第一章 基本知识与常用数据图表 1
1 基本知识 1
1.1 金属学基本知识 1
1.1.1 金属的结晶 1
1.1.2 合金的相结构 4
1.1.3 状态图 4
1.1.4 热处理 8
1.1.5 金属的力学性能 10
1.2 合金熔炼与处理的冶金原理 11
1.2.1 氧化与还原 11
1.2.2 金属的精炼与净化 13
1.3 铸件的凝固 14
1.3.1 铸件的凝固方式 14
1.3.2 铸件凝固方式对铸件质量的影响 15
1.3.3 铸件凝固过程的控制 18
1.4 合金的铸造性能 19
1.4.1 合金的流动性 19
1.4.2 收缩 19
1.4.3 热裂与冷裂 21
1.4.4 铸造应力与变形 22
1.4.5 合金的偏析 23
2 常用数据与图表 23
2.1 单位与换算 23
2.1.1 长度单位换算 23
2.1.2 面积单位换算 24
2.1.3 体积单位换算 24
2.1.4 质量单位换算 24
2.1.5 密度单位换算 24
2.1.6 力的单位换算 25
2.1.7 压力和应力单位换算 25
2.1.8 力矩单位换算 26
2.1.9 能、功和热量单位换算 26
2.1.10 功率单位换算 26
2.1.11 温度换算 26
2.2 常用数学数据公式 27
2.2.1 常见平面图形的周长和面积计算公式 27
2.2.2 常见立体图形的体积、表面积计算公式 29
2.3 金属和合金的理化性能 31
2.3.1 硬度换算表 31
2.3.2 常见铁合金、纯金属的熔点和密度 33
2.4 非金属材料的理化性能 34
2.4.1 粘土质耐火砖的物理指标 34
2.4.2 硅质耐火砖的理化指标 35
2.4.3 镁砖及镁硅砖的理化指标 35
2.4.4 镁铬砖的理化指标 35
2.4.5 高铝质耐火砖的理化指标 36
2.4.6 镁砂的理化指标 36
2.4.7 优质高铝矾土熟料 36
2.4.8 不同种类耐火砖之间的反应 37
2.4.9 炉渣、炉气、铁水与耐火砖的作用 37
2.4.10 硅藻土质隔热耐火制品 38
2.4.11 常用盐类的物理性质 38
第二章 造型材料 40
1 铸造用原砂 40
1.1 铸造用硅砂 40
1.1.1 硅砂的来源及分类 40
1.1.2 硅砂的组成、性能和技术条件 40
1.1.3 铸造用硅砂的分级 43
1.1.4 检定铸造粘结剂用标准砂 43
1.2 铸造用特种砂 44
1.2.1 锆砂（锆英石砂） 44
1.2.2 铬铁矿砂 44
1.2.3 橄榄石砂 46
1.2.4 铝矾土耐火熟料砂 47
1.2.5 刚玉砂（粉） 48
2 铸造粘结材料 48
2.1 粘土 48
2.1.1 普通粘土 49
2.1.2 膨润土 50
2.2 铸造用水玻璃 51
2.3 油类粘结剂 52
2.3.1 植物油粘结剂 52
2.3.2 矿物油粘结剂 54
2.4 水溶性有机粘结剂 55
2.4.1 纸浆残液 55
2.4.2 淀粉 55
2.4.3 糊精 56
2.4.4 糖浆 56
2.5 铸造用合成树脂粘结剂 56
2.5.1 自硬法用树脂粘结剂 56
2.5.2 壳型（芯）覆膜砂用树脂 59
2.5.3 热芯盒法用树脂及其固化剂 59
2.5.4 冷芯盒法用树脂粘结剂 60
3 其它原材料 61
3.1 偶联剂 61
3.2 抗粘砂材料 62
3.2.1 煤粉 62
3.2.2 重油 62
3.2.3 石墨粉 63
3.3 悬浮剂及增稠剂 66
3.3.1 钠基膨润土 66
3.3.2 锂膨润土 66
3.3.3 有机改性膨润土 66
3.3.4 凹凸棒土 66
3.3.5 羧甲基纤维素钠（CMC） 67
3.3.6 聚乙烯醇缩丁醛（PVB） 67
