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1、陶瓷磨具制造陶瓷磨具制造试卷一卷一、填空（本题15分）（每空1分）1. 按GB/T 2484-1994规定，写出硬度等级为中2所对应的硬度符号是.N。2.表示磨具组织号和磨粒率之间关系的表达式是N=（62-VG）/2。3.陶瓷磨具是按结合剂进行分类命名的一类磨具。4. 陶瓷磨具烧成的升温阶段易产生内径裂纹，降温阶段易产生外径裂纹。5. 磨具机压成型时控制成型密度的方法基本上有两种：定模法（定体积 法和定压法。6. 砂轮在回转过程中应力分布的特点是切向应力总是大于径向应力，向应力的最大值在孔壁处和切向、径向应力均随k值的增加而增加。7.陶瓷结合剂组成的表示方法常用的有 矿物原料组成）、化学组成，
2、实验式。8.水烧注成型混料的关键在于 排除气泡。9.抗冲击强度是衡量结合剂韧性和脆性的指标。二、说明下列名词与概念（本题20分）（每题2分）1.磨具的硬度：指结合剂 在外力作用下，抵抗磨粒从磨具表面脱落的抵抗力。或磨粒从表面上脱落的难 易程度。（2分）2. 砂轮的不平衡：砂轮是一种不均质的物体，当砂轮旎转时，由于砂轮质量中 心与它的旋转中心不相重合而产生离心力，造成了工作系统的振动的状态。（2 分）3.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）4.着色剂：使磨具烧后呈一定颜色的添加物质。（2分）
3、5. 结合剂的可塑性：粉状结合剂加一定量的水调和，在外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。（2分）6.干燥速率：指单位时间内在单位被干燥坯体面积上所能蒸发的水 分量。（2分）7. 结合剂的反应能力：刚玉磨具在焙烧过程中，磨粒表层的A12O3能部分地溶 入结合剂的熔体中，使结合剂桥内的A12O3含量增加，这种A12O3的相对增量 称为结合剂的反应能力。（2分）8. 烧结结合剂：结合剂的耐火度高于磨具焙烧温度。（2分）9.砂轮的镶孔： 是把具有一定形状和尺寸的硬塑料圈，以一定的压力将其嵌入砂轮的内孔中。（2分）10.湿法干燥：干燥初期使用被
4、水蒸气完全饱和的热空气来加热湿坯，待湿坯内 外均匀加热以后，降低热空气的相对湿度，在干燥后期提高热空气的温度，降 低相对湿度达到完全干燥。（2分）三、简答题（本题32分）（每题4分）1 .简述耐火度对陶瓷磨具性能的影 响答：耐火度是结合剂的主要性能指标之一，它对磨具烧成温度有很大影响：在 烧成温度一定时，若耐火度偏高，则磨具烧成时烧结程度较差，结合剂与磨粒结合不牢，会 降低磨具的硬度和强度（2分）；若是耐火度偏低.则烧成时液相量增多，液相粘 度变小，会使磨具硬度增加，并容易使磨具产生发泡、变形等废品。（2分）2影响结合剂加入量的因素答：磨具的硬度；（1分）（2）磨料的种类 和粒度；（1分）（3
5、）结合剂的种类；（1分）（4）磨具成型方法。（1分）3. 细粒度磨具用结合剂的特点答：（1）结合剂粒度较细；（1分）（2）结合剂 的高温性能好、适中，并具有相当的韧性等；（1分）（3）用于水浇注磨具之结 合剂的悬浮性好，干坯强度高；（1分）（4）微粉级粒度的磨具多采用专门的低 温结合剂。（1分）4 .硼玻璃在结合剂中的作用有哪些？答：（1）硼玻璃作为 催熔剂，能显著地降低结合剂的耐火度；（1分）（2 ）增加结合剂的流动性、 湿润性；（1分）（3）提高结合剂的反应能力；（1分）（4）改善结合剂与磨 料间的结合状况，提高磨具的强度。（1分）5.磨削加工砂轮的方法主要有哪 些？答:（1）用金刚砂磨削
