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出版者:北京大学

作者:范金辉//华勤

出品人:

页数:390

译者:

出版时间:2009-8

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787301155431

丛书系列:

图书标签:

• 铸造
• 金属材料
• 铸造工艺
• 金属成型
• 机械工程
• 材料科学
• 制造工程
• 工业工程
• 模具设计
• 金属热处理

铸造工艺流程解析与质量控制 本书致力于深入剖析现代铸造工业的核心技术与操作规程，全面涵盖从砂型制备、金属熔炼到铸件清理与检验等各个关键环节。本书以工程实践为导向，旨在为读者提供一套系统、详尽的铸造工艺知识体系，帮助读者理解不同铸造方法的原理、特点及适用范围，并掌握在实际生产中如何优化工艺参数，提高铸件质量，降低生产成本。 第一部分：砂型铸造工艺精要 本部分将聚焦于目前应用最广泛的砂型铸造技术，从基础理论到实际操作进行深入讲解。 砂型材料与性能分析： 详细介绍铸造用砂的种类，包括石英砂、锆砂、铬铁矿砂等，并深入探讨它们的物理化学性质，如粒度分布、溃散性、耐火度、透气性、抗热震性等。在此基础上，分析不同砂种在满足特定铸造需求时的优势与局限。本书将重点阐述如何根据铸件的材质、尺寸、精度要求以及浇注温度等因素，科学地选择最合适的砂型材料。例如，对于大型复杂铸件，需要具有良好溃散性和透气性的砂；对于精密铸件，则倾向于使用粒度更细、表面光洁度更高的砂。 粘结剂与固化机理： 深入解析各类砂型粘结剂的作用原理，包括无机粘结剂（如水玻璃、磷酸盐）和有机粘结剂（如呋喃树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂）。本书将详细阐述不同粘结剂的固化方式（如冷芯盒、热芯盒、自硬、气硬）及其对砂型强度的影响，并探讨如何优化粘结剂的配比和用量，以获得最佳的型腔强度、硬度和尺寸稳定性。同时，会涉及粘结剂的环保性能以及对旧砂再生利用的影响。 模样设计与制造： 详细介绍模样（模型）的设计原则，包括收缩率的计算与考虑、拔模斜度的设置、分型面的选择等。对于不同铸造工艺，如实型铸造、实体模型铸造（如EPS消失模）、壳型铸造等，将分别阐述其样式的具体要求。本书将重点讲解CAD/CAM技术在模样设计与制造中的应用，以及CNC加工、3D打印等先进制造技术如何提高样式的精度和效率。 制芯工艺： 深入探讨制芯的主要技术，包括手工制芯、机器制芯（如冷芯盒、热芯盒设备）。详细介绍芯砂的组成、强度要求以及各项性能指标。本书将详细讲解不同类型砂芯的制造方法，如水平分型芯、垂直分型芯、复杂异形芯等，并针对生产过程中易出现的缺陷（如掉砂、断裂、变形）提供预防和解决措施。 砂箱与装配： 讲解砂箱的设计要求，包括材料选择、尺寸计算、排气孔设置等。重点阐述砂箱的正确装配步骤，包括起模、取出模样、清理型腔、放置砂芯、合箱等，并详细介绍各步骤的操作要点和注意事项，以确保砂箱的紧密性、密封性和整体强度。 浇注系统设计： 深入解析浇注系统的组成部分，包括浇口杯、直浇口、横浇口、内浇口等。本书将详细讲解如何根据铸件的形状、尺寸、材质以及浇注方式（如重力浇注、低压浇注、离流浇注），合理设计浇注系统的尺寸比例和流道形状，以实现平稳的金属液流、避免飞溅和卷入空气，保证金属液能顺利、均匀地充满型腔。 冒口设计与设置： 详尽讲解冒口的作用（补偿收缩、排出气体）以及不同类型的冒口（开放冒口、封闭冒口、保温冒口）。本书将重点介绍冒口的尺寸计算方法，包括根据铸件体积、补缩系数、冷却速度等因素，如何确定冒口的体积和位置，以实现定向凝固，有效防止缩孔和缩松缺陷。 表面处理与清理： 介绍铸件出箱后常见的表面清理方法，如喷砂、抛丸、打磨、酸洗等。详细讲解各种清理方法的原理、设备要求、操作规程以及注意事项，以有效去除铸件表面的型砂、氧化皮、浇口余根等，提高铸件的表面质量。 第二部分：金属熔炼与浇注技术 本部分将深入探讨各种金属熔炼方法及其在铸造生产中的应用，并详细解析金属液的浇注过程。 铸造金属材料： 全面介绍各类铸造合金的组成、性能特点、组织结构及其应用领域，包括： 黑色铸造合金： 灰口铸铁、球墨铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁等，详细讲解其牌号、力学性能、工艺性能（流动性、膨胀性、缩松倾向）及其在不同行业的应用。 有色铸造合金： 铜合金（如黄铜、青铜、铝青铜）、铝合金（如Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系）、镁合金、锌合金等，深入分析其元素成分、相结构、耐腐蚀性、强度、可加工性以及在汽车、航空航天、电子电器等领域的应用。 