4 型（芯）砂 68
4.1 粘土砂 68
4.1.1 湿型砂 68
4.1.2 干型砂和表干砂 76
4.2 水玻璃砂 76
4.2.1 CO2水玻璃砂 76
4.2.2 真空置换硬化法（VRH法）水玻璃砂 79
4.2.3 酯硬化水玻璃砂 79
4.2.4 水玻璃砂旧砂再生 81
4.3 树脂砂 82
4.3.1 树脂自硬砂 82
4.3.2 壳型（芯）砂 85
4.3.3 热芯盒砂 87
4.3.4 温芯盒砂 88
4.3.5 冷芯盒砂 88
4.4 油砂 89
4.4.1 植物油砂 89
4.4.2 合脂砂 91
4.4.3 渣油砂 91
5 铸造涂料及辅助材料 92
5.1 涂料 92
5.1.1 涂料应具备的性能 92
5.1.2 涂料的基本组成 93
5.1.3 涂料性能的测定 94
5.1.4 涂料的选用 95
5.1.5 特种涂料 95
5.1.6 涂料的涂敷方法 96
5.2 辅助材料 98
5.2.1 修补砂 98
5.2.2 修补膏 99
5.2.3 粘合剂 99
5.2.4 封箱泥膏（条） 100
5.2.5 脱模剂 100
第三章 铸造工艺 101
1 造型方法分类与选择 101
2 制芯方法分类与选择 105
3 铸造工艺设计 107
3.1 铸造工艺符号及其表示方法 107
3.2 铸造工艺方案的确定 117
3.3 铸造工艺参数 123
3.3.1 铸件尺寸公差 123
3.3.2 机械加工余量 125
3.3.3 铸造收缩率 130
3.3.4 起模斜度 133
3.3.5 非加工壁厚负余量 135
3.3.6 最小铸出孔 135
3.3.7 反变形量 136
3.3.8 工艺补正量 138
3.3.9 分型负数 140
3.4 砂芯设计 140
3.4.1 芯头基本尺寸 140
3.4.2 砂芯负数 148
3.4.3 芯骨 150
3.5 浇注系统设计 152
3.5.1 浇注系统的组成、作用与内浇道设置的一般原则 152
3.5.2 浇注系统的类型和应用范围 154
3.5.3 灰铸铁件的浇注系统 161
3.5.4 球墨铸铁件的浇注系统 170
3.5.5 铸钢件的浇注系统 171
3.5.6 铝合金铸件的浇注系统 176
3.5.7 铜合金铸件的浇注系统 179
3.6 冒口设计 181
3.6.1 铸钢件冒口 181
3.6.2 灰铸铁件冒口 222
3.6.3 球墨铸铁件冒口 224
3.6.4 有色合金铸件冒口 226
3.7 出气孔设计 228
3.8 冷铁设计 229
3.8.1 铸钢件外冷铁 229
3.8.2 铸铁件外冷铁 237
3.8.3 有色合金铸件外冷铁 240
4 造型和制芯 241
4.1 手工造型与制芯 241
4.1.1 手工造型 241
4.1.2 手工制芯 248
4.2 机器造型 252
4.3 树脂砂造型与制芯 253
4.3.1 自硬法 253
4.3.2 热硬法 256
4.3.3 气硬法 259
4.3.4 树脂砂造型、制芯的工艺装备 260
5 砂芯的烘干 264
5.1 烘干规范 264
5.2 烘干守则 266
5.3 烘干质量的检查 266
6 砂型的装配 267
7 铸件落砂、清理及后处理 269
7.1 铸件的落砂除芯 270
7.1.1 铸件的冷却 270
7.1.2 机械落砂除芯 274
7.1.3 水力清砂除芯 275
7.2 铸件的浇冒口、飞翅和毛刺的去除 276
7.2.1 机械冲、锯、切 276
7.2.2 电弧气刨 278
7.2.3 氧-乙炔焰气割 279
7.3 铸件的表面清理 282
7.3.1 滚筒表面清理 282
7.3.2 喷丸表面清理 282