6、加工砂轮平面；（1分）（2）用磨轮加工砂轮；（1分）（3）砂轮 互相对磨加工砂轮外径；（1分）（4）用钻头引导磨粒加工砂轮孔径。（1分）6.菱 苦土磨具的主要特点答：（1）原材料丰富，价格便宜，制造工艺简便，成型 后常温硬化即成。（1分）（2）磨削时磨具的自锐性好，不易烧伤工件，磨削 效率高。（1分）（3）结合剂润滑性能好，摩擦系数小，不仅可减少摩擦热， 而且提高加工表面光洁度。（1分）（4）抗潮能力差，磨削时自身消耗大，故 使用速度不宜过高。（1分）7.棕刚玉磨具色泽发白的原因答：（1）烧成操作 高温阶段，供给氧气过量或烧成温度过高，使刚玉磨粒产生过多的A12TiO5 ； （2分）（2）刚玉
7、磨料中A12O3含量超过95%时会产生棕刚玉磨具发白。（2 分）8 .原料变化对粘土一长石类结合剂的性能有什么样的影响？答：（1）结 合剂的可塑性随粘土含量的增加而增加；（1分）（2）磨具的干湿坯强度一般 随粘土含量增加而增加；（1分）（3）结合剂耐火度随粘土含量的增加而相应 提高；（1分）（4）碳化硅磨具的结合剂桥中物相为玻璃相、莫来石、和残留 长石与石英等。刚玉磨具结合剂桥中多为玻璃相，有时有少量残留长石与石 英。（1分）四、计算题（本题5分）A F80N砂轮，设配方表中规定磨料为100，结合剂用量为14,湿润剂用量为 2.5，粘结剂用量为1.0，求7号组织的成型密度。（棕刚玉的颗粒密度取
8、 3.96g/cm3）解：（定模）成型密度与磨具坯体磨粒率有如下关系：100/mVaa（2分）其中：2W=100+14+2.5+1=117.5,（1分）a =3.96, 7号组织对应的磨粒率为aV=62-2x7=48 （%）（1分）贝U=3.96x0.48x117.5/100=2.23 （g/cm3）（1 分）五、判断题（本题10分）（每题2分）（判断下列各题的对与错，对的打“V”，错的打“x”并且改 正，不要在原题上改。）1.干燥的目的是把坯体中的水分排除。（x）（1 分）改正：干燥的目的是把坯体中的大部分水分排除，提高坯体的干强度。（1 分）2.石英的晶型转化中横向转化伴随的体积变化大，因
9、此危害性大。（x）（1分）改正：石英的晶型转化中横向转化伴随的体积变化大，但速度很慢，因此危害 性不大。（1分）3.要完整地表示一个普通磨具的特性，必须具备7项内容。*）（1分）改 正：要完整地表示一个普通磨具的特性，必须具备8项内容。（1分）4.烧结 范围是烧结结合剂的一个重要性能，若过窄不利于稳定产品质量。（V）（2 分）5.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。（x）（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）六、分析说明题（本题18分）（每题9分）1.分析说明 压制过程中坯体发生怎样的变化答：1）密度的
10、变化（3分）压制过程中随着压力的增加，松散的粉料迅速形成坯 体。坯体的相对密度发生有规律的变化。可分三个阶段：坯体密度急剧增加（降低气孔率）；坯体密度缓慢增加（脆性变形前抵抗力）；坯体密度线 性增加（压力超过极限变形应力）。2）强度的变化（3分） 坯体的强度与成型压力的变化关系可分为三个阶段：压力较低，虽由于粉料颗粒位移填充空隙，坯体孔隙减小，但颗粒间接触面 积仍小，所以强度并不大。成型压力增加，不仅颗粒位移和填充孔隙继续进 行，面且能使颗粒间接触面积大大增加，出现原子间力的相互作用，因此强度 直线增高。压力继续增大，坯体密度和孔隙率变化不明显，强度变化比较平 坦。3）坯体中压力的分布（3分）
11、压制成型遇到的一个问题是坯体中压力分布 不均匀，即不同的部位受到的压力不等，因而导致坯体各部分的密度出现差 别。2.分析说明用作陶瓷结合剂的长石为哪种？答：长石是作为催熔原料而引入结合剂中的，作为催熔原料，应有宽的熔融温 度范围，比较高的高温粘度，以及良好的溶解其它物质的能力。（2分）上述 性能与长石的成分及杂质的含量关系很大。一船而言，钾长石开始熔融的温度 为1200C。左右，（1分）生成白榴石及硅氧溶液，从开始熔融到完全熔化，温 度范围为3040C,（1分）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，（1分） 促进成瓷反应及莫来石
