主要涵蓋目前先進金屬液態(tài)凝固成型領域的主要應用技術及發(fā)展前沿，包括：金屬型鑄造、壓力鑄造、差壓與低壓鑄造、熔模鑄造、擠壓鑄造、消失模鑄造、離心鑄造、半固態(tài)鑄造和其他特種鑄造技術，以及藝術鑄造。主要內容涉及各項特種鑄造技術的基本原理、典型技術工藝和設備，并安排有多種工業(yè)典型實例和思考題。
本書是根據(jù)中國機械工業(yè)教育協(xié)會材料成形及控制學科教學委員會在蘭州召開的會議精神, 組織全國具有代表性的高校和企業(yè)編寫的鑄造方向系列規(guī)劃教材之一, 主要用于高等學校材料成形及控制工程專業(yè)鑄造方向專業(yè)課程的教學。
我國高等院校自1952 年開始創(chuàng)辦鑄造專業(yè), 較早期的特種鑄造教材有南京工學院( 現(xiàn)東南大學) 鑄工教研組編寫的《特種鑄造》(1961) 、宮克強主編的《特種鑄造》( 高等學校試用教材, 1982) 、王樂儀主編的《特種鑄造工藝》[ 航空院校鑄造專業(yè)教材( 非指定) ,1984] 、曾昭昭主編的《特種鑄造》(1990) 等。我國高校人才培養(yǎng)模式在1998 年發(fā)生了重大轉變, 即由原來的按照專業(yè)( 產業(yè)) 培養(yǎng)模式, 轉變?yōu)橹鼗A、寬口徑的學科培養(yǎng)模式,國家高等教育專業(yè)目錄也進行了調整, 鑄造專業(yè)并入材料成形及控制工程專業(yè), 專業(yè)課程大幅削減, 很多高校取消了實踐性很強的“ 特種鑄造” 專業(yè)課。然而, 經(jīng)過十多年的寬口徑學科人才培養(yǎng)模式實踐, 人們又發(fā)現(xiàn), 原來學生的知識面過窄的狀況雖然有所改善, 但是又出現(xiàn)了所學專業(yè)知識淺而泛、不深入, 不能很好地適應企業(yè)的專業(yè)生產實踐需要等新問題。
材料成形及控制工程專業(yè)的大學畢業(yè)生對企業(yè)已大量應用的特種鑄造新技術缺乏了解, 鑄造專業(yè)技術人才奇缺的現(xiàn)象嚴重。尤其是我國鑄造行業(yè)經(jīng)過近三十年的快速發(fā)展, 大量的特種鑄造新技術已經(jīng)在生產實際中獲得廣泛應用, 而過去編寫的《特種鑄造》專業(yè)教材長期沒有更新, 需要進行大幅度的修訂或重新編寫, 以汲取最新成果、適應工業(yè)發(fā)展的需要。
本次教材的編寫, 是鑄造專業(yè)教材經(jīng)歷二十幾年以后, 又一次由全國性學術團體組織的規(guī)模較大的規(guī)劃教材的集中編寫。根據(jù)教材編委會對本次教材編寫提出的指導性意見和要求, 在全國鑄造方向的代表性高校、研究院和企業(yè)中廣泛征詢意見、遴選專家, 組成了《特種鑄造》教材編寫組。教材編寫第一次工作會議于2010 年10 月16 日( 第69 屆世界鑄造會議暨2010 中國鑄造活動周同期舉行) 在杭州市召開, 討論確定教材編寫大綱( 包括教材的定位、內容、特色) 、編寫風格、各章的編寫人員和負責人等。第二次工作會議于2010年11 月21 日在華南理工大學召開, 討論確定特種鑄造工藝案例的選取原則、案例編寫規(guī)范、負責提供案例的單位等。第三次工作會議于2011 年7 月16 日( 第13 屆全國特種鑄造及有色合金學術年會同期舉行) 在武漢市召開, 編寫組對全書進行第一次集中審稿、修改。
第四次工作會議于2011 年11 月14 日( 第11 屆亞洲鑄造會議暨2011 中國鑄造活動周同期舉行) 在廣州市召開, 編寫組對全書進行第二次集中審稿、修改。
