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第一章 基本知识与常用数据图表1

1 基本知识1

1.1 金属学基本知识1

1.1.1 金属的结晶1

1.1.2 合金的相结构4

1.1.3 状态图4

1.1.4 热处理8

1.1.5 金属的力学性能10

1.2 合金熔炼与处理的冶金原理11

1.2.1 氧化与还原11

1.2.2 金属的精炼与净化13

1.3 铸件的凝固14

1.3.1 铸件的凝固方式14

1.3.2 铸件凝固方式对铸件质量的影响15

1.3.3 铸件凝固过程的控制18

1.4 合金的铸造性能19

1.4.1 合金的流动性19

1.4.2 收缩19

1.4.3 热裂与冷裂21

1.4.4 铸造应力与变形22

1.4.5 合金的偏析23

2 常用数据与图表23

2.1 单位与换算23

2.1.1 长度单位换算23

2.1.2 面积单位换算24

2.1.3 体积单位换算24

2.1.4 质量单位换算24

2.1.5 密度单位换算24

2.1.6 力的单位换算25

2.1.7 压力和应力单位换算25

2.1.8 力矩单位换算26

2.1.9 能、功和热量单位换算26

2.1.10 功率单位换算26

2.1.11 温度换算26

2.2 常用数学数据公式27

2.2.1 常见平面图形的周长和面积计算公式27

2.2.2 常见立体图形的体积、表面积计算公式29

2.3 金属和合金的理化性能31

2.3.1 硬度换算表31

2.3.2 常见铁合金、纯金属的熔点和密度33

2.4 非金属材料的理化性能34

2.4.1 粘土质耐火砖的物理指标34

2.4.2 硅质耐火砖的理化指标35

2.4.3 镁砖及镁硅砖的理化指标35

2.4.4 镁铬砖的理化指标35

2.4.5 高铝质耐火砖的理化指标36

2.4.6 镁砂的理化指标36

2.4.7 优质高铝矾土熟料36

2.4.8 不同种类耐火砖之间的反应37

2.4.9 炉渣、炉气、铁水与耐火砖的作用37

2.4.10 硅藻土质隔热耐火制品38

2.4.11 常用盐类的物理性质38

第二章 造型材料40

1 铸造用原砂40

1.1 铸造用硅砂40

1.1.1 硅砂的来源及分类40

1.1.2 硅砂的组成、性能和技术条件40

1.1.3 铸造用硅砂的分级43

1.1.4 检定铸造粘结剂用标准砂43

1.2 铸造用特种砂44

1.2.1 锆砂（锆英石砂）44

1.2.2 铬铁矿砂44

1.2.3 橄榄石砂46

1.2.4 铝矾土耐火熟料砂47

1.2.5 刚玉砂（粉）48

2 铸造粘结材料48

2.1 粘土48

2.1.1 普通粘土49

2.1.2 膨润土50

2.2 铸造用水玻璃51

2.3 油类粘结剂52

2.3.1 植物油粘结剂52

2.3.2 矿物油粘结剂54

2.4 水溶性有机粘结剂55

2.4.1 纸浆残液55

2.4.2 淀粉55

2.4.3 糊精56

2.4.4 糖浆56

2.5 铸造用合成树脂粘结剂56

2.5.1 自硬法用树脂粘结剂56

2.5.2 壳型（芯）覆膜砂用树脂59

2.5.3 热芯盒法用树脂及其固化剂59

2.5.4 冷芯盒法用树脂粘结剂60

3 其它原材料61

3.1 偶联剂61

3.2 抗粘砂材料62

3.2.1 煤粉62

3.2.2 重油62

3.2.3 石墨粉63

3.3 悬浮剂及增稠剂66

3.3.1 钠基膨润土66

3.3.2 锂膨润土66

3.3.3 有机改性膨润土66

3.3.4 凹凸棒土66

3.3.5 羧甲基纤维素钠（CMC）67

3.3.6 聚乙烯醇缩丁醛（PVB）67

4 型（芯）砂68

4.1 粘土砂68

4.1.1 湿型砂68

4.1.2 干型砂和表干砂76

4.2 水玻璃砂76

4.2.1 CO2水玻璃砂76

4.2.2 真空置换硬化法（VRH法）水玻璃砂79

4.2.3 酯硬化水玻璃砂79

4.2.4 水玻璃砂旧砂再生81

4.3 树脂砂82

4.3.1 树脂自硬砂82

4.3.2 壳型（芯）砂85

4.3.3 热芯盒砂87

4.3.4 温芯盒砂88

4.3.5 冷芯盒砂88

4.4 油砂89

4.4.1 植物油砂89

4.4.2 合脂砂91

4.4.3 渣油砂91

5 铸造涂料及辅助材料92

5.1 涂料92

5.1.1 涂料应具备的性能92

5.1.2 涂料的基本组成93

