前言

第1篇概述

0.1铸造质量及铸件质量标准1

0.2铸件缺陷及分类2

0.3铸造质量管理9

0.4铸造成形方法及特点10

0.5铸造质量的影响因素12

0.6绿色铸造材料及工艺方法选择13

0.7铸造自动化、智能化 16

第2篇砂型铸造质量控制

第1章黏土砂型铸造质量控制18

1.1黏土砂型铸造工艺过程及特点18

1.2影响黏土砂型铸造质量的因素21

1.2.1造型工艺及设备精度21

1.2.2砂芯材料、工艺及制芯设备22

1.2.3型砂材料的组成及其性能24

1.2.4金属液熔炼质量及浇注31

1.2.5铸件清理质量32

1.2.6黏土砂旧砂再生  32

1.3黏土砂型铸造常见缺陷及防止措施34

1.3.1气孔缺陷及防止措施34

1.3.2铸件体积亏损缺陷及防止措施36

1.3.3裂纹和变形缺陷及防止措施38

1.3.4表面粗糙和粘砂缺陷及防止措施42

1.3.5膨胀缺陷及防止措施43

1.3.6充填缺陷及防止措施45

1.3.7夹杂类缺陷及防止措施46

1.3.8尺寸和重量超差缺陷及防止措施49

1.4黏土砂型铸造规模生产中的质量控制49

第2章树脂砂型铸造质量控制52

2.1自硬树脂砂型的特点及常用种类52

2.1.1自硬树脂砂型的特点52

2.1.2酸固化呋喃树脂自硬砂型53

2.1.3酯固化碱性酚醛树脂自硬砂型56

2.1.4胺固化酚醛脲烷树脂自硬砂型58

2.2影响树脂砂型铸造质量的因素59

2.2.1原材料质量59

2.2.2旧砂再生质量61

2.2.3环境温度、湿度66

2.3树脂砂型铸造常见缺陷及防止措施67

2.3.1酸固化呋喃树脂自硬砂型铸造常见缺陷及防止措施67

2.3.2酯固化碱性酚醛树脂自硬砂型铸造常见缺陷及防止措施68

2.3.3胺固化酚醛脲烷树脂自硬砂型铸造常见缺陷及防止措施69

2.4树脂砂型铸造生产的质量控制70

2.53D打印铸造用砂型(芯)及质量控制 73

第3章水玻璃砂型铸造质量控制75

3.1水玻璃砂型的特点与工艺75

3.1.1水玻璃砂型的特点75

3.1.2CO2硬化水玻璃砂型工艺75

3.1.3酯硬化水玻璃砂型工艺77

3.1.4其他水玻璃砂型工艺77

3.2水玻璃砂的性能及其影响因素78

3.2.1CO2硬化水玻璃砂的性能及其影响因素78

3.2.2酯硬化水玻璃砂的性能及其影响因素84

3.2.3真空CO2硬化水玻璃砂的性能及其影响因素87

3.3水玻璃旧砂再生及质量控制89

3.3.1水玻璃旧砂的特点及其再生方法89

3.3.2水玻璃旧砂再生的典型设备系统90

3.3.3水玻璃再生砂的性能特征92

3.3.4水玻璃旧砂再生的质量控制95

3.4水玻璃砂型铸造常见缺陷及防止措施99

3.4.1CO2硬化水玻璃砂型铸造常见缺陷及防止措施99

3.4.2酯硬化水玻璃砂型铸造常见缺陷及防止措施103

3.5水玻璃砂型铸造生产的质量控制106

3.5.1CO2硬化水玻璃砂型铸造生产的质量控制106

3.5.2酯硬化水玻璃砂型铸造生产的质量控制109

3.6新型无机黏结剂工艺及质量控制  112

3.6.1国外铝合金铸件用无机黏结剂112

3.6.2国内铝合金铸件用无机黏结剂114

3.6.3国内铸铁件、铸钢件用无机黏结剂 114

第3篇消失模铸造质量控制

第4章消失模铸造工艺过程及关键技术116

4.1消失模铸造工艺过程及特点116

4.2消失模铸造的关键技术117

4.2.1消失模铸造的白区技术117

4.2.2消失模铸造的涂料技术120

4.2.3消失模铸造的黑区技术121

4.3消失模铸造的浇注系统124

4.4铝、镁合金消失模铸造技术及质量控制125

4.4.1铝、镁合金消失模铸造技术特点125

4.4.2压力消失模铸造技术126

4.4.3真空低压消失模铸造技术127

4.4.4振动消失模铸造技术130

4.4.5铝、镁合金消失模铸造质量控制132

第5章消失模铸造常见缺陷及防止措施133

5.1充型缺陷及防止措施133

5.2坍塌缺陷及防止措施134

5.3气孔缺陷及防止措施135

5.4皱皮缺陷及防止措施136

5.5增碳缺陷及防止措施139

5.6夹杂缺陷及防止措施141

5.7粘砂缺陷及防止措施142

5.8变形缺陷及防止措施143