12、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。（1分）因 此，用作陶瓷结合剂的一般为钾长石。（1分）陶瓷磨具制造试卷二卷一、填空（本题19分）（每空1分）1 .我国标准将磨具硬度分为七（1分）大级，十九（1分）小级。2.磨具硬度的选择与 工件性质（1分） 和磨削条件（1分） 有关系。3.结合剂的高温润湿性是指高温下结合剂熔体对磨料的润湿能力（1 分）。4.陶瓷磨具烧成的升温阶段易产生内径裂纹，降温阶段易产生外径裂 纹。5. 定压成型配方表中 磨料与结合剂质量之和（1分）作为100份。6. 有机湿润剂既起湿润剂的（1分）作用，又有临时粘
13、结剂的（1分）作 用。7.使用熔化的石蜡（1分）为介质的烧注成型为热蜡注成型。8.弹性模 量E是一个重要的材料常数，它反映了材料内部质点间的结合强度的大小（1 分）。9.制定磨具烧成制度的原则是按陶瓷磨具的最佳热工制度实现陶瓷磨 具的最优化烧成（1分）。10 .高速砂轮高速磨削的特点提高产生效率（1分）、提高工件表面质量（1 分）、提高工件加工精度（1分）和提高砂轮使用寿命（1分）。11.在 硫化水泥中，滑石或石墨起润滑作用（1分），防止砂轮磨损磨床的主轴（1 分）。二、说明下列名词与概念（本题12分）（每题2分）1.砂轮的力矩不 平衡砂轮的旋转轴线与其惯性轴线在砂轮质量中心处相交，但不重合。
14、（2分）2.磨粒率磨粒在磨具中所占体积百分比称为磨粒率。（2分）3.模具腔体 密度该密度等于成型料质量除以成型模具腔体体积。（2分）4.湿润剂为使 成型料具有必要的成型性能，并在成型和干燥后保持一定的强度，需要加入一些具有湿润作用和粘结性能的物质，这些物质称粘结湿润剂。（2分）5.干燥湿坯内水分蒸发排出的过程称为干燥。（2分）6.结合剂的反应能力刚玉 磨具在焙烧过程中，磨粒表层的A12O3能部分地溶入结合剂的熔体中，使结合 剂桥内的A12O3含量增加，这种A12O3的相对增量称为结合剂的反应能 力。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“V”，错的打*并且改正，不
15、要在原题上改。）1.磨粒的硬度越高，制备 磨具的硬度也越高。*）（1分）改正：磨粒的硬度越高，制备磨具的硬度 不一定也越高。（1分）2.用糊精做湿润剂可以防止SiC磨具产生黑心现象。*）（1分）改正：用糊精做湿润剂不一定能防止SiC磨具产生黑心现象。3 .干燥过程中，水蒸汽首先从坯体表面蒸发，然后坯体内部的水分再扩 散到坯体表面。（V）（2分）4. 加工表面硬度很高的工件时，需采用较硬的磨具。*）（1分）改正：加 工表面硬度很高的工件时，需采用较软的磨具。（1分）5. 在定压成型过程中，成型压强对磨具硬度的影响是通过成型密度实现的，因 此成型压强和成型密度的影响因素相同。*）（1分） 改正：在
16、定压成型过程中，成型压强对磨具硬度的影响是通过成型密度实现 的，但两者的某些影响因素各不相同。（1分）6 .超硬材料陶瓷磨具中超硬材料的浓度越大，磨具耐用度越高，因此，应尽可 能选择高浓度。（对（1分）改正：超硬材料陶瓷磨具中超硬材料的浓度越大，磨具耐用度越高 但成本也 高，因此在满足加工效率和加工质量及磨具使用寿命要求的前提下，应尽量选 择低浓度以降低成本。四、简答题（本题32分）（每题4分）1.磨具组织对 磨削性能的影响答：（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。（1分）（2）组织松的磨具，磨削生热较少，容屑 空间大，排屑方便，可减少磨削过程中的堵塞。（1分）降低磨削点温度，减 少工件的热变形和烧伤、裂纹等加工变质层的产生。（1分）（3）组织紧密的 磨具，气孔小，容屑
