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出版者:冶金工业出版社

作者:邱竹贤

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:1988-5

价格:48.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502401849

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《金属铸造工艺及其应用》 概述 《金属铸造工艺及其应用》是一部深度剖析金属铸造领域核心技术、发展趋势及其在现代工业中广泛应用的专业著作。本书旨在为从事铸造生产、研发、设计、教育及相关行业的工程师、技术人员、学生以及对金属加工技术感兴趣的读者提供系统、详尽且实用的知识体系。本书内容严谨，逻辑清晰，图文并茂，力求全面展现铸造技术在从原材料选择到成品交付全过程的精妙之处，并着重强调其在航空航天、汽车制造、能源设备、精密仪器等关键工业部门的不可替代作用。 章节详情 第一章 铸造概述与发展历程 本章首先对铸造的基本概念进行界定，阐述其作为一种重要的金属成形工艺的地位和意义。我们将追溯铸造技术从古代起源至今的漫长发展历程，梳理历次技术革命对铸造业的推动作用，例如熔炼技术的进步、模具材料的革新、造型方法的演变以及质量控制手段的提升。通过回顾历史，读者可以更深刻地理解铸造技术的演进逻辑和技术创新的驱动力，并对未来发展方向形成初步认知。本章还将介绍当前铸造行业面临的机遇与挑战，如绿色铸造、智能化生产、新材料应用等，为后续深入探讨奠定基础。 第二章 铸造用金属材料 本章系统介绍铸造过程中常用的各类金属材料。我们将详细阐述铸造合金的成分、组织结构、性能特点及其适用范围。内容将涵盖： 铸铁类： 包括灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁、可锻铸铁等。重点分析其化学成分对组织和性能的影响，如碳、硅、锰、磷、硫的含量与作用；深入探讨不同牌号铸铁的力学性能、耐磨性、减震性、加工性等，并结合实际应用场景，如发动机缸体、机床床身、管道等，说明其选择依据。 铸钢类： 涵盖碳素钢、合金结构钢、不锈钢、耐热钢、高锰钢等。分析碳含量、合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛等）的添加对铸钢性能的改变，如强度、韧性、耐腐蚀性、耐高温性等。重点介绍不同类型铸钢在大型结构件、压力容器、耐磨部件等领域的应用。 铸铝合金类： 重点介绍Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系等铸造铝合金。阐述固溶处理、时效处理等热处理工艺对铝合金性能的强化机制。列举其在汽车零部件（如发动机盖、变速箱壳体）、航空航天结构件、电子产品外壳等方面的广泛应用。 铸铜合金类： 包括黄铜、青铜、铝青铜、锡青铜、硅青铜、白铜等。分析铜、锌、锡、铝、镍等元素在合金中的作用，以及铸造铜合金的优良导电、导热、耐蚀性能。重点介绍其在电气设备、阀门、泵体、船舶螺旋桨等方面的应用。 其他铸造合金： 简要介绍铸镁合金、铸钛合金、铸镍基高温合金等特种铸造合金的特点及其在极端环境下的应用。 第三章 铸造工艺方法 本章是本书的核心内容之一，将全面介绍各种主要的铸造工艺。每一类工艺都将从其基本原理、适用范围、优缺点、模具要求、生产特点等方面进行深入阐述。 砂型铸造： 砂型铸造原理及特点： 介绍利用型砂作为模具材料的特点，分析其成本低、适应性强、可生产大型铸件的优势，以及表面质量和尺寸精度相对较低的局限性。 砂型制备方法： 详细介绍干砂造型、湿砂造型、半干砂造型、壳型铸造、冷芯盒工艺、热芯盒工艺、V法铸造等。分析不同方法的工艺流程、设备要求、优缺点以及适用范围。 砂芯制备： 讲解砂芯的作用、分类以及各种砂芯的制备方法，如油砂芯、水玻璃砂芯、树脂砂芯、CO2工艺砂芯等，重点分析其固化机理和性能。 应用： 重点介绍砂型铸造在重型机械、汽车零部件（缸体、缸盖）、阀门、泵体等领域的大量应用。 金属型铸造： 金属型铸造原理及特点： 介绍使用金属模具（如钢、铸铁、铜合金等）的特点，分析其优点在于尺寸精度高、表面光洁度好、生产效率高，但模具成本高、不适合复杂结构和铸件尺寸变化大的情况。 