铸工实用手册

本手册是一本铸造工人必备的实用技术工具书。其内容包括：铸造合金、铸造合金熔炼、砂型铸造工艺基础、造型材料、砂型（芯）的制造、铸型浇注、铸件的落砂与清理、铸件质量检验及评定、熔模铸造、陶瓷型铸造、负压（V法）造型、压力铸造、铸造相关计算。本手册以图表为主，内容系统全面，手册中所列数据和资料大部分来自生产实践和相关最新标准，实用性强。
本手册可供铸造工人、技术人员查阅和使用，也可供相关专业在校师生参考。

    前言
    第1章铸造合金1
    1.1铸钢1
    1.1.1铸钢分类及牌号表示方法1
    1.1.2铸造碳钢3
    1.1.3铸造低合金钢6
    1.1.4铸造耐磨钢12
    1.1.5铸造耐热钢和合金13
    1.1.6铸造不锈钢16
    1.2铸铁19
    1.2.1铸铁分类及牌号表示方法19
    1.2.2灰铸铁22
    1.2.3球墨铸铁26
    1.2.4蠕墨铸铁32
    1.2.5可锻铸铁34
    1.2.6抗磨铸铁37
    1.2.7冷硬铸铁41
    1.2.8耐热铸铁44
    1.2.9高硅耐蚀铸铁46
    1.3铸造非铁合金47
    1.3.1铸造铝合金47
    1.3.2铸造镁合金49
    1.3.3铸造铜合金51
    1.3.4铸造锌合金62
    1.3.5铸造轴承合金63
    第2章铸造合金熔炼68
    2.1碱性电弧炉氧化法炼钢68
    2.1.1电弧炉的基本结构与型号68
    2.1.2炼钢用原材料71
    2.1.3配料与调整成分计算75
    2.1.4氧化法炼钢过程及控制77
    2.1.5氧化法炼钢的合理供电制度85
    2.1.6碳钢、合金钢氧化法熔炼工艺88
    2.1.7初炼钢液与炉外精炼97
    2.2感应电炉炼钢102
    2.2.1炼钢用感应电炉102
    2.2.2制备坩埚103
    2.2.3酸性感应电炉炼钢工艺105
    2.2.4碱性感应电炉炼钢工艺107
    2.3冲天炉熔炼铸铁110
    2.3.1冲天炉的技术要求110
    2.3.2冲天炉的基本结构、参数及专用风机110
    2.3.3冲天炉熔炼的基本原理118
    2.3.4冲天炉炉料119
    2.3.5冲天炉的主要工艺参数及配料计算121
    2.3.6冲天炉操作及炉况判断125
    2.3.7冲天炉熔炼的检测技术130
    2.3.8冲天炉熔炼常见故障及排除方法134
    2.3.9孕育铸铁的熔炼工艺137
    2.3.10球墨铸铁的熔炼工艺140
    2.3.11铸铁的脱硫技术147
    2.4感应电炉熔炼铸铁149
    2.4.1无芯感应电炉熔炼铸铁149
    2.4.2冲天炉.无芯感应电炉双联熔炼155
    2.4.3有芯感应电炉熔炼铸铁157
    2.5非铁合金的坩埚炉熔炼158
    2.5.1坩埚熔炼炉158
    2.5.2铸造铝合金的熔炼158
    2.5.3铸造镁合金的熔炼164
    2.5.4铸造铜合金的熔炼167
    2.5.5铸造锌合金的熔炼174
    第3章砂型铸造工艺基础177
    3.1砂型铸造的技术解决方案及选择177
    3.1.1手工造型（芯）的解决方案177
    3.1.2湿型砂机器造型（芯）的解决方案178
    3.1.3干型和表干型方案181
    3.1.4水玻璃砂造型（芯）的解决方案182
    3.1.5自硬树脂砂造型（芯）的解决方案183
    3.1.6实型铸造与实型负压铸造方案184
    3.1.7负压造型解决方案186
    3.2铸造工艺方案的确定187
    3.2.1零件结构的铸造工艺性分析187
    3.2.2浇注位置的确定原则188
    3.2.3分型面的选择原则189
    3.2.4砂箱中铸件的数量和排列190
    3.3铸造工艺参数191
    3.3.1铸造线收缩率191
    3.3.2起模斜度193
    3.3.3工艺补正量195
    3.3.4铸件尺寸公差197
    3.3.5铸件重量公差199
    3.3.6机械加工余量200
    3.3.7分型负数200
    3.3.8铸件最小壁厚201
