特种铸造生产实用手册

特种铸造生产实用手册
出版时间：2015年版
内容简介
特种铸造涉及的工艺门类较多，本书紧跟当前铸造行业的发展和生产应用实际，全面介绍了各类型特种铸造的生产技术经验和数据，包括熔模精密铸造、壳型铸造、金属型铸造、铁型覆砂铸造、陶瓷型铸造、离心铸造技术及设备、挤压铸造及半固态成形技术、反重力铸造技术、连续铸造技术及装备、增材制造技术及3D打印在新型工业发展的应用等10部分内容。
目录
第1章熔模精密铸造1
1.1熔模精密铸造概述1
1.1.1基本概念1
1.1.2熔模精铸的生产工艺流程1
1.1.3熔模精铸的生产方式1
1.1.4熔模精密铸造常用的金属材料及性能2
1.1.5用水玻璃作黏结剂、石英砂粉作耐火材料的熔模型壳可铸造铸件4
1.1.6熔模精密铸造的经济性4
1.1.7筹建熔模精铸车间(或工厂)应考虑的问题5
1.1.8熔模精铸存在的问题5
1.1.9用消失模白模代替蜡模R法5
1.2铸件工艺设计9
1.2.1熔模铸件工艺设计内容9
1.2.2对熔模精铸件的结构要求9
1.2.3工艺筋、工艺孔、铸造工艺图、工艺参数11
1.2.4铸件图绘制12
1.2.5选择和确定分型面12
1.2.6确定基准面13
1.2.7铸造圆角、铸造斜度、机械加工余量、铸造收缩率14
1.2.8估算精铸件质量15
1.2.9对浇注系统的基本要求、浇注系统的类型和特点15
1.2.10浇口杯的作用和形式16
1.2.11铸件的热节、热节圆直径16
1.2.12当量热节法计算内浇口截面尺寸17
1.2.13凝固区宽度与铸件质量的关系18
1.2.14浇注完毕后，金属液的收缩对铸件质量的影响18
1.2.15冒口在熔模精铸工艺中的作用18
1.2.16补贴、内冷铁19
1.2.17熔模铸造过滤技术20
1.2.18不锈钢熔模铸件工艺设计的注意事项20
1.2.19套筒类熔模铸件工艺设计的注意事项20
1.3压型设计与制造21
1.3.1压型的结构要求21
1.3.2压型型腔尺寸的总收缩率22
1.3.3压型型腔尺寸22
1.3.4压型尺寸精度和表面粗糙度、压型类型23
1.3.5制作和维护钢质压型24
1.3.6低熔点合金压型的常用配制方法及制作、维护24
1.3.7制作塑料压型26
1.3.8制作石膏压型的石膏有什么特性、如何制作使用28
1.3.9设计自动压蜡机压型原理30
1.4型芯制作30
1.4.1形成铸件复杂内腔的方法30
1.4.2制作钢质型芯31
1.4.3制作可溶性型芯31
1.4.4制作陶瓷型芯33
1.4.5制作水玻璃型芯33
1.4.6防止蜡模的开档变形34
1.4.7叶片铸件，上下曲面都不加工，蜡模如何制作34
1.5熔模制造35
1.5.1对模料原材料的基本要求35
1.5.2石蜡硬脂酸模料的主要性能以及硬脂酸的代用材料36
1.5.3石蜡硬脂酸模料熔化时采用隔水加热法而不能用电炉直接加热36
1.5.4目前国内外生产和使用的中温模料36
1.5.5低分子聚乙烯模料性能37
1.5.6根据气候特点调整石蜡硬脂酸模料的成分38
1.5.7制备模料39
1.5.8性能比石蜡低分子聚乙烯模料好又能自配的模料39
1.5.9配制模料工作人员的责任41
1.5.10压制熔模时怎样使用分型剂41
1.5.11压型工作温度、制模场地温度、模料温度对熔模质量的影响41
1.5.12超过一定温度时熔模表面鼓泡，环形结构的断面全部脱开42
1.5.13压注压力大小对熔模质量的影响、压型注蜡口与压型之间的关系42
1.5.14熔模冷却水中用添加物42
1.5.15石膏压型不宜采用自由浇注法来获得熔模42
1.5.16压蜡机的分类及制模生产线的工作原理43
1.5.17压蜡机故障及排除、操作规程及维护保养44
1.5.18熔模的表面质量要求、熔模产生裂纹的原因45
1.5.19熔模产生变形、翘曲、冷隔或浇不足的原因及解决办法45
1.5.20熔模的修整、存放、保管以及浇口棒模的制作方法45
1.5.21熔模组焊、装配复杂熔模、蜡基模料性能的测试46
1.6脱(蜡)模和模料回收47
