1）书按照铸件的生产流程顺序进行编写，对每个流程涉及的铸造工艺及方法进行了详细的叙述，并配以实际的案例图片，使读者在学习的过程中能直观、清楚地了解铸造的生产流程及工艺方法，能在较短的时间内全面地了解从铸件设计、铸造工艺设计、模样设计直到铸件包装和发运全流程的知识要点。

2）本书采用全彩印刷，摆脱枯燥的理论，可使读者轻松掌握铸造技术，是值得所有铸造人拥有的一本实用铸造技术图书。

《铸件生产流程精讲》一书系统地介绍了从铸件的设计到铸件的标识和加工的所有生产流程。其主要内容包括：铸件设计和图样，铸造工艺设计，模样设计，铸型和芯，熔炼与浇注，铸件落砂、铲磨与清理，铸件的热处理，铸件的技术条件、检验和试验，铸件修复，铸件的表面处理，铸件标识和机械加工。本书语言文字简洁，并配有丰富的实际生产过程中的图片，直观易懂，实用性强。

前言

第 1章　概述 ……………………………………………………… 1

第 2章　铸件设计和图样 ………………………………………… 5

2.1　简介 ……………………………………………………………………… 5

2.2　工艺参数 ………………………………………………………………… 5

2.2.1　机械加工余量 .................... 5

2.2.2　模样起模斜度 .................... 5

2.2.3　消除砂芯的措施 ................... 7

2.2.4　机械加工的参考点及“基准面”............. 7

2.2.5　最大应力集中的区域 /壁厚 .............. 7

2.2.6　铸件的尺寸公差 ................... 7

2.3　总结 ………………………………………………………………………10

第 3章　铸造工艺设计 …………………………………………… 11

3.1　简介 ……………………………………………………………………… 11

3.2　材料和处理 ……………………………………………………………… 11

3.3　浇注系统 …………………………………………………………………12

3.3.1　简介 ........................12

3.3.2　浇注系统描述 ....................12

3.3.3　浇注系统设计 ....................15

3.3.4　总结 ........................15

3.4　冒口和冷铁 ………………………………………………………………16

3.5　模拟程序 …………………………………………………………………17

3.6　模样 ………………………………………………………………………18

3.7　作业指导书 ………………………………………………………………18

3.8　总结 ………………………………………………………………………18

第 4章　模样设计 ………………………………………………… 19

4.1　定义 ………………………………………………………………………19

4.2　线收缩率（模样收缩率）…………………………………………………21

4.3　模样设计要求 ……………………………………………………………23

4.3.1　铸件尺寸公差 ....................23

4.3.2　铸件质量 ......................23

4.3.3　模样寿命 ......................23

4.3.4　模样成本 ......................24

4.3.5　铸件成本 ......................24

4.4　标准 ………………………………………………………………………25

4.4.1　质量级别 ......................25

4.4.2　尺寸公差级别 ....................25

4.4.3　起模斜度 ......................26

4.4.4　颜色 ........................27

4.4.5　使用建议 ......................28

4.5　模样概述和评价 …………………………………………………………28

第 5章　铸型和芯 ………………………………………………… 35

5.1　简介 ………………………………………………………………………35

5.2　造型方法 …………………………………………………………………38

5.2.1　简介 ........................38

5.2.2　手工造型 ......................40

5.2.3　机器造型 ......................43

5.2.4　壳型 ........................49

5.2.5　熔模精密铸造（失蜡法）................ 51

5.2.6　石膏型和陶瓷型 ...................54

5.2.7　消失模造型 .....................56

5.2.8　真空造型 ......................60

5.2.9　永久型（金属型）铸造 .................. 61

5.2.10　3D打印型（芯）................... 65

5.2.11　凝壳铸造 ...................... 66

5.2.12　离心铸造 ...................... 68

5.2.13　连续铸造 ...................... 72

5.2.14　压力铸造 ...................... 73

5.2.15　挤压铸造 ...................... 77

5.2.16　半固态金属挤压铸造 ................. 78

5.2.17　单晶铸造 ...................... 78

5.2.18　粉末冶金 ...................... 79

5.3　铸型 ………………………………………………………………………81

5.4　制芯 ………………………………………………………………………83

5.4.1　简介 ........................83

5.4.2　型芯类型 ......................84

5.5　造型材料 …………………………………………………………………85