重力铸造（砂型和金属型）： 重点讲解重力铸造在金属型中的应用，如低压铸造、倾斜铸造等。 压铸（压力铸造）： 深入分析压铸机的结构、工作原理、充型过程（冷室压铸、热室压铸）。详细介绍模具设计要求、合金选择、工艺参数控制（注射压力、速度、温度、冷却等）。重点强调压铸在汽车零部件（发动机支架、油底壳）、电子电器（机箱、灯具）、日用品（厨具）等领域的高效应用。 离心铸造： 介绍离心力的作用原理，分为水平离心铸造和垂直离心铸造，分析其在生产管材、轴套、缸套等空心和对称零件中的优势。 特种铸造工艺： 熔模铸造（失蜡法）： 讲解熔模（蜡模、塑料模）制备、壳体（陶瓷）制备、脱蜡、焙烧、金属液浇注、冷却、铸件取出、后处理等全过程。重点分析其在航空发动机叶片、精密仪器部件、医疗器械、艺术品等高精度、复杂形状零件生产中的卓越表现。 सिरेमिक 型铸造（陶瓷模铸造）： 介绍陶瓷型材料的特性、模具制造过程。分析其在高温合金、精密陶瓷件等领域的应用。 连续铸造： 重点介绍其在冶金行业中的应用，如钢坯、铜棒、铝棒的连续生产，显著提高生产效率和产品质量。 砂型连续铸造： 介绍其在生产长形铸件方面的优势。 增材制造（3D打印）铸造： 3D打印在铸造中的应用： 介绍利用3D打印技术制作砂型、砂芯或直接打印金属零件（金属3D打印），分析其在快速原型制造、小批量生产、复杂结构件制造方面的革命性优势。 第四章 铸造模具设计与制造 本章深入探讨铸造模具的设计原则、结构特点、材料选择以及制造工艺。 模具设计基础： 介绍模具的一般组成（模膛、分型面、排气系统、浇注系统、内浇口、外浇口、冒口、冷鉄、型芯固定装置等）。阐述型腔的形状、尺寸、拔模斜度、圆角半径等设计要素。 模具材料的选择： 根据不同的铸造工艺和应用需求，分析模具钢、硬质合金、高分子材料等模具材料的性能要求和选择依据。 模具制造工艺： 介绍机械加工（车、铣、刨、磨、钻、镗）、电加工（电火花加工、线切割）、热处理、表面处理等模具制造常用技术。 模具精度与寿命： 分析影响模具精度和使用寿命的因素，以及提高模具性能的途径。 第五章 熔化与浇注技术 本章详细讲解金属熔化过程中的关键技术与浇注操作的要点。 金属熔化方法： 感应电炉： 介绍中频炉、高频炉的工作原理、特点、适用范围。 电弧炉： 介绍埋弧炉、直流弧炉、交流弧炉的工作原理、优缺点。 电阻炉： 介绍箱式电阻炉、井式电阻炉等。 有色金属熔炼炉： 介绍反射炉、坩埚炉等。 熔化过程控制： 熔炼过程中的化学反应与元素损失： 分析氧化、氮化、脱碳、脱硫等过程。 净化处理： 介绍除渣、脱气（如真空脱气、氮气吹扫）、去夹杂等技术。 合金化与成分调整： 讲解如何根据工艺要求调整合金成分，控制杂质含量。 金属液体的浇注： 浇注系统的设计： 介绍浇注系统的组成（直浇口、横浇口、内浇口、冒口）及其作用。分析最优浇注系统设计原则，确保金属液平稳、顺畅地充入型腔，避免卷气、冲砂等缺陷。 浇注工艺参数： 强调浇注温度、浇注速度、浇注压力、浇注时间等参数对铸件质量的影响。 冒口设计与作用： 详细讲解冒口的作用（补缩、排气、保温），以及不同类型冒口（开式冒口、闭式冒口、补缩冒口）的设计与计算。 第六章 铸件凝固与组织形成 本章深入探讨金属液在型腔内凝固过程中的物理化学现象及其对铸件组织和性能的影响。 凝固过程： 枝晶生长与形核： 讲解过冷、形核（均质形核、非均质形核）以及枝晶的生长机制。 一次凝固与二次凝固： 分析枝晶间的共晶或固溶体凝固过程。 凝固收缩： 阐述金属凝固过程中体积收缩的规律及其对铸件产生缩孔、缩松等缺陷的影响。 铸件组织与性能： 铸态组织： 分析不同合金系的铸态组织，如珠光体、铁素体、奥氏体、共晶组织等。 组织缺陷： 介绍缩孔、缩松、气孔、夹杂、疏松、晶粒粗大、偏析等常见组织缺陷。 显微组织分析： 介绍金相显微镜的使用，分析铸件的显微组织结构。 第七章 铸件热处理 本章详细介绍用于改善铸件组织和性能的各种热处理工艺。 退火： 退火的目的与类型： 介绍完全退火、不完全退火、球化退火、应力消除退火等。 热处理工艺参数： 讲解加热温度、保温时间、冷却速度等关键参数。 正火： 正火的目的与工艺： 分析正火在细化晶粒、改善力学性能方面的作用。 