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第1章 浇注系统的设计原理及应用1

1．1 浇注系统设计的传热学原理1

1．1．1 概述1

1．1．2 理论分析1

1．1．3 应用11

1．1．4 结束语16

1．2 浇注系统设计的水力学原理16

1．1．1 液态金属在升液管及坩埚内的流动现象17

1．2．2 金属液在横浇道及内浇道中的流动20

1．2．3 金属液充填型腔时的流动21

1．2．4 垂直缝隙式浇注系统的计算33

1．3 浇注系统的过滤净化机理35

1．3．1 直接拦截36

1．3．2 扩散沉积36

1．3．3 惯性沉积36

1．3．4 重力沉积37

1．3．5 静电沉积37

1．3．6 伦敦-范德华沉积37

1．3．7 表面张力的作用37

1．3．8 液态金属内部结构的作用38

1．3．9 液态金属流经过滤介质时产生扰动的作用38

1．3．10 液态金属流经过滤介质时产生真空的作用38

1．4 铸件凝固过程的补缩机理47

1．4．1 概述47

1．4．2 铸件补缩机理的理论分析48

1．4．3 通过数学模型对各种铸造方法进行比较51

1．4．4 分析数学模型53

1．4．5 应用53

1．4．6 结论54

1．5 液态金属充填成型时表面粗糙度形成机理及应用54

1．5．1 概述54

1．5．2 理论分析55

1．5．3 降低铸件表面粗糙度值的措施58

1．5．4 降低熔模铸件表面粗糙度值的方法60

1．5．5 结论62

1．6 侵入性气孔的形成机理及其预防63

1．6．1 引言63

1．6．2 理论分析63

1．6．3 对数学模型进行分析73

1．6．4 侵入性气孔的预防74

1．6．5 结束语75

1．7 实际应用76

参考文献79

第2章 铸造涂料的配制及应用82

2．1 概述82

2．2 涂料的性能指标及其测试83

2．2．1 相对密度83

2．2．2 固体物含量83

2．2．3 pH值83

2．2．4 悬浮性84

2．2．5 渗透性84

2．2．6 烘干抗裂性84

2．2．7 涂层透气性84

2．2．8 涂刷性84

2．2．9 流平性84

2．2．10 流淌性85

2．2．11 附着力85

2．2．12 导热性85

2．2．13 高温发气性86

2．2．14 涂层热抗弯强度86

2．2．15 抗粘砂性86

2．2．16 抗渗砂性86

2．2．17 高温急热抗裂性(或称激热性)87

2．3 涂料的组成及其对性能的影响87

2．3．1 耐火基料87

2．3．2 分散剂(溶剂、载体、载液)88

2．3．3 悬浮剂(悬浮稳定剂、稠化剂)90

2．3．4 粘结剂90

2．3．5 助剂91

2．4 不同功效的铸造涂料91

2．4．1 铸件与铸型之间的热交换特点91

2．4．2 蓄热效应型涂料93

2．4．3 焓变型涂料99

2．4．4 脱模(润滑)型涂料103

2．4．5 表面调节剂型涂料103

2．4．6 抗粘砂型涂料105

2．5 几种新型铸造涂料的介绍108

2．5．1 离心铸造金属型半永久型涂料108

2．5．2 降低铸钢件表面粗糙度的金属型涂料109

2．5．3 保证铸件尺寸精度的转移性涂料110

2．6 铸造涂料的配制110

2．6．1 涂料的配制过程110

2．6．2 涂料配制过程中的注意事项111

2．6．3 提高涂料质量的方法112

2．6．4 涂料的级配机理113

2．7 铸造涂料的使用118

2．7．1 涂料的选择118

2．7．2 涂料的喷涂方法119

2．7．3 涂挂工具119

参考文献122

第3章 液面加压控制系统的设计及应用124

3．1 充型信号形式的选择124

3．1．1 概述124

3．1．2 理论分析124

3．1．3 实验验证129

3．1．4 公式的推广130

3．2 充型信号发生器的设计131

3．2．1 气动线性信号发生器的设计131

3．2．2 电子线性信号发生器的设计137

3．2．3 实验结果及分析141

3．3 低压铸造过程的数学模型141

3．3．1 理论分析141

3．3．2 实验装置152

3．3．3 实验结果及分析153

3．4 CLP-2型低压铸造液面加压控制系统的设计及应用154

3．4．1 理论分析154

3．4．2 系统的特性分析158

3．4．3 实验验证163

3．4．4 结论167

3．5 CLP-3型低压铸造液面加压控制系统的设计及应用167

3．5．1 理论分析167

3．5．2 控制系统的特点178

3．5．3 控制系统的结构及工作过程179

3．5．4 实验验证180