5.9针孔、缩松缺陷及防止措施145

第6章典型铸件的消失模铸造质量控制147

6.1铸钢集装箱角件消失模铸造质量控制147

6.2离合器壳体消失模铸造质量控制148

6.3柴油机飞轮壳消失模铸造质量控制150

6.4电动机壳体消失模铸造质量控制150

6.5球墨铸铁管件消失模铸造质量控制151

6.6球墨铸铁轮毂消失模铸造质量控制153

6.7杆头类球墨铸铁件消失模铸造质量控制153

6.8高锰钢筛板消失模铸造质量控制154

6.9烧结机尾固定筛箅条消失模铸造质量控制155

6.10进气歧管消失模铸造质量控制157

第4篇特种铸造质量控制

第7章金属型铸造质量控制158

7.1金属型铸造工艺过程及特点158

7.1.1金属型铸造原理和工艺过程158

7.1.2金属型铸造的特点及其应用范围161

7.2金属型铸造常见缺陷及防止措施162

7.3金属型铸造典型案例分析165

7.4金属型铸造涂料技术168

7.4.1金属型铸造涂料的作用及技术要求168

7.4.2金属型铸造涂料的组成及典型配比169

第8章低压铸造质量控制172

8.1低压铸造工艺过程及特点172

8.1.1低压铸造原理和工艺过程172

8.1.2低压铸造工艺特点及其应用范围176

8.1.3低压铸造设备177

8.1.4液面控制技术180

8.2低压铸造常见缺陷及防止措施182

8.3低压铸造典型案例分析184

8.4低压铸造涂料技术188

第9章压力铸造质量控制190

9.1压力铸造概述190

9.1.1压力铸造原理及工艺特点190

9.1.2压力铸造设备191

9.1.3压铸型193

9.2影响压力铸造质量的因素194

9.2.1压铸机选型与操作194

9.2.2压铸型设计197

9.2.3压铸合金198

9.2.4压铸工艺参数199

9.3压力铸造缺陷分析及防止措施203

9.3.1压力铸造缺陷问题分析思路203

9.3.2压力铸造常见缺陷及防止措施204

9.4压力铸造新技术及质量控制209

9.4.1真空压力铸造209

9.4.2半固态压力铸造211

9.4.3一体化压力铸造 213

第10章熔模铸造质量控制216

10.1熔模铸造概述216

10.2影响熔模铸造质量的因素217

10.2.1熔模铸造模料217

10.2.2熔模铸造模样223

10.2.3熔模铸造用型芯225

10.2.4熔模铸造工艺226

10.3熔模铸造常见缺陷及防止措施228

10.43D打印技术在精密壳型中的应用230

10.5熔模精密铸造废壳型的回收利用233

第5篇铸造合金及其熔炼质量控制

第11章铸铁及其熔炼质量控制236

11.1铸铁质量控制基础236

11.1.1铸铁的种类236

11.1.2铸铁的显微组织237

11.2灰铸铁的质量控制238

11.2.1灰铸铁的质量要求238

11.2.2灰铸铁生产过程控制248

11.3球墨铸铁的质量控制254

11.3.1球墨铸铁的质量要求254

11.3.2球墨铸铁生产过程控制264

11.4蠕墨铸铁的质量控制271

11.4.1蠕墨铸铁的质量要求271

11.4.2蠕墨铸铁生产过程控制273

11.5可锻铸铁的质量控制279

11.5.1可锻铸铁的质量要求279

11.5.2可锻铸铁生产过程控制281

11.6特种铸铁的质量控制284

11.6.1抗磨白口铸铁的质量控制284

11.6.2高硅耐蚀铸铁的质量控制287

11.6.3耐热铸铁的质量控制288

11.7铸铁熔炼质量控制291

11.7.1铸铁熔炼的质量要求291

11.7.2冲天炉熔炼质量控制293

11.7.3电炉熔炼质量控制297

11.7.4双联熔炼的选配与控制300

第12章铸钢及其熔炼质量控制301

12.1铸钢牌号的表示方法及力学性能试验的取样301

12.2铸造碳钢的质量控制302

12.2.1铸造碳钢的质量要求302

12.2.2铸造碳钢的质量控制方法303

12.3铸造合金钢的质量控制305

12.3.1铸造低合金钢的质量控制305

12.3.2铸造高合金钢的质量控制307

12.4铸钢熔炼质量控制312

12.4.1碱性电弧炉氧化法炼钢工艺控制312

12.4.2碱性电弧炉返回法炼钢工艺控制313