1.6.1常用脱蜡的方法47
1.6.2热水脱蜡的工艺47
1.6.3模料的“皂化反应”以及皂化物含量的测定方法48
1.6.4模料的回收处理方法49
1.6.5低温模料在使用过程中变色，进行酸法处理不能消除暗红色50
1.6.6模壳在脱蜡时开裂50
1.6.7用盐酸处理旧模料51
1.6.8消除黑褐色或红褐色的模料颜色，皂化物消除处理51
1.6.9石蜡硬脂酸模料用酸法回收时注意要点52
1.6.10模料电解法回用处理52
1.7型壳制造54
1.7.1型壳的性能要求、常用原材料及其作用54
1.7.2石英材料对制壳的工艺要求54
1.7.3铝矾土的主要规格和性能55
1.7.4制壳用黏结剂55
1.7.5水玻璃的工艺性能指标56
1.7.6配制涂料时选择水玻璃的工艺参数56
1.7.7提高水玻璃模数57
1.7.8水玻璃存放不善会变质58
1.7.9水玻璃的模数测定58
1.7.10水玻璃涂料的质量60
1.7.11涂料的黏度测定以及它对型壳质量的影响61
1.7.12温度对水玻璃涂料性能的影响61
1.7.13脱脂剂、消泡剂、渗透剂的加入量62
1.7.14加固层涂料的作用与配制方法63
1.7.15涂料的“熟化期”与涂料的保管64
1.7.16涂料的涂挂方法和注意事项64
1.7.17水玻璃型壳硬化前的自然干燥64
1.7.18配制氯化铵硬化剂65
1.7.19涂料、型壳中Na2O的含量测定65
1.7.20硬化时间对型壳质量的影响和型壳硬化效果的检测66
1.7.21配制硅酸乙酯涂料66
1.7.22用硅酸乙酯涂料制造型壳73
1.7.23防止型壳分层74
1.7.24防止型壳变形、型壳鼓胀75
1.7.25型壳表面长“白毛”761.8型壳焙烧76
1.8.1水玻璃黏结剂型壳要进行焙烧76
1.8.2型壳焙烧时应注意的问题77
1.8.3型壳的焙烧质量、水玻璃型壳的质量控制79
1.8.4硅溶胶型壳的质量851.9熔炼90
1.9.1适用于熔模铸造的金属材料90
1.9.2熔模精铸金属熔炼设备、电弧炉快速炼钢工艺特点和操作要点91
1.9.3电弧炉炼钢节约用电的途径93
1.9.4感应电炉的熔化特点与坩埚捣制、修补93
1.9.5感应电炉熔化操作常见问题94
1.9.6炉料配料计算981.10浇注100
1.10.1浇注前检测100
1.10.2浇注温度、操作工艺、型壳温度101
1.11清理102
1.11.1脱壳102
1.11.2铸件浇注系统的切割103
1.11.3精铸件的表面清理104
1.11.4碱煮104
1.12热处理105
1.12.1熔模精铸件要进行热处理105
1.12.2精铸件热处理的类型及规范105
1.12.3选择铸件的热处理方法106
1.12.4确定铸件热处理加热速度107
1.13检测与控制107
1.13.1检测107
1.13.2控制108
1.14熔模精铸件缺陷与防止111
1.14.1铸件尺寸偏差111
1.14.2铸件表面粗糙116
1.14.3表面缺陷类119
1.14.4孔洞类125
1.14.5裂纹冷隔类128
1.14.6残缺类130
1.14.7夹杂类138
第2章壳型铸造140
2.1壳型铸造概述140
2.1.1壳型铸造的工艺过程140
2.1.2壳型铸造的工艺特点140
2.1.3壳型铸造的优缺点及应用范围142
2.1.4壳型铸造的应用实例142
2.2壳型铸件的工艺设计143
2.2.1铸件分型面的选择143
2.2.2铸件的收缩率143
2.2.3铸件表面粗糙度和尺寸精度144
2.2.4铸造斜度与加工余量144
2.2.5铸件浇注系统的设计145
2.3壳型铸造造型(芯)材料148
2.3.1壳型铸造原砂及基本性能148
2.3.2树脂砂的配制151
2.3.3壳型、壳芯用酚醛树脂性能的检测152
2.4模板与芯盒制作157
2.4.1模板与芯盒材料的选择157
2.4.2模型缩尺157
2.4.3模板与芯盒加工精度158
2.4.4拔模斜度158
2.4.5模板与芯盒热处理159
