材料科学
在化学粘结剂砂制芯（型）中，壳法和热芯盒法同属加热硬化法，请分别简述其基本工艺、优缺点、应用范围和应用前景。
题目
在化学粘结剂砂制芯（型）中，壳法和热芯盒法同属加热硬化法，请分别简述其基本工艺、优缺点、应用范围和应用前景。
参考答案和解析
正确答案:将砂粒表面上已覆有一层固态树脂膜的称为覆膜砂，又其与加热到160-260℃的金属模接触，从而形成与金属模外形轮廓一致的型腔、厚度为6-12mm的坚硬薄壳的造型方法，称为壳法。
覆膜砂具有良好的流动性和存放性，用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高，便于长期存放，用覆膜砂既可制作铸型，又可制作砂芯（实体芯和壳芯），不仅可以用于生产黑色金属铸件，还可以用于生产有色金属铸件，等等。
壳型工艺和铁模覆砂工艺已在曲轴、凸轮轴、复杂壳体铸件、集装箱箱角、摩托车缸体等典型铸件上应用。覆膜砂壳芯已广泛地用于气道芯、缸体水套芯、排气管及进气管芯，以及液压件的砂芯。因此，可以讲，壳芯、壳型和覆膜砂射芯工艺近几年在我国发展相当迅速。现在，覆膜砂已广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、机床、离心铸造、液压件及泵类等行业，可满足各种材料，各种生产条件的复杂精密铸件的生产要求。
热芯盒法是将液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，填入加热到一定温度的金属芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间内缩聚而硬化，而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化的制芯方法。
热芯盒法与壳芯（型）法相比，具有更高的生产率，造芯速率从几秒至数十秒，造芯用粘结剂成本低；砂芯的混砂设备简单，投资少等优点。热芯盒法在20世纪60年代后陆续在欧美等国被逐步开发应用，其发展速度极为迅速，至今它在全世界的汽车、拖拉机及柴油机等行业广泛应用。
热芯盒法存在的主要问题是：
（1）树脂品种少，呋喃类真正能满足不同生产要求的品种不多（不同含氮量）；而酚醛类因固化热脆性大，在国内外应用更少；
（2）与树脂配套的潜伏性好、无毒、硬化快的高效热激活催化剂少；
（3）在制芯过程中产生有刺激性的烟气，芯砂中游离甲醛含量高，给操作环境造成污染；
（4）在相对湿度大的地区，砂芯抗吸湿性差，导致存放期强度下降；
（5））用于生产铸钢件、部分球墨铸铁件和复杂薄壁的铸铁件时易产生皮下气孔和针孔。
（6）树脂砂可使用时间有限，给生产的组织与管理带来不便。
由于热芯盒法存在的上述问题至今未能很好解决，致使其在有机化学杉结剂砂制芯市场份额逐步被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法挤占，如果今后若干年，热芯盒法存在的上述问题、特别是（1）、（2）条问题不能很好解决，它将会被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法完全取代。
覆膜砂具有良好的流动性和存放性，用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高，便于长期存放，用覆膜砂既可制作铸型，又可制作砂芯（实体芯和壳芯），不仅可以用于生产黑色金属铸件，还可以用于生产有色金属铸件，等等。
壳型工艺和铁模覆砂工艺已在曲轴、凸轮轴、复杂壳体铸件、集装箱箱角、摩托车缸体等典型铸件上应用。覆膜砂壳芯已广泛地用于气道芯、缸体水套芯、排气管及进气管芯，以及液压件的砂芯。因此，可以讲，壳芯、壳型和覆膜砂射芯工艺近几年在我国发展相当迅速。现在，覆膜砂已广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、机床、离心铸造、液压件及泵类等行业，可满足各种材料，各种生产条件的复杂精密铸件的生产要求。