5.5.1　造型用砂 ......................86

5.5.2　陶瓷 ........................89

5.5.3　石膏 ........................89

5.5.4　金属 ........................89

5.5.5　涂料 ........................90 5.6　

总结 ………………………………………………………………………92

第 6章　熔炼与浇注 ……………………………………………… 93

6.1　熔炼 ………………………………………………………………………93

6.1.1　简介 ........................93

6.1.2　熔炼方法 ......................93

6.1.3　浇注重量 ..................... 103

6.1.4　金属炉料 ..................... 105

6.2　浇注 …………………………………………………………………… 108

6.2.1　简介 ....................... 108

6.2.2　冶金处理 ..................... 108

6.2.3　浇注要求 ..................... 110

6.3　出炉温度与浇注温度 ………………………………………………… 115

6.3.1　简介 ....................... 115

6.3.2　温度计算 ..................... 116

6.3.3　总结 ....................... 118

第 7章　铸件落砂、铲磨与清理 ……………………………… 119

7.1　落砂 …………………………………………………………………… 119

7.2　铸件清理工作量 ……………………………………………………… 120

7.3　铸件清理 ……………………………………………………………… 121

7.3.1　抛丸 ....................... 121

7.3.2　去除浇注系统和冒口 ................ 125

7.3.3　去除飞边及其他缺陷 ................ 126

7.4　建议 …………………………………………………………………… 128

第 8章　铸件的热处理 ………………………………………… 131

8.1　简介 …………………………………………………………………… 131

8.2　热处理过程及材料的选择 …………………………………………… 132

8.2.1　热处理过程 .................... 132

8.2.2　材料的选择 .................... 134

8.3　硬度与淬透性 ………………………………………………………… 134

8.3.1　硬度 ....................... 134

8.3.2　淬透性 ...................... 136

8.3.3　相关数据 ..................... 137

8.4　连续冷却转变图 ……………………………………………………… 139

8.5　热处理类型 …………………………………………………………… 141

8.5.1　正火 ....................... 141

8.5.2　硬化 ....................... 143

8.5.3　淬火和回火 .................... 143

8.5.4　回火 ....................... 144

8.5.5　二次硬化 ..................... 144

8.5.6　去应力退火 .................... 145

8.5.7　软化退火 ..................... 146

8.5.8　碳化物溶解退火 .................. 146

8.5.9　低温处理（过冷）.................. 147

8.5.10　马氏体等温淬火（硬化） .............. 147

8.5.11　奥氏体等温淬火 .................. 148

8.6　总结 …………………………………………………………………… 149

第 9章　铸件的技术条件、检验和试验 ……………………… 150

9.1　简介 …………………………………………………………………… 150

9.2　质量体系 ……………………………………………………………… 151

9.2.1　简介 ....................... 151

9.2.2　体系改进 ..................... 151

9.2.3　设备和工具校准 .................. 153

9.2.4　铸件检验程序 ................... 153

9.3　铸件质量 ……………………………………………………………… 156

9.3.1　简介 ....................... 156

9.3.2　常规材料标准 ................... 156

9.3.3　尺寸检测 ..................... 157

9.3.4　健全性质量检验 .................. 160

9.3.5　表面检验 ..................... 164

9.3.6　其他检测 ..................... 172

9.4　材料的性能 …………………………………………………………… 176

9.4.1　简介 ....................... 176

9.4.2　分析 ....................... 176

9.4.3　微观结构 ..................... 177

9.4.4　力学性能 ..................... 181

9.4.5　物理性能 ..................... 189

9.4.6　耐蚀性 ...................... 190

第 10章　铸件修复 ……………………………………………… 191

10.1　简介 …………………………………………………………………… 191

10.2　缺陷类型 ……………………………………………………………… 191

