金工实习（上册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:柳秉毅 编

出品人:

页数:140

译者:

出版时间:2009-4

价格:16.00元

装帧:

isbn号码:9787111264491

丛书系列:

图书标签:

• 金工实习
• 机械制造
• 实训
• 技能
• 工科
• 职业教育
• 上机
• 基础
• 工艺
• 实践

《金属铸造大师之路》 前言 金属，作为人类文明进程中不可或缺的基石，以其坚韧、延展与多变的特性，在历史的长河中扮演着至关重要的角色。从远古先民用它打造简陋的工具，到如今精密复杂的工业零件，金属的每一次蜕变都伴随着人类智慧与技艺的飞跃。《金属铸造大师之路》并非仅仅是一本介绍金属加工技法的指南，它更是一次探索金属奥秘，追寻匠心传承的旅程。本书旨在为那些对金属世界充满好奇，渴望掌握金属塑形精髓的读者，勾勒出一幅全面而深入的知识图景。 我们相信，真正的技艺源于深刻的理解。因此，本书将从金属最根本的属性出发，带领读者深入了解各种常见金属及其合金的物理化学特性，包括它们的熔点、强度、硬度、延展性、耐腐蚀性以及它们在不同温度下的行为表现。理解这些基本原理，是掌握任何金属加工技法的前提，也是优化工艺、解决实际问题的关键。 本书的编写，凝聚了多年在金属加工领域一线工作的资深技师和工程师的宝贵经验。我们力求将复杂的理论知识以清晰、易懂的方式呈现，并辅以大量的实例分析和操作演示，使读者能够循序渐进地掌握从基础到高级的各项金属加工技术。我们希望本书能够成为您踏上金属铸造大师之路的可靠伙伴，点亮您在金属世界探索的每一段旅程。 第一章：金属的奥秘：理解材料的本质 金属的魅力，首先在于其独特的物质属性。在这一章，我们将带领您深入探究金属的微观世界，了解原子结构如何决定了金属宏观表现的差异。 金属的晶体结构与性能关联： 面心立方（FCC）结构： 介绍如铜、铝、金、银等金属，它们的FCC结构使其具有优良的延展性和塑性，易于冷加工成型。我们将分析其滑移系的特点，解释为何这类金属在反复变形时不易断裂，并探讨其在锻造、轧制和拉拔等工艺中的优势。 体心立方（BCC）结构： 讲解如铁、钼、钨等金属，它们的BCC结构在常温下相对较脆，但在高温下塑性显著增强。我们将深入分析BCC结构在高温变形时的优势，以及其在焊接和热处理过程中的特殊表现。 密排六方（HCP）结构： 讨论如镁、锌、钛等金属，它们的HCP结构具有较低的滑移系数量，使得它们在单向变形时容易发生孪晶，导致塑性受限。我们将介绍如何通过热处理或合金化来改善HCP金属的加工性能。 金属元素的分类与特性： 黑色金属（Ferrous Metals）： 详细介绍铁及其合金（钢、铸铁）的特点。包括碳含量对钢性能的影响，不同淬火介质的选择，以及各种热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）的目的和机理。我们将具体分析碳钢、合金钢、不锈钢、铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、白口铸铁）的微观组织和宏观性能差异，以及它们在不同应用领域的适用性。 有色金属（Non-ferrous Metals）： 涵盖铝及其合金、铜及其合金（黄铜、青铜）、镁合金、钛合金、镍合金等。针对每种有色金属，我们将深入探讨其密度、导电导热性、耐腐蚀性、强度和塑性等关键指标，并阐述其独特的加工性能和常见应用。例如，我们将分析铝合金的固溶强化和时效硬化机制，铜合金在电工和管道领域的优势，以及钛合金在航空航天领域的关键作用。 合金化与性能调控： 固溶体强化： 解释杂质原子如何进入基体金属的晶格，引起晶格畸变，阻碍位错运动，从而提高强度和硬度。 沉淀强化： 详细介绍通过相变形成第二相弥散分布的强化机制，例如铝合金的时效处理，以及其对材料性能的巨大提升。 晶粒细化强化： 阐述细小晶粒尺寸如何通过增加晶界数量，限制位错滑移，从而提高材料的强度和韧性。 其他强化机制： 简要介绍固态相变强化、形变强化等。 第二章：铸造的艺术：从熔炼到成型的全过程 铸造，是金属材料最古老也最经典的塑形方式之一。本书将为您揭示铸造背后的科学与艺术，让您理解如何通过精准的控制，将液态金属转化为精美的三维形态。 铸造工艺概述： 砂型铸造（Sand Casting）： 原理与优势： 介绍砂型铸造以砂子为主要型砂材料，其成本低廉、适用范围广，是大型铸件和复杂形状铸件的常用方法。 型砂的组成与性能： 详细讲解黏土砂、水玻璃砂、树脂砂等不同型砂的配比、性能要求（流动性、溃散性、透气性、强度、耐火度）及其对铸件质量的影响。 