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绪论 1

一、铸造生产的概念、特点及其重要性 1

二、我国铸造技术的发展 1

三、本课程的内容及要求 4

第一篇 金属—铸型的界面作用 5

第一章 砂型结构及其工作条件 5

第一节 铸件质量的概念 5

第二节 砂型的结构 6

一、型砂的基本结构 6

二、原砂的主要作用 6

三、粘结剂的流变性对型(芯)砂的影响 9

第三节 铸型的工作条件 11

一、工作条件恶劣 11

二、接触区的特性 12

复习、思考题 13

第二章 金属与铸型的物理作用 14

第一节 传热与传质现象 14

一、传热与铸型的热物理性能 14

二、砂型的受热过程及铸型的温度场 15

三、传质现象和砂型表层的水分迁移 17

四、砂型受热时的膨胀 21

第二节 膨胀缺陷——夹砂结疤、鼠尾、沟槽和毛刺 23

一、夹砂结疤、鼠尾和沟槽 23

二、毛刺 29

第三节 液体金属对砂型表面的冲刷作用及砂眼形成机理 30

一、液体金属对砂型表面的冲刷作用 30

二、砂眼形成机理 31

第四节 型壁移动 31

第五节 气体和侵入性气孔 33

一、铸型中的气体 33

二、侵入性气孔 35

复习、思考题 37

第三章 金属与铸型的化学和物理化学作用 39

第一节 金属及铸型界面产生的气体化学反应及反应性气孔形成机理 39

一、金属—铸型界面产生气体的化学反应 39

二、反应性气孔形成机理 40

第二节 金属及铸型界面产生的气体引起铸件表层组织异常和(或)某些组分超标 47

一、球墨铸铁件表层出现片状石墨 47

二、铸钢件表面增碳、增硫、增磷 48

第三节 粘砂现象 49

一、粘砂的类型 49

二、机械粘砂(渗透粘砂) 50

三、化学粘砂(烧结粘砂) 55

第四节 铸渗现象 59

一、铸件表面合金化层的获取方法 60

二、铸件表面合金化工艺简介 60

三、表面合金化层的形成机理 63

复习、思考题 65

第二篇 砂型和砂芯的制造 66

第一章 湿型 66

第一节 湿型铸造特点 66

一、粘土砂型类别 66

二、湿型铸造特点 66

第二节 湿型砂性能要求、检测原理及检测方法 67

一、水分、最适宜干湿程度和紧实率 68

二、透气性 69

三、湿态强度 70

四、流动性 71

五、起模性、变形量、韧性和破碎指数 72

六、抗夹砂结疤类缺陷的能力 75

七、发气量和有效煤粉含量 76

第三节 湿型砂用原材料及其质量要求 77

一、石英质原砂 78

二、非石英质原砂 86

三、粘土 91

四、附加物 109

第四节 湿型砂制备及质量控制 111

一、湿型砂的性能和配方特点 111

二、旧砂的特性及其处理 120

三、新材料的准备 121

四、湿型砂的混制工艺 122

五、型砂的质量检验和控制 123

复习、思考题 127

第二章 无机化学粘结剂砂型(芯) 129

第一节 钠水玻璃及钠水玻璃砂的硬化机理 130

一、钠水玻璃及其质量要求 130

二、钠水玻璃砂的硬化机理 132

一、芯(型)砂及芯盒(模样) 136

第二节 CO2—钠水玻璃砂及砂型(芯)的制造工艺 136

二、制芯(型)及吹CO2硬化 137

第三节 自硬钠水玻璃砂 140

一、粉状硬化剂的自硬砂 140

二、液态有机酯硬化剂自硬砂 142

第四节 钠水玻璃砂存在的问题及其解决途径 143

—、出砂性差 143

二、铸铁件粘砂 145

三、型、芯表面粉化(白霜) 145

四、砂芯抗吸湿性差 145

五、其他 146

第五节 钠水玻璃—石灰石砂 147

第六节 水泥及水泥砂芯(型) 148

一、硅酸盐水泥砂 149

二、矾土水泥自硬砂 149

三、双快水泥自硬砂 150

第七节 磷酸盐粘结剂砂芯 151

第八节 水溶性无机盐芯——水溶芯 153

一、用水溶性盐颗粒代替砂粒 153

二、用盐的水溶液作粘结剂 153

复习、思考题 154

第三章 有机化学粘结剂砂芯(型) 156

第一节 概述 156

一、砂芯的分级 156

二、砂芯粘结剂的分类 158

三、砂芯粘结剂的选用 158

第二节 油砂和合脂砂 160

一、油砂 160

二、合脂粘结剂及合脂砂 162

三、渣油砂及其他憎水有机粘结剂砂 164

一、壳芯(型)的制造 165

第三节 壳芯(型) 165

二、壳法覆膜砂用原材料及覆膜砂混制工艺 166

三、壳型、壳芯制造和使用中的问题及原因分析 169

第四节 温(热)芯盒法砂芯 171

一、热芯盒法用粘结剂及催化剂 171

二、热芯盒法砂的工艺性能及树脂砂的配制 174

三、热芯盒法存在的部分问题 174

四、温芯盒法 175

第五节 自硬冷芯盒法造芯 176

一、酸催化树脂自硬砂 176

二、自硬尿烷树脂砂 183

三、酚醛—酯自硬砂 184