    3.3.9铸件最小铸孔和槽202
    3.4浇注系统202
    3.4.1浇注系统的组成和作用203
    3.4.2浇注系统的结构形式207
    3.4.3铸钢件的浇注系统尺寸213
    3.4.4铸铁件的浇注系统尺寸217
    3.4.5非铁合金铸件的浇注系统尺寸232
    3.4.6内浇道位置的开设原则242
    3.5冒口243
    3.5.1冒口的作用、种类、形状和设置243
    3.5.2铸件热节与冒口的补缩能力246
    3.5.3铸钢件冒口261
    3.5.4铸铁件冒口275
    3.5.5非铁合金铸件冒口280
    3.6冷铁282
    3.6.1冷铁的作用、类型及应用282
    3.6.2铸钢件的冷铁283
    3.6.3铸铁件的冷铁289
    3.6.4非铁合金铸件的内冷铁293
    3.7出气孔294
    3.7.1出气孔的作用、设置原则294
    3.7.2出气孔的形状和尺寸295
    3.8工艺肋296
    3.8.1防裂肋296
    3.8.2防变形肋297
    3.9芯头尺寸与间隙298
    3.9.1垂直芯头的高度、斜度和间隙298
    3.9.2水平芯头的长度、斜度和间隙299
    3.9.3压环、防压环和集砂槽的尺寸301
    3.9.4芯头尺寸的验算301
    3.10铸造工艺文件303
    3.10.1铸造工艺符号303
    3.10.2工艺文件的类型310
    3.10.3铸造工艺图312
    3.10.4铸造工艺卡312
    3.10.5铸造工艺CAD的基本概念315
    3.11铸造工艺技术解决方案案例316
    3.11.1耐磨高锰钢铸件铸造工艺方案316
    3.11.2耐磨低合金钢铸件铸造工艺案例321
    3.11.3铸钢阀体的铸造工艺解决方案322
    3.11.4铸钢大型齿轮的铸造工艺解决方案325
    3.11.5箱体类、筒体类、轮盘类铸铁件的铸造工艺方案特点328
    第4章造型材料329
    4.1铸造用原砂329
    4.1.1硅砂329
    4.1.2特种砂332
    4.2粘土砂336
    4.2.1粘结剂——粘土336
    4.2.2辅助材料340
    4.2.3湿型砂343
    4.2.4干型砂350
    4.2.5表干型砂353
    4.2.6粘土砂混制工艺要点355
    4.3水玻璃砂355
    4.3.1粘结剂——水玻璃355
    4.3.2水玻璃CO2硬化砂359
    4.3.3真空置换硬化（VRH）法362
    4.3.4有机酯水玻璃自硬砂366
    4.4树脂砂369
    4.4.1粘结剂——合成树脂粘结剂369
    4.4.2覆膜砂372
    4.4.3热芯盒砂375
    4.4.4冷芯盒砂378
    4.4.5树脂自硬砂381
    4.5油砂388
    4.5.1粘结剂——油类388
    4.5.2植物油芯砂389
    4.5.3合脂芯砂390
    4.5.4改性渣油砂391
    4.6特种砂型（芯）砂392
    4.6.1石灰石型（芯）砂392
    4.6.2锆砂型砂394
    4.6.3铬铁矿砂型（芯）砂395
    4.6.4镁砂型砂395
    4.6.5橄榄石砂型砂395
    4.7涂料396
    4.7.1砂型铸造用涂料技术标准396
    4.7.2铸钢件砂型用涂料398
    4.7.3铸铁件砂型用涂料401
    4.7.4非铁合金铸件用涂料405
    4.7.5涂料的涂敷方法406
    4.7.6涂料缺陷分析及解决方案407
    4.8砂芯修补砂、修补膏与胶合剂409
    4.8.1砂芯修补砂409
    4.8.2砂芯修补膏410
    4.8.3砂芯胶合剂410
    4.9冒口套、冒口覆盖剂材料411
    4.9.1冒口套用原材料411
    4.9.2铸钢件用保温冒口套的配方及性能414
    4.9.3有色金属铸造用保温冒口套的配方及性能417
    4.9.4发热冒口套的配方417
    4.9.5明冒口覆盖剂的配方418