2.4.6芯盒结构设计161
2.4.7模板结构169
2.5壳型(芯)铸造工艺175
2.5.1分型剂175
2.5.2制壳（芯）工艺175
2.5.3工艺因素对制造型壳(芯)质量的影响及其控制177
2.5.4壳型、壳芯废品分析179
2.5.5壳型的合型装配180
2.5.6铸件的浇注和清理181
2.5.7壳型铸件缺陷及防止182
2.6热芯盒法制芯185
2.6.1热芯盒法的工艺过程186
2.6.2制芯材料186
2.6.3热芯盒法制芯工艺191
2.7覆膜砂叠型铸造工艺及应用实例192
2.7.1覆膜砂铸造主要特点192
2.7.2覆膜砂原辅材料192
2.7.3覆膜砂的生产工艺及设备194
2.7.4覆膜砂检测195
2.7.5覆膜砂生产线异常处理195
2.7.6覆膜砂铸造工艺流程195
2.7.7覆膜砂使用过程中常见缺陷、原因及解决措施195
第3章金属型铸造197
3.1金属型铸造概述197
3.1.1金属型铸造与砂型铸造的比较197
3.1.2金属型铸件形成过程的特点198
3.2金属型铸造工艺202
3.2.1金属型铸造工艺流程202
3.2.2金属型铸造工艺202
3.3各种合金金属型铸造的特点210
3.3.1铸铁210
3.3.2铸钢211
3.3.3铜合金211
3.3.4轻合金211
3.4金属型铸件的工艺设计212
3.4.1铸件结构的工艺性分析212
3.4.2铸件在金属型中的浇注位置213
3.4.3铸件分型面的选择214
3.4.4浇注系统的设计215
3.4.5冒口的设计217
3.4.6金属型铸件的工艺参数218
3.5金属型的设计218
3.5.1金属型的结构形式219
3.5.2金属型主体设计219
3.5.3型芯的设计221
3.5.4金属型的排气224
3.5.5顶出铸件机构的设计225
3.5.6金属型的定位、导向及锁紧机构227
3.5.7金属型材料的选择227
3.6金属型铸件缺陷及防止229
3.6.1气孔229
3.6.2针孔231
3.6.3缩孔和缩松232
3.6.4渣孔235
3.6.5裂纹238
3.6.6冷隔及浇不足240
3.6.7白口243
3.7金属型铸造机械化及实例244
3.7.1手动金属型铸造机244
3.7.2气动及液压金属型铸造机245
3.8金属型铸造生产线及实例247
3.8.1铸铁磨球金属型浇铸及生产线248
3.8.2汽车、摩托车铝铸件金属型铸造及生产线252
3.9金属型铸造生产典型铸件262
3.9.1摩托车铝合金整体车轮的金属型铸造262
3.9.2大型铝活塞的金属型铸造264
3.9.3铝活塞铸造工艺的改进267
3.9.4金属型铸造水嘴手柄的缺陷分析269
3.9.5双液双金属复合铸造颚板新工艺270
3.9.6金属型铸造典型工艺274
第4章金属型覆砂铸造281
4.1金属型覆砂铸造概述281
4.1.1铁型覆砂铸造生产原理281
4.1.2铁型覆砂铸造的热交换特点282
4.1.3铁型覆砂铸件的冷却速度283
4.1.4工艺流程283
4.1.5铁型覆砂铸造的应用283
4.1.6铁型覆砂铸造生产线285
4.2热固自硬热芯盒用树脂砂285
4.2.1糠醇改性脲醛树脂砂285
4.2.2糠醇改性酚醛树脂砂291
4.2.3其他树脂砂292
4.3铁型覆砂铸造生产铸件实例293
4.3.1轮毂类铸件293
4.3.2六缸球墨铸铁曲轴296
4.3.3铁型覆砂铸造工艺在灰铁薄壁件砂带机机床上的应用299
4.3.4铁型覆砂铸造技术在缸套毛坯生产上的应用300
4.3.5曳引轮铁模覆砂铸造及生产过程控制302
4.4铁型覆砂和铸件缺陷及防止304
4.4.1铁型覆砂（铁模覆砂、覆砂金属型）304
4.4.2铁模覆砂铸件缺陷及防止305
第5章陶瓷型铸造306
5.1陶瓷型铸造概述306
5.1.1陶瓷型铸造工艺过程306
5.1.2陶瓷型铸造原理306
5.1.3铸造特点307
5.1.4应用范围308
5.2陶瓷型铸件的工艺设计308
5.2.1母模材料选择308
