鑄造手冊（第5卷 鑄造工藝）

     目 錄
   前盲
   第一章 緒論
    參考文獻
   第二章 鑄造工藝設(shè)計基礎(chǔ)
    一、液態(tài)金屬充型過程的流體
    力學(xué)
    1.液態(tài)金屬的流體力學(xué)特性
    2.充型過程的流體力學(xué)計算
    二、液態(tài)金屬的充型能力
    1.液態(tài)金屬充型能力的基本概念
    2.影響充型能力的因素
    （1）金屬性質(zhì)方面
    （2）鑄型性質(zhì)方面
    （3）澆注條件方面
    （4）鑄件結(jié)構(gòu)方面
    3.提高充型能力的措施
    （1）金屬方面
    （2）鑄型方面
    （3）澆注方面
    （4）鑄件結(jié)構(gòu)方面
    三、液態(tài)金屬與鑄型的相互作用
    1.熱作用
    （1）鑄型水分遷移和強度的變化
    （2）鑄型產(chǎn)生膨脹和應(yīng)力變形
    2.物理、化學(xué)作用
    （1）皮下氣孔
    （2）粘砂
    3.機械作用
    四、鑄件一次結(jié)晶的控制
    1.固溶體型合金的結(jié)晶控制
    （1）粒狀（等軸）晶組織的控制
    （2）柱狀晶組織的控制
    2.共晶型合金的結(jié)晶控制
    五、鑄件的凝固
    1.鑄件的凝固方式
    （1）凝固動態(tài)曲線
    （2）鑄件凝固方式及其影響因素
    2.幾種典型合金的凝固
    （1）灰鑄鐵和球墨鑄鐵
    （2）鑄鋼
    （3）鋁硅合金
    3.合金的凝固方式與鑄件質(zhì)量的
    關(guān)系
    （1）窄結(jié)晶溫度范圍的合金
    （2）寬結(jié)晶溫度范圍的合金
    （3）中等結(jié)晶溫度范圍的合金
    4.鑄件的凝固時間和凝固速度
    六、鑄件的收縮
    1.鑄鋼的收縮
    （1）液態(tài)收縮
    （2）凝固收縮
    （3）固態(tài)收縮
    2.鑄鐵的收縮
    3.鑄件的實際收縮
    4.縮孔和縮松
    （1）縮孔
    （2）縮松
    （3）縮孔和縮松的轉(zhuǎn)化規(guī)律
    （4）縮孔和縮松的防止
    5.鑄件的熱裂
    6.鑄件的鑄造應(yīng)力、冷裂及變形
    （1）鑄造應(yīng)力
    （2）冷裂
    （3）變形
    七、鑄件中的氣體和非金屬夾雜
    物
    1.鑄件中的氣體
    （1）氣體對鑄件質(zhì)量的影響
    （2）氣體的溶解
    （3）氣體的析出
    2.鑄件中的非金屬夾雜物
    （1）非金屬夾雜物的分類
    （2）非金屬夾雜物的來源
    （3）非金屬夾雜物的生成
    （4）非金屬夾雜物對鑄件質(zhì)量的影響
    參考文獻
   第三章 鑄造工藝設(shè)計
    一、零件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性
    1.鑄件質(zhì)量對零件結(jié)構(gòu)的要求
    （1）鑄件的最小壁厚
    （2）鑄件的臨界壁厚
    （3）鑄件的內(nèi)壁厚度
    （4）鑄件壁的過渡和連接
    （5）鑄造斜度
    （6）肋
    （7）凸臺
    （8）提高鑄件質(zhì)量的合理結(jié)構(gòu)
    2.鑄造工藝對零件結(jié)構(gòu)的要求
    （1）簡化或減少分型面的鑄件結(jié)構(gòu)
    （2）減少砂芯數(shù)量的鑄件結(jié)構(gòu)
    （3）方便起模的鑄件結(jié)構(gòu)
    （4）有利于砂芯的固定和排氣的鑄件
    結(jié)構(gòu)
    （5）具有鑄造工藝孔的鑄件結(jié)構(gòu)
    （6）有利于鑄件清整的鑄件結(jié)構(gòu)