7.3.3 抛丸表面清理 284
7.3.4 铸件表面的铲磨 286
7.4 铸件缺陷的修补 289
7.4.1 电焊焊补 289
7.4.2 气焊焊补 296
7.4.3 工业修补剂修补 300
7.4.4 溶液浸渗修补 300
7.5 铸件除应力处理 300
第四章 铸铁 303
1 概述 303
1.1 铸铁的分类、特点和应用 303
1.1.1 铸铁的分类 303
1.1.2 铸铁牌号的表示方法 304
1.1.3 各种铸铁的特点和应用 306
1.2 铁碳双重相图 307
1.3 铸铁的结晶 307
1.3.1 碳当量和共晶度 307
1.3.2 铸铁的结晶 308
1.4 影响铸铁组织和性能的因素 311
1.4.1 铸铁的组织和性能 311
1.4.2 化学成分的影响 312
1.4.3 冷却速度的影响 313
1.4.4 炉料的影响 315
1.4.5 铁水过热的影响 316
1.4.6 孕育处理的影响 316
2 灰铸铁 316
2.1 灰铸铁的组织 316
2.1.1 石墨 316
2.1.2 基体 321
2.1.3 磷共晶 323
2.1.4 共晶团 324
2.2 灰铸铁分级 325
2.2.1 灰铸铁牌号 325
2.2.2 力学性能检测用试棒（块）和试样的制备 328
2.3 灰铸铁的化学成分 328
2.4 灰铸铁的铸造性能 329
2.4.1 流动性 329
2.4.2 收缩 331
2.4.3 铸造应力、裂纹与变形 332
2.4.4 断面敏感性 333
2.5 灰铸铁的孕育 333
2.5.1 孕育处理的作用 333
2.5.2 孕育铸铁的化学成分与配料 333
2.5.3 孕育剂 334
2.5.4 孕育处理方法 335
2.5.5 孕育效果的炉前检验与控制 337
3 球墨铸铁与蠕墨铸铁 338
3.1 球墨铸铁的组织 338
3.1.1 石墨 338
3.1.2 基体 339
3.1.3 渗碳体和磷共晶 342
3.2 球墨铸铁分级 342
3.2.1 球墨铸铁牌号 342
3.2.2 力学性能检测用试块和试样的制备 344
3.3 球墨铸铁的化学成分 345
3.4 球化处理和孕育处理 347
3.4.1 球化剂 347
3.4.2 球化处理方法 350
3.4.3 孕育处理 353
3.4.4 球化效果炉前检验 354
3.5 球墨铸铁的凝固特点与铸造性能 355
3.5.1 球墨铸铁的凝固特点 355
3.5.2 球墨铸铁的铸造性能 355
3.6 球墨铸铁的热处理 357
3.6.1 退火 357
3.6.2 正火 358
3.6.3 淬火与回火 360
3.6.4 等温淬火 361
3.7 球墨铸铁的缺陷及防止 362
3.8 蠕墨铸铁 364
3.8.1 蠕墨铸铁的金相组织 364
3.8.2 蠕墨铸铁的牌号、性能和应用 366
3.8.3 蠕墨铸铁的化学成分 370
3.8.4 蠕化处理和孕育处理 372
4 铸铁的熔炼 375
4.1 概述 375
4.2 冲天炉炉料和配料 376
4.2.1 炉料 376
4.2.2 配料计算 384
4.3 冲天炉的结构 387
4.3.1 基本组成 387
4.3.2 结构类型 390
4.3.3 主要结构参数 391
4.4 冲天炉熔炼 399
4.4.1 冲天炉的工作过程 399
4.4.2 修炉 402
4.4.3 熔炼操作要点 404
4.4.4 熔炼过程的常见故障 406
4.5 改善冲天炉熔炼的主要措施 407
4.5.1 预热送风 407
4.5.2 富氧送风 409
4.5.3 除湿送风 411
4.5.4 水冷炉衬 411
4.5.5 双联熔炼 414