    4.10配砂守则及安全操作要点419
    4.10.1配砂工艺守则419
    4.10.2配砂工安全操作要点419
    第5章砂型（芯）的制造420
    5.1手工造型制芯421
    5.1.1常用工具、量具及工装421
    5.1.2砂箱造型438
    5.1.3刮板造型458
    5.1.4地坑造型469
    5.1.5手工制芯477
    5.2湿型机器造型制芯491
    5.2.1机器造型的工艺基础491
    5.2.2现代机器造型497
    5.2.3造型生产线503
    5.2.4机器制芯505
    5.2.5设备维护保养及安全操作技术519
    5.3砂型（芯）烘干520
    5.3.1烘干原理520
    5.3.2烘干过程520
    5.3.3烘干规范521
    5.3.4烘干设备523
    5.3.5烘干质量检验及评定524
    5.3.6操作规程525
    5.4合型527
    5.4.1合型前的准备527
    5.4.2砂型摆放及质量检查527
    5.4.3下芯及内冷铁528
    5.4.4合型操作533
    5.4.5砂型的紧固534
    5.4.6合型操作规程534
    第6章铸型浇注539
    6.1铸钢件的浇注539
    6.1.1盛钢桶的种类和型号539
    6.1.2盛钢桶的清洁与烘烤540
    6.1.3钢液的镇静541
    6.1.4浇注温度541
    6.1.5浇注速度542
    6.1.6氩气保护浇注544
    6.1.7铸钢件浇注操作要点544
    6.1.8铸钢浇注安全技术546
    6.2铸铁件的浇注547
    6.2.1浇包种类和规格547
    6.2.2修包与烤包549
    6.2.3浇注温度551
    6.2.4浇注速度552
    6.2.5铸铁浇注技术要点552
    6.3非铁合金的浇注554
    6.3.1铸造铝合金浇注工艺554
    6.3.2铸造铜合金浇注温度554
    6.3.3铸造锌合金浇注温度556
    6.3.4铸造镁合金的浇注工艺556
    6.3.5铸造轴承合金的熔铸559
    第7章铸件的落砂与清理562
    7.1铸件的落砂563
    7.1.1铸件在砂型内的冷却时间563
    7.1.2落砂方法566
    7.2铸件的清理569
    7.2.1浇冒口的去除569
    7.2.2铸件表面清理573
    7.2.3铸件表面铲磨578
    7.3铸件缺陷分类583
    7.3.1多肉类缺陷583
    7.3.2空洞类缺陷584
    7.3.3裂纹、冷隔类缺陷585
    7.3.4表面缺陷586
    7.3.5残缺类缺陷587
    7.3.6形状及重量差错类缺陷587
    7.3.7夹杂类缺陷588
    7.3.8性能、成分、组织不合格589
    7.4铸件缺陷的修补590
    7.4.1焊条电弧焊焊补590
    7.4.2气焊焊补605
    7.4.3铸铁件喷覆法焊补610
    7.4.4环氧树脂粘补法612
    7.4.5承压铸件的浸渗技术613
    7.5铸件内应力的消除615
    7.5.1铸钢件内应力的消除615
    7.5.2铸铁件内应力的消除617
    7.5.3非铁合金铸件内应力的消除618
    第8章铸件质量检验及评定620
    8.1铸件质量的检验620
    8.1.1铸件质量的现代内涵620
    8.1.2铸件质量检验方式620
    8.1.3铸件质量检验结果分类621
    8.2铸件缺陷检验方法622
    8.2.1外观质量检验方法622
    8.2.2铸件表面和近表面缺陷检验方法623
    8.2.3铸件内部缺陷检验方法624
    8.2.4理化性能检验626
    8.3铸件质量评定方法627
    8.3.1铸件实物质量评定628
    8.3.2技术管理质量评定629
    8.3.3售后服务的质量评定631
    8.3.4铸件质量分等指数C631
    8.4铸件产品验收632
    第9章熔模铸造634
    9.1熔模铸件工艺设计635