5.1.3 涂料性能的测定94

5.1.4 涂料的选用95

5.1.5 特种涂料95

5.1.6 涂料的涂敷方法96

5.2 辅助材料98

5.2.1 修补砂98

5.2.2 修补膏99

5.2.3 粘合剂99

5.2.4 封箱泥膏（条）100

5.2.5 脱模剂100

第三章 铸造工艺101

1 造型方法分类与选择101

2 制芯方法分类与选择105

3 铸造工艺设计107

3.1 铸造工艺符号及其表示方法107

3.2 铸造工艺方案的确定117

3.3 铸造工艺参数123

3.3.1 铸件尺寸公差123

3.3.2 机械加工余量125

3.3.3 铸造收缩率130

3.3.4 起模斜度133

3.3.5 非加工壁厚负余量135

3.3.6 最小铸出孔135

3.3.7 反变形量136

3.3.8 工艺补正量138

3.3.9 分型负数140

3.4 砂芯设计140

3.4.1 芯头基本尺寸140

3.4.2 砂芯负数148

3.4.3 芯骨150

3.5 浇注系统设计152

3.5.1 浇注系统的组成、作用与内浇道设置的一般原则152

3.5.2 浇注系统的类型和应用范围154

3.5.3 灰铸铁件的浇注系统161

3.5.4 球墨铸铁件的浇注系统170

3.5.5 铸钢件的浇注系统171

3.5.6 铝合金铸件的浇注系统176

3.5.7 铜合金铸件的浇注系统179

3.6 冒口设计181

3.6.1 铸钢件冒口181

3.6.2 灰铸铁件冒口222

3.6.3 球墨铸铁件冒口224

3.6.4 有色合金铸件冒口226

3.7 出气孔设计228

3.8 冷铁设计229

3.8.1 铸钢件外冷铁229

3.8.2 铸铁件外冷铁237

3.8.3 有色合金铸件外冷铁240

4 造型和制芯241

4.1 手工造型与制芯241

4.1.1 手工造型241

4.1.2 手工制芯248

4.2 机器造型252

4.3 树脂砂造型与制芯253

4.3.1 自硬法253

4.3.2 热硬法256

4.3.3 气硬法259

4.3.4 树脂砂造型、制芯的工艺装备260

5 砂芯的烘干264

5.1 烘干规范264

5.2 烘干守则266

5.3 烘干质量的检查266

6 砂型的装配267

7 铸件落砂、清理及后处理269

7.1 铸件的落砂除芯270

7.1.1 铸件的冷却270

7.1.2 机械落砂除芯274

7.1.3 水力清砂除芯275

7.2 铸件的浇冒口、飞翅和毛刺的去除276

7.2.1 机械冲、锯、切276

7.2.2 电弧气刨278

7.2.3 氧-乙炔焰气割279

7.3 铸件的表面清理282

7.3.1 滚筒表面清理282

7.3.2 喷丸表面清理282

7.3.3 抛丸表面清理284

7.3.4 铸件表面的铲磨286

7.4 铸件缺陷的修补289

7.4.1 电焊焊补289

7.4.2 气焊焊补296

7.4.3 工业修补剂修补300

7.4.4 溶液浸渗修补300

7.5 铸件除应力处理300

第四章 铸铁303

1 概述303

1.1 铸铁的分类、特点和应用303

1.1.1 铸铁的分类303

1.1.2 铸铁牌号的表示方法304

1.1.3 各种铸铁的特点和应用306

1.2 铁碳双重相图307

1.3 铸铁的结晶307

1.3.1 碳当量和共晶度307

1.3.2 铸铁的结晶308

1.4 影响铸铁组织和性能的因素311

1.4.1 铸铁的组织和性能311

1.4.2 化学成分的影响312

1.4.3 冷却速度的影响313

1.4.4 炉料的影响315

1.4.5 铁水过热的影响316

1.4.6 孕育处理的影响316

2 灰铸铁316

2.1 灰铸铁的组织316

2.1.1 石墨316

2.1.2 基体321

2.1.3 磷共晶323

2.1.4 共晶团324

2.2 灰铸铁分级325

2.2.1 灰铸铁牌号325

2.2.2 力学性能检测用试棒（块）和试样的制备328

2.3 灰铸铁的化学成分328

2.4 灰铸铁的铸造性能329

2.4.1 流动性329

2.4.2 收缩331

2.4.3 铸造应力、裂纹与变形332

2.4.4 断面敏感性333

2.5 灰铸铁的孕育333

2.5.1 孕育处理的作用333

2.5.2 孕育铸铁的化学成分与配料333

2.5.3 孕育剂334

2.5.4 孕育处理方法335

