1. 砂型鑄造對鑄件結構設計有什麼要求
砂型鑄造對鑄件結構設計有什麼要求
答：砂型造型鑄件設計，不僅要考慮工作功能和力學性能的要求，還必須考慮合金鑄造性能、鑄造工藝對鑄件結構的要求。鑄件結構設計是否合理，對鑄件質量、生產率和製造成本都有很大影響。鑄件的結構，假如不能滿意合金鑄造性能的要求，將可能產生澆不到、冷隔、縮孔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷。
流動性好的合金，充型能力強，鑄造時就不易產生澆不到、冷隔等缺陷，而且能鑄出鑄件的最小壁厚也小。不同的合金，在一定的鑄造條件下能鑄出的最小壁厚也不同。設計鑄件的壁厚時，一定要大寸：該合金的「最小答應壁厚」，以保證鑄件質量。鑄件的「最小允許壁厚「主要取決於合金種類、鑄造方法和鑄件的大小等。表5—1為鑄件最小允許壁厚值。但是，鑄件壁也不宜太厚。厚壁鑄件晶粒粗大，組織疏鬆，易產生縮孔和縮松，力學性能下降。鑄件艱載能力並不是隨截面積增大成比例地增加。設計過厚的鑄件壁，將會造成金屬浪費。為了提高鑄件承載能力而不增加壁厚，鑄件的結構設計應選用合理的截面形狀。
此外，鑄件內部的筋或壁，散熱條件比外壁差，冷卻速度慢。為防止內壁的晶粒變粗和產生內應力，一般內壁的厚度應小於外壁。表5—2為鑄鐵件外壁、內壁和加強筋的最大臨界壁厚。鑄件各部分壁厚若相差過大，厚壁處會產生金屬局部積聚形成熱節，凝固收縮時在熱節處易形成縮孔、縮松等缺陷。此外，各部分冷卻速度不同，易形成熱應力，致使鑄件薄壁與厚壁連接處產生裂紋。因此在設計鑄件時，應盡可能使壁厚均勻，以防止上述缺陷產生。
檢查鑄件壁厚是否均勻時，應將鑄件的加工餘量考慮在內。如果零件圖上各處壁厚是均勻的，加上加工餘量後，加工面上的鑄造厚度將增加，鑄件熱節卻很大。
2. 氣缸套的結構形式是什麼
氣缸復內表面由於受高溫高壓燃氣的製作用並與高速運動的活塞接觸而極易磨損。為提高氣缸的耐磨性和延長氣缸的使用壽命而又有不同的氣缸結構形式和表面處理方法。氣缸結構形式有三種：無氣缸套式、干氣缸套式、濕氣缸套式。
無氣缸套式機體即不鑲嵌任何氣缸套的機體，在機體上直接加工出氣缸，優點是可以縮短氣缸中心距，使機體尺寸和質量減小。但成本較高。
乾式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2~3mm，外表面和氣缸套座孔內表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便於拆裝。優點是機體剛度大，氣缸中心距小，質量輕，加工工藝簡單。缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發生局部形變。
濕式氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5~8mm，利用上下定位環帶實現徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機體頂部相應的支承面配合實現。濕式氣缸套的優點是機體上沒有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發動機從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點是機體剛度差，容易漏水。
3. 單鑄式氣缸套的優缺點
單鑄式氣缸套又分為乾式和濕式兩種。
一、乾式氣缸套：
1、優點：版外壁不直接與冷卻水權接觸；壁厚較薄（1mm-3mm）；與剛體承孔過盈配合；不易漏水漏氣；強度和硬度大。
2、缺點：乾式氣缸套的強度和剛度都較好，但內外表面都要精加工，工藝復雜散熱不良，而且拆裝不方便。
二、濕式氣缸套：
1、優點：濕式氣缸套散熱性能好，冷卻均勻，通常只需要加工內表面，拆裝比較方便。
2、缺點：容易漏水，通常下部安裝有1~3道橡膠密封圈。
4. 傳播修造
1 工藝過程 定義:在生產過程中，按一定順序逐步改變生產對象的形狀(鑄造、鍛造等)、尺寸(機加工)、位置(裝配)和性質(熱處理及表面處理)，使其成為成品或半成品的這部分主要過程。工藝過程劃分鑄造、鍛造、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。
2 機械加工工藝過程組成工序、工位、安裝（定位和夾緊）、工步、走刀
