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1、 .wd.全书习题答案第2章一、填空题1. 硅砂 非硅质砂 2. 石英 鳞石英 方石英 横向转变 纵向转变 横向转变3. 砂颗粒的粒度 粒度分布 颗粒形状 外表性状4. 水洗法 擦洗法 浮选法5. 氧化镁 6. Cr2O3 7. 镁橄榄石二、选择题1. B 2. A 3. A三、简答题1. ZGS 96-40/70(52) 表示该牌号硅砂的二氧化硅为96级，主要粒度组成为三筛，其首筛筛号为40，尾筛筛号为70，其粒度的平均细度值为52。2. 原砂需要根据合金种类、铸件的大小和构造、铸型种类(湿型或干型)、粘结剂种类和造型方法(手工或机器)，在保证铸件质量的前提下，就地就近选用。 铸钢件因浇注温
2、度高，所以原砂中SiO2含量应高；铸铁件的浇注温度较铸钢件低，原砂耐火度可低一些；铜、铝铸件的砂，一般要求颗粒较细，对SiO2含量要求并不一定高；对于油类、树脂、水玻璃粘结剂要求用含泥量小的圆形砂。对于酸硬化的树脂砂还要控制原砂中碱金属及碱土金属氧化物的含量。3. pH测定方法如下：取待测原砂25g，置于250mL的烧杯中，加蒸馏水100mL，在磁力搅拌器上用包有聚四氟乙烯的搅拌棒搅拌，用酸度计测定悬浮液的pH值，每30s读取一次数据，直到数值恒定为止，此时的值就是原砂的pH值。需酸量的测定方法如下：称取待测原砂50g，置于250mL的烧杯中，加pH值为7的蒸馏水50mL在磁力搅拌器上用包有聚
3、四氟乙烯的搅拌棒搅拌；再往烧杯中参加0.1mol的盐酸50mL，并搅拌5min，然后放入测pH值的电极，用0.1mol的NaOH溶液滴定，在pH值为3.0、4.0、5.0或其他预定值时，读取耗用的NaOH溶液的毫升数。原加盐酸的毫升数50mL减去NaOH溶液的毫升数，就是到预定pH值时原砂的需酸量。4. AFS细度的求法如下：称取原砂50g左右，用冲洗法除去泥分，烘干后进展筛分。称取留在每一筛上的砂粒的重量，并算出每一筛上的砂占原砂(未去泥分以前)的百分数。将这些结果各乘以相应的乘数。将所有的乘积相加，并将乘积的总和除以各筛上砂粒的百分数的和，所得结果就是AFS细度。例子详见表2-75. 对于
4、粘土粘结砂，原砂中含泥量的影响并不明显；对于不用粘土为粘结剂的型、芯砂，如水玻璃砂，树脂砂、油砂等，含泥量对性能的影响很大。一方面是使降低其干强度和透气性；另一方面，泥分中往往含有碱或碳酸性盐或碱性氧化物，使原砂的需酸量增大，影响树脂砂硬化。6. 原砂在擦洗过程中，在高速叶片搅拌器造成的强力摩擦下，水介质与砂粒间不断摩擦，处理后，砂粒外表的微观污染被更多的脱除。所以，擦洗砂的质量一般要比水洗砂好。四、名词解释1. 含泥量是指原砂中泥分的百分含量，但凡直径小于0.022mm的微粒，不管它是什么矿物成分，只要能用常规搅拌或冲洗法别离都为泥分。2. 原砂的pH值是指示某种溶液或悬浮液的酸度或碱度。原
5、砂的pH值是其中含有的能溶于水的碱性或酸性物质的表征，并不全面地反映原砂的碱性 3. 原砂的需酸量是原砂中含有与酸反响的物质的表征，它说明用酸硬化剂时，原砂本身所需的酸的多少。 4. 目数是在平行于网丝方向，每1英寸即25.4mm长度上包含筛孔的数目。五、思考题1. 答案要点 非硅质砂具有耐火度高浇注时不熔化；热化学稳定性好，不与钢液及其氧化物反响；蓄热系数较高，导热性好，能加速铸件外表凝固；没有相变引起的剧烈膨胀，热膨胀系数小；具有固相烧结特性等优点，因而可以提高铸件外表质量，预防矽肺病。锆砂用于大型铸钢件及合金钢件的芯砂或砂型的面砂，或将其粉料用作涂料。镁砂用于高锰钢铸件的面砂、芯砂，其粉