12.4.3碱性电弧炉不氧化法炼钢工艺控制314

12.4.4酸性电弧炉炼钢工艺控制314

12.4.5感应电炉炼钢工艺控制315

12.4.6铸造用钢炉外精炼工艺控制315

第13章铸造非铁合金及其熔炼质量控制318

13.1铸造铝合金的质量控制318

13.1.1铸造铝硅合金的质量控制318

13.1.2铸造铝铜合金的质量控制323

13.1.3其他铸造铝合金的质量控制326

13.2铸造铜合金的质量控制328

13.2.1铸造青铜的质量控制328

13.2.2铸造黄铜的质量控制330

13.3铸造镁合金的质量控制331

13.4铸造非铁合金熔炼质量控制333

13.4.1铸造非铁合金熔炼炉的选用333

13.4.2铸造铝合金熔炼质量控制333

13.4.3铸造铜合金熔炼质量控制336

13.4.4铸造镁合金熔炼的质量控制338

第6篇铸件清理技术及质量控制

第14章铸件清理工序及质量检验概述340

14.1铸件清理工序340

14.2铸件质量检验项目341

14.3典型铸件的清理程序341

第15章铸件的落砂与清砂343

15.1铸件的冷却343

15.2落砂机的选择及机械落砂345

15.3手工落砂与清砂347

15.4水力清砂348

第16章铸件浇冒口去除和表面清理350

16.1铸件浇冒口去除350

16.1.1铸件浇冒口去除方法简介350

16.1.2铸件浇冒口去除质量控制351

16.2铸件表面清理354

16.2.1铸件表面清理方法简介354

16.2.2铸件表面清理质量控制355

第17章铸件缺陷修补、矫正及质量检验359

17.1铸件孔洞类缺陷修补359

17.1.1焊条电弧焊焊补359

17.1.2气体保护焊焊补360

17.1.3气焊焊补361

17.1.4铸件渗漏的修补方法362

17.2铸件变形缺陷矫正363

17.2.1冷态矫正363

17.2.2热态矫正364

17.2.3防止矫正缺陷措施365

17.3铸件质量检验365

17.3.1铸件外观质量检验365

17.3.2铸件内在质量检验370

参考文献373

铸造是机械工业的基础。铸件是机械制造中不可缺少的关键零部件，广泛用于汽车、船舶、机床、工程机械、航空航天等各行各业。自2003年开始我国铸件产量就处于世界第一位，2021年我国铸件总产量达到5405万t，大于第二位美国、第三位日本、第四位德国、第五位印度的铸件产量之和，已踏入世界铸造强国行列。粗放性地增加铸件产量已不再是我国铸造生产追求的目标，而高质量、少污染、低成本、智能化地实现铸件的清洁生产和绿色铸造，是我国新一代铸造工作者的主要任务。

    本书共分6篇17章，主要内容包括：概述、砂型铸造质量控制、消失模铸造质量控制、特种铸造质量控制、铸造合金及其熔炼质量控制、铸件清理技术及质量控制等。全书内容丰富，涉及各种铸造工艺方法（砂型铸造、消失模铸造、特种铸造等）、各类造型材料（黏土砂、树脂砂、水玻璃砂等）、不同铸造工序（金属液准备、铸型制备、落砂清理等）及铸造合金（铸铁、铸钢、铸造铝合金、铸造镁合金、铸造铜合金等），既有典型常用的铸造质量过程，又融入现代铸造技术（如智能化铸造、3D打印铸造型芯、整体压力铸造、绿色铸造及废旧砂再生利用等）的新发展。

    为了叙述方便，避免与铸造质量(表示优劣程度)混用引起歧义，又鉴于GB/T 11351—2017的标准名称为《铸件重量公差》,本书使用了“重量”这一术语。

    本书由华中科技大学材料科学与工程学院的樊自田教授、杨力博士后（助理研究员）、董选普教授，武汉工程大学机电工程学院的吴和保教授、樊索博士（讲师）编著，书中的一些内容包括了作者近年来的一些科研成果。全书内容追求“全面、新颖、概括”，与时代同步，与铸造生产实际紧密结合，充分体现了现代铸造材料、工艺及技术的水平。

    在此，感谢国家自然科学基金项目（51375187、51775204、52275334、52205365）的资助。

    由于涉及的内容繁多，加之作者水平有限，书中难免有不当之处，敬请读者批评指正。

                                                                                                                        樊自田