3 安裝與工位 安裝:指在同一工序中，工件在機床或夾具中經一次裝夾後所完成的那部分加工過程 工位：加工中採用轉位（或移位夾具）回轉工作台或在多軸機床上加工時，工件在機床上一次裝夾後，要經過若干個位置依次進行加工，工件在機床上所佔據的每一個位置上相對刀具所完成的那部分加工過程
4加工精度 零件加工以後的幾何參數(尺寸、形狀和位置)與理想零件的幾何參數相符合程度
5加工誤差包括:加工原理誤差、工藝系統靜誤差、工藝系統動誤差、度量誤差、調整誤差、工件安裝誤差。
6工藝系統:由機床、夾具、工件所組成的系統
工藝系統靜剛度：工藝系統在靜載荷作用下，會產生靜變形，靜力與靜力作用下產生變形的比值
8經濟精度 一種加工方法只有在一定精度范圍內才是經濟的，此一定范圍的精度即為這種加工方法的經濟精度
9系統誤差 當連續加工一批零件時，這類誤差的大小和方向保持不變或是按一定規律變化
10隨機誤差 加工一批零件中，這類誤差的大小和方向是不規律地變化
11使公差δ和△隨（6σ）之間有足夠大的比值，這個比值Cp稱為」工藝能力系數」。
12表面質量對零件使用性能的影響 a表面粗糙度對零件耐磨性的影響b表面質量對零件耐腐蝕性的影響（電化學 化學 應力）c表面質量對零件強度的影響d表面質量對配合精度的影響e降低表面粗糙度課可提高密封性減少泄漏
12強迫振動 由外界周期性干擾力的作用而引起的振動 特點① 在外界干擾力(周期性)作用下產生，振動本身並不引起干擾力的變化② 強迫振動頻率與干擾力的頻率相同或是它的倍數③幅值大小很大程度上取決於干擾力的頻率與系統固有頻率的比值，干擾力越大振幅越大
13自激振動 沒有周期性干擾力作用下的穩定振動 特點①自激振動頻率取決於機床加工系統的固有特徵②自激振動是一種不衰減振動③自振能否產生以及振幅大小，決定於每一振動周期內系統所獲得的能量與所消耗的對比情況。④自振形成與持續是由於過程本身產生的激振和反饋作用
14再生顫振條件1重疊切削2和振動頻率與工件轉速的比值有關
15工藝規程 用文件規定下來的工藝過程 其作用1組織生產的指導件文件2生產准備工作的依據3新建和擴建加工車間時，計算所需設備種類和數量
16工藝路線擬定 確定裝夾方式，選擇定位基準，確定各表面的加工方法和劃分加工階段；合理安排各表面加工順序，決定工序集中或分散程度
17基準指決定零件上被研究的面、線或點位置所依據的面、線、點 基準在生產中的用途分為設計基準（圖紙中使用）和工藝基準（零件加工測量和裝配中使用
工藝基準包括工序基準 定位基準 裝配基準 測量基準
18工序集中指加工集中在少數幾道工序里完成，每道工序所包含的加工內容較多 優點減少工件裝夾次數和機床的數量
工序分散指加工分得細、工序多、工藝路線長，每工序所包含的加工內容較少
19加工餘量：加工前後尺寸之差 工序餘量指某一工序加工前後尺寸之差 基本餘量即基本尺寸之差
20夾具主要作用 1保證加工精度、降低工人技術等級2提高勞動生產率、降低生產成本3擴大機床工藝范圍，實現一機多用4減輕工人勞動強度
21夾具類型1通常夾具2專用夾具3可調夾具4組合夾具5隨行夾具
22夾具的組成 1定位元件2夾緊機構3夾具體4其它元件及裝置
23 工件定位指工件在加工前相對於機床和刀具佔有正確的加工位置，
完全定位指工件的六個不定度全部被限制。不完全定位指根據要求工件不需要限制全部的不定度 欠定位：指工件定位時，支承點所限制的不定度數目少於工件的工序加工要求必須限制的不定度數目。過定位指工件上的某一個不定度被幾個點支承重復限制的現象
24工件夾緊和夾緊機構的原則 保證夾緊可靠 夾緊力合適 夾緊機構簡單提高效率
夾緊力三要素 作用點 方向 大小 夾緊的要求 保證夾緊可靠 夾緊力合適 夾緊機構簡單緊湊 操作安全省力
夾具的主要作用1保證加工精度降低工人技術等級2提高勞動生產率 降低生產成本3擴大機床工藝范圍 4減輕工人勞動強度
25車床和圓磨床夾具一般用於加工回轉件，所以大部分是定心夾具
銑床夾具要求夾緊力大，夾具各部分元件有足夠的強度與剛度。 一般設有定位槽（保證相對位置要求），對刀裝置目的是快速調整道具相對於工件加工表面的位置
26裝配根據規定的技術要求，將零件組合成組件和部件，並進一步將它們組合成機器的過程 基本內容：裝配、調整、檢驗、試驗、油漆和包裝
27裝配精度包括尺寸精度 位置精度 相對運動精度 接觸精度
28保證裝配精度方法 互換法 分組法 選擇裝配法 修配法 調整法