2.5.5 孕育效果的炉前检验与控制337

3 球墨铸铁与蠕墨铸铁338

3.1 球墨铸铁的组织338

3.1.1 石墨338

3.1.2 基体339

3.1.3 渗碳体和磷共晶342

3.2 球墨铸铁分级342

3.2.1 球墨铸铁牌号342

3.2.2 力学性能检测用试块和试样的制备344

3.3 球墨铸铁的化学成分345

3.4 球化处理和孕育处理347

3.4.1 球化剂347

3.4.2 球化处理方法350

3.4.3 孕育处理353

3.4.4 球化效果炉前检验354

3.5 球墨铸铁的凝固特点与铸造性能355

3.5.1 球墨铸铁的凝固特点355

3.5.2 球墨铸铁的铸造性能355

3.6 球墨铸铁的热处理357

3.6.1 退火357

3.6.2 正火358

3.6.3 淬火与回火360

3.6.4 等温淬火361

3.7 球墨铸铁的缺陷及防止362

3.8 蠕墨铸铁364

3.8.1 蠕墨铸铁的金相组织364

3.8.2 蠕墨铸铁的牌号、性能和应用366

3.8.3 蠕墨铸铁的化学成分370

3.8.4 蠕化处理和孕育处理372

4 铸铁的熔炼375

4.1 概述375

4.2 冲天炉炉料和配料376

4.2.1 炉料376

4.2.2 配料计算384

4.3 冲天炉的结构387

4.3.1 基本组成387

4.3.2 结构类型390

4.3.3 主要结构参数391

4.4 冲天炉熔炼399

4.4.1 冲天炉的工作过程399

4.4.2 修炉402

4.4.3 熔炼操作要点404

4.4.4 熔炼过程的常见故障406

4.5 改善冲天炉熔炼的主要措施407

4.5.1 预热送风407

4.5.2 富氧送风409

4.5.3 除湿送风411

4.5.4 水冷炉衬411

4.5.5 双联熔炼414

4.6 冲天炉熔炼检测技术415

4.6.1 料位的检测415

4.6.2 送风压力的检测417

4.6.3 送风量的检测418

4.6.4 温度的检测423

4.6.5 炉气成分的检测429

4.7 冲天炉用鼓风机429

4.7.1 冲天炉用鼓风机的种类429

4.7.2 鼓风机的选择433

第五章 铸钢434

1 铸造碳钢434

1.1 铸造碳钢的牌号、化学成分和力学性能434

1.2 铸造碳钢的铸造性能436

1.2.1 铸造碳钢的铸造性能特点436

1.2.2 流动性436

1.2.3 收缩性437

1.2.4 热裂倾向437

1.2.5 冷裂倾向438

1.3 铸造碳钢的热处理438

1.3.1 退火429

1.3.2 正火441

1.3.3 正火加回火441

2 铸造低合金钢442

2.1 铸造低合金钢的牌号、化学成分和力学性能442

2.2 铸造低合金钢的铸造性能和铸造工艺特点447

2.2.1 铸造低合金钢的铸造性能特点447

2.2.2 铸造低合金钢的铸造工艺特点447

2.3 低合金钢铸件的热处理448

2.3.1 预先退火热处理448

2.3.2 淬火（正火）温度及保温时间448

2.3.3 回火温度及冷却速度450

3 高锰钢450

3.1 高锰钢的牌号、化学成分和力学性能451

3.2 高锰钢的铸造性能和铸造工艺特点451

3.3 高锰钢铸件的热处理452

4 铸造不锈钢453

4.1 铸造不锈钢的牌号和化学成分453

4.2 不锈钢的热处理规范和力学性能456

4.3 铸造不锈钢的铸造性能和铸造工艺特点458

5 铸钢的熔炼和处理459

5.1 炼钢用原材料459

5.1.1 金属材料459

5.1.2 耐火材料463

5.1.3 造渣材料、氧化剂和增碳剂464

5.1.4 脱氧剂465

5.1.5 石墨电极466

5.2 电弧炉炼钢467

5.2.1 三相电弧炉的结构及主要技术规格467

5.2.2 碱性电弧炉炼钢的工艺方法特点471

5.2.3 碱性电弧炉氧化法炼钢471

5.2.4 碱性电弧炉吹氧返回法炼钢483

5.2.5 碱性电弧炉不氧化法炼钢486

5.2.6 酸性电弧炉炼钢487

5.3 感应电炉炼钢489

5.3.1 感应电炉炼钢的特点489

5.3.2 无芯感应电炉的结构与基本参数489

5.3.3 酸性中频感应电炉炼钢489

5.3.4 碱性感应电炉炼钢493

5.3.5 中频感应电炉炼钢实例495

5.4 钢液炉外精炼497

5.4.1 钢包吹氩精炼498

5.4.2 氩氧脱碳精炼500

5.4.3 真空氧脱碳精炼和真空氩氧脱碳转炉精炼501