    （7）有利于滿足鑄件尺寸公差的鑄
    件結(jié)構(gòu)
    （8）鑄件與其他零件的裝配間隙
    （9）退刀槽
    二、造型方法的分類及特點
    1.按砂型種類分類
    2.按模樣材料分類
    3.按砂型緊實成型方式分類
    （1）手工造型
    （2）機器造型
    4.手工造型操作
    （1）砂箱造型
    （2）脫箱造型
    （3）刮板造型
    （4）組芯造型
    （5）地坑造型
    三、鑄造工藝方案的確定
    1.澆注位置的確定
    2.分型面的確定
    3.砂箱中鑄件數(shù)量的確定及其排列
    （1）確定砂箱中鑄件數(shù)量的一般原
    則
    （2）吃砂量的確定
    （3）鑄件在砂箱中的排列
    四、工藝參數(shù)
    1.鑄件尺寸公差
    2.鑄件重量公差
    3.機械加工余量
    4.鑄造收縮率
    5.起模斜度
    6.非加工壁厚的負余量
    7.最小鑄出孔及槽
    8.工藝肋
    （1）收縮肋
    （2）拉肋
    9.反變形量
    10.工藝補正量
    11.分型負數(shù)
    五、砂芯設(shè)計
    1.砂芯的分類及制造方法
    （1）砂芯的分類
    （2）砂芯的制造方法
    2.砂芯的設(shè)置
    3.砂芯的固定和定位
    （1）砂芯的固定
    （2）砂芯的定位
    4.芯頭的尺寸和間隙
    （1）垂直芯頭的尺寸和間隙
    （2）水平芯頭的尺寸和間隙
    （3）壓環(huán)、防壓環(huán)和集砂槽尺寸
    （4）懸臂芯頭的形式和尺寸
    （5）管接頭芯頭的長度
    （6）芯頭尺寸的驗算
    5.砂芯負數(shù)
    6.芯撐和芯骨
    （1）芯撐
    （2）芯骨
    7.砂芯的排氣、拼合及預(yù)裝配
    （1）砂芯的排氣
    （2）砂芯的拼合及預(yù)裝配
    六、澆注系統(tǒng)設(shè)計
    1.澆注系統(tǒng)的類型及特點
    （1）按澆注系統(tǒng)各組元截面比例分
    類
    （2）按內(nèi)澆道在鑄件上的注入位置
    分類
    2.澆注系統(tǒng)各部分的尺寸
    （1）灰鑄鐵件澆注系統(tǒng)各部分的尺寸
    （2）可鍛鑄鐵件澆注系統(tǒng)各部分的
    尺寸
    （3）球墨鑄鐵件澆注系統(tǒng)各部分的
    尺寸
    （4）鑄鋼件澆注系統(tǒng)各部分的尺寸
    （5）非鐵合金鑄件澆注系統(tǒng)各部分
    的尺寸
    3.特殊形式澆注系統(tǒng)尺寸的確定
    （1）階梯式澆注系統(tǒng)
    （2）垂直分型澆注系統(tǒng)
    （3）壓邊澆口
    （4）阻流式澆注系統(tǒng)
    （5）緩流式澆注系統(tǒng)
    （6）雨淋式澆注系統(tǒng)
    （7）帶集渣包的澆注系統(tǒng)
    （8）過濾式澆注系統(tǒng)
    4澆注系統(tǒng)各組元結(jié)構(gòu)和尺寸
    （1）澆口杯尺寸
    （2）直澆道尺寸
    （3）橫澆道尺寸
    （4）內(nèi)澆道尺寸
    5.金屬液引入位置的設(shè)計
    七、冒口設(shè)計
    1.概述
    2.鑄鋼件冒口設(shè)計
    （1）冒口補縮距離
    （2）補貼的設(shè)計
    （3）冒口計算
    3.鑄鐵件冒口設(shè)計
    （1）灰鑄鐵件冒口
    （2）可鍛鑄鐵件冒口
    （3）球墨鑄鐵件冒口
    4.非鐵合金鑄件冒口設(shè)計
    （1）鋁合金鑄件冒口
    （2）銅合金鑄件冒口
    （3）加強冒口作用的工藝措施
    八、出氣孔
    1.出氣孔的作用及設(shè)置原則
    2.出氣孔的分類、結(jié)構(gòu)及尺寸