1互換法 特點裝配容易、工人技術水平要求不高，裝配生產率高，裝配時間定額穩定，易於組織裝配流水線生產，企業間協作、維修與備品問題也易於解決多用於精度要求不高的少環數尺寸鏈2分組裝配法 特點一般可用於組成環公差都相等的裝配鏈，分組數不宜太多，否則增加檢驗工時與費用3修配法 特點高的裝配精度，但增加一道修配工序，要求技術熟練工人，修配時間難定，且不易保證裝配流水線生產要求，用於單件、成批、組成環較多，裝配精度又高4調整法多用於中小批和單件生產
29軸系理論中線的確定方法有 拉線法 光學儀器法
30曲軸扭轉變形應測量曲柄的臂距差來判斷
31機械加工修復法主要有 修理尺寸法 尺寸選配法 附加零件法 局部更換法
32熱噴塗層的結合機理包括 機械結合 物理結合 化學或顯微結合
33電弧噴塗的主要特點 熱效率高 生產率高 噴塗成本低 結合強度高 可以制備假合金塗層
修理部分
故障 任何產品凡不能完成其規定功能或其性能指標惡化至規定標准外的一切現象均稱為故障，對不可修復產品則稱為失效。
故障原因：本質故障 從屬故障 誤用故障
嚴重性：致命故障 嚴重故障 一般故障 輕度故障
1 磨損按其磨損機理分為粘著磨損 磨粒磨損 表面疲勞磨損 腐蝕磨損 微動磨損
船舶主輔機的缸套與活塞環之間存在粘著 磨粒和腐蝕 曲軸與軸承存在粘著和疲勞 氣缸套零件的氣門座與氣門之間存在磨粒 腐蝕 疲勞和微動 等
2 磨粒磨損的影響因素有材料的硬度 顯微組織 加工硬化 材料的斷裂韌性 彈性模量 磨粒硬度和粒度
3表面疲勞磨損影響因素有冶金質量 熱處理組織 表面狀態 表面粗糙度 潤滑油的粘度
4磁粉探傷特點 1磁粉探傷只適用於鐵磁性工件2磁粉探傷只能檢查出工件的表面及近表面存在的缺陷3磁粉探傷只能檢查出與磁力線垂直或成一定角度的缺陷
熒光探傷適用於表面裂紋2適用於金屬和非金屬3靈敏度高
顏色探傷適用於金屬或非金屬的與表面相同的裂紋2操作簡單3靈敏度高
超聲波探傷可檢查金屬和非金屬材料2可探零件內部缺陷3速度快穿透力強 靈敏度高效果好4設備輕巧操作方便成本低對人體無害
射線探傷1適用於內部探傷能檢查金屬和非金屬2靈敏度高3缺陷位置形狀大小可直接看出4穿透力強但操作復雜對人體有害
縱向磁化適用於檢查零件圓周方向和垂直與軸線或與軸線成一定角度的缺陷
周向磁化適用於檢查軸向的缺陷 綜合磁化適用於檢查零件上任何方向的缺陷
5 修理尺寸法是將零件的損傷工作表面進行機械加工，消除損傷缺陷，使零件的原始尺寸改變為另一尺寸 －修理尺寸, 以恢復它們的正確幾何形狀
6尺寸選配法是將磨損後的相配合的零件，先分別進行機械加工，使其具有正確的幾何形狀，然後根據配合要求進行選配
7環氧樹脂粘結劑 特點1粘結力極強2耐腐蝕性能好3耐熱性低 適用於需要高的粘結強度，使用溫度不高的場合
無機粘結劑 特點1耐高溫2有較強的粘結力3適用於金屬特別是碳鋼的粘結不適用與非金屬4適用於不需拆卸緊固套接件5不耐強酸強鹼和氨水 適用於需要粘結強度較低溫度高的場合
8松孔鍍鉻是耐磨鉻鍍的一種特殊形式 它的表面經過松孔處理而形成許多點狀或網狀的溝紋 可儲存潤滑油 改善零件表面抗粘著磨損特性
松孔鍍鉻層形成的方法包括機械松孔及電化學松孔 其中電化學松孔有網膜電化學松孔，內應力電化學松孔及周期換向松孔鍍鉻層
9氣缸蓋裂紋產生的主要原因 熱負荷過高,形成過大的殘余拉應力 其他方面設計、結構方面 材料 加工工藝 裝配工藝 操作管理方面等
裂紋修理方法1.波浪鍵扣合法2螺釘密封法3無機粘結劑或金屬補漏劑粘結4焊補法
5鑲套法6復板法
10 氣門座的損傷 常見有磨損 燒蝕 凹痕 裂紋
11氣缸套的磨損種類1磨料磨損2腐蝕磨損3粘著磨損/
12熱噴塗 結構特徵：1圖層層狀結構，有大量相互平行的碟形粒子相互粘結而成2圖層的多孔結構，粒子碰撞、變形和冷凝等過程的時間極短3塗層中氧化物夾雜，其數量取決與熱源，材料和噴塗條件4塗層的各向導性，層狀結構——各項異性5塗層殘余應力，塗層中存在殘余應力。
圖層空隙率對對圖層實用性能的影響：1對於防腐塗層，空隙率的存在會使腐蝕介質作用於機體表面，使機體產生腐蝕，並導致塗層脫落2對於耐磨圖層，空隙率具有儲油作用，能改善圖層的抹茶磨損特性，特別是改善圖層抗粘著磨損性能3對於忒長圖層，適當的空隙率能提高塗層抗熱循環性能。
減小塗層空隙率的措施：1採用封孔處理2塗層重熔處理3採用HVOF及爆炸噴塗方法4有話噴塗工藝參數
12 拉缸 拉缸是活塞環或活塞與缸套的某些部位因局部地區潤滑油膜破壞，使摩擦表面直接接觸，產生高溫，熔融、而發生粘著、撕裂；再粘著、再撕裂……的粘著磨損現象叫拉缸。嚴重時會咬死