淬火与回火： 淬火： 介绍不同介质（水、油、盐浴）的淬火效果，以及表面淬火、整体淬火。 回火： 讲解高温回火、中温回火、低温回火的目的及对铸件性能的影响，如提高韧性、降低硬度、消除应力等。 时效处理： 时效的目的与类型： 介绍自然时效、人工时效，重点分析其在铝合金、铜合金等材料中的强化作用。 其他热处理： 简要介绍表面热处理（如渗碳、氮化）等。 第八章 铸件清理与检验 本章关注铸件生产过程的后期处理以及质量控制。 铸件清理： 去除砂型材料： 介绍抛丸清理、喷砂清理、刷除、敲击等方法。 去除飞边毛刺： 介绍锉削、砂轮打磨、抛光等。 去除浇冒口： 介绍气割、锯切、磨削等。 表面处理： 介绍酸洗、电解抛光、电镀、喷涂等。 铸件检验： 外观检查： 检查铸件表面质量、尺寸精度、形状等。 无损检测（NDT）： 磁粉检测（MT）： 用于检测铁磁性材料表层和近表层的裂纹。 渗透检测（PT）： 用于检测非多孔材料表面裂纹。 超声波检测（UT）： 用于检测材料内部缺陷。 射线检测（RT）： 用于检测材料内部缺陷。 涡流检测（ET）： 用于检测材料表面和近表层缺陷。 损耗检测： 力学性能测试： 拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等。 化学成分分析： 光谱分析、湿法分析等。 金相检验： 宏观、微观组织观察。 尺寸检验： 测量工具（游标卡尺、千分尺、三坐标测量仪）的使用。 第九章 铸造缺陷的成因与防止 本章是解决实际生产问题的关键，详细分析各种常见的铸造缺陷，并提出相应的预防措施。 缩孔与缩松： 分析其产生机理（凝固收缩、补缩不足），提出优化冒口设计、控制浇注温度、合理安排凝固顺序等方法。 气孔： 讨论气体来源（型砂水分、浇注温度过高、合金含气量高、模具排气不良等），提出干燥型砂、降低浇注温度、采取真空浇注等措施。 夹砂与冲砂： 分析其原因（型砂强度不足、浇注速度过快、浇注系统设计不当等），提出提高型砂强度、优化浇注系统、调整浇注速度等方法。 裂纹： 区分热裂纹、冷裂纹，分析其产生原因（应力集中、金相组织不当、冷却速度过快等），提出改进模具结构、合理退火、控制冷却速度等方法。 浇不足与胀箱： 分析其原因（金属液流动性差、型腔压力不足、模具强度不够等），提出提高浇注温度、增加浇注压力、改进模具结构等措施。 其他缺陷： 如未熔合、错箱、粘砂等，逐一分析其成因并给出预防方案。 第十章 绿色铸造与可持续发展 本章着眼于铸造行业未来的发展方向，探讨环保与可持续发展理念在铸造生产中的应用。 绿色铸造理念： 介绍节能、降耗、减排、环保的生产方式。 环保型造型材料： 重点介绍水玻璃砂、树脂砂（低VOCs）、消失模（EPS）等环保型材料的应用，以及其优缺点。 废弃物处理与资源化利用： 讨论旧砂再生、金属废料回收利用、废水废气处理等技术。 智能化与自动化生产： 探讨机器人应用、智能控制系统在提高生产效率、降低能耗、改善工作环境方面的作用。 铸造行业标准化与认证： 介绍相关的国家和行业标准，以及质量管理体系（如ISO9001）的应用。 第十一章 铸造新技术与前沿发展 本章将介绍铸造领域的新技术、新工艺以及未来发展趋势。 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM/CAE）： 浇冒口设计软件： 介绍ProCAST, MAGMASOFT等模拟软件在优化浇注系统、预测缺陷方面的应用。 模具设计软件： 介绍UG, SolidWorks等在模具设计中的应用。 智能化铸造： 介绍工业物联网（IIoT）、大数据分析、人工智能（AI）在铸造过程优化、质量追溯、故障预测等方面的应用。 新材料与新工艺： 探讨高熵合金、纳米材料在铸造中的应用潜力，以及增材制造（3D打印）技术在铸造领域的进一步发展。 特种铸造技术： 如定向凝固、单晶体制造等在高端航空航天领域的应用。 附录 常用铸造合金牌号及性能对照表 常用铸造术语汇编 相关国家标准目录 总结 《金属铸造工艺及其应用》力求成为一本涵盖广泛、内容详实、实用性强的铸造专业参考书。本书不仅梳理了铸造技术的传统精髓，更积极展望了绿色、智能、高效的未来发展方向。通过对本书的学习，读者将能系统掌握金属铸造的基本原理、核心工艺、先进技术以及质量控制方法，从而在实际工作中提升专业技能，为推动铸造行业的技术进步与产业升级贡献力量。

