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出版者:化学工业

作者:王加龙

出品人:

页数:235

译者:

出版时间:2006-5

价格:16.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502582098

丛书系列:

图书标签:

• 塑料注塑
• 注塑工艺
• 模具设计
• 塑料工程
• 注塑成型
• 塑料加工
• 工业制造
• 机械工程
• 材料科学
• 生产技术

《金属精密铸造与热处理工艺精要》 内容简介： 本书深入剖析了金属精密铸造与热处理两大核心工艺，旨在为广大从事模具制造、机械加工、航空航天、汽车零部件、医疗器械等行业的工程师、技术人员及相关从业者提供一套系统、详实的理论指导与实践参考。全书围绕“精密”与“性能”两大主题展开，从材料选择、工艺设计、过程控制到质量检测，层层递进，力求展现现代金属加工技术的精髓。 第一篇 金属精密铸造 本篇重点关注精密铸造的各个环节，强调在保证零件高精度尺寸和复杂结构的同时，实现优异的材料性能。 第一章 精密铸造概述与发展趋势 1.1 精密铸造的定义与原理： 详细阐述了精密铸造（包括熔模铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造等）的基本原理，强调其“一次成型”、“表面光洁”、“尺寸精度高”等核心优势。通过对比传统铸造工艺，突出精密铸造在复杂零件制造方面的不可替代性。 1.2 精密铸造的优势与适用范围： 分析了精密铸造在减少机加工余量、降低生产成本、实现复杂结构一体化制造、材料利用率高等方面的显著优点。列举了精密铸造在航空发动机叶片、医疗植入物、高精度阀门、精密仪器部件等领域的广泛应用案例。 1.3 精密铸造的发展趋势： 探讨了数字化、智能化在精密铸造中的应用，如CAD/CAM/CAE集成设计、模拟仿真技术预测缺陷、自动化设备提高生产效率、新型材料（如高温合金、钛合金、难熔金属）的应用等。 第二章 精密铸造材料的选择与分析 2.1 常用精密铸造合金的性能特点： 2.1.1 钢铁类合金： 详细介绍碳钢、合金钢、不锈钢（奥氏体、马氏体、双相不锈钢）在精密铸造中的应用，重点分析其力学性能、耐腐蚀性、热处理响应等。 2.1.2 铝合金与镁合金： 阐述不同牌号铝合金（如ADC系列、A356等）和镁合金（如AZ91D、AM60B等）的铸造性能、密度、强度、导热性等，以及它们在汽车轻量化、电子产品外壳等方面的应用。 2.1.3 铜合金： 分析黄铜、青铜、铝青铜、锡青铜等在精密铸造中的特性，如导电导热性、耐磨性、加工性等，以及在电气、阀门、轴承等领域的应用。 2.1.4 钛合金与高温合金： 重点介绍钛合金（如Ti-6Al-4V）和高温合金（如GH系列、Inconel系列）的难加工性、高温强度、抗氧化性等，以及它们在航空航天、能源领域的关键作用，并探讨其在精密铸造中的特殊工艺要求。 2.2 材料选择的基本原则： 结合零件的工作环境、受力情况、性能要求、成本考量等因素，指导读者如何科学选择适用的铸造合金。 第三章 熔模铸造工艺详解 3.1 熔模铸造工艺流程： 详细分解熔模铸造的每一个步骤，包括制模（蜡模、塑料模）、蜡模组树、制壳（浸浆、干燥）、脱蜡（焙烧）、金属熔炼、浇注、清砂、热处理、清理与检验。 3.2 关键工艺参数控制： 3.2.1 制壳工艺控制： 讲解涂料的选择、挂浆次数、干燥时间、焙烧温度与时间对铸件质量的影响，以及如何避免壳层缺陷。 3.2.2 金属熔炼与浇注： 探讨不同合金的熔炼方法（电弧炉、感应炉等）、熔炼过程中的保护措施、浇注温度、浇注速度、浇注压力等对铸件致密性、缩孔、气孔的影响。 