    9.1.1浇注系统635
    9.1.2冒口设计636
    9.1.3工艺参数637
    9.2压型643
    9.2.1常用压型的类型643
    9.2.2机械加工压型644
    9.2.3其他材料压型648
    9.3模料与制模工艺653
    9.3.1模料配制653
    9.3.2压制蜡模659
    9.3.3焊接模组661
    9.3.4熔模缺陷、原因分析及解决方案663
    9.3.5石蜡.硬脂酸模料回收处理665
    9.4型壳制造工艺667
    9.4.1制壳用材料667
    9.4.2硅酸乙酯涂料及制壳工艺672
    9.4.3硅溶胶涂料及制壳工艺676
    9.4.4水玻璃涂料及制壳工艺679
    9.4.5硅溶胶.水玻璃复合制壳工艺684
    9.4.6型壳缺陷、原因分析及解决方案685
    9.5脱蜡及焙烧688
    9.5.1脱蜡工艺688
    9.5.2造型方法690
    9.5.3型壳焙烧690
    9.5.4摇壳与洗壳、裂纹检查与修补693
    9.6型芯694
    9.6.1陶瓷型芯695
    9.6.2水溶性型芯704
    9.7感应电炉熔炼706
    9.7.1炉料准备及配料计算706
    9.7.2坩埚制备708
    9.7.3感应炉熔炼工艺711
    9.8重力浇注715
    9.8.1浇注形式715
    9.8.2浇注时的型壳温度716
    9.8.3浇注温度716
    9.8.4浇注速度717
    9.8.5浇注操作718
    9.9铸件清理与热处理718
    9.9.1铸件在型壳中的冷却方式与冷却时间718
    9.9.2铸件组脱壳方法719
    9.9.3切割浇冒口的方法719
    9.9.4铸件表面清理方法720
    9.9.5熔模铸件的缺陷焊补725
    9.9.6熔模铸件的防锈处理728
    9.10熔模铸件的质量检验729
    9.10.1熔模铸件质量技术标准729
    9.10.2熔模铸件质量检验730
    9.10.3熔模铸件缺陷、原因分析及解决方案730
    第10章陶瓷型铸造734
    10.1陶瓷铸型的成型过程734
    10.1.1整体陶瓷铸型734
    10.1.2复合陶瓷铸型734
    10.1.3陶瓷型铸造的工艺流程736
    10.2铸件工艺设计736
    10.2.1浇注位置和分型面的选择736
    10.2.2工艺参数736
    10.2.3母模737
    10.2.4浇注系统739
    10.2.5冒口740
    10.3造型材料740
    10.3.1陶瓷型用原材料740
    10.3.2陶瓷型浆料的配方743
    10.3.3浆料制备工艺744
    10.4造型工艺745
    10.4.1各工序的操作方法745
    10.4.2专用起模装置746
    10.5浇注与清理747
    10.6陶瓷型铸件缺陷及技术解决方案747
    第11章负压（V法）造型750
    11.1工艺过程750
    11.2工艺设计751
    11.3基本设备及工装752
    11.4主要原材料753
    11.4.1负压造型用塑料薄膜753
    11.4.2负压造型用型砂754
    11.4.3负压造型用涂料754
    11.5水泵铸铁叶轮的负压造型755
    11.5.1叶轮铸造工艺设计755
    11.5.2叶轮铸件负压铸造生产的工序操作756
    第12章压力铸造758
    12.1压铸合金759
    12.1.1压铸铝合金759
    12.1.2压铸锌合金761
    12.1.3压铸镁合金762
    12.1.4压铸铜合金764
    12.2压铸件结构与技术要求765
    12.2.1压铸件结构要素765
    12.2.2压铸件技术要求775
    12.3压铸机781
    12.3.1冷室压铸机781
    12.3.2热室压铸机784
    12.3.3压铸机的安全操作规程786
    12.4压铸模786
    12.4.1压铸模的结构786