    九、冷鐵設(shè)計
    1.外冷鐵設(shè)計
    （1）鑄鋼件的外冷鐵
    （2）鑄鐵件的外冷鐵
    （3）非鐵合金鑄件的外冷鐵
    2內(nèi)冷鐵設(shè)計
    （1）鑄鋼件的內(nèi)冷鐵
    （2）非鐵合金鑄件的內(nèi)冷鐵
    十、砂型及砂芯的烘干
    1.幾種典型烘干規(guī)范（JB/Z205＿83〕
    2.一些廠家采用的砂型、砂芯烘干
    規(guī)范
    3.地坑砂型的烘干
    十一、鑄型裝配
    1.下芯
    （1）下芯原則
    （2）復(fù)雜砂芯下芯實例
    2.合型及定位
    （1）合型
    （2）定位
    3合型力及緊固
    （1）合型力
    （2）緊固
    十二、鑄造工藝圖及工藝卡片
    1.鑄造工藝符號及其表示方法
    2.工藝卡片
    十三、工藝設(shè)計實例
    1.工藝設(shè)計典型分析
    （1）CA6102汽缸蓋
    （2）200MW汽輪機高壓外缸下半部
    鑄件
    （3）熱連軋機中軸承座鑄鋼件
    （4）模鍛水壓機基礎(chǔ)平臺鑄鋼件
    2.一般鑄件工藝設(shè)計舉例
    （1）進排氣歧管
    （2）變速箱外殼
    （3）差速器外殼
    （4）后輪輪轂
    （5）轉(zhuǎn)接頭
    （6）頂蓋
    （7）懸掛梁
    （8）鼓輪
    （9）后弧框
    （10）銅套
    （11）閥體
    （12）蝸輪
    （13）中央螺母
    參考文獻
   第四章 鑄造工藝裝備
    一、模樣
    1.模樣的分類及適用范圍
    2.模樣尺寸的計算與標注
    3.常用模樣的材料
    （1）金屬模樣
    （2）木模樣
    （3）環(huán)氧塑料模樣
    （4）泡沫塑料模樣
    （5）菱苦土模樣
    二、模板
    1.模板的分類
    2.模底板結(jié)構(gòu)與尺寸
    （1）模底板的尺寸
    （2）摸底板的壁厚和加強肋
    （3）模底板和砂箱的定位裝置
    （4）摸底板的搬運結(jié)構(gòu)
    （5）摸底板與造型機工作臺的聯(lián)接
    裝置
    3模樣與摸底板的裝配
    （1）摸樣在摸底板上的裝配
    （2）澆冒口模樣和芯頭在模底板上
    的裝配
    （3）模板裝配圖上模樣定位尺寸的
    標注
    4.模板裝配結(jié)構(gòu)圖舉例
    5.部分造型機規(guī)格
    （1）震壓造型機
    （2）震實造型機
    （3）壓實造型機
    （4）射壓造型機
    （5）拋砂機
    三、芯盒
    1.芯盒的種類及特點
    （1）按芯盒材料分類
    （2）按造芯方法分類
    （3）按芯盒結(jié)構(gòu)分類
    2.金屬芯盒的設(shè)計
    （1）分盒面的確定
    （2）芯盒內(nèi)腔尺寸的計算
    （3）金屬芯盒及其附具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.熱芯盒的設(shè)計
    （1）熱芯盒的材料
    （2）熱芯盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （3）加熱裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （4）射砂頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （5）熱芯盒的安裝
    （6）熱芯盒的加工制造及技術(shù)要求
    4.殼芯盒的設(shè)計