第六节 气硬冷芯盒法造芯 185

一、三乙胺法 185

二、S02法 188

三、乙缩醛硬化法(红硬法) 190

四、无毒、低毒气体促硬造芯法 191

复习、思考题 193

第四章 铸造用涂料及分型剂、胶补料 194

第一节 铸造用涂料 194

一、涂料的作用 194

二、优质涂料应具有的性能和涂料的流变特性 195

三、涂料的基本组成 200

四、涂料的配制 204

五、涂料的涂敷方法 206

第二节 修补材料及胶合剂 208

一、修补材料 208

二、胶合剂 209

第三节 分型(脱模)剂 210

一、粘土砂及冷硬化学粘结剂砂用分型剂 210

二、热芯盒(含温芯盒)法、壳法用分型剂 211

复习、思考题 212

第三篇 铸造工艺及工装设计 213

第一章 铸造工艺设计概论 213

第一节 铸造工艺设计的概念、设计依据、内容及程序 213

一、概念 213

二、设计依据 213

三、设计内容和程序 214

第二节 铸造工艺设计与经济指标和环境保护的关系 214

复习、思考题 215

第二章 铸造工艺方案的确定 216

第一节 零件结构的铸造工艺性 216

一、从避免缺陷方面审查铸件结构 216

二、从简化铸造工艺方面改进零件结构 219

第二节 造型、造芯方法的选择 223

第三节 浇注位置的确定 224

第四节 分型面的选择 227

复习、思考题 230

第一节 砂芯设计 231

一、确定砂芯形状(分块)及分盒面选择的基本规则 231

第三章 砂芯设计及铸造工艺设计参数 231

二、芯头设计 232

第二节 铸造工艺设计参数 237

—、铸件尺寸公差 237

二、铸件重量公差 238

三、机械加工余量 239

四、铸造收缩率 242

五、起模斜度 244

六、最小铸出孔及槽 244

七、工艺补正量 244

八、分型负数 245

九、反变形量 246

十二、分芯负数 247

十、砂芯负数(砂芯减量) 247

十一、非加工壁厚的负余量 247

复习、思考题 248

第四章 浇注系统设计 249

第一节 液态金属在浇注系统基本组元中的流动 250

一、在砂型中流动的水力学特点 250

二、浇口杯中的流动 251

三、直浇道中的流动 252

四、直浇道窝 255

五、横浇道中金属的流动 256

六、在内浇道中的流动 260

第二节 浇注系统的基本类型及选择 262

一、浇注系统的充满理论 262

二、封闭、开放式浇注系统 264

三、按内浇道在铸件上的位置分类 265

一、奥赞公式 268

第三节 计算阻流截面的水力学公式 268

二、浇注时间 271

三、金属液在型内的上升速度 272

四、流量系数μ的确定 273

第四节 铸铁件浇注系统设计与计算 275

一、设计步骤 275

二、阶梯式浇注系统的计算 276

三、垂直分型浇注系统的计算 278

第五节 其他合金铸件浇注系统的特点 281

一、铸钢件浇注系统 281

二、轻合金铸件的浇注系统 284

三、铜合金浇注系统的特点 286

第六节 金属过滤技术 286

一、陶瓷网格过滤板 287

二、泡沫陶瓷过滤板 287

三、耐火纤维编织过滤网 288

复习、思考题 289

第五章 冒口、冷铁和铸肋 290

第一节 冒口的种类及补缩原理 290

一、冒口的种类 290

二、通用冒口补缩原理 290

第二节 铸钢件冒口的设计与计算 298

一、模数法 298

二、三次方程法 303

三、补缩液量法 303

四、比例法 304

五、铸件工艺出品率的校核 305

第三节 铸铁件实用冒口的设计 306

一、铸铁的体收缩 306

二、实用冒口设计法 307

三、铸铁件的均衡凝固技术 315

一、大气压力冒口 318

第四节 提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口 318

二、保温、发热冒口 319

三、易割冒口 321

第五节 冷铁 322

一、外冷铁 323

二、内冷铁 326

第六节 铸肋 330

一、割肋 330

二、拉肋 332

复习、思考题 333

第六章 铸造工艺装备设计 335

第一节 模样及模板 335

一、模样 335

二、模板 340

二、类型的选择 344

三、砂箱结构 344

一、设计和选用砂箱的基本原则 344

第二节 砂箱 344

第三节 芯盒 350

一、芯盒的类型和材质 350

二、芯盒结构设计 350

三、一般金属芯盒的精度 351

四、热芯盒和壳芯盒的特点 353

第四节 其他工艺装备 355

一、高压造型用直浇道模和浇口杯模 355

二、压砂板和成型压头 356

三、砂芯检验用具 356

四、烘干器(板) 356

五、工装图样的通用技术条件 357

复习、思考题 358

参考文献 359