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铸造工程师面试题(某大型央企)试题集解析

面试问答题（共20题）

第一题：

部件的铸造工艺过程包括哪些工序？

答案：铸造工艺过程主要包括以下基本工序：（1）型（芯）制备；（2）造型；（3）制芯；（4）熔炼、浇注；（5）落砂清理。而在某些情况下，还会涉及到以下辅助工序：（6）熔模和铸件热处理；（7）机械加工、装配、表面处理；（8）检验等。

解析：

铸造工艺是通过熔炼金属，将金属液注入预先准备好模型或者砂芯中，以成型铸件的技术。具体的铸造工艺过程涉及到多个工序，这三道工序对保证化和质量至关重要：

型的制备：根据加工图paper上的尺寸，确定铸型的几何形状，并进行加工制作。如果采用砂型铸造，还需要对砂的要求和控制严格。

造型（制芯）：将准备好的型或芯，按照一定方式组合起来，形成一个铸造用壳型，此时型芯可能净利润铸型。这个过程会用到黏合剂、耐火材料、以及各种机械设备，保证模型的精确和强度。

浇注：将经过熔炼和净化后的金属液，以一定压力和速度浇入预制的型腔内，以完成金属的实体成型。此时需要采取一定的措施避免金属液中溶入的气体在凝固过程中形成气孔等缺陷。

落砂清理：在铸件冷却完全凝固后，将其从型腔中取出，并进行切割、修整、去毛边等后处理工作，以得到最终的铸件产品。

在面试回答时，应聘者应该展示自己对铸造工艺的全面了解，重点突出工艺流程中的要点，例如型芯的选材、造型的方式、浇注位置和顺序等细节。这些问题通常显露了一个候选人的专业知识水平、解决问题的方法论，以及应对企业生产的复杂性。

第二题

请结合您在铸造方面的专业知识，谈谈在大型铸件（例如：汽轮机转子、大型船用主机曲轴等）的生产过程中，如何系统性地预防并控制常见的变形（如缩松、缩孔、翘曲变形）问题？请阐述您的主要思路和方法。

系统性地预防并控制大型铸件变形（缩松/缩孔、翘曲变形）需要从设计、工艺、制造、检测等多个环节入手，采取综合措施。主要思路和方法如下：

优化铸件结构与设计（事前预防为主）：

结构设计：避免厚大断面、形状突变、结构不连续等易产生缩松/缩孔的部位。优先采用辐射状或平缓过渡的结构。增加必要的工艺圆角，减少尖角。

工艺补充设计（RoughingDesign）：这是预防关键。通过增加铸造圆角、设置合理的起模斜度，确保模具易于取模，并为铸件冷却均匀和补缩创造条件。设计有效的浇注系统，保证金属液平稳、快速、充分地填充型腔，同时建立有效的“顺序凝固”或“同时凝固”体系，为缩松/缩孔的产生提供物理基础。

设置热节与补缩系统：预测并识别铸件的“热节”（最高温区域），通过增加wallthickness、设置冒口（ChokeCalculation）、冷铁（CoolingRods/Core）等措施，建立合理的补缩路径，确保金属液能充分补充到凝固缓慢的部位，防止缩松/缩孔的产生。

考虑冷却均匀性：在设计阶段就考虑铸件的冷却路径和冷却速度，尽可能使铸件各部位冷却均匀，减少因冷却不均引起的内应力，从而控制翘曲变形。

优化铸造工艺（过程控制）：

选择合适的材料和熔炼工艺：选用杂质含量低的优质合金材料。优化熔炼工艺，降低钢水/铁水的含气量和有害杂质，减少后期缺陷产生的源头。

控制浇注温度和时间：浇注温度不能过高，过高会增加气化和吸气风险，并加速冷却，不利于补缩。同时要确保有足够的浇注时间，使金属液能平稳填充型腔，避免飞溅和卷气（尤其对于大型铸件常用远浇法/横浇道保证平稳充型）。冒口和feeder的开设、尺寸计算需精准，确保其有效补缩。

型腔温度控制：尽可能预热模具型腔（尤其是钢模），减少金属液入模后的巨大温差，有助于减少热应力。控制冷却介质的类型、流量和温度，实现对冷却速度的精确调控。

过程监控：在铸造过程中，对炉料成分、熔炼过程、浇注参数、冷却制度等进行实时监控和记录，确保工艺执行到位。

合理设置冷铁和保温套：在关键部位（热节）合理布置冷铁，以加速局部冷却，建立顺序凝固；同时使用保温套减少环境散热，维持模温。

精细化的铸造制造与落砂处理（过程细节）：

模具质量：保证模具型腔尺寸精确、表面光洁，分型面间隙合理，合模精度高，必要时进行抛光处理，减少金属液氧化和粘模。

落砂清理：控制落砂时间和方式，避免因剧烈震动导致已凝固的铸件产生裂纹或加剧变形。对于易变形的铸件，可进行振动或热处理软化后再落砂。

去除浇冒口等：采取合适的锯切或砂轮打磨方式去除浇冒口，注意操作力度和方向，避免对铸件本体造成过大冲击或产生表面缺陷，同时也要避免在应力集中处进行切割。

加强后处理（变形控制与消除）：

应力消除：对于结构复杂、尺寸大、刚性好或易变形的铸件，在落砂后进行适当的热处理（如正火、退火、去应力回火），以消除铸造过程中的内应力，稳定组织尺寸。

整形：如果热处理仍无法完全满足精度要求