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第1章 绪论 1

1.1铸造工艺（技术）的发展历史 1

1.1.1铸造工艺（技术）的古代发展史 1

1.1.2铸造工艺（技术）的现代发展史 2

1.2铸造工艺（技术）发展展望 5

1.2.1铸造工艺技术向节能节材方向发展 5

1.2.2铸造工艺技术向少无污染方向发展 6

1.2.3铸造工艺技术向提高铸件尺寸精度方向发展 6

1.2.4铸造工艺技术向生产少无缺陷铸件方向发展 6

1.2.5满足新的铸造合金发展的铸造新工艺开发 6

参考文献 6

第2章 铸造工艺设计基础 7

2.1金属液充型过程的流体力学 7

2.1.1金属液的流体力学特性 7

2.1.2充型过程的流体力学计算 7

2.1.3局部阻力系数和流量损耗系数 8

2.1.4浇注系统大孔出流理论 10

2.2金属液的充型能力 12

2.2.1金属液充型能力的基本概念 12

2.2.2影响充型能力的因素 13

2.2.3提高充型能力的措施 17

2.3金属液与铸型的相互作用 17

2.3.1热作用 17

2.3.2物理、化学作用 18

2.3.3机械作用 18

2.4铸件一次结晶的控制 18

2.4.1固溶体型合金的结晶控制 19

2.4.2共晶型合金的结晶控制 20

2.5铸件的凝固 20

2.5.1铸件的凝固方式 20

2.5.2几种典型合金的凝固方式 22

2.5.3合金的凝固方式与铸件质量的关系 24

2.5.4铸件的凝固时间和凝固速度 25

2.6铸件的收缩 26

2.6.1铸钢的收缩 26

2.6.2铸铁的收缩 27

2.6.3铸件的实际收缩 28

2.6.4缩孔和缩松 29

2.6.5铸件的热裂 33

2.6.6铸件的铸造应力、冷裂及变形 34

2.7铸件中的气体和非金属夹杂物 36

2.7.1铸件中的气体 36

2.7.2铸件中的非金属夹杂物 40

参考文献 43

第3章 铸造工艺设计 44

3.1铸件结构工艺和铸件的先期质量策划 44

3.1.1零件结构的铸造工艺性 44

3.1.2铸件开发的先期质量策划 70

3.2砂型铸造方法的分类与选择 70

3.2.1湿型砂造型 70

3.2.2化学黏结剂砂造型 76

3.2.3消失模铸造 83

3.2.4负压铸造 90

3.2.5制芯方法的分类和选择 94

3.3铸造工艺方案的确定 105

3.3.1浇注位置的确定 105

3.3.2分型面的确定 108

3.3.3砂箱中铸件数量及排列的确定 111

3.4工艺参数 113

3.4.1铸件尺寸公差 113

3.4.2铸件重量公差 115

3.4.3机械加工余量 116

3.4.4铸件线收缩率与模样放大率 119

3.4.5起模斜度 121

3.4.6非加工壁厚的负余量 124

3.4.7最小铸出孔和槽 124

3.4.8工艺肋 125

3.4.9反变形量 127

3.4.10工艺补正量 129

3.4.11分型负数 131

3.5砂芯设计 131

3.5.1砂芯的分类 131

3.5.2砂芯设置的基本原则 132

3.5.3砂芯的固定和定位 134

3.5.4芯头的尺寸和间隙 141

3.5.5砂芯负数 146

3.5.6芯撑和芯骨 147

3.5.7砂芯的排气、拼合及预装配 175

3.6浇注系统设计 177

3.6.1浇注系统的类型及特点 177

3.6.2浇注系统引入位置的确定 184

3.6.3浇注系统结构尺寸的设计 185

3.6.4灰铸铁件浇注系统尺寸的确定 190

3.6.5可锻铸铁件浇注系统尺寸的确定 199

3.6.6球墨铸铁件浇注系统尺寸的确定 202

3.6.7铸钢件浇注系统尺寸的确定 206

3.6.8非铁合金铸件浇注系统各部分的尺寸 228

3.6.9特殊形式浇注系统尺寸的确定 252

3.6.10浇注系统各单元结构和尺寸 285

3.7冒口设计 293

3.7.1概述 293

3.7.2铸钢件冒口设计 294

3.7.3铸铁件冒口设计 347

3.7.4非铁合金铸件冒口设计 369

3.8冷铁设计 379

3.8.1冷铁 379

3.8.2外冷铁设计 380

3.8.3内冷铁设计 397

3.9出气孔设计 407

3.9.1出气孔的作用及设置原则 407

3.9.2出气孔的分类、结构及尺寸 407

3.10砂型及砂芯的烘干 410

3.10.1油类黏结剂砂芯的烘干 410

3.10.2粘土砂型、砂芯的烘干 411

3.10.3水玻璃砂型、砂芯的烘干 411

3.10.4地坑砂型的烘干 411

3.10.5砂芯的微波加热烘干 412

3.11铸型装配 413

3.11.1下芯 413

3.11.2合型及定位 416

3.11.3合型力及紧固 418

3.12铸造工艺图及工艺卡片 419

3.12.1铸造工艺符号及其表示方法 419

3.12.2工艺卡片 430

3.13铸造工艺设计实例 439

3.13.1灰铸铁典型铸件工艺设计实例及分析 439

3.13.2球墨铸铁典型铸件工艺设计实例及分析 447

3.13.3铸钢典型铸件工艺设计实例及分析 451

参考文献 456

第4章 铸造工艺装备 457

4.1模样 457

4.1.1模样的分类及适用范围 457

4.1.2模样尺寸的计算与标注 458