    （1）殼芯盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （2）吹砂板的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （3）加熱裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （4）殼芯機轉(zhuǎn)向開盒的設(shè)計
    5.冷芯盒的設(shè)計
    （1）芯盒材料的選擇
    （2）芯盒本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （3）密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （4）芯盒射砂口的設(shè)計
    （5）排氣裝置的設(shè)計
    （6）頂出機構(gòu)的設(shè)計
    （7）吹氣裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計
    （3）射砂頭的結(jié)構(gòu)特點
    （9）冷芯盒結(jié)構(gòu)及安裝
    四、砂箱
    1.砂箱的分類及結(jié)構(gòu)
    （1）砂箱的分類
    （2）砂箱的結(jié)構(gòu)形式
    2.砂箱的選擇和設(shè)計
    （1）選擇和設(shè)計砂箱的一般原則
    （2）砂箱及其附件的材料選用
    （3）整鑄式砂箱的技術(shù)要求
    3砂箱各部分的結(jié)構(gòu)和尺寸
    （1）砂箱內(nèi)框尺寸的確定
    （2）箱壁截面形式和尺寸
    （3）砂箱側(cè)壁加強肋的布置形式和
    尺寸
    （4）箱帶的布置形式、結(jié)構(gòu)和尺寸
    （5）砂箱壁排氣孔的形式和尺寸
    （6）砂箱吊運部分的結(jié)構(gòu)和尺寸
    （7）砂箱定位部分的結(jié)構(gòu)和尺寸
    （8）砂箱合箱夾緊部分的結(jié)構(gòu)和尺
    寸
    4.特殊砂箱的結(jié)構(gòu)和尺寸
    （1）劈模造型用砂箱
    （2）滑脫式砂箱
    （3）裝配式砂箱
    （4）鑄鋁和鋼板焊接砂箱
    五、其他工藝裝備
    1.壓砂板
    （1）滑脫式砂箱用壓砂板
    （2）有箱造型用壓砂板
    （3）高壓造型用壓頭
    2.填砂框
    3.砂箱托板
    4.套箱
    5.澆注系統(tǒng)模具
    6.烘芯板
    （1）鑄鋁烘芯板
    （2）鑄鐵烘芯板
    （3）隨形烘芯板
    （4）烘芯器
    （5）烘芯器（板）制造的一般技術(shù)
    要求
    7.砂芯修磨用具
    3.砂芯檢驗用具
    參考文獻
   第五章 鑄件的落砂、清理及后處
    理
    一、鑄件的落砂除芯
    1.鑄件的冷卻
    （1）鋁、鎂合金鑄件的出型溫度
    （2）鑄鋼件在砂型中的冷卻時間
    （3）鑄鐵件在砂型中的冷卻時間
    2.機械落砂除芯
    （1）機械振動落砂機的結(jié)構(gòu)類型
    （2）滾筒式落砂機
    （3）風(fēng)動砂芯落砂機
    （4）選擇機械落砂機的原則
    （5）機械落砂、除芯的操作
    3.水力清砂除芯
    （1）水力清砂除芯的工作原理
    （2）水力清砂工藝參數(shù)的選擇
    （3）水力清砂除芯設(shè)備
    （4）水力清砂除芯的操作
    4.水爆清砂除芯
    （1）水爆清砂除芯裝置
    （2）水爆清砂除芯的操作
    （3）典型水爆工藝
    5. 電液壓清砂
    （1）優(yōu)缺點
    （2）工作原理及工藝過程
    （3）電液壓清砂設(shè)備
    6電化學(xué)清砂
    （）電化學(xué)清砂原理
    （2）工藝流程及主要工藝參數(shù)
    （3）電化學(xué)清砂設(shè)備
    （4）電化學(xué)清砂的操作
    二、鑄件澆冒口、飛翅和毛刺的