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我原本以为这会是一本枯燥的技术手册，但很快我发现自己错了。这本书的作者显然是一位极富教育热情的专家，他在处理那些极其复杂的冶金反应动力学时，巧妙地穿插了一些历史性的“里程碑案例”。比如，在介绍钛的克罗尔法时，书中不仅详细描述了镁还原四氯化钛的反应机理，还回顾了二战后该技术从实验室到工业化的艰难历程，这让冰冷的化学反应有了一丝人情味和历史的温度。这种叙事技巧非常高明，它使得读者在学习技术细节的同时，也能对整个有色金属工业的发展脉络有一个宏观的把握。而且，书中对不同国家和地区在特定金属冶炼技术上的差异化策略分析得非常到位，让我对全球的冶金技术格局有了更清晰的认识。这本书的结构组织非常清晰，从基础热力学出发，逐步深入到湿法、火法和电化学三大主流工艺，最后落脚于现代环保和循环经济的要求，整体逻辑链条完整且令人信服。

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坦率地说，这本书的装帧设计虽然专业，但其内容本身更像是为研究生甚至博士后研究人员准备的“进阶参考”。我发现它在处理一些新兴的、尚未完全工业化的前沿技术时，采用了非常谨慎和审慎的语言，引用了大量的近期国际期刊文献进行佐证，而不是给出过于确定的结论。比如，关于“高温等离子体制备超细金属粉末”的章节，作者花了很大篇幅去讨论等离子体射流的稳定性问题，这表明这本书对“前沿”的定义是建立在可重复的科学实验基础之上的，而不是空泛的设想。这种严谨度，对于我这样需要撰写技术报告和专利申请的专业人士来说，简直是如获至宝。书中的图表制作精良，许多复杂的相图和能级图都进行了重新绘制和优化，比原始文献中更加清晰易读。它真正做到了“传道授业解惑”，让你在面对任何一个有色金属的精炼难题时，都能找到一个可靠的、理论支撑充分的切入点去分析和解决。