10.2.1　材料缺陷 ..................... 192

10.2.2　铸件的内在和表面质量 ............... 193

10.2.3　铸件的外形尺寸 .................. 195

10.2.4　对服役环境的耐受性 ................ 195

10.2.5　其他要求 ..................... 195

10.3　修复方法 ……………………………………………………………… 196

10.3.1　热处理 ...................... 196

10.3.2　磨削和喷丸 .................... 196

10.3.3　机械加工 ..................... 196

10.3.4　黏结剂腻子的使用 ................. 196

10.3.5　焊接 ....................... 197

10.3.6　其他修补方法 ................... 197

10.4　焊接性 ………………………………………………………………… 198

10.4.1　焊接碳当量 .................... 198

10.4.2　预热 ....................... 198

10.4.3　焊后热处理 .................... 199

10.5　程序 …………………………………………………………………… 200

10.6　报告 …………………………………………………………………… 201

10.7　总结 …………………………………………………………………… 201

第 11章　铸件的表面处理 ……………………………………… 202

11.1　清理 …………………………………………………………………… 202

11.1.1　机械清理 ..................... 202

11.1.2　化学清理 ..................... 202

11.1.3　电化学清理 .................... 203

11.1.4　抛光 ....................... 203

11.2　改变铸件表面应力状态 ……………………………………………… 204

11.3　在铸件上应用另一种材料（保护层） ……………………………… 204

11.3.1　电镀 ....................... 204

11.3.2　热浸镀 ...................... 205

11.3.3　特殊涂料 ..................... 205

11.3.4　有机涂料 ..................... 205

11.3.5　粉末涂料 ..................... 207

11.3.6　电泳涂装 ..................... 207

11.4　硬化层的应用 ………………………………………………………… 208

11.4.1　耐磨堆焊 ..................... 208

11.4.2　熔覆焊 ...................... 208

11.4.3　热喷涂 ...................... 209

11.4.4　搪瓷 ....................... 209

11.5　表面硬化 ……………………………………………………………… 210

11.5.1　非合金化处理 ................... 210

11.5.2　加入合金元素 ................... 212

第 12章　铸件标识和机械加工 ………………………………… 214

12.1　简介 …………………………………………………………………… 214

12.2　材料问题 ……………………………………………………………… 217

12.2.1　非奥氏体材料（铁素体、珠光体、贝氏体基体） .... 217

12.2.2　马氏体材料 .................... 217

12.2.3　奥氏体材料 .................... 217

12.3　铸件缺陷 ……………………………………………………………… 218

12.3.1　铸件表面 ..................... 218

12.3.2　铸件补焊 ..................... 218

12.3.3　铸型相关缺陷 ................... 218

12.3.4　起模斜度 /斜率 .................. 219

12.3.5　加工余量太多或不足 ................ 219

12.3.6　铸件弯曲 /变形 .................. 220

12.4　总结 …………………………………………………………………… 220

参考文献…………………………………………………………… 222

制造业是国民经济的主体，是科技创新的主战场，是立国之本、兴国之器、强国之基。铸造是装备制造业的基础产业，已有约 6000年的发展历史。我国铸造产量连续 18年稳居世界第一，全球每年铸件市场规模约为 1万亿元，我国约占 45%，从业人数 200万人，企业 2.6万家，是名副其实的“铸造大国”。总体上，我国铸造产业存在生产环境差、劳动强度大、效率低、铸件质量不高、环境污染等问题，亟待向绿色智能转型发展。

无论是铸件的设计者和生产者，还是使用者，都肩负着持续提高铸造品质的使命，那么了解所有的铸造生产类型和工艺方法等内容，是非常必要的。大多数铸造产品的用户并不是很理解铸件的设计、生产和采购的基本原则和要求，大多数情况下他们会依据惯例进行相似产品的购买。作为铸造厂——铸件的设计者和生产者，有必要、也有义务向铸件市场的用户和铸造从业者适当地告知其铸造的基本概念、生产流程等，并尽可能地使其了解铸件的性能特点和局限性。因此，我们编写了这本《铸件生产流程精讲》。

我们试图在本书中对各种铸件生产流程做出阐述，但因为材料、生产类型的复杂性和动态性，难免有些新的技术、流程没有编写进去。希望读者对本书多提宝贵意见，以使本书日臻完善，更适应读者的需求。

本书主要内容由彭凡、原晓雷、薛蕊莉、亨德里克斯 ·斯塔夫（ Henderieckx Staaf）编写。在编写过程中得到了张俊勇正高职高级工程师、张龙江博士、安玲玲工程师等多人的协助，在此一并表示感谢。

本书编写人员均来自企业一线，所编写的内容更加实用，但是难免有错误、遗漏和不妥之处，还望读者批评指正。

编　者