3.2.3 凝固过程控制： 分析定向凝固、连续凝固等先进技术在提高铸件质量中的作用，以及如何通过模具设计与冷却方式控制凝固过程。 3.3 常见缺陷的产生原因与预防： 深入分析氧化皮、夹砂、缩孔、气孔、裂纹、浇不足等常见铸造缺陷，并提供具体的预防措施和返修方法。 第四章 陶瓷型铸造与金属型铸造 4.1 陶瓷型铸造： 介绍其工艺特点、优势（尺寸精度高、表面光洁度好、可铸造高温合金等）、适用范围，以及与熔模铸造的异同。 4.2 金属型铸造： 阐述其工艺流程、模具材料、适用合金（主要为低熔点合金）、生产效率、成本等，并与砂型铸造、熔模铸造进行比较。 第五章 精密铸件的后处理与检测 5.1 清理与修整： 介绍铸件的打磨、抛光、去毛刺、去除浇冒口等工艺。 5.2 表面处理： 讲解化学抛光、电解抛光、喷砂、钝化等表面处理技术，以及其对铸件外观和性能的影响。 5.3 尺寸与形位精度检测： 介绍三坐标测量机（CMM）、投影仪、千分尺、卡尺等检测工具的使用，以及尺寸公差、形位公差的评价标准。 5.4 无损检测（NDT）： 详细介绍X射线探伤（RT）、超声波探伤（UT）、磁粉探伤（MT）、渗透探伤（PT）等检测方法在发现铸件内部缺陷（如裂纹、气孔、夹渣）中的应用。 5.5 理化性能检测： 介绍拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、硬度试验、化学成分分析等方法，确保铸件满足设计性能要求。 第二篇 金属热处理工艺 本篇聚焦于通过热处理手段，优化金属材料的组织结构，从而获得预期的力学性能、物理性能和化学性能。 第六章 金属热处理基本原理 6.1 组织转变与相图： 讲解二元、三元相图，特别是铁碳合金相图（Fe-C相图）在理解钢的热处理过程中的关键作用。分析奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体等组织的形成与演变。 6.2 热处理过程中的传热与相变动力学： 探讨加热、保温、冷却过程中热量传递的规律，以及相变动力学对其速率和组织形态的影响。 6.3 热处理过程中的应力与变形： 分析加热与冷却过程中产生的热应力与组织应力，以及如何控制热处理工艺以减小变形。 第七章 退火工艺 7.1 退火的目的与分类： 阐述退火消除内应力、改善切削加工性、软化材料、细化晶粒、均匀组织等作用。介绍完全退火、不完全退火、球化退火、等温退火、扩散退火、消除应力退火等。 7.2 钢的球化退火： 重点讲解碳钢和合金钢的球化退火工艺，分析其对提高塑性、韧性以及改善后续淬火组织的影响。 7.3 铝合金、铜合金的退火： 介绍铝合金（固溶处理前的预退火、消除加工硬化等）和铜合金的退火工艺。 第八章 正火工艺 8.1 正火的目的与特点： 阐述正火对钢的晶粒细化、组织均匀化、提高强度和硬度等作用，并分析其与退火的区别。 8.2 钢的正火工艺： 讲解不同钢种的正火温度、保温时间、冷却方式，以及其对后续热处理的影响。 第九章 淬火工艺 9.1 淬火的目的与原理： 解释淬火通过快速冷却使过饱和固溶体（如马氏体）形成，从而大幅度提高钢的硬度与强度。 9.2 淬火介质的选择： 分析水、油、盐浴、气体等不同淬火介质的冷却能力及其对淬火裂纹、变形的影响。 9.3 淬火工艺参数控制： 9.3.1 淬火温度与保温时间： 探讨过高的淬火温度导致晶粒粗大、氧化脱碳，过低则淬透性不足。保温时间的影响。 9.3.2 冷却速度与冷却方式： 强调不同钢材对冷却速度的要求，以及如何通过合理的冷却方式（如分级淬火、等温淬火）减少淬火变形与开裂。 9.4 钢的淬透性与实际应用： 介绍影响淬透性的因素（如碳含量、合金元素、晶粒度），以及如何根据零件尺寸和材料选择合适的淬火工艺。 