3．6 CLP-4型低压铸造液面加压控制系统183

3．6．1 结构及工作原理183

3．6．2 数据采集电路分析185

3．6．3 几个具体问题的对策188

3．6．4 系统运行状况191

3．7 CLP-5型低压铸造液面加压控制系统的设计及应用191

3．7．1 概述191

3．7．2 理论分析192

3．7．3 实际系统的设计193

3．7．4 实际系统的使用195

3．8 CLP-6型低压铸造液面加压控制系统197

3．8．1 气控部分197

3．8．2 电器部分201

3．9 低压铸造液面加压的开环控制法205

3．9．1 理论分析205

3．9．2 控制系统的设计208

3．9．3 几点说明209

3．10 差压铸造过程的数学模型210

3．10．1 理论分析210

3．10．2 实验装置215

3．10．3 实验结果及分析218

3．11 CLP-1型差压铸造液面加压控制系统的设计及应用219

3．11．1 理论分析219

3．11．2 实践验证224

3．11．3 结论229

3．12 CLP-7型差压铸造液面加压控制系统的设计及应用230

3，12．1 概述230

3．12．2 气动调节系统的设计231

3．12．3 冷态性能测试232

3．12．4 生产的实际应用232

3．12．5 结论233

参考文献236

第4章 工艺参数的选择及应用238

4．1 铸型工艺参数的选择238

4．1．1 铸型种类的选择238

4．1．2 铸件凝固方式(顺序)的选择和控制手段238

4．1．3 铸型材料的选用及壁厚的确定243

4．1．4 浇注系统的选择246

4．1．5 金属型分型面的选择247

4．1．6 铸型的排气249

4．1．7 机械加工余量的选择254

4．1．8 金属型型腔尺寸的确定254

4．1．9 金属型的合型力、抽芯力及开型力255

4．1．10 斜销抽芯机构256

4．2 浇注工艺参数的选择259

4．2．1 充型压力和充型速度259

4．2．2 结壳时间的确定262

4．2．3 增压压力的确定262

4．2．4 保压时间的确定262

4．2．5 浇注温度及铸型温度的确定265

参考文献266

第5章 低压、差压各种铸造主机的形式267

5．1 国内低压铸造主机的形式267

5．1．1 天水低压铸造机267

5．1．2 重庆低压铸造主机273

5．1．3 上海工艺所可倾式低压铸造机281

5．1．4 其他低压铸造主机284

5．2 国外低压铸造主机的各种形式287

5．2．1 日本低压铸造主机288

5．2．2 英国低压铸造机292

5．2．3 用焦炭炉改制简单低压铸造机294

5．3 差压铸造主机的形式296

5．3．1 概述296

5．3．2 国内差压铸造主机形式297

5．3．3 保加利亚四立柱差压铸造机313

参考文献314

第6章 铸件缺陷及故障分析315

6．1 常见铸造缺陷的形成原因及其预防315

6．1．1 缩孔及缩松315

6．1．2 气孔316

6．1．3 浇不足317

6．1．4 裂纹317

6．1．5 粘砂318

6．1．6 铸件变形318

6．1．7 飞边毛刺318

6．1．8 表面粗糙318

6．2 与铸件成形直接相关的故障分析及防治319

6．2．1 跑火319

6．2．2 升液管漏气319

6．2．3 升液管冻死320

6．2．4 炉体或坩埚漏气320

6．2．5 工作台与升液管上沿之间漏金属液321

6．2．6 模具的热疲劳损坏321

6．3 差压铸造事故所对应的曲线图谱及分析321

参考文献327

第7章 低压及差压铸造技术的展望328

7．1 低压及差压铸造的国内外应用动态328

7．2 研制新型长寿模具——深制冷金属型331

7．2．1 理论分析332

7．2．2 实验装置的设计333

7．2．3 实验结果及分析334

7．2．4 结论337

7．3 开发新型主机337

7．3．1 向多用化、专业化方向发展337

7．3．2 向标准化方向发展337

7．3．3 国内目前低压铸造主机的现状337

7．3．4 集各种优点于一身的新主机338

7．3．5 提高生产率型主机338

7．4 未来的液面加压控制系统339

7．5 保温炉及升液管的未来趋向346

7．5．1 保温炉与坩埚346

7．5．2 升液管347

7．6 定期对金属模具进行亚共振消应力可大幅度提高模具的寿命及生产效率348

7．6．1 金属模具应力产生原因及危害分析348

7．6．2 提高金属型疲劳强度的措施349

7．6．3 亚共振消应力工艺技术349

7．6．4 效果350

7．6．5 结论351

参考文献351