根本原因是油膜破壞油膜破壞的原因是供油不良或接觸應力過大和氣缸竄氣而破壞了油膜。 1磨合階段沒按試車大綱進行2氣缸套表面粗糙度不恰當3活塞安裝不正或歪斜使活塞環與缸套過度磨損並產生過熱4氣缸套、活塞組件的間隙過大或過小5氣缸套變形6活塞環折斷7氣缸潤滑油供應不足或中斷8冷卻水（油）供應不足或中斷9操作管理不當
防止拉缸的措施 1磨合階段嚴格按照試車大綱試車2保證零件的加工質量和柴油機的裝配質量3選擇合理的加工方法a衍磨加工b激光加工c振動加工4提高缸套和活塞環摩擦表面的抗粘著能力（氣缸套活塞環松孔鍍鉻 活塞環噴合金）5改進環的結構形狀6正確地維護管理
13決定曲軸軸頸修理的依據 首先對曲軸軸頸進行測量和檢查 如果軸頸有橢圓度誤差圓柱度誤差 擦傷 劃痕 腐蝕和凸台 則需要對曲軸軸頸進行修理
修理工藝的選擇 1擦傷、劃痕、腐蝕和凸台的修理 （輕微的劃痕 嚴重的劃痕）2橢圓形、圓錐形的修理（機械加工主軸頸 就地機械加工）3)軸頸最小直徑的修復（按規范規定公式計算軸頸最小直徑 按鍍鉻鍍鐵熱噴塗堆焊的修復方法進行修復）
14 氣門座磨損原因由於氣門座受
氣門座損壞後可採用的修理方法有 1手工研磨對損傷不嚴重凹痕小的情況2 鉸削+手工研磨對凹痕嚴重變形磨損較大情況3堆焊對磨損較嚴重的情況4熱噴熔對裂紋凹痕較深磨損較嚴重的情況5鑲套修理對凹痕較深或有裂紋的情況
15熱噴塗塗層的結構特徵 1塗層層狀結構由大量相互平行的蝶形粒子互相粘結而成2塗層的多孔結構3塗層中氧化物夾雜4塗層的各向導性5塗層殘余應力
減少空隙率的措施1採用封孔處理2塗層重熔處理3採用HVOF及爆炸噴塗4優化噴塗工藝參數
16生產過程與工藝過程的含義及兩者的組成部分有哪些
機械的生產過程是指機械從原料開始直到製成機械產品之間的各個相互聯系的勞動過程的總和 它包括毛坯製造 零件的加工熱處理 機械的裝配及檢驗 油漆包裝過程等直接生產過程 還包括原材料的運輸和保管以及設置工藝裝備的製造維修等生產技術准備工作
工藝過程是生產過程的重要組成部分 包括直接改變工件的形狀 尺寸 位置和材料性質使其成為預期產品的過程 機械加工工藝過程一般由工序 安裝或工位工步走刀等組成
出現馬鞍型 導軌彎曲 工件剛度好 床頭與床尾剛度小
出現鼓型 導軌彎曲 工件剛度小 床頭和床尾剛度好
17氣缸套毛坯為砂型鑄造，壁厚不均勻時，其粗基準應選內腔 以它定位來加工外圓面，再以外圓面定位來加工內腔看這樣可保證氣缸套的內腔加工餘量均與，使用中氣缸套表面性能基本相同 磨損均勻。
18曲軸彎曲的主要原因由於各主軸承軸線的同軸度受到破壞導致曲軸局部溫度高 產生塑性變形 剛性較差的大中型曲軸在拆卸安裝過程中起吊不當或與其它物體相撞 或柴油機各缸負荷相差較大 並長期運轉或超負荷工作以及定時不對等都會引起曲軸彎曲
曲軸彎曲的校直方法 加熱校直法
19曲軸裂紋產生的主要原因是疲勞破壞 它是由彎曲扭曲或兩者合成的交變應力所引起的，而彎曲應力是兩者中主要因素
修理方法要取決於裂紋的長度與深度 首先進行探傷檢查 如果裂紋深度較淺 經強度校核不影響曲軸的使用 將裂紋鑿去即可 裂紋較深較長可考慮焊補法修理
5. 關於砂型鑄造的問題
砂型鑄件的表面缺陷
1.1 機械粘砂和化學粘砂
砂型鑄件表面的機械粘砂是金屬液直接鑽入砂型砂粒間孔隙，靠金屬的包圍和鉤連作用與砂粒連結在一起，沒有發生化學反應。產生化學粘砂的原因是高溫金屬液可能被氧化而生成金屬氧化物，主要產物是氧化亞鐵FeO，其熔點為1370℃。FeO與型砂的SiO2起化學反應生成硅酸亞鐵（即鐵橄欖石FeO•SiO2），化學反應如下：
SiO2 + 2FeO 2FeO•SiO2
硅酸亞鐵的熔點極低，僅有1220℃，因此流動性很好，即使鑄件表面已有凝固殼，新生成的硅酸亞鐵仍呈液態，易於滲透入砂型孔隙中。凝結後的硅酸亞鐵對鑄件和型砂都有極強的粘結性，能夠將型砂牢固粘附在鑄件表面上而成個化學粘砂。
用濕型砂生產鑄鐵件一般只形成機械粘砂，而不會形成化學粘砂。這是因為鐵液中含有多量碳，不會產生大量氧化鐵等金屬氧化物。砂型中又含有相當多的煤粉，澆注時產生的還原性氣氛能防止金屬氧化物。原砂的SiO2含量較低也不是濕型鑄鐵件形成化學粘砂的必然條件。研究結果表明，使用SiO2含量只有82%左右的黃河風積砂，用濕型生產鑄鐵件並未發現有化學粘砂。
憑肉眼區別兩種粘砂是比較困難的，通常可用以下方法區分：