    去除
    1.機械沖、切
    （1）機械沖、鋸機、砂輪機
    （2）機械沖、鋸的操作
    2等離子切割
    （1）等離子切割裝置
    （2）等離子切割工藝參數(shù)的選擇
    （3）等離子切割操作
    3.導(dǎo)電切割
    （1）導(dǎo)電切割機的組成和規(guī)格
    （2）導(dǎo)電切割的操作技術(shù)
    4.電弧氣刨
    （1）電弧氣刨的特點
    （2）電弧氣刨設(shè)備的組成
    （3）電弧氣刨工藝參數(shù)的選擇
    （4）電弧氣刨的操作要點
    5.氧－乙炔焰氣割
    （1）氣割前的準備工作
    （2）冒口切割余量
    （3）熱割冒口的規(guī)定
    （4）冒口氣割工藝
    （5）高錳鋼鑄件澆冒口的切割
    三、鑄件的表面清理
    1.表面清理方法、特點及應(yīng)用
    2.選用清理設(shè)備的原則
    3.滾筒清理
    （1）滾筒清理設(shè)備
    （2）滾筒清理的操作
    4.噴丸清理
    （1）噴丸清理設(shè)備
    （2）噴丸清理的操作
    5.噴砂清理
    6拋丸清理
    （1）拋丸清理設(shè)備的分類
    （2）拋丸清理的操作
    （3）使用拋丸設(shè)備注意事項
    7.機械和風(fēng)動工具表面清理
    （1）砂輪機表面清理
    （2）風(fēng)動工具表面清理
    四、鑄件的矯形
    1矯形方法
    （1）自由矯形
    （2）冷矯形和熱矯形
    （3）矯形模整體矯形
    2矯形設(shè)備的分類及選擇
    （1）矯形設(shè)備的類型、特點及適用
    范圍
    （2）矯形設(shè)備壓力的選擇
    3矯形模
    （1）矯形模用材料
    （2）矯形模的設(shè)計
    （3）矯形模的典型結(jié)構(gòu)
    五、鑄件的修補
    1手工電弧焊焊補
    （1）鑄鐵件的焊補
    （2）鑄鋼件的焊補
    （3）非鐵合金鑄件的焊補
    2.氣體保護焊焊補
    （1）鑄鐵件的焊補
    （2）鑄鋼件的焊補
    （3）非鐵合金鑄件的焊補
    3.氣焊焊補
    （1）鑄鐵件的焊補
    （2）鑄鋼件的焊補
    （3）非鐵合金鑄件的焊補
    4.環(huán)氧樹脂粘補法
    （1）環(huán)氧樹脂膠粘劑
    （2）粘補操作
    5.鑄件滲漏的修補方法
    （1）浸漬法
    （2）金屬噴鍍法
    （3）膩子填補法
    六、消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力
    1.鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力的消除
    （1）灰鑄鐵件消除內(nèi)應(yīng)力時效處理
    （2）白口鑄鐵件消除內(nèi)應(yīng)力退火
    （3）球墨鑄鐵件消除內(nèi)應(yīng)力時效處
    理
    2.鑄鋼件內(nèi)應(yīng)力的消除
    （1）鑄鋼件消除內(nèi)應(yīng)力回火
    （2）焊補后鑄鋼件消除內(nèi)應(yīng)力回火
    3非鐵合金鑄件內(nèi)應(yīng)力的消除
    （1）鋁合金鑄件內(nèi)應(yīng)力的消除
    （2）銅合金鑄件內(nèi)應(yīng)力的消除
    七、鑄件的防銹涂裝
    1.鑄鐵、鑄鋼件的防銹涂裝
    （1）常用涂裝方法
    （2）常用防銹漆的品種及施工要求
    （3）防銹漆品種的選擇
    （4）鑄件的防銹
    2.非鐵合金鑄件的防銹處理
    （1）鎂合金鑄件的氧化防銹處理
    （2）鈍化處理
    參考文獻
   第六章 鑄件缺陷分析及鑄件質(zhì)量
    檢驗
    一、鑄件缺陷分析