特种铸造合金： 如耐热合金、耐磨合金、耐腐蚀合金等，介绍其特殊的成分设计和性能表现。 熔炼设备与工艺： 感应炉： 详细介绍中频感应炉、高频感应炉的工作原理、优缺点、适用范围，以及其在有色金属、黑色金属熔炼中的应用。讲解感应炉的日常维护与操作要点。 电弧炉： 深入讲解直流电弧炉、交流电弧炉的特点，包括功率、电极消耗、熔炼速度、合金化能力等，并分析其在大型铸件、高炉铁水熔炼中的应用。 电阻炉： 介绍电阻炉的结构、加热方式、控温精度，以及其在小型精密铸造、有色金属熔炼中的优势。 反射炉（冲天炉）： 详细解析冲天炉的工作原理、炉料配比、操作流程，重点关注其在大量生产铸铁时的应用，以及炉况控制的关键因素。 其他熔炼方法： 简要介绍真空熔炼、电渣重熔等特殊熔炼技术及其在高性能合金铸造中的应用。 熔炼过程控制： 重点强调熔炼过程中温度控制、成分控制、气氛控制的重要性。讲解如何通过炉渣分析、化学分析、光谱分析等手段，实时监控金属液的成分，并进行必要的调整。深入讨论熔炼过程中的氧化、还原、夹杂等问题，以及如何通过优化操作来减少其发生。 扒渣与过滤： 详细讲解金属液熔炼过程中扒渣的目的、方法和设备。介绍金属液过滤技术（如陶瓷过滤、纤维过滤）在去除夹杂物、提高铸件纯净度方面的关键作用，并分析不同过滤材料的选择与应用。 金属液的温度与浇注： 详细阐述金属液过热度与浇注温度的关系，分析温度对铸件质量的影响，如流动性、缩孔、热裂、晶粒粗大等。讲解不同金属在不同铸造方法下的适宜浇注温度范围。 浇注操作： 详细介绍各种浇注方式（如重力浇注、低压浇注、压铸、离心铸造）的操作要点、设备要求和工艺控制。重点强调平稳、连续、快速地将金属液注入型腔，避免二次氧化和卷入空气。 第三部分：铸件质量控制与缺陷分析 本部分将系统性地介绍铸件质量控制的方法，并深入剖析常见铸造缺陷的成因、预防和消除措施。 铸造缺陷的分类与识别： 气孔与疏松： 详细分析气孔（如气眼、针孔、气泡）和疏松（如缩孔、缩松）的形成原因，包括金属液中的气体含量、浇注速度、冷却方式、补缩效果等。本书将提供图文并茂的缺陷识别指南，帮助读者准确辨认。 夹砂与卷砂： 讲解夹砂（型砂混入金属液）和卷砂（浇注时金属液将型砂卷入）的成因，如型砂强度不足、浇注速度过快、浇注系统设计不当等，并给出相应的解决办法。 裂纹： 分析热裂、冷隔、撕裂等铸件裂纹的形成机制，如应力集中、冷却速率不均、金属液流动性差等。 变形与尺寸偏差： 探讨铸件变形的各种原因，如内应力释放、冷却不均、合箱不当、砂型强度不足等，并提出控制措施。 表面缺陷： 包括冲砂、粘砂、毛刺、浇口痕迹、砂眼等，分析其成因并提供改进方法。 质量控制技术与方法： 外观检验： 介绍目视检查、量具测量、表面粗糙度测量等方法。 无损检测（NDT）： 射线探伤（RT）： 讲解X射线和γ射线探伤的原理、适用范围、胶片判读方法，以及如何检测内部气孔、缩松、夹杂等缺陷。 超声波探伤（UT）： 介绍超声波在金属中的传播特性，不同缺陷对超声波的影响，以及超声波探伤在检测内部缺陷（如裂纹、疏松）中的应用。 磁粉探伤（MT）： 讲解磁化原理、磁粉的选择与使用，以及如何检测铸件表面的裂纹、气孔等缺陷。 渗透探伤（PT）： 介绍渗透剂、显像剂的作用，以及如何检测铸件表面的连续性裂纹。 破坏性检测： 力学性能测试： 详细讲解拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验等，以及如何根据测试结果评估铸件的强度、韧性、硬度等性能。 金相检验： 介绍金相显微镜的使用，试样的制备过程，以及如何通过观察铸件的显微组织（如晶粒度、相分布、夹杂物形态）来分析其性能和工艺过程。 化学成分分析： 强调化学成分对铸件性能的决定性作用，介绍常用的分析方法（如光谱分析、湿法化学分析）。 工艺参数优化与问题诊断： 结合前述的砂型制备、金属熔炼和浇注过程，本书将提供一套系统的质量问题诊断与解决方案的框架。通过分析铸件出现的具体缺陷，追溯其可能对应的工艺环节，并提出针对性的改进建议。例如，如果出现大量气孔，则需要检查金属液中的气体含量、浇注温度、排气措施等；如果出现缩松，则需要检查冒口的设计与设置、金属液的补缩能力等。 铸造过程的数字化与智能化： 简要介绍现代铸造行业在质量控制方面引入的先进技术，如传感器技术、数据采集与分析、人工智能辅助决策等，以期提高生产效率和产品一致性。 本书内容丰富，结构清晰，理论联系实际，配备大量的图表和案例分析，旨在成为铸造行业从业人员、工程技术人员、相关专业学生以及对铸造工艺感兴趣的读者的实用参考手册。通过对本书的学习，读者将能够更加深入地理解铸造工程的奥秘，掌握精湛的工艺技术，为生产出高质量的铸件打下坚实的基础。

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