5.2.2母模表面质量309
5.2.3母模尺寸精度310
5.2.4铸造斜度310
5.2.5铸件收缩率310
5.2.6分型面确定310
5.2.7浇注系统和冒口设计311
5.2.8加工余量312
5.2.9基准面选定313
5.3铸造工艺314
5.3.1铸型用原辅材料314
5.3.2制型工艺319
5.4常见的陶瓷型缺陷及其防止方法325
5.4.1型裂325
5.4.2气孔326
5.4.3铸件尺寸超差326
5.4.4铸件表面粗糙327
5.4.5铸型常见缺陷及防止方法328
第6章离心铸造329
6.1离心铸造概述329
6.1.1离心铸造基本原理329
6.1.2离心铸造分类329
6.1.3离心铸造特点331
6.1.4离心铸造原理331
6.1.5离心铸造应用333
6.2离心铸造工艺334
6.2.1铸型转速334
6.2.2浇铸系统336
6.2.3浇注定量336
6.2.4浇铸装置337
6.2.5熔渣的利用339
6.2.6金属液的过滤339
6.2.7涂料的使用339
6.2.8浇注温度340
6.2.9铸件脱型340
6.2.10离心镶铸340
6.2.11离心渗铸340
6.2.12离心铸造特殊工艺措施341
6.3离心铸造装备341
6.3.1卧式悬臂离心铸造机341
6.3.2滚筒式离心铸造机341
6.3.3立式离心铸造机341
6.4离心铸型344
6.4.1离心铸型设计344
6.4.2离心铸型结构特点346
6.5离心铸铁管生产工艺350
6.5.1铸铁管种类及主要用途350
6.5.2水冷金属型离心铸管350
6.5.3树脂砂离心铸管353
6.5.4金属型涂料离心铸管(热模法)353
6.5.5离心铸铁轧辊355
6.5.6离心铸造汽缸套357
6.5.7离心铸造钢管358
6.5.8离心铸造钢背轴套358
第7章挤压铸造与半固态成型361
7.1挤压铸造361
7.1.1挤压铸造工艺过程361
7.1.2挤压铸造工艺特点363
7.1.3挤压铸造应用范围363
7.1.4挤压铸造机364
7.1.5挤压铸造及铸型设计366
7.2半固态成型373
7.2.1工艺原理374
7.2.2半固态合金浆料的制备375
7.2.3成型方法376
7.2.4技术优势377
第8章反重力铸造379
8.1反重力铸造概述379
8.1.1反重力铸造分类379
8.1.2反重力铸造特点380
8.1.3反重力铸造工艺381
8.2反重力铸造工艺382
8.2.1低压铸造382
8.2.2差压铸造392
8.2.3真空吸铸398
第9章连续铸造412
9.1连续铸造技术原理及工艺特点412
9.1.1连续铸造技术原理412
9.1.2连续铸造的特点412
9.1.3连续铸造分类与用途413
9.2连续铸管414
9.2.1连续铸铁管的工艺原理414
9.2.2连续铸铁管工艺流程414
9.2.3连续铸铁管应用范围414
9.2.4连续铸铁管设备416
9.2.5连续铸管机418
9.2.6结晶器427
9.2.7浇注系统442
9.2.8连续铸管工艺443
9.2.9连续铸铁管主要缺陷及防止方法453
9.3铸铁型材水平连续铸造456
9.3.1铸铁水平连铸工艺过程456
9.3.2铸铁型材的组织性能特点458
9.3.3铸铁型材的应用465
9.3.4水平连续铸造铸铁型材的生产465
9.3.5铸铁型材质量检验及常见缺陷分析469
9.4高致密零缺陷铸铁空心型材的连续铸造472
9.5连续铸造钢坯475
第10章增材制造技术——3D打印478
10.1增材制造技术478
10.1.13D打印概述478
10.1.2增材制造技术的分类479
10.1.3增材制造的关键技术480
10.1.4增材制造技术的优势480
10.2增材制造的技术应用480
10.2.1消费品和电子领域480
10.2.2航空领域480
10.2.3在航空航天应用的实例482
10.2.4高性能激光修复486
10.3增材制造技术为铸造业带来的机遇488
参考文献491