西安交通大学材料凝固成形方法课程教学大纲一、课程基本信息材料凝固成形方法课程名称Materials Solidification Processing TechniquesMATL502702课程编号总学时322课程学分理论：32实验：0上机：0课外：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口专业大类基础课口学科门类基础课口集中实践口专业核心课团专业选修课□1-1□1-2□2-1□2-2□3-1□3-2开课学期回4-1□4-2□5-1□5-2材料科学基础、材料工程基础先修课程使用教材：教材、参高义民编著《材料凝固成形方法》，西安：西安交通考书及其大学出版社，2008.他资料参考教材：[1]】邢建东，陈金德．材料成形技术基础．北京：机械工业出版社，2007.[2]］陈金德，张建勋，杨秉检．材料成形工程．西安：西安交通大学出版社，2000[3］安阁英．铸件形成理论．北京：机械工业出版社，1990.二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求本课程从金属材料凝固成形工艺特点出发，以液态成形工艺方法为核心，通
西安交通大学材料凝固成形方法课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料凝固成形方法 Materials Solidification Processing Techniques 课程编号 MATL502702 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 □√ 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 □√ 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料工程基础 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： 高义民 编著 《材料凝固成形方法》，西安：西安交通 大学出版社，2008. 参考教材： [1] 邢建东，陈金德. 材料成形技术基础. 北京：机械 工业出版社，2007. [2] 陈金德，张建勋，杨秉检. 材料成形工程. 西安： 西安交通大学出版社，2000. [3] 安阁英. 铸件形成理论. 北京：机械工业出版社， 1990. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程从金属材料凝固成形工艺特点出发，以液态成形工艺方法为核心，通
过凝固成形的基本原理、铸造工艺设计、砂型铸造、特种铸造、消失模铸造以及半固态铸造等具体液态成形工艺的系统学习，为学生系统讲授工程应用中主要的金属液态成形工艺设计、基本原理、工艺缺陷分析以及综合应用之间的关系。主要培养学生利用所学的基本理论知识解决实际工程问题的能力，使学生能够在分析具体零件结构与材质要求的基础上，针对具体的零件需求提出适用于实际生产的液态成形制造工艺和生产流程，并能根据相应的工艺原理和要求给出产品的制造工艺流程和缺陷预测，实现所需的产品质量和性能要求，达到能综合解决工程实际问题的能力和方法。课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料凝固成形技术的基本原理和方法，还要强调凝固成形方法与产品质量、成形工艺参数优化的各种工艺工装及实际应用，让学生从铸造工艺设计的共性原理出发，结合具体的零件需求、质量要求和具体工艺特点，选择相应的最佳制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程训练，使学生掌握砂型铸造工艺流程及其普适原理，对其他铸造工艺如金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、连续铸造等特种铸造工艺和最新工艺进行创新性设计和运用。通过文献调研训练，使学生了解21世纪绿色铸造、近净成形的最新研究动态，建立终身学习的意识，并掌握查阅文献资料的能力，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识体系。结合金属液态成形工艺学的发展前沿，锻炼学生发现问题、解决问题的能力。通过该课程的系统学习，要求学生理解铸造是一种不受零件尺寸、形状、合金种类、重量等因素限制，但在成形某一铸件时，需要考虑具体的铸件结构、合金类型、需求数量、生产条件、尺寸精度、表面粗糙度等综合因素，所选择的铸造工艺原则是：在满足铸件内外质量要求的前提下，应具有最低的单件生产成本和高的生产效率。在此基础上，要求学生重点掌握几种常用金属凝固成形方法的工艺流程、制备特点、缺陷类型、性能与应用，熟悉实际工程问题中的工艺设计思路和选取原则。课程组织学生分组讨论，每一组一名组长和若干组员，共同完成老师布置的课题，并以PPT讨论或课后作业的形式进行训练，锻炼学生查阅文献资料的能力，以及沟通交流与表达的能力。2.2课程的目标及学生应该达到的能力（1）基本工程知识分析能力