關于本書的編寫定位和特色的幾點說明。第一, 關于編寫定位。特種鑄造是一門工程技術, 既要掌握基本原理, 又要了解工程應用。因此, 本書較系統(tǒng)地介紹各種特種鑄造技術的基本原理、技術方法和工程應用, 三者并重。第二, 關于內容的選取。本書以目前成熟、先進、實用的主流特種鑄造技術作為主要內容, 同時介紹前沿的特種鑄造技術, 以利于學生適應特種鑄造技術開發(fā)工作。第三, 突出工程應用特點。各章針對不同特種鑄造工藝選取適合特種鑄造Ⅵ 的典型零件, 完整地介紹了特種鑄造工藝過程、工藝特點。同時, 安排了“ 工藝適應性分析” 一節(jié), 主要從成形性和經(jīng)濟性方面進行比較, 以供學生走上工作崗位, 有一個大致的工藝選擇方向。第四, 專門安排了一章介紹藝術鑄造, 這在以往的《特種鑄造》教材中是很少見的, 可以讓工科專業(yè)的學生在比較枯燥的專業(yè)課學習中欣賞藝術, 思考工程技術如何與藝術完美結合, 提高學習興趣。第五, 在編排上采用模塊式, 各部分內容相對獨立, 使用者可以根據(jù)具體培養(yǎng)目標選擇授課內容, 適合不同類型高校的學生選用。
本書由華南理工大學陳維平、李元元任主編, 哈爾濱工業(yè)大學羅守靖、西北工業(yè)大學黃衛(wèi)東和華中科技大學樊自田任副主編。在陳維平、李元元的主持下, 通過充分的調研與論證, 由主編和副主編共同提出了本書的編寫大綱( 草案) , 并經(jīng)過第一次編寫工作會議討論確定。編寫分工: 第1 章由陳維平、李元元、河南理工大學黃丹編寫, 第2 章由河北科技大學譚建波、廣東肇慶動力技研有限公司何韶編寫, 第3 章由華南理工大學吳春苗、李元元、中國第一汽車集團公司邢敏儒編寫, 第4 章由黃衛(wèi)東、西北工業(yè)大學王猛編寫, 第5 章由湖南大學葉久新、東風精密鑄造有限公司李海樹編寫, 第6 章由羅守靖編寫, 第7 章由樊自田、華中科技大學蔣文明編寫, 第8 章由黃丹、陳維平編寫, 第9 章由南昌大學楊湘杰編寫, 第10 章由黃丹、陳維平編寫, 第11 章由廣州美術學院賴錫鴻編寫。全書由陳維平負責統(tǒng)稿, 哈爾濱工業(yè)大學郭景杰擔任主審。
在本書出版之際, 我們衷心感謝對本書給予幫助和支持的所有同行和專家! 這里要特別感謝廣州有色金屬研究院王順成高工、廣州鋼鐵企業(yè)集團技術中心李新國高工、中國兵器科學研究院寧波分院朱秀榮研究員、華南理工大學趙海東教授、廣東肇慶動力技研有限公司李維明高工等, 他們受邀參加了本書調研的有關會議和討論。羅杰碩士參加了前期調研資料的整理工作, 劉健博士協(xié)助了后期教材修改的匯總整理工
前 言
第1 章 緒論 1
1. 1 特種鑄造方法 1
1. 2 特種鑄造的技術特點 2
1. 3 特種鑄造技術的應用與發(fā)展 3
1. 4 本課程的性質與任務 6
思考題 6
參考文獻 6
第2 章 金屬型鑄造 7
2. 1 金屬型鑄造原理 7
2. 2 金屬型鑄件的成形特點 8
2. 2. 1 型腔內氣體對鑄件成形的影響 8
2. 2. 2 鑄件凝固過程中熱交換的特點 9
2. 2. 3 金屬型阻礙收縮對鑄件質量的
影響 12
2. 3 金屬型鑄造工藝參數(shù) 13
2. 3. 1 金屬型鑄造的工藝流程 13
2. 3. 2 金屬型的預熱 13
2. 3. 3 金屬型的澆注 14
2. 3. 4 鑄件的出型時間 14
2. 3. 5 金屬型涂料 14
2. 3. 6 覆砂金屬型鑄造 15
2. 4 金屬型鑄件的工藝方案 17
2. 4. 1 鑄件結構的工藝性分析 17
2. 4. 2 鑄件在金屬型中的澆注位置 19
2. 4. 3 鑄件分型面的選擇 19
2. 4. 4 澆注系統(tǒng)的設計 20
2. 4. 5 冒口的設計 26
2. 5 金屬型設計與制作 27
2. 5. 1 金屬型的結構型式 28
2. 5. 2 金屬型主體設計 29
2. 5. 3 金屬型型芯的設計 32
2. 5. 4 金屬型排氣系統(tǒng)的設計 37
2. 5. 5 頂出機構的設計 38
2. 5. 6 金屬型的加熱和冷卻裝置 40
2. 5. 7 金屬型的定位、導向和鎖緊
裝置 41
2. 5. 8 金屬型材料的選擇 41
2. 6 金屬型鑄造缺陷與對策 43
2. 6. 1 縮孔與縮松 43
