第1章 绪论 1
1.1 特种铸造方法 1
1.2 特种铸造的技术特点 2
1.3 特种铸造技术的应用与发展 3
1.4 本课程的性质与任务 6
思考题 6
参考文献 6
第2章 金属型铸造 7
2.1 金属型铸造原理 7
2.2 金属型铸件的成形特点 8
2.2.1 型腔内气体对铸件成形的影响 8
2.2.2 铸件凝固过程中热交换的特点 9
2.2.3 金属型阻碍收缩对铸件质量的影响 12
2.3 金属型铸造工艺参数 13
2.3.1 金属型铸造的工艺流程 13
2.3.2 金属型的预热 13
2.3.3 金属型的浇注 14
2.3.4 铸件的出型时间 14
2.3.5 金属型涂料 14
2.3.6 覆砂金属型铸造 15
2.4 金属型铸件的工艺方案 17
2.4.1 铸件结构的工艺性分析 17
2.4.2 铸件在金属型中的浇注位置 19
2.4.3 铸件分型面的选择 19
2.4.4 浇注系统的设计 20
2.4.5 冒口的设计 26
2.5 金属型设计与制作 27
2.5.1 金属型的结构型式 28
2.5.2 金属型主体设计 29
2.5.3 金属型型芯的设计 32
2.5.4 金属型排气系统的设计 37
2.5.5 顶出机构的设计 38
2.5.6 金属型的加热和冷却装置 40
2.5.7 金属型的定位、导向和锁紧装置 41
2.5.8 金属型材料的选择 41
2.6 金属型铸造缺陷与对策 43
2.6.1 缩孔与缩松 43
2.6.2 冷隔或浇不足 44
2.6.3 裂纹 44
2.6.4 气孔 45
2.6.5 夹渣 46
2.7 发动机缸盖金属型铸造应用实例 46
2.7.1 模具或铸型结构设计 46
2.7.2 铸造机及关键工艺参数的选择 47
2.7.3 铸造工艺流程 47
2.7.4 铸件热处理 48
思考题 50
参考文献 50
第3章 压力铸造 51
3.1 概述 51
3.1.1 压铸定义 51
3.1.2 压铸流程 51
3.1.3 压铸生产需具备的条件 52
3.1.4 压铸产品应用示例 53
3.1.5 压铸新技术 54
3.2 压铸机 60
3.2.1 压铸机的分类 60
3.2.2 压铸机的结构特点及应用 61
3.2.3 压铸机的总体结构 62
3.2.4 压铸机的选用 62
3.3 压铸合金 64
3.3.1 铝合金 64
3.3.2 锌合金 64
3.3.3 镁合金 65
3.4 压铸工艺 66
3.4.1 压铸过程中压力与速度的变化 66
3.4.2 压力 67
3.4.3 速度 68
3.4.4 时间 69
3.4.5 温度 71
3.4.6 工艺案例 72
3.5 压铸件结构设计 74
3.5.1 压铸件的结构要素 75
3.5.2 压铸件的尺寸要素 80
3.5.3 简化模具结构的铸件设计 81
3.5.4 功能组合设计 82
3.5.5 压铸件尺寸精度和公差 83
3.6 压铸件缺陷分析及对策 83
3.6.1 缺陷分类及影响因素 83
3.6.2 缺陷检验方法 84
3.6.3 缺陷产生原因及防止方法 85
3.7 压铸模 89
3.7.1 压铸模基本结构 89
3.7.2 压铸模设计要点 89
3.7.3 压铸模设计步骤 89
3.7.4 压铸模加工工艺流程 91
3.7.5 压铸模设计与分解案例 92
思考题 96
参考文献 97
第4章 反重力铸造 98
4.1 反重力铸造原理及分类 98
4.1.1 真空吸铸 99
4.1.2 低压铸造 101
4.1.3 差压铸造 102
4.1.4 调压铸造 104
4.2 反重力铸造工艺参数 106
4.2.1 压力调控 106
4.2.2 浇注温度及铸型温度 109
4.3 反重力铸造工艺方案 110
4.3.1 浇注位置及分型面 110
4.3.2 浇注系统及冒口设计 111
4.3.3 铸型排气设计 112
4.3.4 铸型涂料 113
4.4 反重力铸造设备及自动化 115
4.4.1 反重力铸造设备 115
4.4.2 压力控制系统 118
4.4.3 保温炉结构设计 120
4.4.4 升液管结构设计 122
4.4.5 电磁低压铸造 123
4.5 反重力铸造的缺陷与对策 123
4.5.1 缩孔与缩松 123
4.5.2 气孔 124
4.5.3 浇不足及铸件空壳 126
4.5.4 铸件披缝、鼓胀及跑火 126
4.5.5 铸件变形及裂纹 127
4.5.6 黏砂 127