6、料可用作涂料。铬铁矿砂用于大型或特殊铸钢件的面砂、芯砂，其粉料可用作涂料。橄榄石砂用于铸铁件、有色合金铸件以及高锰钢铸件的型砂和芯砂。2. 答案要点 热稳定性差，在570左右发生相变，伴有较大的体积膨胀，是铸件产生膨胀缺陷的根源； 在高温条件下化学稳定性差，容易与FeO作用生成易熔的铁橄榄石，而导致铸件外表粘砂； 破碎时产生的粉尘会使工作人员患矽肺病； 废弃物多，随着环保要求的日益提高，垃圾处理费用越来越大。【案例分析】1. 实验一说明铸型吃砂量偏小，紧实度大是造成缺陷的原因之一。实验二说明由于浇注系统为封闭式，必须要有足够长的浇注时间，否则可能造成缺陷的产生。2. 金属液进入型腔后，型腔外表
7、层温度急剧升高，SiO2颗粒发生多晶形转变，因而发生膨胀。而铁水在型腔内上升缓慢，当型腔高温烘烤时间超过一定时间时，石英砂到达最大膨胀量。如果砂型紧实度高、砂粒粗和粒度集中、粉尘含量高、加热速度快，则型砂的微观膨胀减小，而相应的宏观膨胀增大。而型腔外部、为厚大的圆型砂箱，阻碍砂粒间力的施放，其受力方向只有向砂性型腔内壁转移，外表层直至开裂而产生脉纹毛刺。当采用铝矾土砂造型时，铝矾土砂的膨胀量远小于石英砂，因而，可以防止脉纹毛刺的出现。3. 从(1)和(2)的分析可知：石英砂的高膨胀量是导致脉纹毛刺的 根本原因。第3章一、填空题1. 膨润土 耐火粘土 2. 硅氧四面体 铝氧八面体 3. 负 钠基
8、膨润土 钙基膨润土 4. 粘结力 耐火度 耐用性 抗夹砂能力 5. Na2O SiO2干法 湿法 6. 氧化物的百分含量 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙铁 铝酸四钙 7. 缓凝剂 速凝剂 减水剂 8. 桐油、亚麻油 改性米糠油9. 碘价 酸值 皂化值 10. 不溶物 脂肪酸混合物 不皂化物二、名词解释1. 基交换能力：由于粘土矿物带有负电荷，因此它将吸附阳离子，而粘土吸附的阳离子称为可交换基，可交换基的多少称为基交换能力，它用每100g粘土中含有多少毫克当量来表示。2. 水玻璃的模数：硅酸钠中SiO2和Na2O的摩尔分子数的比称为模数，用M来表示，模数代表了SiO2在硅酸钠中所占的比例。3. 硅
9、碱比：水玻璃中SiO2的质量分数和Na2O的质量分数之比称为硅碱比。4. 碘价是指100g植物油所能吸收的碘的数量g，根据碘价的大小，可以衡量植物油不饱和程度的大小。5. 酸值指中和1g植物油中游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数，它表征油脂中所含有的游离脂肪酸的数量。6. 皂化值是指中和1g试料所含全部游离酸和化合酸需用的氢氧化钾毫克数，它表征植物油中游离的脂肪酸和与甘油结合的化合态脂肪酸总量的多少。三、简答题1. 粘结剂的分类方法很多。根据粘结剂的来源可天然的和人造的；根据对水的亲和力可分为憎水粘结剂和亲水粘结剂；根据化学组成可分为无机类粘结剂和有机类粘结剂；根据硬化特性可分为物理硬化类和化学
10、硬化类；此外，粘结剂还可根据型芯的比强度分类。2. 耐火粘土的主要矿物是高岭石，膨润土的主要矿物是蒙脱石。高岭石的两个单位晶层之间是氧和氢氧离子构成相邻的平面，它们之间可以形成氢键，从而产生较大的结合力。所以高岭石的结晶不易分散，颗粒较粗，与水混合时水分子不易进入单位晶层之间，吸水膨胀性和粘结力都较小。蒙脱石的相邻单元之是氧面与氧面相连接，没有氢键，是分子结合，故蒙脱石单位晶层之间结合力相当弱，容易破碎成极细的颗粒，与水混合时，水分子不但能够浸润晶体外表，而且很容易进入晶体内部各晶体单元之间，吸水膨胀性和粘结力都较大。3. 粘土外表负电荷产生的原因有以下几方面： 晶层边缘的破键； 晶层内部存在
11、离子交换，从而形成电荷不平衡； Si-O四面体中，每一个O2-只以一个负电荷与Si4+相联接，在晶层的边缘氧离子有剩余的负电荷。4. 由于钙基膨润土的许多性能不及钠基膨润土，所以要进展活化处理。可采用适当的弱酸钠盐如碳酸钠对钙基膨润土进展活化处理。5. 水泥的硬化过程大致分为溶解期、胶化期和结晶期三个阶段。在溶解期，水泥颗粒的外表层和水进展反响，成为凝胶状态；在胶化期，凝胶体逐渐变稠，水泥浆逐渐失去塑性，表现为水泥的凝结，但这时水泥还不具有强度；在结晶期，凝胶体逐渐脱水而严密，同时，析出晶体，并相互交织在一起，填充在凝胶体内，使水泥产生强度。影响水泥硬化的因素有：水泥的矿物组成、水泥的粒度、温