制芯与制箱： 阐述如何根据铸件结构设计和制造砂箱，以及如何利用各种芯盒制造砂芯，以形成铸件的内腔。 浇注与冷却： 讲解浇注温度、浇注速度、浇注系统（直浇口、横浇口、直管、冒口）的设计原则，以及冷却过程中可能产生的缺陷（缩孔、气孔、夹砂）及其预防措施。 后续处理： 包括落砂、清理（打磨、喷砂）、热处理和机加工等。 金属型铸造（Metal Mold Casting）： 永久模具的优势： 介绍金属型铸造使用金属材料制成的模具，具有寿命长、铸件尺寸精度高、表面光洁度好等优点。 压铸（Die Casting）： 详细讲解压铸的原理、设备（冷室压铸机、热室压铸机）和工艺流程。重点分析高压注入对铸件组织和性能的影响，以及常见的压铸合金（铝合金、锌合金、镁合金）。 低压铸造（Low-Pressure Casting）： 介绍利用较低的压力将液态金属压入金属模具的技术，适用于高强度、薄壁的铸件。 离心铸造（Centrifugal Casting）： 阐述利用离心力使液态金属在旋转的模具中凝固成型的技术，特别适用于制造管材、套筒等。 精密铸造（Precision Casting）： 熔模铸造（Investment Casting）： 详细介绍以蜡或塑料为材料制作熔模，然后包覆陶瓷浆料形成型壳，最后将熔模熔化去除，形成精密型腔的技术。分析其在航空发动机叶片、医疗器械等高精度、复杂零件制造中的应用。 石膏模铸造（Plaster Mold Casting）： 介绍利用石膏为主要原料制作模具的技术，适用于制作复杂形状的铜、铝合金小零件。 熔炼与合金制备： 熔炼炉的选择： 介绍感应炉、电阻炉、电弧炉、冲天炉等不同类型熔炼炉的原理、优缺点及其适用范围。 金属熔炼过程控制： 讲解熔炼温度、时间、气氛等关键参数的控制，以及如何加入合金元素、脱氧剂、脱硫剂等添加剂以改善金属液的成分和性能。 合金成分的精确控制： 介绍光谱分析仪、化学分析等方法在合金成分控制中的应用，以及如何根据标准调整合金成分以满足设计要求。 熔渣的处理与净化： 讲解熔渣的形成原因，以及如何通过助熔剂和精炼剂去除熔渣中的杂质，提高金属液的纯净度。 第三章：变形的智慧：塑性加工的精髓 塑性加工，是赋予金属形状和结构的另一重要手段，它通过外力使金属发生永久变形，从而获得所需的工件。本章将深入探讨各种塑性加工技术。 锻造（Forging）： 基本原理与分类： 介绍通过压力使金属发生塑性变形的工艺。区分自由锻（手工锻、模锻）和模具锻（模锻、胎模锻）。 自由锻工艺： 详细讲解镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转等基本工序的操作要领和注意事项。 模锻工艺： 介绍模锻的优势，如尺寸精度高、生产效率高。讲解模具设计中的关键要素，如分模线、拔模斜度、加强筋等。 锻造设备： 介绍锻锤、压力机、軋机等锻造设备的工作原理和适用范围。 锻件的组织性能： 分析锻造过程中金属流线的分布及其对锻件力学性能的影响，以及热锻、冷锻对金属组织和性能的差异。 轧制（Rolling）： 原理与应用： 介绍通过一对或多对旋转的轧辊，使金属在压力作用下截面减小、长度增加的工艺。讲解其在生产板材、棒材、型材等半成品中的重要作用。 轧制工艺： 区分热轧和冷轧。详细介绍轧辊的结构、轧制参数（轧制温度、变形量、轧制速度）的控制，以及轧制过程中可能出现的缺陷（折叠、裂纹、波浪形等）及其预防。 特殊轧制工艺： 简要介绍型材轧制、管材轧制等。 挤压（Extrusion）： 工艺特点： 介绍通过压力迫使金属通过模具孔口，获得具有特定截面形状的杆材、管材等。讲解正挤压和反挤压的区别。 挤压设备与模具： 介绍挤压机的类型和工作原理，以及挤压模具的设计要求（硬质合金、高强度钢）。 挤压的优势： 分析其在大截面、复杂截面型材制造中的应用，以及对材料组织性能的改善作用。 冲压（Stamping）： 冷冲压工艺： 介绍在常温下利用冲模和冲压设备对金属板材施加压力，使其产生分离或塑性变形的工艺。 基本工序： 详细讲解落料（冲裁）、冲孔、切边、弯曲、拉深、翻边、胀形等工序的原理、操作要领和模具设计要点。 冲压设备与模具： 介绍冲床、液压机等设备，以及精密模具、级进模等在提高生产效率方面的应用。 材料选择与工艺分析： 分析不同金属材料在冲压过程中的变形特性，以及如何通过模具设计和工艺参数控制来保证冲压件的质量。 拉伸（Drawing）： 工艺流程： 介绍通过拉伸模具将金属丝、管、棒材等拉长、减径的工艺。 