4.6 冲天炉熔炼检测技术 415
4.6.1 料位的检测 415
4.6.2 送风压力的检测 417
4.6.3 送风量的检测 418
4.6.4 温度的检测 423
4.6.5 炉气成分的检测 429
4.7 冲天炉用鼓风机 429
4.7.1 冲天炉用鼓风机的种类 429
4.7.2 鼓风机的选择 433
第五章 铸钢 434
1 铸造碳钢 434
1.1 铸造碳钢的牌号、化学成分和力学性能 434
1.2 铸造碳钢的铸造性能 436
1.2.1 铸造碳钢的铸造性能特点 436
1.2.2 流动性 436
1.2.3 收缩性 437
1.2.4 热裂倾向 437
1.2.5 冷裂倾向 438
1.3 铸造碳钢的热处理 438
1.3.1 退火 429
1.3.2 正火 441
1.3.3 正火加回火 441
2 铸造低合金钢 442
2.1 铸造低合金钢的牌号、化学成分和力学性能 442
2.2 铸造低合金钢的铸造性能和铸造工艺特点 447
2.2.1 铸造低合金钢的铸造性能特点 447
2.2.2 铸造低合金钢的铸造工艺特点 447
2.3 低合金钢铸件的热处理 448
2.3.1 预先退火热处理 448
2.3.2 淬火（正火）温度及保温时间 448
2.3.3 回火温度及冷却速度 450
3 高锰钢 450
3.1 高锰钢的牌号、化学成分和力学性能 451
3.2 高锰钢的铸造性能和铸造工艺特点 451
3.3 高锰钢铸件的热处理 452
4 铸造不锈钢 453
4.1 铸造不锈钢的牌号和化学成分 453
4.2 不锈钢的热处理规范和力学性能 456
4.3 铸造不锈钢的铸造性能和铸造工艺特点 458
5 铸钢的熔炼和处理 459
5.1 炼钢用原材料 459
5.1.1 金属材料 459
5.1.2 耐火材料 463
5.1.3 造渣材料、氧化剂和增碳剂 464
5.1.4 脱氧剂 465
5.1.5 石墨电极 466
5.2 电弧炉炼钢 467
5.2.1 三相电弧炉的结构及主要技术规格 467
5.2.2 碱性电弧炉炼钢的工艺方法特点 471
5.2.3 碱性电弧炉氧化法炼钢 471
5.2.4 碱性电弧炉吹氧返回法炼钢 483
5.2.5 碱性电弧炉不氧化法炼钢 486
5.2.6 酸性电弧炉炼钢 487
5.3 感应电炉炼钢 489
5.3.1 感应电炉炼钢的特点 489
5.3.2 无芯感应电炉的结构与基本参数 489
5.3.3 酸性中频感应电炉炼钢 489
5.3.4 碱性感应电炉炼钢 493
5.3.5 中频感应电炉炼钢实例 495
5.4 钢液炉外精炼 497
5.4.1 钢包吹氩精炼 498
5.4.2 氩氧脱碳精炼 500
5.4.3 真空氧脱碳精炼和真空氩氧脱碳转炉精炼 501
5.4.4 钢包电弧加热精炼 502
第六章 铸造有色合金 504
1 铸造铝合金 504
1.1 铸造铝合金的材质 504
1.1.1 铸造铝合金的分类 504
1.1.2 合金元素的作用 506
1.1.3 铸造铝合金的规格 507
1.2 铸造铝合金的熔炼 512
1.2.1 熔炼炉与坩埚 512
1.2.2 熔炼材料 520
1.2.3 配料计算 526
1.2.4 熔炼工艺 529
1.3 铸造铝合金的热处理 530
1.4 铸造铝合金的质量控制 536
1.4.1 炉前检查与控制 536
1.4.2 力学性能检验 537
1.4.3 内部质量检验 537
2 铸造铜合金 538
2.1 铸造铜合金的材质与用途 538
2.1.1 铸造铜合金的规格 538
2.1.2 铸造铜合金的分类及其主要特点 538
2.1.3 铸造铜合金的应用 549
2.2 铸造铜合金的熔炼 549