9.5 奥氏体不锈钢的固溶处理： 详细讲解奥氏体不锈钢的固溶处理温度、保温时间、冷却方式，以及其对改善耐腐蚀性、力学性能的作用。 第十章 回火工艺 10.1 回火的目的与分类： 解释回火是淬火后的必要工序，用于降低淬火应力、消除脆性、获得所需硬度和韧性。介绍高温回火、中温回火、低温回火。 10.2 不同回火温度对组织与性能的影响： 详细分析不同回火温度下，钢的组织演变（回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体等）及其对应的力学性能变化。 10.3 回火工艺的控制： 探讨回火温度、保温时间、冷却方式的选择，以及如何避免回火脆性。 10.4 调质处理： 讲解淬火+高温回火（调质）的应用，以及其在提高工件综合力学性能方面的显著效果。 第十一章 特种热处理工艺 11.1 表面热处理： 11.1.1 感应加热淬火： 介绍感应加热淬火的原理、设备、工艺特点，以及在轴类、齿轮等零件上的应用。 11.1.2 渗碳与渗氮： 详细阐述渗碳（固体渗碳、气体渗碳、液体渗碳）和渗氮（气体渗氮、离子渗氮）的原理、工艺流程、扩散层组织与性能，以及其在提高零件表面硬度、耐磨性和抗疲劳性方面的作用。 11.1.3 碳氮共渗： 介绍碳氮共渗的优势和应用。 11.2 调质处理的优化： 针对不同材料和性能要求，提供调质处理的进阶选择。 11.3 等温淬火（马氏体转变）： 讲解等温淬火的原理、工艺过程、优势（减少变形，获得高韧性），以及其在特定零件制造中的应用。 11.4 时效处理： 介绍过饱和固溶体在较高温度下析出第二相，提高硬度和强度的时效处理（自然时效、人工时效），常用于铝合金、不锈钢等。 第十二章 热处理质量控制与常见问题分析 12.1 热处理设备的选择与维护： 介绍各种热处理炉（箱式炉、井式炉、连续炉、真空炉等）的性能特点、适用范围，以及设备维护的重要性。 12.2 热处理过程中的监控： 强调温度控制、气氛控制、时间控制的精确性，以及在线监控技术的重要性。 12.3 热处理后的质量检测： 结合第一篇的检测方法，重点阐述硬度检测、金相检验、残余应力检测、尺寸稳定性检测等在热处理质量控制中的应用。 12.4 常见热处理缺陷的分析与解决： 深入探讨淬火开裂、淬火变形、硬度不均、脱碳、氧化、回火脆性等常见缺陷的产生原因，并提供切实可行的预防和解决措施。 附录： 常用精密铸造合金的化学成分与性能对照表 常用金属材料的热处理工艺参数参考指南 国际常用金属材料牌号对照表 本书通过详实的理论阐述，结合大量的工程实践案例，力求为读者构建一个清晰、完整的金属精密铸造与热处理知识体系。无论您是希望提升产品质量，还是寻求工艺优化，抑或是钻研新材料的应用，本书都将是您宝贵的参考资料。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，那种略带磨砂质感的封面，拿在手里沉甸甸的，感觉非常有分量。从目录上看，它似乎更侧重于某种高级的材料科学和模具设计的前沿探讨。我记得我翻阅其中的几章时，发现里面大量使用了复杂的流体力学模型和有限元分析（FEA）的图表，特别是关于如何预测熔体流动在复杂腔体内的非牛顿行为，描述得极为深入和精妙。作者似乎对热塑性聚合物的分子链缠结和结晶速率的精确控制有着独到的见解，用了很多我以前在其他专业书籍中从未见过的数学公式来阐述这些现象。特别是有一部分，详细讨论了微注塑成型中，如何通过精确调控注射压力和保压时间曲线，来实现对纳米级结构精度的控制，这对于我目前正在进行的高精度光学元件制造项目，简直是如获至宝。这本书绝不是那种基础的入门手册，它更像是一本为资深工程师和科研人员准备的工具书，充满了挑战性的理论推导和对实际工程难题的深度剖析，让人在阅读过程中必须时刻保持高度的专注力。

