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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