5.4.4 钢包电弧加热精炼502

第六章 铸造有色合金504

1 铸造铝合金504

1.1 铸造铝合金的材质504

1.1.1 铸造铝合金的分类504

1.1.2 合金元素的作用506

1.1.3 铸造铝合金的规格507

1.2 铸造铝合金的熔炼512

1.2.1 熔炼炉与坩埚512

1.2.2 熔炼材料520

1.2.3 配料计算526

1.2.4 熔炼工艺529

1.3 铸造铝合金的热处理530

1.4 铸造铝合金的质量控制536

1.4.1 炉前检查与控制536

1.4.2 力学性能检验537

1.4.3 内部质量检验537

2 铸造铜合金538

2.1 铸造铜合金的材质与用途538

2.1.1 铸造铜合金的规格538

2.1.2 铸造铜合金的分类及其主要特点538

2.1.3 铸造铜合金的应用549

2.2 铸造铜合金的熔炼549

2.3 铸造铜合金的热处理555

3 铸造有色合金件常见缺陷和主要防止方法561

3.1 铸造铝合金件常见缺陷和主要防止方法561

3.2 铸造铜合金件常见缺陷和主要防止方法563

第七章 铸件质量检验及缺陷分析563

1 铸件质量检验564

1.1 铸件质量一般检验内容564

1.2 常规力学性能试验565

1.2.1 力学性能检验项目565

1.2.2 试样分类566

1.2.3 各类铸件的试样标准567

1.3 铸件尺寸公差检测577

1.3.1 铸件尺寸公差标准577

1.3.2 有关尺寸公差的基本概念577

1.3.3 应用《铸件尺寸公差》标准应注意的问题583

1.4 铸件表面粗糙度检测584

1.4.1 表面粗糙度比较样块585

1.4.2 铸件表面粗糙度检测评定方法585

1.4.3 粗糙度与光洁度对照586

1.5 铸件重量公差检测587

1.6 铸件内部缺陷的检验587

1.6.1 超声波探伤法587

1.6.2 射线探伤法588

2 铸件常见缺陷和主要防止方法589

2.1 孔洞类缺陷589

2.2 裂纹、冷隔类缺陷591

2.3 表面缺陷592

2.4 多肉类缺陷595

2.5 残缺类缺陷598

2.6 夹杂类缺陷599

2.7 尺寸和形状偏差类缺陷601

第八章 铸造环境保护与安全技术601

1 铸造生产中的污染分析603

1.1 铸造生产各工部的污染603

1.2 空气污染603

1.2.1 粒状污染603

1.2.2 气态污染607

1.2.3 空气污染的危害609

1.2.4 空气污染物容许浓度及排放标准609

1.3 废水614

1.3.1 铸造废水的发生源614

1.3.2 铸件耗水量615

1.3.3 废水水质616

1.3.4 废水排放标准616

1.4 废渣617

1.5 噪声618

1.5.1 铸造车间的噪声源618

1.5.2 噪声的危害618

1.5.3 噪声容许标准618

2 污染治理途径620

2.1 粉尘、烟尘的治理620

2.2 气态污染的治理621

2.3 废水的治理622

2.4 废渣的治理622

2.5 噪声的治理623

3 铸造生产安全技术623

3.1 安全操作通则624

3.2 预防爆炸、烫伤事故624

3.3 预防重物坠落、挤撞事故626

3.4 预防物体打击事故627

第九章 圣泉产品应用指南627

1 糠醛和糠醇628

2 自硬呋喃树脂及配套固化剂629

3 酯硬化碱性酚醛树脂及配套固化剂630

4 酚脲皖自硬树脂631

5 三乙胺硬化冷芯盒树脂633

6 SQJ610型CO2硬化碱性酚醛树脂634

7 SQJ820型甲酸甲酯气体硬化酚醛树脂634

8 热芯盒树脂及配套固化剂635

9 覆膜砂（壳芯）用酚醛树脂637

10 铸造涂料638

10.1 FQ系列醇基铸造涂料638

10.2 FS系列水基铸造涂料639

11 FCF系列泡沫陶瓷过滤器639

12 BXF系列纤维过滤网640

13 其他铸造辅助材料641

13.1 脱模剂641

13.1.1 热芯盒和壳芯用脱模剂641

13.1.2 自硬砂用脱模剂641

13.1.3 冷芯盒用脱模剂642

13.1.4 湿型砂用脱模剂642

13.2 型芯粘结剂642

13.3 清洗剂643

13.4 封箱泥膏643

13.5 封箱泥条643

14 “A+B”固化剂自动控制仪644

附录一 中国机械工程学会铸造分会简介646

附录二 济南圣泉集团股份有限公司简介649

参考文献652