（1）本书综合了作者几十年从事挤压铸造的研究实践，吸取了国内外挤压铸造技术的研究成果。主要内容包括绪论、挤压铸造成形理论基础、挤压铸造工艺参数的选择、挤压铸造模具设计、挤压铸造机的功能及选用、挤压铸件的缺陷及防止措施、挤压铸造的应用实例、人工智能技术在挤压铸造模具设计中的应用。
（2）本书注重理论联系实际，突出实用性，在深入浅出地阐明挤压铸造工艺理论和技术方法的同时，列举了丰富的工程案例，并采用四色印刷，便于读者对技术内容的理解和掌握，并提高解决实际工程技术问题的能力。
（3）本书具体特点如下：
1）突出工艺优化，强化实践指导。本书详细解析挤压铸造的关键工艺参数（如压力、温度、充型速度等）对铸件质量的影响，并结合实际生产经验，提供科学的参数选择方法，帮助读者优化工艺方案，提高产品合格率。
2）聚焦模具设计，提升制造效率。模具是挤压铸造的核心装备，其结构设计直接影响铸件质量和生产率。本书深入探讨挤压铸造模具的结构特点、设计要点、技术要求等，并结合计算机辅助设计（CAD）和人工智能（AI）技术，介绍智能化模具设计的最新进展。
3）丰富工程案例，增强实用参考。本书精选汽车、航空航天、电子等行业的典型挤压铸造零件案例，详细分析其工艺路线、模具设计要点及质量控制措施，使读者能够借鉴成功经验，快速解决实际工程问题。
4）融合前沿技术，展望发展趋势。除传统工艺外，本书还探讨了人工智能、数值模拟等新兴技术在挤压铸造中的应用，为行业的技术升级提供新思路。

本书系统介绍了挤压铸造工艺理论、技术方法及工程应用，主要内容包括绪论、挤压铸造成形理论基础、挤压铸造工艺参数的选择、挤压铸造模具设计、挤压铸造机的功能及选用、挤压铸件的缺陷及防止措施、挤压铸造的应用实例、人工智能技术在挤压铸造模具设计中的应用。本书综合了作者几十年从事挤压铸造的研究实践，吸取了国内外挤压铸造技术的研究成果；注重理论联系实际，突出实用性，在深入浅出地阐明挤压铸造工艺理论和技术方法的同时，列举了丰富的工程案例，便于读者对技术内容的理解和掌握，并提高解决实际工程技术问题的能力。

罗继相，武汉理工大学教授，享受国务院政府特殊津贴。现任中国铸造协会专家委员会副主任、挤压铸造工作委员会首席专家，中国兵工学会挤压铸造专业委员会副主任委员，科技部、教育部科技成果及基金评审专家。长期从事挤压铸造（液态模锻）技术研究。在挤压铸造技术研究领域解决了许多关键技术难题，取得了多项科研成果；在国内率先提出并研究了间接立式挤压铸造成形机理（液流的充填形态与变化规律、压力的传递与补缩、激冷层的形成与防止等）。主持“易溶型芯及铝柄管子钳开发”“液态模锻技术在汽车制造业中的应用”等国家级课题及省部级课题。主持起草制定了T/CFA 0102031—2019《铝合金挤压铸造件》，发表学术论文130多篇。获国家级科技成果奖1项，国家级教学成果奖1项，省部级科技进步奖5项。

陈云，武汉理工大学教授、博士生导师。现任中国铸造协会挤压铸造工作委员会委员、湖北省机械工程学会铸造专业委员会理事、湖北省机械工程学会机械工业自动化专业委员会理事、《特种铸造及有色合金》杂志青年编委会委员、国家线上一流课程负责人。主要从事有色合金挤压铸造工艺、外场辅助成形、船港装备制造与再制造（金属3D打印、激光熔覆）、智能制造与数字孪生等方面的研究工作。获湖北青年教学能手，武汉理工大学一流课程教学名师、武汉理工大学课程思政优秀教师等称号。先后主持及参与各类纵/横向科研项目30余项，发表学术论文40余篇，授权发明专利12项（转化1项），获省部级科研成果1项、省级教学成果奖1项、武汉理工大学首届卓越教学耕耘奖。

前言
第1章绪论1
1.1挤压铸造实质及工作过程1
1.2挤压铸造特点及分类1
1.2.1挤压铸造工艺的特点2
1.2.2挤压铸造的分类方法2
1.3挤压铸造的应用范围4
1.4挤压铸造发展概况6
1.4.1不同时期挤压铸造技术的发展状况6
1.4.2挤压铸造人才队伍建设7
1.4.3挤压铸造理论与新材料研究7
1.4.4挤压铸造工艺研究与应用7
1.4.5挤压铸造设备的研制与开发7
1.4.6挤压铸造模具技术8
1.5我国挤压铸造存在的问题与不足9
