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第1章 绪论 1

1.1 液态金属成形工艺的概念 1

1.2 液态金属成形生产技术的地位及历史 2

1.2.1 铸造生产在制造业中的地位 2

1.2.2 我国铸造技术的历史 2

1.3 铸造新技术展望 5

1.3.1 我国铸造业现状 5

1.3.2 铸造新技术展望 5

第2章 砂型和砂芯的制造 8

2.1 砂型和砂芯的制造方法 8

2.2 型（芯）砂骨干材料——原砂 10

2.2.1 硅砂 10

2.2.2 非石英质原砂 16

2.3 黏土湿型 19

2.3.1 湿型铸造特点 19

2.3.2 湿型砂用原材料 20

2.3.3 湿型砂的制备和性能控制 25

2.3.4 湿型砂的紧实 28

2.4 水玻璃砂型（芯）制造 32

2.4.1 概述 32

2.4.2 水玻璃的物理化学性质 33

2.4.3 水玻璃砂的硬化 34

2.4.4 CO2吹气硬化水玻璃砂 35

2.4.5 水玻璃自硬砂 38

2.4.6 加热烘干硬化法和微波加热硬化法 40

2.4.7 水玻璃旧砂的再生 40

2.5 自硬冷芯盒法造型制芯 41

2.5.1 概述 41

2.5.2 自硬呋喃树脂砂型（芯） 41

2.5.3 酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂 49

2.5.4 胺硬化酚尿烷树脂自硬砂 52

2.6 覆膜砂及制壳型（芯） 55

2.6.1 覆膜砂的应用及特点 55

2.6.2 覆膜砂的生产 57

2.6.3 覆膜砂的标准与分类 60

2.6.4 覆膜砂制芯（型）工艺、铸件缺陷、再生和质量控制 61

2.7 热（温）芯盒法制砂芯 65

2.7.1 热芯盒法用黏结剂 66

2.7.2 热芯盒法硬化用硬化剂 66

2.7.3 热芯盒法砂的配制及主要性能指标 67

2.7.4 射砂工艺 67

2.7.5 热芯盒法存在的主要问题及解决途径 69

2.7.6 温芯盒法制芯 69

2.8 气硬冷芯盒法制芯 70

2.8.1 酚醛-尿烷／胺法工艺及发展 70

2.8.2 SO2法制砂芯 77

2.8.3 低毒、无毒气硬冷芯盒法 79

第3章 金属-铸型界面作用 83

3.1 金属与铸型的接触区及其特性 83

3.2 金属与铸型的物理作用 84

3.2.1 传热与传质现象 84

3.2.2 铸型中的气体及侵入性气孔 89

3.2.3 液态金属与金属铸型的相互作用及金属铸型的破坏 91

3.3 金属与铸型的化学和物理化学作用 93

3.3.1 金属-铸型界面的气体化学反应及反应性气孔的形成 93

3.3.2 铸件表层组织异常和（或）某些组分超标 97

3.3.3 铸件表层粘砂 98

3.3.4 镁合金铸件的燃烧缺陷 101

3.3.5 铸件表面合金化 102

第4章 液态金属成形过程 104

4.1 液态金属充型过程的水力学特性及流动情况 104

4.1.1 液态金属充型流动过程的水力学特性 104

4.1.2 液态金属在浇注系统中的流动情况 105

4.2 浇注系统的设计 112

4.2.1 浇注系统的类型及应用 112

4.2.2 浇注系统的尺寸计算 116

4.2.3 铸铁件浇注系统设计与计算 120

4.2.4 铸钢件浇注系统 122

4.2.5 轻合金铸件的浇注系统 123

4.2.6 铜合金铸件浇注系统的特点 123

4.3 金属熔体过滤器及浇注系统 124

4.3.1 金属熔体过滤器的分类 124

4.3.2 泡沫陶瓷过滤器过滤净化液态金属的机理 125

4.3.3 过滤器在浇注系统中的位置及放置处浇道断面积的确定 127

第5章 液态金属成形过程控制 130

5.1 液态金属凝固收缩过程的工艺分析 130

5.1.1 液态金属凝固过程中的收缩 130

5.1.2 铸钢件中的缩孔和缩松 130

5.1.3 缩孔形成机理 131

5.1.4 缩松形成机理 131

5.2 冒口设计 133

5.2.1 冒口的作用 133

5.2.2 冒口的种类和形状 133

5.2.3 冒口的补缩原理 133

5.2.4 通用冒口的设计 135

5.2.5 实用冒口的设计 138

5.2.6 提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口 141

5.3 冷铁设计 142

5.3.1 冷铁的作用 143

5.3.2 冷铁材料的选择 143

5.3.3 外冷铁 144

5.3.4 内冷铁 146

5.3.5 冷铁放置的位置 147

5.4 液态金属成形过程计算机数值模拟 148

5.4.1 液态金属成形过程数值模拟技术的基本原理 148

5.4.2 铸件充型过程的数值模拟 150

5.4.3 铸件凝固温度场的数值模拟 151

5.4.4 铸件缩孔、缩松预测的数值模拟 152

5.4.5 铸件凝固过程热应力场的数值模拟 154

5.4.6 铸件热裂的数值模拟 155

5.4.7 铸件微观组织的数值模拟 156

5.4.8 液态金属成形过程数值模拟软件及主要模块 157

第6章 液态金属成形工艺设计 160

6.1 液态金属成形工艺设计概论 160

6.1.1 概念 160

6.1.2 设计依据 160

6.1.3 设计内容和程序 161

6.2 铸造工艺方案的确定 162

6.2.1 造型、造芯方法的选择 162

6.2.2 铸件浇注位置的确定 162

6.2.3 分型面的选择 163

6.2.4 型芯设计 165