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这本书的阅读体验，更像是一场漫长而艰辛的学术探险，而不是轻松的知识获取。它的文字密度极高，几乎没有可以跳读的“水文”，每一个句子都承载着精确的专业信息。我发现，即便是对于那些我自认为已经掌握得很扎实的知识点，比如铝的电解过程中的霍尔-埃鲁效应，作者也提供了一个全新的、更具批判性的视角，他着重分析了当前能源结构背景下，如何通过调整电解质配方来降低非有效电流效率的损失。这使得阅读过程必须时刻保持高度专注，我常常需要对照着手边的计算器和物理化学手册来验证书中的推导过程。然而，正是这种挑战性，激发了更深层次的思考。特别是书中对稀有金属提取的案例分析部分，简直就是一本微缩版的“世界资源分布与冶金工艺的博弈史”，它不仅仅告诉你“如何做”，更解释了“为什么必须这样做”。这本书的价值在于，它强迫你从宏观的资源战略角度，去审视微观的冶金操作细节。

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说实话，一开始我被这本书的体量震慑住了，它简直可以当成一块砖头来用了，但翻开第一页，那种严谨的学术氛围立刻就抓住了我。作者的叙事风格极其老练和内敛，没有丝毫的煽情或多余的铺垫，直奔主题，每一个论述都建立在坚实的物理化学原理之上。比如在讨论铜的火法冶炼时，作者没有仅仅停留在传统的鼓风炉流程，而是深入剖析了氧气富集对硫化矿物烟气处理效率的影响，甚至引用了多个国际专利作为佐证，这显示了编著者深厚的行业积累和对前沿动态的把握。最让我印象深刻的是他对“过程控制”的论述，那不仅仅是简单的温度和流量监测，而是上升到了数学模型和实时反馈系统的集成层面，读来令人拍案叫绝。对于我这种从事质量控制工作的人来说，书中关于微量元素在线分析技术的那几页内容，简直是醍醐灌顶，它揭示了如何通过对杂质元素的精准控制，来最终决定合金的机械性能。这本书的深度和广度，完全超越了我之前读过的任何一本同类教材。

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这本书的包装设计简直是工业美学的典范，厚实的封面材质带着一种沉甸甸的可靠感，让人一上手就知道这不是那种轻飘飘的入门读物。内页的纸张选择也颇为讲究，那种微微泛黄的米白色调，不仅长时间阅读下来眼睛不容易疲劳，更增添了一种历史的厚重感。我特别欣赏作者在章节排版上所下的功夫，那清晰的字体和合理的留白，使得即便是面对那些复杂的化学方程式和相图时，思路也能保持顺畅。拿到书后，我做的第一件事就是翻阅目录，那密密麻麻的专业术语——比如“熔炼炉的优化设计”、“电解槽的能耗分析”、“合金化过程中的非金属夹杂物控制”——立刻将我的思绪拉回了那个充满高温、烟尘和精密测量的车间。这本书显然不是写给纯粹的理论学者的，它更像是给一线工程师准备的“工具箱”，每一个章节都像是一个具体的工程挑战，让你仿佛能闻到那股特有的金属气味。我期待着深入研读其中的热力学基础部分，尤其是关于液态金属精炼的章节，据说里面包含了最新的连续净化技术探讨，这正是我目前工作中最需要突破的瓶颈。

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