12、度和湿度、水泥和水的比及添加剂。6. 憎水粘结剂：植物油、合脂、沥青、渣油、松香、塔油。亲水粘结剂：膨润土、水玻璃、纸浆废液、糊精、糖浆、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇7. 见P70表3-11略。四、计算题五、思考题1. 答案要点 植物油粘结剂的硬化过程是氧化聚合的过程，而合脂粘结剂的硬化过程是缩聚与氧化聚合的过程。2. 答案要点 植物油砂的最正确烘干温度一般为200220，最高不能超过250，烘干时间应根据砂芯的厚度决定。植物油砂烘干后的冷却速度很重要，假设冷却速度过快，油膜会产生应力而开裂，破坏油膜的完整性而使干强度降低。因此，植物油砂应随炉冷却。合脂砂的烘干温范围比油砂宽些，可以在180240
13、之间，但最适宜的烘干温度仍然是在200240之间，烘干时间主要与型芯大小、厚薄、合脂参加量和选择的烘干温度有关。烘干过程中，应注意通风和排烟。影响性能的因素都包括粘结剂参加量、粘结剂的粘度、附件粘结剂和水，具体影响规律略。3. (略)【案例分析】1. 从表1的数据中可以得到：(1) 改性粘结剂MBl、MB2和MB3的干拉强度比植物油沥青粘结剂高；(2) 两者的干拉强度和发气总量都随温度的升高而降低，最正确烘干温度为220230。改性粘结剂的烘干温度范围宽200270，为了得到最低的发气量，改性粘结剂可以在较高的温度下烘干，仍保持有实用的干拉强度和较高的外表稳定性，而植物油沥青粘结剂在250时就
14、烧枯了，外表稳定性差，失去了应用价值。2. 改性粘结剂的干拉强度比植物油沥青粘结剂高是由于改性植物油粘结剂在高温下局部非共轭双键发生共轭化，然后与双键发生聚合作用，聚合和局部双键被氧化形成的氧桥使稠度增加，并且在氧化缺乏之处有-OH产生，与-COOH酯化，使产品的干拉强度进一步得到提高。3. 由表2数据可得，聚酯废弃物改性铸造用植物油沥青粘结剂的综合性能优于植物油沥青粘结剂、合脂油粘结剂和桐油粘结剂3种粘结剂的综合性能。第4章一、选择题1. B 2. B 3. D 4. A 5. A 6. B 7. A二、判断题1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.三、简答题1. 粘土砂
15、按是否烘烤铸型可分为湿型砂、干型砂和表干型砂三类。湿型砂的优点是不用烘干设备和燃料，生产周期短，便于组织流水作业，落砂容易，灰尘少，劳动条件好，砂箱寿命长。其缺点是型砂强度较低，流动性差，含有水分，铸件容易产生砂眼、气孔、粘砂、夹砂等铸造缺陷。干型砂需要经过烘干，因此干型砂的湿强度可以稍低一些，含水量可以稍高一些，以到达较高的干强度。对原砂的化学成分和耐火度要求不高，可以使用粒度较粗的原砂，在不加煤粉等抗粘砂附加物时，可以有较高的透气性。表干型砂兼有湿型砂和干型砂的有点。与湿型砂相比，具有外表层强度高、湿度小的特点，因而不易产生气孔、粘砂、夹砂、冲砂等缺陷。2. 铸钢件湿型砂具有以下特点：为了防止铸件增碳，型砂中不含煤粉，因而含泥量要比铸铁湿型砂低，需水量少，水分一般在4%5.5%之间；使用粒度较细的原砂，多用75/150较细的石英砂；为防止铸件产生粘砂，原砂的二氧化硅含量大多在97%以上，采用活化膨润土或天然钠膨润土来提高型砂的热湿拉强度和抗夹砂能力；为了提高型砂的韧性和外表风干强度，型砂中可参加适量的淀粉类材料。了提高铸型外表强度，可以喷一层糖浆、纸浆废液或水玻璃等。3. 由于紧实率对水分非常敏感，水分有0.2%的变化时，紧实率就能够反映出来，因此，紧实