6.3 铸造工艺参数的确定 167

6.3.1 铸件尺寸公差 167

6.3.2 机械加工余量 167

6.3.3 铸件工艺余量 168

6.3.4 铸件工艺补正量 168

6.3.5 起模斜度（铸造斜度） 168

6.3.6 铸造收缩率 168

6.3.7 最小铸出孔及槽 169

6.3.8 反变形量 169

6.4 液态金属成形工艺设计实例 170

6.4.1 铸造工艺图的绘制 170

6.4.2 铸件图的绘制 178

6.4.3 铸型装配图的绘制 179

6.4.4 铸造工艺规程和工艺卡片的编制 180

6.5 液态金属成形工艺的计算机辅助设计 181

6.5.1 概述 181

6.5.2 铸造工艺CAD的任务 182

6.5.3 铸件的实体造型和图形处理及其系统软件 183

6.5.4 铸造工艺CAD软件 184

第7章 金属型铸造和非重力铸造成形 186

7.1 金属型铸造成形 186

7.1.1 概述 186

7.1.2 金属型组成及其材料 187

7.1.3 金属型铸造工艺 187

7.1.4 金属型失效及其防止 190

7.2 压力铸造成形 191

7.2.1 概述 191

7.2.2 压铸过程原理 192

7.2.3 压铸机 195

7.2.4 压铸工艺 197

7.2.5 压铸用涂料 206

7.2.6 压铸缺陷及对策 207

7.2.7 特种压铸工艺 208

7.3 低压与差压铸造成形 209

7.3.1 低压铸造原理 209

7.3.2 低压铸造过程的流动原理 211

7.3.3 低压铸造工艺 215

7.3.4 发动机铝合金缸盖的低压铸造工艺实例 217

7.3.5 Cosworth工艺原理 219

7.3.6 差压铸造成形 219

7.4 离心铸造 224

7.4.1 概述 224

7.4.2 离心铸造原理 225

7.4.3 离心铸造工艺 228

7.4.4 几种典型铸件的离心铸造工艺 229

7.5 挤压铸造成形 234

7.5.1 挤压铸造原理 234

7.5.2 高压力下金属液的凝固变化 236

7.5.3 挤压铸造成形工艺 236

7.5.4 挤压铸造应用实例 238

第8章 其他液态金属成形 239

8.1 熔模铸造成形 239

8.1.1 熔模铸造的原理及特点 239

8.1.2 模料种类及性能要求 240

8.1.3 制模工艺 240

8.1.4 制壳工艺 241

8.1.5 熔模铸造用黏结剂及型壳干燥 242

8.1.6 熔模铸造缺陷及防止方法 243

8.2 消失模铸造成形 244

8.2.1 消失模铸造成形原理及特点 244

8.2.2 消失模铸造的关键技术 245

8.2.3 消失模铸造的工艺过程、特征及其铸件的缺陷防治 247

8.3 陶瓷型铸造成形 249

8.3.1 陶瓷型铸造工艺原理 249

8.3.2 陶瓷型铸造成形技术 250

8.3.3 复合陶瓷型工艺 253

8.3.4 无醇陶瓷型工艺 253

8.3.5 RP-陶瓷型精密铸造工艺应用实例 254

8.4 石膏型铸造成形 255

8.4.1 石膏型铸造工艺原理 255

8.4.2 石膏型铸造工艺 255

8.4.3 RP-石膏型应用实例 257

8.5 V法成形 257

8.6 连续铸造成形 259

8.6.1 连续铸造的主要特点 259

8.6.2 水平连续铸造成形 260

8.6.3 薄板坯连铸连轧成形 262

8.6.4 薄带双辊铸轧成形 262

8.6.5 其他合金的连铸成形 263

8.7 液态金属喷射沉积成形技术 264

8.7.1 喷射沉积技术原理及特点 264

8.7.2 共喷射沉积技术 266

8.7.3 多层喷射沉积技术 268

第9章 液态金属成形生产质量管理及控制 270

9.1 概述 270

9.2 基于ISO9000s的铸件质量管理体系 270

9.2.1 影响铸件质量的因素 270

9.2.2 ISO9000s简介 271

9.2.3 质量管理体系的建立 271

9.2.4 实施ISO9001:2000质量管理体系应注意的问题 273

9.2.5 铸造工艺设计过程的质量控制要点 274

9.2.6 铸造生产现场质量保证要点 277

9.3 企业生产管理信息系统 279

9.3.1 管理信息系统 280

9.3.2 基于Intranet的管理信息系统 280

9.3.3 铸造ERP 280

9.4 铸件质量检验 280

9.5 铸件缺陷分析及对策 282

9.5.1 铸件常见缺陷的分类 282

9.5.2 缺陷分析和对策 283

9.5.3 铸件缺陷的修补 283

9.6 铸造生产的环境保护 286

9.6.1 环境问题、环境保护法、环境管理体系 286

9.6.2 基于ISO 14000s的铸造企业环境管理体系 287

9.6.3 铸造生产环境污染及防治 289

9.7 铸造生产的劳动保护 294

9.7.1 OSHMS标准简介 294

9.7.2 OSHMS标准建立的基本方法与步骤 295

9.7.3 OSHMS管理核心——危害辨识、危险评价和控制 295

9.7.4 铸造生产过程危害危险源的产生根源及类型 296

9.7.5 铸造生产重大危害危险源分析及防治措施 296

9.8 铸造生产的废物资源化 299

9.8.1 炉渣的处理和利用 300

9.8.2 灰尘的处理和利用 300

9.8.3 废砂的处理和利用 301

9.8.4 污泥的处理和利用 301

参考文献 302

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