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翻开这本厚厚的书籍，我立刻被其中关于模具钢材选择和热处理工艺的章节所吸引。它对不同品牌和等级的工具钢（如H13、P20、乃至更高耐腐蚀性的不锈钢模具钢）在长期高循环应力下的微观结构变化进行了详尽的对比分析。书中有一张非常详细的表格，对比了淬火、回火、氮化处理后，不同钢材表面硬度、韧性和疲劳极限的百分比变化。更让我印象深刻的是，作者没有停留在材料本身，而是深入到“热流道系统”的优化设计。书中详细阐述了如何通过调整流道喷嘴的加热功率和温度梯度，来有效避免“冷浇口”和“线痕”缺陷的产生，并配有复杂的二维和三维热力学仿真截面图。对于一个长期为流道平衡问题困扰的设计师来说，这本书提供的解决方案简直是教科书级别的指导，提供了解决实际操作中棘手问题的理论武器。

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我发现这本书的后半部分，突然转向了一个非常专业且小众的领域——生物兼容性材料的超净加工技术。这部分内容与前面对通用塑料的探讨形成了鲜明的对比，展现了作者知识的广度。它详细描述了在洁净室环境中，如何选择和使用特定的润滑剂和脱模剂，以避免任何可能对植入级医疗器械产生污染的低分子量添加剂析出。书中甚至专门开辟了一章，讨论了不同类型的“超声波清洗”参数设置对聚合物表面能的影响，以及如何通过控制清洗时间来避免表面微裂纹的产生。对于需要符合FDA或欧盟医疗器械法规的工程师来说，这种对“痕量污染”控制的关注，是至关重要的。这本书的价值在于，它为那些处于技术金字塔顶端的特殊应用，提供了迄今为止最详尽、最无可指摘的工艺控制指南，将制造的精度推向了化学和物理学的极限边界。

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这本书的叙事风格极其严谨，几乎可以用“板上钉钉”来形容，完全没有多余的修饰和引人入胜的故事性叙述，完全是硬核的技术手册风格。我尤其欣赏它在“高分子材料老化机理与寿命预测”章节中，所采用的系统性分类方法。它将老化过程分解为热氧化、光降解和机械疲劳三个主要维度，然后对每一个维度下的化学反应动力学进行了详尽的数学建模。例如，它引入了阿伦尼乌斯方程的修正版本来考虑不同环境温度下的加速老化测试，并提供了大量的实验数据拟合曲线作为佐证。对于如何根据加速老化数据推算出实际产品在自然环境下的预期寿命，书中的推导过程清晰到令人惊叹。这种严谨性对于需要进行长期质量保证和风险评估的领域来说，价值无可估量。读完这部分，我对材料的“保质期”有了全新的、更加量化的认识，不再是模糊的经验判断。

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这本书的阅读体验就像是进行一次高强度的学术辩论，因为它充满了对既有行业规范的审视与挑战。作者似乎不太满足于现有的行业标准（如ISO或ASTM），而是提出了他自己研发的一套“多参数耦合缺陷诊断体系”。这个体系的核心在于，它不再将注塑缺陷视为孤立的事件，而是将压力波动、温度梯度和物料剪切速率作为相互关联的变量进行综合评估。例如，书中用一系列图谱展示了所谓的“剪切应力诱导的分子取向”如何直接导致最终制件的各向异性收缩率，这在解释一些难以预料的翘曲问题时，提供了一个全新的、更深层次的物理视角。对于那些追求极致性能和零缺陷率的精密制造领域，这本书无疑提供了一套超越现有通用指南的、更具前瞻性的诊断和优化框架。它迫使读者跳出传统的思维定势，去思考更复杂的相互作用。

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