1.5.1挤压铸造设备的问题9
1.5.2黑色金属挤压铸造模具材料问题9
1.5.3挤压铸造模具设计问题9
1.5.4挤压铸造工艺存在的问题10
1.5.5挤压铸造材料的问题10
1.621世纪我国挤压铸造技术的展望11
1.7挤压铸件开发方向12
1.7.1慎重开发的挤压铸造结构件12
1.7.2挤压铸件开发重点方向13
第2章挤压铸造成形理论基础15
2.1挤压铸造基础知识与调控技术15
2.1.1挤压铸造基础知识15
2.1.2参数设置与调控技术19
2.1.3VSC立式挤压铸造机压射条件21
2.2金属在压力下的结晶特点23
2.2.1压力对材料热物理参数的影响23
2.2.2压力对合金相图的影响23
2.2.3压力对结晶特性的影响24
2.2.4压力对气体析出过程的影响25
2.2.5压力对固液界面特性的影响25
2.2.6压力对宏观晶体生长速度的影响26
2.2.7压力对枝晶间距的影响28
2.3直接挤压铸造成形理论基础29
2.3.1直接挤压铸造的力学理论29
2.3.2直接挤压铸造过程中金属的塑性流动30
2.3.3直接挤压铸造的结晶凝固理论31
2.4间接挤压铸造金属液流充型特性32
2.4.1内浇口设计准则及试验模型的建立32
2.4.2理想流态的利用36
2.5挤压铸件中激冷层的形成机理38
2.5.1冲头顶出时激冷层的运动状态分析39
2.5.2激冷层形貌的微观分析39
2.5.3影响激冷层产生的主要因素40
2.5.4消除激冷层的温度条件41
第3章挤压铸造工艺参数的选择44
3.1压力参数对铸件质量的影响44
3.1.1压射比压的选择与控制44
3.1.2锁模力的选择45
3.2速度参数对铸件质量的影响45
3.2.1压射速度与充填速度的影响45
3.2.2充填速度的选择46
3.3时间参数对铸件质量的影响46
3.3.1充填时间的影响46
3.3.2保压时间的影响46
3.3.3加压前等待时间47
3.4温度参数对铸件质量的影响47
3.4.1浇注温度的影响47
3.4.2模具温度的影响48
3.4.3料筒温度的影响49
3.5挤压铸造各工艺参数间的相互关系49
3.5.1压力参数与其他参数间的关系50
3.5.2速度参数与其他参数间的关系50
3.5.3时间参数与其他参数间的关系50
3.5.4温度参数与其他参数间的关系51
3.6挤压铸造涂料51
3.6.1涂料的核心功能与分类51
3.6.2挤压铸造脱模剂与压铸脱模剂的区别52
3.6.3涂料关键性能指标与评价方法52
3.6.4涂料的选用与喷涂控制要点53
3.7工艺参数选择参考数据55
第4章挤压铸造模具设计57
4.1挤压铸造模具设计程序及技术要求57
4.1.1挤压铸造模具基本结构及设计程序57
4.1.2挤压铸造模具设计的基本要求58
4.1.3挤压铸件的结构设计60
4.2直接挤压铸造模具设计61
4.2.1直接挤压铸造模具的设计规范61
4.2.2直接挤压铸造模具与液压机的关系61
4.2.3直接挤压铸造模具特点64
4.2.4直接挤压铸造模具的典型结构65
4.2.5直接挤压铸造应用67
4.3间接挤压铸造模具设计68
4.3.1间接挤压铸造模具设计的关键要素69
4.3.2间接挤压铸造模具的浇注系统设计71
4.3.3间接挤压铸造溢流系统的设计74
4.3.4间接挤压铸造模具的技术要求76
4.3.5液压机实现间接挤压铸造的模具结构77
4.4复合挤压铸造模具设计83
4.5双分型面挤压铸造模具结构85
4.5.1挂板式双分型面模具结构85
4.5.2摆钩分型双分型面模具结构86
4.5.3内抽芯双分型面模具结构87
4.6模具部件结构设计88
4.6.1中大型模具导滑块和楔紧块的设计88
4.6.2卸料机构的设计88
4.6.3模具推杆间隙的选择与设计90
4.6.4料筒内径尺寸设计90
4.6.5分流锥的设计91
4.6.6挤压销结构设计与技术要求91
4.7挤压铸造模具的温度变化及控制95
4.7.1模具温度测试95
4.7.2模具冷却系统设计96
4.8球墨铸铁冲头的设计与应用97
4.9挤压铸造模具的失效形式及原因99