⑴顯微觀查：從粘砂層上敲取一小塊，用液體樹脂固定並磨製成試樣，用金相顯微鏡觀察。如果是機械粘砂，可以清楚看到單個砂粒夾在金屬之中。滲入的金屬與砂粒間有明顯的分界線，不存在任何化學反應產物。滲入的金屬金相組識與鑄件本體的金相組織一致（見圖2）。如果是化學粘砂，則可以看見在粘砂層中有新生相將鑄件和砂粒粘連（見圖3）。
⑵電測：機械粘砂中連結物是金屬，具有良好的導電能力。將萬用電表的旋鈕開到電阻測定檔，用一個電極接觸鑄件，另一電極接觸粘砂部位。如果電阻接近為零，表明粘砂是金屬包裹砂粒形成的機械粘砂。如果顯示有巨大電阻，表明粘砂部位已經形成不導電的硅酸亞鐵，屬於化學粘砂。
⑶化學鑒別：用扁鏟鑿下一小塊粘砂塊，浸入盛有濃鹽酸的試管中。如果緩慢發生氣泡，一夜之後液體顏色由無色透明變為棕紅色。反應終了時粘砂塊消失，試管底部留下少數單個砂粒，說明是機械粘砂，鐵質部分已被鹽酸溶解成為氯化鐵。化學反應式為：
2Fe + 6HCl 2FeCl3 +3H2↑
如果是化學粘砂，則氣泡產生很少，酸液也沒有明顯的變化。最後的殘留物是多孔性團絮狀物質。
1.1.1 各種因素對機械粘砂的影響
實際生產經驗表明，濕型鑄件的重量一般不超過一、二百千克，壁厚大多不超過50mm，型砂中水分引起激冷效應使鑄件外殼較快冷卻和凝固，對型砂的加熱作用並不過分嚴重。雖然鑄鐵用原砂中除了含有石英（熔點1715℃）以外，還含有相當數量熔點較低的長石（熔點1170～1550℃）、雲母（熔點1150～1400℃）及其它礦物質，但同時鑄鐵濕型砂中含有的煤粉抑制了氧化鐵的生成，因而不致引起化學反應。生產經驗表明，濕型鑄鋼件一般也都是機械粘砂，而不是化學粘砂。這是因為濕型鑄鋼件都不是厚大鑄件，而且所用硅砂含SiO2較高，鑄件對型砂的熱作用並不嚴重，不產生明顯多的鐵橄欖石。
以下將分別討論鑄件產生機械粘砂的各種影響因素：
1.1.1.1 砂型緊實程度
手工造型和震壓造型的緊實程度如果較低，則砂型表面的砂粒比較疏鬆，砂型型腔的坑凹處和拐角處局部也都更容易出現疏鬆。如金屬液鑽入砂粒之間孔隙不深，將使鑄件表面顯得粗糙；鑽入較深和包裹砂粒則形成機械粘砂。造型工人可以採取手指塞緊、用沖錘的尖頭沖緊砂型局部。高生產率的高密度造型是否有局部疏鬆，則取決於型砂流動性如何，因而很多工廠盡量降低型砂緊實率來提高型砂的流動性。在填砂和壓實過程中採用微震提高砂型緊實程度是十分有效的。此外，也取決於緊實裝置設定液壓或氣壓的高低。圖4為一灰鐵汽車鑄件出現機械粘砂，使用進口靜壓造型機，一箱兩件。但液壓系統的壓力調節不適當，砂箱的壓實比壓較低；而且兩件之間和與砂箱的吃砂量僅有25mm左右。砂型平面硬度只有50～60，邊緣側面硬度不足40。
1.1.1.2 型砂的粒度和透氣性
濕型的砂粒粗細一方面要保證澆注後排氣通暢，另一方面濕型砂的透氣能力又不可太高，以免金屬液容易滲透入砂粒之間孔隙中。手工造型生產小件的砂型上扎有較多排氣孔，而且往往採用面砂，砂粒可以細些，面砂透氣率40～60大約已然合適。機器造型濕型單一砂的型砂粒度大致在70/140目，透氣率大多在60～90的范圍內。高密度砂型比較密實，則要求型砂有較高透氣能力。粒度大多在50/140或140/50目，透氣率較多集中在100～140。很多工廠的砂芯用原砂粒度比型砂粒度粗，例如汽車發動機缸體砂芯用原砂粒度為50/100目，長期生產會有大量芯砂混入型砂而使型砂粒度變粗。以致有些工廠的型砂透氣率高達160以上，甚至達到200左右。除非在砂型表面噴塗料，否則鑄件表面變得粗糙，甚至可能有局部機械粘砂。美國有一工廠在混制濕型砂時加入100、140目兩篩細粒新砂5％來糾正型砂變粗現象，使型砂粒度維持在50/140的四篩分布。
1.1.1.3 金屬液壓力
金屬液壓力越高，機械粘砂就越嚴重。因此，高大鑄件的底部比較容易形成機械粘砂。
1.1.1.4 澆注溫度和鑄件壁厚
金屬液溫度高，流動性好，就容易滲入砂粒之間孔隙而產生機械粘砂。但從避免鑄件產生氣孔、冷隔等缺陷考慮，澆注溫度不可任意降低。生產復雜薄壁鑄件時尤需較高澆注溫度。
1.1.1.5 砂型塗料