4.6 反重力铸造应用实例 128
4.6.1 汽车轮毂铸件低压铸造实例 128
4.6.2 航空器舱体铸件调压铸造实例 130
思考题 132
参考文献 132
第5章 熔模铸造 133
5.1 概论 133
5.1.1 熔模铸造的定义 133
5.1.2 熔模铸造的发展历程 133
5.1.3 熔模铸造的工艺流程 133
5.1.4 熔模铸造应用实例 135
5.2 熔模的制备 137
5.2.1 模料常用原材料 137
5.2.2 常用模料的成分及性能 139
5.2.3 模料的配制与制模 142
5.2.4 旧模料的处理及回收 144
5.3 型壳制备 146
5.3.1 对型壳的性能要求 146
5.3.2 型壳的原材料及其作用 146
5.3.3 制壳工艺 154
5.3.4 熔模铸造型芯 162
5.4 熔模铸造工艺设计 172
5.4.1 熔模铸件结构工艺性分析 172
5.4.2 浇注补缩系统设计 173
5.4.3 压型设计 176
5.5 熔模铸造的浇注与清理 183
5.5.1 熔模铸造的浇注 183
5.5.2 熔模铸件的清理 186
5.6 熔模铸造生产的机械化和自动化 186
5.6.1 熔模生产的机械化 186
5.6.2 型壳生产的机械化 187
5.6.3 焙烧、浇注生产线 191
5.7 熔模铸造的缺陷及对策 191
5.8 熔模铸造的工艺适应性分析 194
5.8.1 以铸代锻技术的应用 195
5.8.2 以铸代铸（砂铸）技术的应用 195
5.8.3 以铸代冲技术的应用 196
5.8.4 以铸代焊技术的应用 196
5.8.5 以铸代加工技术的应用 197
5.8.6 以铸代装配技术的应用 197
思考题 198
参考文献 198
第6章 挤压铸造 199
6.1 挤压铸造的工艺方法分类、特点及适应范围 199
6.1.1 工艺方法分类 199
6.1.2 工艺特点 201
6.1.3 工艺适应范围 201
6.2 挤压铸造基本理论简介 202
6.2.1 挤压铸造流变学理论 202
6.2.2 高压凝固理论 203
6.2.3 挤压铸造下的力学成形理论 206
6.3 挤压铸造模具、工艺及设备 209
6.3.1 挤压铸造模具设计 209
6.3.2 挤压铸造设备 215
6.3.3 挤压铸造工艺参数 220
6.4 挤压铸造件组织性能与质量控制 221
6.4.1 挤压铸造件组织与性能 221
6.4.2 挤压铸造的缺陷形成及对策 228
6.5 挤压铸造生产实例 231
6.5.1 汽车铝轮毂 231
6.5.2 摩托车发动机镁合金外壳 234
6.5.3 钢平法兰 237
思考题 239
参考文献 240
第7章 消失模铸造 241
7.1 消失模铸造概述 241
7.1.1 消失模铸造的分类及其技术特点 241
7.1.2 消失模铸造的应用及经济性分析 243
7.1.3 消失模铸造的发展趋势 244
7.2 消失模铸造成形理论基础 246
7.2.1 消失模铸造充型时气体间隙压力 246
7.2.2 消失模铸造的浇注温度 247
7.2.3 消失模铸造的合理浇注速度 247
7.2.4 消失模铸造中铸型坍塌缺陷的形成机理 249
7.3 消失模铸造的充型特征及界面作用 250
7.3.1 消失模铸造的充型过程及裂解产物 250
7.3.2 热解产物对铸件质量的影响 252
7.3.3 消失模铸造的充型及凝固特点 253
7.3.4 消失模铸造的凝固及组织特点 254
7.3.5 消除消失模铸造组织不利因素的措施 256
7.4 消失模铸造的关键技术 256
7.4.1 消失模铸造的白区技术 256
7.4.2 消失模铸造的涂料技术 258
7.4.3 消失模铸造的黑区技术 259
7.4.4 振动紧实工艺基础 262
7.5 消失模铸造的工艺参数及其铸件的缺陷防治措施 266
7.5.1 消失模铸造的浇注系统特征及工艺参数 266
7.5.2 消失模铸造的常见缺陷及防治措施 267
7.6 消失模铸造应用实例 273
7.6.1 工艺设计过程 273
7.6.2 确定浇注位置 274
7.6.3 确定主要铸造工艺参数 274
7.6.4 变速器箱体铸造过程数值模拟及工艺优化 275
7.6.5 变速器箱体铸件浇注实践 276
7.7 铝、镁合金特种消失模铸造新技术 277
7.7.1 铝、镁合金消失模铸造特点 277