4.9.1模具失效的主要形式99
4.9.2模具失效的主要原因100
4.9.3挤压铸造模具的龟裂纹100
4.9.4提高挤压铸造模具寿命的主要措施102
4.9.5挤压铸造模具材料及性能要求102
第5章挤压铸造机的功能及选用105
5.1挤压铸造机的类型与功能105
5.1.1用于挤压铸造生产的通用液压机105
5.1.2改进的万能型挤压铸造专用液压机106
5.1.3气体压送式自动定量供铝的挤压铸造机107
5.1.4特殊型挤压铸造机107
5.1.5专用挤压铸造机108
5.2挤压铸造机特点及选择124
5.2.1立式挤压铸造机的特点124
5.2.2卧式挤压铸造机的特点124
5.2.3根据产品选择挤压铸造机规格125
5.2.4选配挤压铸造机附属功能127
5.2.5国产挤压铸造设备的稳定性问题130
5.3挤压铸造工艺规程的制订131
5.3.1挤压铸造工艺规程制订的内容、原则及作用131
5.3.2挤压铸造工艺规程制订的方法132
第6章挤压铸件的缺陷及防止措施136
6.1挤压铸件的常见缺陷及防止措施136
6.1.1缩孔与缩松的产生及防止136
6.1.2气孔与气泡的产生及防止138
6.1.3冷隔的产生及防止141
6.2挤压铸件的异常缺陷及防止措施143
6.2.1冷金属夹渣与激冷组织的产生及防止143
6.2.2分层与起皮的产生及防止151
6.2.3偏析的产生及防止153
6.3挤压铸件的其他缺陷及防止措施154
第7章挤压铸造的应用实例164
7.1挤压铸造铝合金转向节164
7.1.1卧式挤压铸造机生产铝合金转向节165
7.1.2立式挤压铸造机生产铝合金转向节173
7.2挤压铸造空压机铝合金连杆180
7.2.1直接挤压铸造空压机铝合金连杆180
7.2.2间接挤压铸造汽车空压机铝连杆183
7.3舵面间接挤压铸造186
7.3.1零件结构特点186
7.3.2模具结构特点186
7.3.3溢流及排气系统设计187
7.4挤压铸造铝合金管钳柄188
7.5起重电动机壳体挤压铸造189
7.5.1模具结构特点189
7.5.2模具工作过程190
7.5.3模具结构参数及工艺参数190
7.6间接挤压铸造活塞191
7.6.1活塞间接挤压铸造工艺过程191
7.6.2模具浇注系统的设计192
7.6.3试验结果192
7.6.4间接挤压铸造140活塞组织特征192
7.7挤压铸造发动机支架193
7.7.1模具浇注与溢流系统设计194
7.7.2冷却水道设计194
7.7.3工艺参数的选取与控制195
7.7.4挤压铸造支架的应用197
7.8直接挤压铸造风扇带轮198
7.9振动器壳体挤压铸造199
7.9.1斜销分型模具结构199
7.9.2模具及工艺参数选择201
7.10直接挤压铸造铝合金高压齿轮泵泵体202
7.11挤压铸造汽车气囊支撑臂204
7.11.1模具结构设计205
7.11.2工艺参数的选取207
7.11.3台架试验结果分析207
7.11.4零件结构分析与优化209
7.12挤压铸造铝合金控制臂（Ⅰ）210
7.13挤压铸造铝合金控制臂（Ⅱ）216
7.13.1产品各项技术指标要求216
7.13.2产品工艺路线设计217
7.13.3挤压铸造控制臂参数选取219
7.13.4控制臂的试验结果分析220
7.14斜头管挤压铸造工艺221
7.14.1产品结构分析221
7.14.2工艺分析及结构改进223
7.14.3斜头管挤压铸造模具设计224
7.14.4挤压铸造工艺参数选取229
7.14.5充型与凝固过程数值模拟231
7.14.6局部挤压分析233
7.14.7延迟时间对局部挤压效果的影响233
7.14.8斜头管研制过程中存在的缺陷234
7.14.9力学性能测试236
7.15挤压铸造防脱圈237
7.16铝合金弹簧座挤压铸造工艺239
7.16.1弹簧座的结构特点及模具结构原理239
7.16.2材料调配及工艺试验240
7.16.3充型与凝固过程数值模拟240
7.16.4力学性能测试242
7.16.5金相组织特性及断口分析244