生產重量較大的濕型鑄件，可以向砂型的型腔噴刷醇基塗料，點燃後即可下芯與合型。一般上型可以不噴塗料，因為所受金屬液壓頭比下型小。噴塗料的另一優點是提高了砂型表面耐沖刷能力。但是濕型用塗料的配方不同於砂芯用塗料，其強度不可太高，必須與砂型強度匹配，否則可能使塗層開裂翹皮，並使鑄件產生夾砂缺陷。對內腔要求不高的一般鑄鐵的濕砂型中如果有樹脂芯或油砂芯，為了防止金屬液鑽入砂芯，可以在硬化後的砂芯表面局部容易滲透金屬液處，塗抹用機油或其他粘結劑加石墨粉、石英粉或其它耐火粉料調制的塗料膏，涼干後即可下芯。當生產內腔清潔度和光潔度要求很高的鑄鐵件（如內燃機缸蓋、機體、液壓系統閥件等）時，必須對砂芯採取整體浸或澆塗料而後表面烘乾。手工生產鑄鐵件時，常用軟毛刷將土石墨粉細心塗刷在濕砂型和砂芯表面上。也有的噴土石墨與水混合液，晾乾後即可澆注。石墨粉可以填塞孔隙，又不被鐵液潤濕，鐵液難以鑽入砂粒之間。美國Caterpillar鑄造工廠用高壓造型大量生產工程機械大型發動機汽缸體，其克服機械粘砂的措施是靠對上、下砂型全面自動噴水基塗料。然後用大火焰噴槍自動噴烤，使塗層和砂型表層乾燥。這種表面烘乾的型砂所用膨潤土、煤粉等材料的品種和加入量，以及型砂性能控制均不同於普通濕型砂。
1.1.1.6 型砂的煤粉量
濕型鑄鐵件防止粘砂和改善表面光潔程度最主要的型砂加入物是煤粉。但是市售煤粉良莠不齊。一般生產中等大小鑄鐵件型砂中有效煤粉量可能在3.5~7.0%，主要取決於煤粉品質和對鑄態表面的要求不同。為了排除煤粉品質的影響，可以只用1g型砂在900℃的發氣量代表有效煤粉含量。例如普通機器造型的型砂發氣量可以在20~26mL/g之間，高宻度造型的型砂發氣可以是16~22mL/g范圍內。國外常用測定灼減量方法估計型砂中煤粉含量是否足夠多。例如有些工廠要求型砂灼減量在3.0~5.0%。在實際生產中可以觀看鑄件的外表形貌就可以查覺出型砂所含有效煤粉量是否合適。如果鑄件表面毛糙，而型砂的透氣率和砂型緊實程度都無不妥之處，可能有效煤粉不足或者煤粉品質不良。如果鑄件表面有明顯的藍色，但較為粗糙，可能有效煤粉量已夠，而型砂透氣性偏高，或砂型緊實程度不夠。
目前我國有多種煤粉代用品商品供應。其中澱粉材料的抗粘砂效果與優質煤粉基本相當。但只適合用來生產灰鐵鑄件，如用於生產球鐵件有可能產生皮下氣孔缺陷，因為不能產生足夠還原性氣氛。還有些「煤粉代用品」商品，其真實的具體配方不詳，使用效果也有很大差異。用戶應當靠澆注試驗來判斷其實際抗粘砂效果。可用同樣的原砂（不可用舊砂，以免干擾試驗結果）和膨潤土、水，再分別加入不同抗粘砂材料混制型砂。應設法保持型砂透氣率相同或接近，造型硬度相同，澆注溫度相同。比較鑄件表面光潔程度，然後即可做出選用決定。
國外生產抗粘砂商品主要有兩類：①增效煤粉（高效煤粉）：在煤粉中加入20～40％高軟化點石油瀝青，使其光亮碳含量提高到12～20％，抗粘砂能力大為提高。現在我國也有幾家公司供應增效煤粉。②混合附加物：是優質膨潤土與優質煤粉的混合物，也可再根據需要加入澱粉、木粉等材料。大型鑄造工廠一條生產線中的產品特徵接近，膨潤土與煤粉的比例不需經常改變。採用混合附加物易於控制管理，設備簡化。配方由供需雙方的工程師根據鑄件生產條件共同制定。用散裝罐車運送到車間，氣力輸送進材料罐。用戶混砂時只加一種附加物即可。
單一砂混砂時煤粉的補加量首先取決於煤粉本身的品質優劣如何，同時也受砂/鐵比、鑄件厚度、澆注溫度、冷卻時間、清理方法、對鑄件表面光潔度具體要求等等因素的影響。德國有些工廠表示煤粉補加量的單位為每100kg鐵水和每1％光亮碳形成物（即有效煤粉）的煤粉補加量kg。例如Mettmann鑄造工廠統計生產中光亮碳形成物（煤粉）補加量在0.14～0.27kg / 1%光亮碳形成物 / 100kg鐵。德國南方化學公司的實例中砂/鐵比為10:1，澆注每噸鐵的ECOSIL煤粉消耗量18kg / t Fe。即澆注每噸鐵水用10噸型砂，型砂中補加18kg ECOSIL煤粉，摺合混砂時煤粉補加量為0.18％，如果按照我國大多數工廠砂/鐵比6:1左右，則ECOSIL煤粉混砂加入量應為0.30％。根據鑄造手冊「造型材料」（第2版103～104頁）介紹，我國東風汽車公司、一汽鑄造有限公司、中國一拖集團公司、上海汽車發動機公司和南京泰克西鑄鐵有限公司的高密度造型線濕型單一砂配方14種。混砂時煤粉加入量最高者3～4％，最低者0.3～0.5％。另外一汽、泰克西、上海發動機廠的震擊造型單一砂4種。混砂煤粉加入量最高者3～5％，最低者1～1.25％。上述我國工廠中大多數的煤粉補加量絕大多數的煤粉補加量高的原因在於這些工廠所用煤粉品質低。筆者由近幾年我國個別工廠使用優質煤粉和增效煤粉的經驗表明，一般濕型鑄鐵件單一砂的混砂煤粉補加量在0.15～0.3％之間，個別厚大件為0.5％。撫順某廠的氣沖線砂鐵比平均為11:1，同一車間內的擠壓線砂鐵比平均為7.5:1，兩條線共用砂處理系統混砂的增效煤粉加入量僅為0.08～0.12％。由此可見，即使優質和增效煤粉價格稍高（不到普通煤粉的兩倍），但消耗量僅為普通煤粉的幾分之一。使用後不僅生產成本大幅度下降，還節省了貯存和運輸費用。而且型砂中含泥量、含水量、大幅度下降，韌性、透氣率、起模性得到提高。不但鑄件表面光潔，而且氣孔、砂孔等缺陷必然明顯減少。