7.7.2 压力消失模铸造技术 280
7.7.3 真空低压消失模铸造技术 280
7.7.4 振动消失模铸造技术 285
7.7.5 消失模壳型铸造技术 286
思考题 289
参考文献 289
第8章 离心铸造 291
8.1 概述 291
8.2 离心铸造原理 293
8.2.1 离心力场与离心压力 293
8.2.2 离心铸件内表面的形状 294
8.2.3 离心力场中异相质点的径向移动 294
8.3 离心铸件的凝固及其组织 295
8.3.1 凝固特征 295
8.3.2 凝固组织 296
8.4 离心铸造工艺 298
8.4.1 铸型的转速 298
8.4.2 涂料工艺 301
8.4.3 浇注温度 304
8.4.4 金属液的定量 305
8.5 离心铸造机及生产自动化 306
8.5.1 水冷金属型离心机的特点 307
8.5.2 水冷金属型离心机的结构 307
8.6 离心铸造的工艺适应性分析 314
8.7 离心铸造应用实例 317
8.7.1 毛坯及模具结构的设计 317
8.7.2 离心铸造工艺及过程控制要点 318
8.7.3 涂料工艺及要求 318
8.7.4 铸造工艺流程及过程管理要点 319
8.7.5 缩松的产生与防止 319
思考题 320
参考文献 320
第9章 半固态铸造 322
9.1 半固态铸造的原理、分类、特点及其特性 322
9.2 半固态铸造充型基本理论 326
9.2.1 非牛顿型流动基本理论 326
9.2.2 半固态金属浆料的流变行为 328
9.2.3 具有连续固相半固态浆料的特性 331
9.2.4 固相体积分数为0.5左右的部分重熔半固态金属 332
9.2.5 半固态铸造下塑性变形理论 332
9.3 半固态铸造用材料及其制备方法 337
9.3.1 A356和A357合金 337
9.3.2 A319和A355合金 338
9.3.3 液相铸造比较困难的合金 338
9.3.4 半固态铸造用材料的制备方法 340
9.3.5 半固态金属坯料重熔（二次加热） 347
9.4 半固态铸造工艺 349
9.4.1 半固态压铸 349
9.4.2 半固态压铸工艺参数 354
9.5 半固态成形件热处理工艺与缺陷分析 357
9.5.1 热处理 357
9.5.2 缺陷分析 358
9.6 半固态铸造工艺实例 359
9.6.1 镁合金触变注射成形 359
9.6.2 半固态金属挤压铸造 362
思考题 363
参考文献 363
第10章 其他特种铸造技术介绍 366
10.1 陶瓷型铸造 366
10.1.1 陶瓷型铸造的工艺特点及应用范围 366
10.1.2 陶瓷型的制造 366
10.2 石膏型铸造 368
10.2.1 石膏型铸造的工艺特点及应用范围 368
10.2.2 石膏型的制造 369
10.2.3 石膏型铸造工艺 370
10.3 连续铸造 370
10.3.1 连续铸造成形原理 370
10.3.2 连续铸造工艺及应用 372
10.3.3 双流浇注连续铸造技术 372
10.4 铸渗技术 375
10.4.1 铸渗基本原理 375
10.4.2 铸渗工艺 376
10.5 复合材料的金属浸渗技术 378
10.5.1 金属液在多孔介质中的浸渗 378
10.5.2 压力浸渗技术 378
10.6 电磁铸造技术 381
10.6.1 电磁铸造技术原理 381
10.6.2 电磁铸造工艺 382
10.6.3 电磁铸造材料的组织与性能 384
思考题 385
参考文献 385
第11章 艺术铸造 388
11.1 艺术铸造欣赏 388
11.2 艺术铸件铸造方法及应用 392
11.2.1 制造过程及要求 392
11.2.2 常用的铸造方法 392
11.3 艺术铸件材料选择及应用 398
11.3.1 艺术铸造合金材料 398
11.3.2 艺术铸造对合金材料性能的要求及选材原则 398
11.3.3 几种应用最广的艺术铸造合金 399
11.3.4 铜合金熔炼技术 401
11.4 艺术铸造案例 402
11.4.1 案例一：石膏型铸造《日晷》 402
11.4.2 案例二：石膏砂型铸造《海景翔龙》 405
11.4.3 案例三：铸、锻、焊不锈钢雕塑《九天揽月》 406
11.4.4 案例四：熔模铸造《论语笔筒》 407
11.4.5 案例五：快速成形技术的应用 408
思考题 411
参考文献 411