    1.多肉類缺陷
    （1）飛翅（飛邊、披縫）、毛刺
    （2）抬型（抬箱）
    （3）脹砂
    （4）沖砂
    （5）掉砂
    （6）外滲物（外滲豆）
    2孔洞類缺陷
    （1）氣孔、針孔
    （2）縮孔、縮松、疏松（顯微縮松）
    3.裂紋.冷隔類缺陷
    （1）冷裂
    （2）熱裂
    （3）白點（發(fā)裂）
    （4）冷隔
    （5）熱處理裂紋
    4.表面缺陷
    （1）鼠尾、溝槽、夾砂結(jié)疤
    （2）粘砂（機械粘砂、化學(xué)粘砂、
    熱粘砂）和表面粗糙
    （3）皺皮
    （4）縮陷
    5.殘缺類缺陷
    （1）澆不到
    （2）未澆滿
    （3）跑火、型漏（漏箱）
    （4）損傷（機械損傷）
    6.形狀及重量差錯類缺陷
    （1）尺寸和重量差錯
    （2）變形
    （3）錯型（錯箱）
    （4）錯芯
    （5）偏芯（漂芯）
    （6）春移
    7.夾雜類缺陷
    （1）金屬夾雜物
    （2）冷豆
    （3）內(nèi)滲物（內(nèi)滲豆）
    （4）夾渣、渣氣孔
    （5）砂眼
    8性能、成分、組織不合格
    （1）物理、力學(xué)性能和化學(xué)成分不
    合格
    （2）石墨漂浮
    （3）石墨集結(jié)（石墨粗大）
    （4）組織粗大
    （5）偏析
    （6）硬點
    （7）白口
    （8）反白口
    （9）球化不良和球化衰退
    （10）亮皮（珠光體層過厚）
    （11）菜花頭
    二、鑄件質(zhì)量檢驗
    1鑄件外觀質(zhì)量檢驗
    （1）鑄件形狀和尺寸檢測
    （2）鑄件表面粗糙度的評定
    （3）鑄件重量偏差的檢驗
    （4）鑄件澆冒口殘余量的檢驗
    （5）鑄件表面和近表面缺陷檢驗
    2鑄件內(nèi)在質(zhì)量檢驗
    （1）鑄件力學(xué)性能檢驗
    （2）鑄件特殊性能檢驗
    （3）鑄件的化學(xué)分析
    （4）鑄件顯微組織的檢驗
    （5）鑄件內(nèi)部缺陷的無損檢驗
    參考文獻
   第七章 鑄造工藝新技術(shù)
    一、鑄件凝固過程計算機數(shù)值模
    擬
    1.鑄件傳熱的基本方程
    2.不穩(wěn)定導(dǎo)熱方程數(shù)值解法
    3.鑄件凝固過程數(shù)值方程求解條件
    （1）初始條件
    （2）邊界條件
    （3）熱物性值
    （4）凝固潛熱處理
    （5）鑄件幾何模型
    4鑄件縮孔和縮松的預(yù)計
    （1）等溫曲線法
    （2）溫度梯度法
    5計算舉例
    （1）一維顯式差分解法
    （2）二維交替方向隱式解法
    二、實型鑄造
    1.實型鑄造原理
    2.模樣材料與制模
    （1）聚苯乙烯泡沫塑料性能
    （2）制模
    3.實型鑄造工藝
    （1）造型
    （2）澆冒口系統(tǒng)
    （3）涂料
    （4）落砂
    4.實型鑄造生產(chǎn)實例
    三、懸浮鑄造
    1.懸浮劑
    （）懸浮劑的作用
    （2）懸浮劑的基本要求
    （3）懸浮劑的制作
    2.懸浮鑄造工藝
    （1）懸浮劑的加入量
    （2）懸浮劑加入方法
    （3）澆冒口系統(tǒng)計算
    3.懸浮鑄造對鑄件組織和性能的影
    響
    4.懸浮鑄造舉例
    （1）維體懸浮鑄造工藝簡介
    （2）錐體鑄件質(zhì)量檢驗
    四、真空密封造型
    1.真空密封造型的原理
    2.真空密封造型的主要設(shè)備
    3.真空密封造型的主要工藝裝備
    4.真空密封造型主要原材料
    5.真空密封造型的工藝參數(shù)
    6.真空密封造型舉例
    參考文獻