    12.4.2压铸机的选择787
    12.4.3分型面788
    12.4.4浇注技术788
    12.4.5压铸模成型零件789
    12.4.6抽芯机构、顶出机构及冷却系统793
    12.4.7压铸模的基本零件794
    12.4.8压铸模的技术要求795
    12.5压铸工艺798
    12.5.1压射比压798
    12.5.2速度798
    12.5.3温度799
    12.5.4时间799
    12.5.5余料饼厚度800
    12.5.6定量浇注800
    12.5.7压室充满度800
    12.5.8压铸用涂料800
    12.6压铸生产802
    12.6.1压铸模加热802
    12.6.2金属液的供给804
    12.6.3浇注804
    12.6.4取件和喷涂806
    12.6.5压铸件清理806
    12.6.6压铸件后处理808
    12.7压铸件质量检验809
    12.7.1压铸件质量检查项目809
    12.7.2压铸件表面质量级别及其表面粗糙度809
    12.7.3压铸件力学性能测定809
    12.7.4压铸件缺陷、原因分析及解决方案811
    第13章铸造相关计算820
    13.1体积与面积820
    13.1.1常见几何体体积近似计算公式820
    13.1.2常用几何图形面积计算公式821
    13.2密度823
    13.2.1常用铸造合金的密度823
    13.2.2木模常用材料的密度823
    13.2.3密度计算案例823
    13.3重量计算823
    13.3.1根据铸造工艺图计算铸件重量823
    13.3.2根据实体模样重量计算铸件重量825
    13.3.3浇满一个铸型所需的金属液重量826
    13.3.4大型铸钢件的毛重及钢液总重量826
    13.4计算铸铁的碳当量及共晶度827
    13.4.1碳当量和共晶度的计算及判据827
    13.4.2计算案例827
    13.5铸铁件浇注系统计算827
    13.5.1浇注时型腔内液面上升速度的计算827
    13.5.2计算浇注系统各组元截面积828
    13.5.3计算球墨铸铁件压边浇口截面积828
    13.5.4顶注、中注、底注时的平均压力头Hp的计算828
    13.5.5公式法计算灰铸铁件浇注系统各组元截面积829
    13.6芯头承压面积核算829
    13.7铸钢凝固收缩的相关计算830
    13.7.1碳钢的体收缩率830
    13.7.2合金钢的体收缩率830
    13.7.3碳钢缩孔体积的计算831
    13.8铸钢件模数计算831
    13.8.1凝固模数表达式831
    13.8.2简单几何体的模数计算832
    13.8.3组合体模数的计算833
    13.8.4杆的模数834
    13.9模数法计算铸钢件冒口835
    13.9.1由冒口模数和表面积计算冒口体积835
    13.9.2计算不同形体铸件模数，判断冷却快慢835
    13.9.3计算同体积、不同表面积铸件的模数，判断冷却快慢836
    13.9.4模数法计算冒口836
    13.10比例法计算铸钢件冒口尺寸838
    13.11铸钢件致密性的判断计算838
    13.12铸造工艺设计计算838
    13.12.1球墨铸铁件工艺计算838
    13.12.2铸钢件工艺计算840
    13.13关于砂型紧实度的计算841
    13.14刮板造型轮形件的分肋计算841
    13.14.1简单作图法841
    13.14.2公式计算法842
    13.14.3经验数据法842
    13.14.4计算案例843
    13.15抬型力与紧固力的计算843
    13.15.1金属液静压力产生的抬型力843
    13.15.2型芯剩余浮力产生的抬型力843
    13.15.3铸型紧固力844
    13.15.4计算案例844
    13.16重型铸钢件起吊力的计算846
    13.16.1重型铸件的起吊力846
    13.16.2砂箱箱把的承受力846
    参考文献848