1.2 爆炸粘砂
在機械化鑄造工廠的澆注流水線上，經常看到澆注後，幾乎每一個砂箱與小車檯面之間都會發生爆炸，這並不會發生鑄件缺陷。但是有時偶爾還可以看到另一種在型腔內部發生能夠引起鑄件表面粘砂的爆炸，稱為爆炸粘砂。高密度造型的鑄件可能會出現這種爆炸粘砂缺陷，與通常機械粘砂出現在澆注位置的下表面和熱節處不同，爆炸粘砂大多發生在鑄件澆注位置的上表面。爆炸產生原因是開始澆注時砂型的水分蒸發凝聚在溫度較低的型腔上表面，當金屬液面上升與型腔上表面接觸時水分驟然蒸發而發生爆炸，產生的巨大氣體壓力迫使金屬液鑽入砂型表面而成粘砂。有時爆炸相當猛烈，金屬液甚至從冒口噴出直沖房頂。型砂含水量和緊實率高、含煤粉量高、砂型硬度高、通氣條件不良和澆注速度過快時較易發生爆炸粘砂。
1.3 熱粘砂
熱粘砂是比較少見的粘砂。有以下幾種現象：
⑴鑄鐵件濕型砂用原砂的SiO2含量較低，例如是黃河風積砂和一些當地河砂或山砂的SiO2含量只有80％左右，原砂本身的燒結溫度較低。澆注厚大件時，鑄件表面被一厚層砂包裹。如果型砂中含有充分的煤粉，燒結砂層容易脫落被清理掉，不出現機械粘砂。
⑵河北省有一家用擠壓造型機生產灰鑄鐵汽車件工廠，平日鑄件落砂後大部分表面都能顯露出來，經過短時間拋丸清理後鑄件表面相當清潔。但是有一次突然發現鑄件落砂後表面被一層砂子包裹。鑄件拋丸清理後能夠較容易地露出表面，表明鐵液並未鑽入砂型中，不屬於機械粘砂。所出現的異常現象屬於「熱粘砂」缺陷。產生原因不會是原砂二氧化硅降低，因為該廠一直使用品質穩定的內蒙砂。鐵液澆注溫度也未過高。懷疑是膨潤土公司處理活化膨潤土時加入碳酸鈉配料量過高引起的。碳酸鈉本身是冶金用熔劑，能夠降低硅砂和膨潤土的燒結點和熔點而引起熱粘砂。
6. 氣缸套的氣缸套結構形式
氣缸內表面由於受高溫高壓燃氣的作用並與高速運動的活塞接觸而極易磨損。為提版高氣缸的耐磨性和權延長氣缸的使用壽命而又有不同的氣缸結構形式和表面處理方法。氣缸結構形式有三種：無氣缸套式、干氣缸套式、濕氣缸套式。
無氣缸套式機體即不鑲嵌任何氣缸套的機體，在機體上直接加工出氣缸，優點是可以縮短氣缸中心距，使機體尺寸和質量減小。但成本較高。
乾式氣缸套不與冷卻液接觸，壁厚為2~3mm，外表面和氣缸套座孔內表面均須精加工，以保證必要的位型精度和便於拆裝。優點是機體剛度大，氣缸中心距小，質量輕，加工工藝簡單。缺點是傳熱較差，溫度分布不均勻，容易發生局部形變。
濕式氣缸套外壁與冷卻液直接接觸，壁厚5~8mm，利用上下定位環帶實現徑向定位，軸向定位靠氣缸套上部凸緣與機體頂部相應的支承面配合實現。濕式氣缸套的優點是機體上沒有密封水套，容易鑄造，傳熱好，溫度分布比較均勻，修理方便，不必將發動機從汽車上拆下就可更換氣缸套。缺點是機體剛度差，容易漏水。
7. 砂型鑄造對鑄件結構設計有什麼要求
砂型造型鑄件設計,不僅要考慮工作功能和力學性能的要求,還必須考慮合金鑄造性能、鑄造工藝對鑄件結構的要求.鑄件結構設計是否合理,對鑄件質量、生產率和製造成本都有很大影響.鑄件的結構,假如不能滿意合金鑄造性能的要求,將可能產生澆不到、冷隔、縮孔、縮松、氣孔、裂紋和變形等缺陷.
流動性好的合金,充型能力強,鑄造時就不易產生澆不到、冷隔等缺陷,而且能鑄出鑄件的最小壁厚也小.不同的合金,在一定的鑄造條件下能鑄出的最小壁厚也不同.設計鑄件的壁厚時,一定要大寸：該合金的「最小答應壁厚」,以保證鑄件質量.鑄件的「最小允許壁厚「主要取決於合金種類、鑄造方法和鑄件的大小等.表5—1為鑄件最小允許壁厚值.但是,鑄件壁也不宜太厚.厚壁鑄件晶粒粗大,組織疏鬆,易產生縮孔和縮松,力學性能下降.鑄件艱載能力並不是隨截面積增大成比例地增加.設計過厚的鑄件壁,將會造成金屬浪費.為了提高鑄件承載能力而不增加壁厚,鑄件的結構設計應選用合理的截面形狀.
此外,鑄件內部的筋或壁,散熱條件比外壁差,冷卻速度慢.為防止內壁的晶粒變粗和產生內應力,一般內壁的厚度應小於外壁.表5—2為鑄鐵件外壁、內壁和加強筋的最大臨界壁厚.鑄件各部分壁厚若相差過大,厚壁處會產生金屬局部積聚形成熱節,凝固收縮時在熱節處易形成縮孔、縮松等缺陷.此外,各部分冷卻速度不同,易形成熱應力,致使鑄件薄壁與厚壁連接處產生裂紋.因此在設計鑄件時,應盡可能使壁厚均勻,以防止上述缺陷產生.