2. 6. 2 冷隔或澆不足 44
2. 6. 3 裂紋 44
2. 6. 4 氣孔 45
2. 6. 5 夾渣 46
2. 7 發(fā)動機缸蓋金屬型鑄造應用
實例 46
2. 7. 1 模具或鑄型結構設計 46
2. 7. 2 鑄造機及關鍵工藝參數(shù)的選擇 47
2. 7. 3 鑄造工藝流程 47
2. 7. 4 鑄件熱處理 48
思考題 50
參考文獻 50
第3 章 壓力鑄造 51
3. 1 概述 51
3. 1. 1 壓鑄定義 51
3. 1. 2 壓鑄流程 51
3. 1. 3 壓鑄生產需具備的條件 52
3. 1. 4 壓鑄產品應用示例 53
3. 1. 5 壓鑄新技術 54
3. 2 壓鑄機 60
3. 2. 1 壓鑄機的分類 60
3. 2. 2 壓鑄機的結構特點及應用 61
3. 2. 3 壓鑄機的總體結構 62
3. 2. 4 壓鑄機的選用 62
3. 3 壓鑄合金 64
3. 3. 1 鋁合金 64
特種鑄造
Ⅷ
3. 3. 2 鋅合金 64
3. 3. 3 鎂合金 65
3. 4 壓鑄工藝 66
3. 4. 1 壓鑄過程中壓力與速度的變化 66
3. 4. 2 壓力 67
3. 4. 3 速度 68
3. 4. 4 時間 69
3. 4. 5 溫度 71
3. 4. 6 工藝案例 72
3. 5 壓鑄件結構設計 74
3. 5. 1 壓鑄件的結構要素 75
3. 5. 2 壓鑄件的尺寸要素 80
3. 5. 3 簡化模具結構的鑄件設計 81
3. 5. 4 功能組合設計 82
3. 5. 5 壓鑄件尺寸精度和公差 83
3. 6 壓鑄件缺陷分析及對策 83
3. 6. 1 缺陷分類及影響因素 83
3. 6. 2 缺陷檢驗方法 84
3. 6. 3 缺陷產生原因及防止方法 85
3. 7 壓鑄模 89
3. 7. 1 壓鑄�；窘Y構 89
3. 7. 2 壓鑄模設計要點 89
3. 7. 3 壓鑄模設計步驟 89
3. 7. 4 壓鑄模加工工藝流程 91
3. 7. 5 壓鑄模設計與分解案例 92
思考題 96
參考文獻 97
第4 章 反重力鑄造 98
4. 1 反重力鑄造原理及分類 98
4. 1. 1 真空吸鑄 99
4. 1. 2 低壓鑄造 101
4. 1. 3 差壓鑄造 102
4. 1. 4 調壓鑄造 104
4. 2 反重力鑄造工藝參數(shù) 106
4. 2. 1 壓力調控 106
4. 2. 2 澆注溫度及鑄型溫度 109
4. 3 反重力鑄造工藝方案 110
4. 3. 1 澆注位置及分型面 110
4. 3. 2 澆注系統(tǒng)及冒口設計 111
4. 3. 3 鑄型排氣設計 112
4. 3. 4 鑄型涂料 113
4. 4 反重力鑄造設備及自動化 115
4. 4. 1 反重力鑄造設備 115
4. 4. 2 壓力控制系統(tǒng) 118
4. 4. 3 保溫爐結構設計 120
4. 4. 4 升液管結構設計 122
4. 4. 5 電磁低壓鑄造 123
4. 5 反重力鑄造的缺陷與對策 123
4. 5. 1 縮孔與縮松 123
4. 5. 2 氣孔 124
4. 5. 3 澆不足及鑄件空殼 126
4. 5. 4 鑄件披縫、鼓脹及跑火 126
4. 5. 5 鑄件變形及裂紋 127
4. 5. 6 黏砂 127
4. 6 反重力鑄造應用實例 128
4. 6. 1 汽車輪轂鑄件低壓鑄造實例 128
4. 6. 2 航空器艙體鑄件調壓鑄造實例 130
思考題 132
參考文獻 132
第5 章 熔模鑄造 133
5. 1 概論 133
5. 1. 1 熔模鑄造的定義 133
5. 1. 2 熔模鑄造的發(fā)展歷程 133
5. 1. 3 熔模鑄造的工藝流程 133
5. 1. 4 熔模鑄造應用實例 135
5. 2 熔模的制備 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.
書單推薦