7.17汽车空调压缩机涡旋盘挤压铸造工艺246
第8章人工智能技术在挤压铸造模具设计中的应用249
8.1模具设计智能化研究现状249
8.1.1模具浇注系统设计研究现状249
8.1.2模具设计自动化研究现状249
8.1.3模具设计智能化及算法研究现状250
8.2挤压铸造模具浇注系统智能化设计关键技术252
8.2.1智能浇注系统整体方案252
8.2.2面向挤压铸造模具浇道的特征工程设计253
8.2.3面向挤压铸造模具浇道的参数化建模方法257
8.3增强条件生成对抗网络及变结构超网络设计261
8.3.1生成对抗神经网络261
8.3.2增强条件生成对抗神经网络264
8.3.3面向挤压铸造浇道生成数据的模型评估机制266
8.3.4基于XGBoost的RFE自动特征选择268
8.3.5基于超网络变结构联合运算优化设计269
8.3.6基于XGBoost与变结构神经网络联合运算271
8.4基于Pytorch的网络训练与系统实现272
8.4.1基于Pytorch的网络训练272
8.4.2训练模型保存与调用278
8.4.3基于NX二次开发的系统设计与实现278
8.4.4实例分析285
8.5典型挤压铸件仿真测试与验证286
8.5.1智能浇注设计系统应用实例287
8.5.2AnyCasting数值模拟仿真测试287
参考文献293

挤压铸造（squeeze casting，又称液态模锻）是一种介于铸造与锻造之间的先进金属成形技术。该技术结合了铸造的高材料利用率和锻造的高力学性能优势，通过将液态或半固态金属在高压下充填模具并加压凝固，获得组织致密、性能优良的铸件。该技术于20世纪30年代由苏联学者发明，最初用于铜合金成形，后逐步扩展至铝合金、镁合金、钢铁等高强度材料，并在汽车、航空航天、电子等领域得到广泛应用。
近年来，随着轻量化、高性能材料需求的增长，挤压铸造技术迎来了新的发展机遇。传统工艺不断优化，新型挤压铸造设备、智能化模具设计技术及计算机辅助工艺优化等创新方法，进一步提升了该技术的竞争力。特别是在新能源汽车、5G通信设备等新兴行业，挤压铸造因其优异的性能和经济性，成为关键零部件的优选制造方案。
本书旨在系统地介绍挤压铸造技术的理论基础、工艺方法、装备应用及最新发展趋势，为读者提供一本兼具理论深度与实践指导价值的参考书。本书主要特点如下：
1）突出工艺优化，强化实践指导。本书详细解析挤压铸造的关键工艺参数（如压力、温度、充型速度等）对铸件质量的影响，并结合实际生产经验，提供科学的参数选择方法，帮助读者优化工艺方案，提高产品合格率。
2）聚焦模具设计，提升制造效率。模具是挤压铸造的核心装备，其结构设计直接影响铸件质量和生产率。本书深入探讨挤压铸造模具的结构特点、设计要点、技术要求等，并结合计算机辅助设计（CAD）和人工智能（AI）技术，介绍智能化模具设计的最新进展。
3）丰富工程案例，增强实用参考。本书精选汽车、航空航天、电子等行业的典型挤压铸造零件案例，详细分析其工艺路线、模具设计要点及质量控制措施，使读者能够借鉴成功经验，快速解决实际工程问题。
4）融合前沿技术，展望发展趋势。除传统工艺外，本书还探讨了人工智能、数值模拟等新兴技术在挤压铸造中的应用，为行业的技术升级提供新思路。
本书是一部实用型技术图书，综合了作者几十年从事挤压铸造的研究实践，吸取了国内外挤压铸造技术的研究成果，力求结合生产实际，重点给出了挤压铸造应用中的实用技术，并列举了丰富的工程案例。本书可供从事挤压铸造工艺开发、模具设计及生产管理的工程技术人员使用，也可供机械工程、材料成形等相关专业的在校师生参考。
本书在编写过程中参考了国内外有关的技术资料，得到了山东魏桥创业集团有限公司、山东宏和轻量化科技有限公司和广州金邦液态模锻技术有限公司的大力支持和帮助，并得到了武汉理工大学本科教材建设专项基金项目的支持，在此表示衷心的感谢！本书力求内容科学严谨、语言简明易懂，既涵盖基础理论，又突出工程实践，希望能为挤压铸造技术的发展与推广贡献一份力量。
由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评、指正。

作者