4.1.3常用模样的材料 458

4.2模板 460

4.2.1模板的分类 461

4.2.2模底板的结构与尺寸 461

4.2.3模样与模底板的装配 478

4.2.4模板装配结构图举例 489

4.3芯盒 491

4.3.1芯盒的种类及特点 491

4.3.2芯盒设计的一般原则 495

4.3.3热芯盒的设计 510

4.3.4壳芯盒的设计 537

4.3.5冷芯盒的设计 544

4.3.6手工芯盒的设计 551

4.3.7铸造模具的表面强化处理 562

4.4制芯设备 564

4.4.1壳芯制芯机 564

4.4.2热芯两工位制芯机 565

4.4.3热芯单工位制芯机 566

4.4.4热芯四工位制芯机 567

4.4.5冷芯制芯机 568

4.5砂箱 569

4.5.1砂箱的分类及结构 569

4.5.2砂箱的选择和设计 575

4.5.3砂箱各部分的结构和尺寸 577

4.5.4特殊砂箱的结构和尺寸 606

4.6其他工艺装备 623

4.6.1压砂板 623

4.6.2填砂框 625

4.6.3砂箱托板 626

4.6.4套箱 626

4.6.5浇注系统模具 626

4.6.6烘芯板 630

4.6.7砂芯修磨用具 637

4.6.8砂芯检验用具 639

4.6.9砂芯的组合和下芯夹具 642

参考文献 644

第5章 铸件的落砂、清理及后处理 645

5.1铸件的落砂除芯 646

5.1.1铸件的冷却 646

5.1.2机械落砂除芯 649

5.1.3水力清砂除芯 658

5.1.4电液压清砂 662

5.1.5电化学清砂 662

5.2铸件的浇冒口、飞翅和毛刺的去除 665

5.2.1锯割、砂轮切割和冲切 665

5.2.2电弧气刨 666

5.2.3氧弧熔断棒切割 667

5.2.4氧焰气割 668

5.3铸件的表面清理 669

5.3.1铸件表面清理方法及适用范围 669

5.3.2选用铸件表面清理设备的原则 669

5.3.3滚筒表面清理 673

5.3.4喷丸表面清理 675

5.3.5抛丸表面清理 679

5.3.6多功能组合清理机 686

5.3.7铸件的表面铲磨 687

5.4铸件的矫形 689

5.4.1矫形方法 689

5.4.2矫形设备的分类和选择 691

5.4.3矫形模 692

5.5铸件的挽救 694

5.5.1铸件挽救的定义和意义 694

5.5.2铸件缺陷分析 694

5.5.3铸件挽救技术的分类 736

5.5.4电弧焊修补技术 736

5.5.5气焊修补技术 740

5.5.6钎焊修补技术 743

5.5.7液膜溶解扩散焊修补技术 745

5.5.8能量微分输入法焊补修补技术 746

5.5.9喷覆法焊补修补技术 747

5.5.10粘补技术 751

5.5.11浸渗技术 752

5.6铸件残留应力（内应力） 755

5.6.1铸件残留应力的预测 755

5.6.2减少铸件残留应力的产生 756

5.6.3铸件残留应力的检测 756

5.6.4铸铁件内应力的消除 757

5.6.5铸钢件内应力的消除 760

5.6.6非铁合金铸件内应力的消除 761

5.6.7铸钢件振动消除内应力 761

5.7铸件的防锈涂装 762

5.7.1铸钢件和铸铁件的防锈涂装 762

5.7.2非铁合金铸件的防锈处理 773

参考文献 777

第6章 铸件质量检验 778

6.1铸件外观检验 781

6.1.1铸件形状和尺寸检测 781

6.1.2铸件表面粗糙度的评定 785

6.1.3铸件重量偏差的检测 788

6.1.4铸件浇冒口残余量的检测 788

6.1.5铸件表面和近表面缺陷的目视检测 789

6.1.6铸件内腔质量检测 789

6.2铸件的内部质量检验 790

6.3铸件的无损检测 797

6.3.1铸件表面和近表面的无损检测 798

6.3.2铸件内部质量的无损检测 806

6.4铸件质量无损检测新技术 811

参考文献 813

第7章 铸造工艺新技术 814

7.1铸造工艺计算机辅助设计 814

7.1.1计算机辅助设计软件介绍 814

7.1.2基于CAD软件的铸造工艺设计技术 818

7.2铸件充型凝固过程数值模拟 826

7.2.1基本原理和方法 827

7.2.2应用案例 831

7.2.3常用铸造材料热物性参数和边界条件 837

7.3快速成形技术在铸造中的应用 840

7.3.1快速成形技术 840

7.3.2快速成形技术原理 841

7.3.3典型的快速成形技术 841

7.3.4快速铸造技术 843

7.3.5各种快速成形技术在铸造上应用的比较 847

7.3.6快速铸造技术应用举例 847

7.4网络上共享铸造技术数据 855

7.4.1铸造技术数据系统结构设计 856

7.4.2数据来源和采集方法 858

7.4.3完成采集和整合的数据及相关应用 858

7.5无模化铸型快速制造技术及设备 859

7.5.1技术原理及特点 859

7.5.2无模化铸型数控加工主要关键技术 860

7.5.3铸型无模化加工技术及装备应用示范 864

7.5.4无模铸型快速铸造技术特点分析 866

7.6铸件适流浇注系统设计方法 866

7.6.1双膜理论及相关物理概念 866

7.6.2适流浇注系统各要素设计方法 868

7.6.3应用案例 874

参考文献 876