热芯盒法是将液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂，填入加热到一定温度的金属芯盒内，贴近芯盒表面的砂芯受热，其粘结剂在很短时间内缩聚而硬化，而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒取出，中心部分的砂芯利用余热和硬化反应放出的热量可自行硬化的制芯方法。
热芯盒法与壳芯（型）法相比，具有更高的生产率，造芯速率从几秒至数十秒，造芯用粘结剂成本低；砂芯的混砂设备简单，投资少等优点。热芯盒法在20世纪60年代后陆续在欧美等国被逐步开发应用，其发展速度极为迅速，至今它在全世界的汽车、拖拉机及柴油机等行业广泛应用。
热芯盒法存在的主要问题是：
（1）树脂品种少，呋喃类真正能满足不同生产要求的品种不多（不同含氮量）；而酚醛类因固化热脆性大，在国内外应用更少；
（2）与树脂配套的潜伏性好、无毒、硬化快的高效热激活催化剂少；
（3）在制芯过程中产生有刺激性的烟气，芯砂中游离甲醛含量高，给操作环境造成污染；
（4）在相对湿度大的地区，砂芯抗吸湿性差，导致存放期强度下降；
（5））用于生产铸钢件、部分球墨铸铁件和复杂薄壁的铸铁件时易产生皮下气孔和针孔。
（6）树脂砂可使用时间有限，给生产的组织与管理带来不便。
由于热芯盒法存在的上述问题至今未能很好解决，致使其在有机化学杉结剂砂制芯市场份额逐步被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法挤占，如果今后若干年，热芯盒法存在的上述问题、特别是（1）、（2）条问题不能很好解决，它将会被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法完全取代。
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相似问题和答案
第1题：
温芯盒法比热芯盒法制备的砂芯具有更好的表面质量。
正确答案:正确
第2题：
某厂有几件重要的新品试制铸件砂芯，要求时间短质量好，故选用（）为宜。
- A、手工合脂砂芯
- B、热芯盒制芯
- C、自硬砂芯
- D、冷芯盒制芯
正确答案:C
第3题：
在舂制细长的轴类砂芯时,工艺上为保证砂芯紧实度,要求舂制方向为立舂,在芯盒制作上应该采用()方法。
A、加强芯盒强度
B、加强芯盒刚度
C、芯盒在高度方向分段
D、芯盒长度方向对开，其中一半按高度方向分段
参考答案：D
第4题：
在三乙胺法冷芯盒制芯中，如硬化时间长，是由于芯盒不密封，吹气有漏气。或由于吹气与排气位置，截面设计不当。或由于吹气压力、胺量不足等原因造成的。
正确答案:正确
第5题：
某砂芯为箱体形结构，外形较复杂，但断面变形不大，外形尺寸550mm×350mm×200mm，尺寸精度要求高，成批大量生产，故选用（）制芯为宜。
- A、普通芯盒
- B、热芯盒
- C、壳芯盒
- D、冷芯盒
正确答案:C
第6题：
热芯盒法常采用乌洛托品为硬化剂。
正确答案:错误
第7题：
（）芯砂的存放期最长。
- A、水玻璃砂
- B、热芯盒砂
- C、冷芯盒砂
- D、覆模砂
正确答案:D
第8题：
在砂芯生产批量大、几何形状复杂、尺寸精度要求高的情况下，应采用( )为宜。
A.普通芯盒射芯制芯
B.自硬砂制芯
C.热芯盒或冷芯盒树脂砂芯
D.手工制芯
正确答案：C
第9题：
叙述三乙胺法冷芯盒砂用树脂粘结剂的固化原理。
正确答案: 三乙胺法冷芯盒树脂由两部分组成，一个组分是聚异氰酸酯，另一组分为聚苄醚酚醛树脂，混砂时两组分各占1%左右，混好后射入芯盒，然后吹入三乙胺气态固化剂，使聚异氰酸酯中的异氰酸根（-NCO）和酚醛树脂中的羟基（-OH）产生反应，生成体型的聚氨基甲酸酯而固化。
第10题：
下述说法不正确的是冷芯盒砂有（）。
- A、三乙胺法
- B、酯硬化法
- C、SO2法
- D、CO2法
正确答案:B