2.3 铸造铜合金的热处理 555
3 铸造有色合金件常见缺陷和主要防止方法 561
3.1 铸造铝合金件常见缺陷和主要防止方法 561
3.2 铸造铜合金件常见缺陷和主要防止方法 563
第七章 铸件质量检验及缺陷分析 563
1 铸件质量检验 564
1.1 铸件质量一般检验内容 564
1.2 常规力学性能试验 565
1.2.1 力学性能检验项目 565
1.2.2 试样分类 566
1.2.3 各类铸件的试样标准 567
1.3 铸件尺寸公差检测 577
1.3.1 铸件尺寸公差标准 577
1.3.2 有关尺寸公差的基本概念 577
1.3.3 应用《铸件尺寸公差》标准应注意的问题 583
1.4 铸件表面粗糙度检测 584
1.4.1 表面粗糙度比较样块 585
1.4.2 铸件表面粗糙度检测评定方法 585
1.4.3 粗糙度与光洁度对照 586
1.5 铸件重量公差检测 587
1.6 铸件内部缺陷的检验 587
1.6.1 超声波探伤法 587
1.6.2 射线探伤法 588
2 铸件常见缺陷和主要防止方法 589
2.1 孔洞类缺陷 589
2.2 裂纹、冷隔类缺陷 591
2.3 表面缺陷 592
2.4 多肉类缺陷 595
2.5 残缺类缺陷 598
2.6 夹杂类缺陷 599
2.7 尺寸和形状偏差类缺陷 601
第八章 铸造环境保护与安全技术 601
1 铸造生产中的污染分析 603
1.1 铸造生产各工部的污染 603
1.2 空气污染 603
1.2.1 粒状污染 603
1.2.2 气态污染 607
1.2.3 空气污染的危害 609
1.2.4 空气污染物容许浓度及排放标准 609
1.3 废水 614
1.3.1 铸造废水的发生源 614
1.3.2 铸件耗水量 615
1.3.3 废水水质 616
1.3.4 废水排放标准 616
1.4 废渣 617
1.5 噪声 618
1.5.1 铸造车间的噪声源 618
1.5.2 噪声的危害 618
1.5.3 噪声容许标准 618
2 污染治理途径 620
2.1 粉尘、烟尘的治理 620
2.2 气态污染的治理 621
2.3 废水的治理 622
2.4 废渣的治理 622
2.5 噪声的治理 623
3 铸造生产安全技术 623
3.1 安全操作通则 624
3.2 预防爆炸、烫伤事故 624
3.3 预防重物坠落、挤撞事故 626
3.4 预防物体打击事故 627
第九章 圣泉产品应用指南 627
1 糠醛和糠醇 628
2 自硬呋喃树脂及配套固化剂 629
3 酯硬化碱性酚醛树脂及配套固化剂 630
4 酚脲皖自硬树脂 631
5 三乙胺硬化冷芯盒树脂 633
6 SQJ610型CO2硬化碱性酚醛树脂 634
7 SQJ820型甲酸甲酯气体硬化酚醛树脂 634
8 热芯盒树脂及配套固化剂 635
9 覆膜砂（壳芯）用酚醛树脂 637
10 铸造涂料 638
10.1 FQ系列醇基铸造涂料 638
10.2 FS系列水基铸造涂料 639
11 FCF系列泡沫陶瓷过滤器 639
12 BXF系列纤维过滤网 640
13 其他铸造辅助材料 641
13.1 脱模剂 641
13.1.1 热芯盒和壳芯用脱模剂 641
13.1.2 自硬砂用脱模剂 641
13.1.3 冷芯盒用脱模剂 642
13.1.4 湿型砂用脱模剂 642
13.2 型芯粘结剂 642
13.3 清洗剂 643
13.4 封箱泥膏 643
13.5 封箱泥条 643
14 “A+B”固化剂自动控制仪 644
附录一 中国机械工程学会铸造分会简介 646
附录二 济南圣泉集团股份有限公司简介 649
参考文献 652