拉伸模具与润滑： 讲解拉伸模具的结构、材料要求，以及润滑剂在减少摩擦、防止划伤方面的重要性。 多道次拉伸： 分析如何通过多次拉伸来获得极细的金属丝，以及中间退火的作用。 第四章：连接的艺术：焊接与铆接 无论在哪个时代，将金属材料牢固可靠地连接起来都是一项至关重要的技术。《金属铸造大师之路》将为您深入剖析现代连接技术。 焊接（Welding）： 焊接原理分类： 固态焊（Solid-State Welding）： 介绍如摩擦焊、扩散焊、爆炸焊等，其特点是不经过熔化过程，能保持母材的原始性能。 液态焊（Liquid-State Welding）： 熔焊（Fusion Welding）： 讲解电弧焊（手工电弧焊、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊）、气焊、电阻焊（点焊、缝焊、对焊）等，重点分析不同电弧焊方法的原理、工艺特点、适用材料和优缺点。 钎焊（Brazing & Soldering）： 介绍利用低于母材熔点的钎料作为填充金属，将工件连接起来的焊接方法。区分钎焊（brazing）和软钎焊（soldering），以及不同钎料（铜基、银基、铝基）的选择原则。 焊接工艺参数控制： 详细讲解电流、电压、焊接速度、保护气体流量、焊条角度等参数对焊接质量的影响。 焊接缺陷与防止： 分析常见焊接缺陷（气孔、夹渣、未焊透、裂纹）的产生原因，以及相应的预防措施。 焊接材料： 介绍不同牌号的焊条、焊丝、焊剂的选用原则。 热处理对焊接接头的影响： 讲解焊后热处理的目的（消除应力、改善组织性能）和方法。 铆接（Riveting）： 铆接的优势与局限： 介绍通过铆钉将金属件机械连接起来的工艺，其优点是连接可靠，缺点是劳动强度大，连接效率较低。 铆钉的类型与选用： 介绍实心铆钉、空心铆钉等，以及根据连接件厚度和受力情况选择合适的铆钉材料和尺寸。 铆接工艺： 讲解冷铆和热铆的操作方法，以及孔的加工要求。 现代铆接技术： 简要介绍自穿刺铆接、结构胶铆接等。 第五章：表面的升华：热处理与表面处理 金属的性能并非一成不变，通过热处理和表面处理，我们可以赋予金属更加优异的性能，延长其使用寿命。 热处理（Heat Treatment）： 退火（Annealing）： 介绍完全退火、球化退火、再结晶退火等目的（软化、消除内应力、改善切削性能、细化晶粒）。 正火（Normalizing）： 讲解其目的（细化晶粒、提高强度和韧性），以及与退火的区别。 淬火（Quenching）： 深入分析淬火的原理（奥氏体化、快速冷却）、淬火介质（水、油、盐浴）的选择，以及过冷奥氏体的转变过程。 回火（Tempering）： 讲解淬火后的回火目的（降低脆性、提高韧性、获得所需硬度），以及不同回火温度对组织和性能的影响（低温回火、中温回火、高温回火）。 表面热处理： 介绍感应淬火、火焰淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗等，以及其在提高工件表面硬度和耐磨性方面的应用。 表面处理（Surface Treatment）： 机械表面处理： 抛光（Polishing）： 介绍机械抛光、化学抛光、电化学抛光等，以获得光亮、平整的表面。 喷砂（Shot Blasting）： 讲解利用高速喷射的砂粒清除表面氧化皮、锈蚀，并获得一定的粗糙度。 磨削（Grinding）： 介绍利用磨料去除工件表面层，以获得高精度表面。 化学表面处理： 电镀（Electroplating）： 介绍通过电解沉积金属离子，在工件表面形成金属镀层，以提高耐腐蚀性、耐磨性或装饰性。 阳极氧化（Anodizing）： 针对铝、镁等有色金属，形成一层致密的氧化膜，提高其耐腐蚀性和硬度。 化学氧化（Chemical Oxidation）： 如磷化、钝化等。 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）： 简要介绍这些先进的表面涂层技术，如TiN（氮化钛）涂层。 结语 金属的魅力，在于其无尽的可塑性与强大的功能性。从炙热的熔炉中流淌出的金属液，到经过精雕细琢的精密部件，每一步都凝聚着人类的智慧与汗水。《金属铸造大师之路》旨在为您打开金属加工领域的大门，提供系统性的知识体系和实践指导。我们希望本书能激发您对金属工艺的深入探索，培养您的精湛技艺，让您在金属的世界里，不断超越，成就大师之路。这趟旅程，充满挑战，也充满无限可能。愿您在金属的世界里，挥洒创意，铸就辉煌！

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