檢查鑄件壁厚是否均勻時,應將鑄件的加工餘量考慮在內.如果零件圖上各處壁厚是均勻的,加上加工餘量後,加工面上的鑄造厚度將增加,鑄件熱節卻很大.
8. 砂型鑄造的鑄件壁厚均勻有什麼好處
鑄件內部的筋或壁，散熱條件比外壁差，冷卻速度慢。為防止內壁的晶粒變粗和產生內應力，一般內壁的厚度應小於外壁。鑄件各部分壁厚若相差過大，厚壁處會產生金屬局部積聚形成熱節，凝固收縮時在熱節處易形成縮孔、縮松等缺陷。此外，各部分冷卻速度不同，易形成熱應力，致使鑄件薄壁與厚壁連接處產生裂紋。因此在設計鑄件時,應盡可能使壁厚均勻，以防止上述缺陷產生。
9. 鑄件的壁厚設計該注意什麼
1 由於鑄件在金屬型中冷卻凝固得比砂型中快，金屬型又無容讓性，因此在金屬型鑄造時，鑄件中產生的鑄造應力比砂型鑄件要大裂紋傾向性也大，還容易產生澆不足、冷隔、白口(對於鑄鑄件)等缺陷。通常：
(1) 在防止金屬型鑄造鑄件產生裂紋方面應注意以下結構問題：
A 在壁厚均勻、壁間過渡與連接要緩和、較角處圓角適當等各方面的要求應比砂型鑄造鑄件更嚴格一些；
B 應將垂直相連的壁改為傾斜相連；
C 對於結構上比較薄弱的部分應設肋、凸台等予以加強，以防鑄造裂紋；
D 應盡量減少有阻礙鑄件自由收縮的凸台、肋、凸緣等突出部分；
E 在鑄件上布置加強肋時，還應考慮到它對鑄件收縮的影響。
(2) 在防止金屬型鑄造鑄件產生澆不足、冷隔等方面應注意以下結構問題：
A 鑄件壁厚要適當不能過薄，特別是當鑄件輪廓尺寸較大時更不能過薄；
B 應避免大的水平面，因為它使得鑄件在澆注時，金屬液上升得很慢，與空氣接觸的面大，易氧化，同時由於金屬型散熱快，金屬液很快失去流動性，易造成澆不足、冷隔、夾渣等缺陷；
C 鑄件的外形應盡量具有流線形避免尖稜角與急劇變化的連接等結構形狀，以利於金屬液的流動。
2 在設計形狀較復雜的金屬型鑄件時，如果生產工藝有較大的困難，應在不影響鑄件使用條件下，盡量使鑄件外形簡單，強構改變，以便於從金屬型中取出鑄件。
3 在設計金屬型鑄造鑄件的基本結構單元及其參數選定時，通常還應注意：
（1）由於金屬型散熱快，因此金屬型鑄造鑄件的最小壁厚應比砂型鑄造鑄件的要大一些；
（2）鑄件內壁和內肋的厚度一般應取相連外壁厚度的 0.6～0.7 ，否則由於內壁(肋)冷得慢，在鑄件收縮時易在內外壁交接處產生裂紋；
（3）為防止灰鑄鐵件產生白口，除從工藝上採取措施外，必須使其壁厚不能過薄(有些資料指出，壁厚在 15mm 以上時，用金屬型鑄造鑄件的轉角處都必須採用圓角，對於鋁合金、鎂合金金屬型鑄造鑄件的鑄造圓角不應小於 3～4m；
（4）由於金屬型和芯無讓性，為便於取出鑄件和抽出型，金屬型鑄造鑄件的鑄造斜度應比砂型鑄造件的適當大一些，一般應大 30%～50% ，應該指出：鑄造斜度大小除與合金種類、壁的高度有關外，還與鑄件表面的位置有關，凡在鑄件冷卻收縮時與金屬型表面有脫離傾向的鑄件表面可設計較小的斜度，而在鑄件收縮時趨向於壓緊在金屬型上的鑄件表面應給予較大的斜度。
10. 氣缸套毛坯為砂型鑄造，壁厚不均勻，此時粗基準如何選擇，為什麼
砂型鑄造的特點：①化學硬化砂型的強度比粘土砂型高得多，而且製成砂型後在硬化到內具容有相當高的強度後脫膜，不需要修型。因而，鑄型能較准確地反映模樣的尺寸和輪廓形狀，在以後的工藝過程中也不易變形。製得的鑄件尺寸精度較高。②由於所用粘結劑和硬化劑的粘度都不高，很易與砂粒混勻，混砂設備結構輕巧、功率小而生產率高，砂處理工作部分可簡化。③混好的型砂在硬化之前有很好的流動性，造型時型砂很易舂實，因而不需要龐大而復雜的造型機。④用化學硬化砂造型時,可根據生產要求選用模樣材料,如木、塑料和金屬。⑤化學硬化砂中粘結劑的含量比粘土砂低得多,其中又不存在粉末狀輔料,如採用粒度相同的原砂，砂粒之間的間隙要比粘土砂大得多。為避免鑄造時金屬滲入砂粒之間，砂型或型芯表面應塗以質量優良的塗料。⑥用水玻璃作粘結劑的化學硬化砂成本低、使用中工作環境無氣味。但這種鑄型澆注金屬以後型砂不易潰散；用過的舊砂不能直接回收使用，須經再生處理，而水玻璃砂的再生又比較困難。⑦用樹脂作粘結劑的化學硬化砂成本較高,但澆注以後鑄件易於和型砂分離,鑄件清理的工作量減少，而且用過的大部分砂子可再生回收使用。