分）3）加压时间；（1 分）4）颗粒摩擦力；5）坯体形状、尺寸及粉料性质。 （1 分）7多孔磨具的主要用途答：（1）广泛用于磨加工软金属，橡胶皮革等非金属材料。 （2 分） （2）特别适于磨削大平面，薄壁工件及其他受热易变形的工件。 （1 分） （3）用于深切缓进给磨削。 （1 分）8. 压制成型废品产生的原因3答：（1）成型料性能成型性、干湿度、均匀性等；（1 分） （2）压机性能；（1 分）（3）模具及磨损；（1 分） （4）操作称量、摊料、刮料等人为因素。 （1 分）五、计算题（本题 7 分
9、）成型 P3004075 A F46 K 砂轮 45 片，工艺规定湿坯外径 D1303mm，厚度H143mm，孔径 d173mm，计算这批砂轮的各种原料量。设磨料为 100 的配方表为：磨料 100 份，结合剂 12 份，水玻璃 2 份，糊精粉 0.5 份，成型密度 2.24g/cm3。解：1)计算砂轮湿坯单重：kg （1 分）02.914.3.735401 Vm2)计算总投料量：m2 = m1 n = 9.02 45 = 405.9 kg （不考虑工序消耗量） （1 分）3)计算一次混料量：如采用 100kg 逆流混料机混料，装料量 2390kg，分 5 次混料，则每批混料量：m3 = 40
10、5.9 / 5 = 81.18 kg （1 分）4)计算配料单：磨料量 = 81.18 92% = 74.69 kg （1 分）结合剂量 = 81.18 8% = 6.49 kg （1 分）水玻璃量 = 81.18 24 = 1948 mL （1 分）糊精粉量 = 81.18 5 = 406 g （1 分）六、分析说明题（本题 18 分） （每题 9 分）1分析比较烧熔结合剂与烧结结合剂的特点及应用答：要点(1) 烧结结合剂1）物相组成在焙烧温度下，只有很少部分熔融形成液相。在烧后的显微结构中，除了玻璃相外，还存在许多结晶体，类似于陶瓷，属于多相系统。 （1 分）2）原材料粘土、长石、石英等，
11、有时还加入少量的滑石等。催熔材料含量较少，烧成时只产生少量液相。 （1 分）3）结合剂的流动性、反应能力、高温润湿性等都较差，强度低、硬度不稳。 （1 分）4）结合剂用量较多，磨削性能较差，易烧伤工件。 （1 分）5）主要用于 SiC 类磨具。 （0.5 分）(2) 烧熔结合剂1）物相组成在焙烧温度下，绝大部分为玻璃相。 （1 分）2）原材料使用较多的熔剂材料，传统熔剂材料有长石、滑石、硼玻璃、萤石、锂辉石等。近年来也采用各种预熔玻璃料，如硼硅玻璃、硼铅玻璃、针瓶玻璃等，以及一些化工原料。 （1 分）3）反应能力、高温润湿性较好。强度高、硬度稳定。 （1 分）4）结合剂用量较少，磨削性能较好，
12、不易烧伤工件。 （1 分）5）主要用于刚玉类磨具。易使 SiC 磨具黑心。 （0.5 分）2分析说明干燥过程中，坯体环状裂纹产生的原因及防止措施答：要点（1）产生原因主要是升温太快，收缩不一致；（1 分）成型和干燥操作不当。 （1 分）4（2）防止措施1)成型时在底板上加垫片，或撒干砂，或加透气性好的材料。 （1 分）2)调整升温曲线，特别是在 60和 80时注意保温。 （1 分）3)采用先自然干燥或予干燥，然后再入干燥炉的方法。 （1 分）4)在内孔灌锯末或加盖板。 （ 1 分）5)用水玻璃作湿润剂的高厚度砂轮，成型后湿坯吹 CO2，提高了湿坯强度，并降低了湿坯中的水分。 （1 分）6)采用
13、湿法干燥，使热传导和湿传导方向致。 （1 分）7)出炉温度不要太高。陶瓷磨具制造 试卷四卷一、填空（本题 18 分） （每空 1 分）1. 磨粒率是 磨粒在磨具中所占体积百分比 （1 分） 。2. 陶瓷磨具烧成的冷却阶段包括 急冷 （1 分） 、 退火（1 分） 和 低温冷却 （1 分）三个阶段。3. 结合剂的可塑性是决定 磨具干、湿坯强度 （1 分） 的重要因素之一。4. 配料中加入湿润剂的作用，一是 湿润作用 （1 分） ，二是 粘结作用 （1 分） 。5. 反映成型密度与磨具坯体磨粒率之间的关系式是 （1 分） 。0/mVa6. 双面磨石成型时，应先投 粗料 （1 分） ，预压后再投 细
14、料 （1 分） ，这样有利于避免 粗料进入细料部分 （1 分） 。7. 定模成型配方表中 磨料（1 分）作为 100 份。8. 陶瓷磨具的干燥过程既有 传热过程（1 分） ，也有水分扩散的 传质过程（1 分） 。9. 在硫化水泥中，硫磺是 硫化水泥的熔剂（1 分） 。长石粉起 骨架作用（1 分） ，提高 强度（1 分） ，并防止 硫化水泥冷却后收缩（1 分） 。二、说明下列名词与概念（本题 14 分） （每题 2 分）1. 砂轮的不平衡砂轮是一种不均质的物体，当砂轮旋转时，由于砂轮质量中心与它的旋转中心线不相重合而产生离心力，造成了工作系统的振动。这种状态叫做砂轮的不平衡。 （2 分）2. 水
15、玻璃的模数水玻璃（Na 2OmSiO2）中 SiO2 与 Na2O 的分子个数比 m 称为模数。 （2 分）3. 结合剂的烧结范围烧结温度到开始过烧软化的温度间隔。 （2 分）4. 结合剂的线膨胀系数结合剂在温度升高 1时的相对伸长值。 （2 分）5. 粉料的堆积特性由于粉料的形状不规则、表面粗糙，使堆积起来的粉料颗粒间存在大量空气。单一粒度的粉体不能形成致密的堆积。若采用不同大小的球体堆积，则可提高自由堆积的密度。 （2 分）6. 磨具的成型5在磨具制造过程中，以一定的方法使成型料成为具有一定形状和强度的坯体，称为磨具的成型。 （2 分）7. 粘土的吸水性干燥粘土具有吸收周围大气中水分的能力
16、。三、判断题（本题 12 分） （每题 2 分）（判断下列各题的对与错，对的打“” ，错的打“”并且改正。 ）1.辅助磨料在磨具工作层中主要是起辅助磨削作用。 （） （1 分）改正：辅助磨料在磨具工作层中起提高砂结比作用和辅助磨削作用。 （1 分）2. 磨具烧成过程中冷却阶段易产生内径裂纹。 （） （1 分）改正：磨具烧成过程中冷却阶段易产生外径裂纹。 （1 分）3高温下结合剂的流动性大有利于在磨粒周围分布，有利增大结合剂的润湿性。 （） （1分）改正：高温下结合剂的流动性大有利于在磨粒周围分布，有利于提高磨具的机械强度。 （1分）4. 在相同硬度下粗粒度磨具结合剂用量少于细粒度磨具的。 （） （2 分）5. 当干燥到坯体中的水分完全