过凝固成形的基本原理、铸造工艺设计、砂型铸造、特种铸造、消失模铸造以及 半固态铸造等具体液态成形工艺的系统学习，为学生系统讲授工程应用中主要的 金属液态成形工艺设计、基本原理、工艺缺陷分析以及综合应用之间的关系。主 要培养学生利用所学的基本理论知识解决实际工程问题的能力，使学生能够在分 析具体零件结构与材质要求的基础上，针对具体的零件需求提出适用于实际生产 的液态成形制造工艺和生产流程，并能根据相应的工艺原理和要求给出产品的制 造工艺流程和缺陷预测，实现所需的产品质量和性能要求，达到能综合解决工程 实际问题的能力和方法。 课程教学中，要求教师既要给学生讲授金属材料凝固成形技术的基本原理和 方法，还要强调凝固成形方法与产品质量、成形工艺参数优化的各种工艺工装及 实际应用，让学生从铸造工艺设计的共性原理出发，结合具体的零件需求、质量 要求和具体工艺特点，选择相应的最佳制备工艺方法，锻炼学生理论结合实际的 能力。通过实验课程训练，使学生掌握砂型铸造工艺流程及其普适原理，对其他 铸造工艺如金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、离心铸造、连续铸造等特种铸造 工艺和最新工艺进行创新性设计和运用。通过文献调研训练，使学生了解 21 世 纪绿色铸造、近净成形的最新研究动态，建立终身学习的意识，并掌握查阅文献 资料的能力，不断追求最新的知识理论，发展和完善知识体系。结合金属液态成 形工艺学的发展前沿，锻炼学生发现问题、解决问题的能力。 通过该课程的系统学习，要求学生理解铸造是一种不受零件尺寸、形状、合 金种类、重量等因素限制，但在成形某一铸件时，需要考虑具体的铸件结构、合 金类型、需求数量、生产条件、尺寸精度、表面粗糙度等综合因素，所选择的铸 造工艺原则是：在满足铸件内外质量要求的前提下，应具有最低的单件生产成本 和高的生产效率。在此基础上，要求学生重点掌握几种常用金属凝固成形方法的 工艺流程、制备特点、缺陷类型、性能与应用，熟悉实际工程问题中的工艺设计 思路和选取原则。课程组织学生分组讨论，每一组一名组长和若干组员，共同完 成老师布置的课题，并以 PPT 讨论或课后作业的形式进行训练，锻炼学生查阅文 献资料的能力，以及沟通交流与表达的能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 （1）基本工程知识分析能力
培养学生运用工程基本知识来分析工程问题，能灵活运用专业知识，使学生在掌握应用科学知识和方法的基础上，综合运用专业知识解决复杂工程问题。支撑毕业要求指标点1-4：具备综合应用数学、自然科学、工程基础及材料科学基础、材料工程基础、材料研究方法、材料性能等专业知识的能力，用于解决材料领域的复杂工程问题。（2）复杂工程问题分析能力培养学生对工程选材、工艺参数及铸造方法的选择与综合判断，更好的帮助他们分析找出问题的关键，进而选择适当的方法进行解决问题。支撑毕业要求指标点2-3：通过所学专业知识结合文献研究，分析复杂工程问题中材料成分一工艺-组织一性能之间的相互关系，对比多种解决方案和路径，获得有效结论。（3）材料与工艺设计与创新能力根据液态金属凝固成形的工艺方法特点，对于具体的铸件要求、数量需求和生产成本，选择合适的铸造工艺方法和工艺流程，在材料工艺设计和铸造方案确定过程中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化和环境等因素。支撑毕业要求指标点3-3：针对材料领域的复杂工程问题，导求合适的材料系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。（4）与同行沟通交流能力培养学生沟通与交流能力，能够针对材料实际应用需求撰写问题来源、现状和解决措施等，并能有效地与班级同学或者小组成员进行交流沟通。支撑毕业要求指标点10-3：能够就材料领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流。（5）终身学习与适应社会发展的能力通过自学环节，针对特定专题布置自学任务，让学生通过查阅文献或调研，对专题的现状和进展进行综述和概况，撰写自学报告，有效培养学生自学能力，强化终身学习意识和适应社会发展的能力。支撑毕业要求指标点12-1：了解材料领域的发展趋势和科学前沿，以及
培养学生运用工程基本知识来分析工程问题，能灵活运用专业知识，使学 生在掌握应用科学知识和方法的基础上，综合运用专业知识解决复杂工程问题。 支撑毕业要求指标点 1-4：具备综合应用数学、自然科学、工程基础及材 料科学基础、材料工程基础、材料研究方法、材料性能等专业知识的能力，用 于解决材料领域的复杂工程问题。 （2）复杂工程问题分析能力 培养学生对工程选材、工艺参数及铸造方法的选择与综合判断，更好的帮 助他们分析找出问题的关键，进而选择适当的方法进行解决问题。 支撑毕业要求指标点 2-3：通过所学专业知识结合文献研究，分析复杂工 程问题中材料成分-工艺-组织-性能之间的相互关系，对比多种解决方案和路 径，获得有效结论。 （3）材料与工艺设计与创新能力 根据液态金属凝固成形的工艺方法特点，对于具体的铸件要求、数量需求 和生产成本，选择合适的铸造工艺方法和工艺流程，在材料工艺设计和铸造方 案确定过程中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、法律、文化和环境 等因素。 支撑毕业要求指标点 3-3：针对材料领域的复杂工程问题，寻求合适的材 料系统或工艺流程，在设计环节中体现创新意识，并能考虑社会、健康、安全、 法律、文化及环境等因素。 （4）与同行沟通交流能力 培养学生沟通与交流能力，能够针对材料实际应用需求撰写问题来源、现 状和解决措施等，并能有效地与班级同学或者小组成员进行交流沟通。 支撑毕业要求指标点 10-3：能够就材料领域的复杂工程问题与业界同行 及社会公众进行有效沟通和交流。 （5）终身学习与适应社会发展的能力 通过自学环节，针对特定专题布置自学任务，让学生通过查阅文献或调研， 对专题的现状和进展进行综述和概况，撰写自学报告，有效培养学生自学能力， 强化终身学习意识和适应社会发展的能力。 支撑毕业要求指标点 12-1：了解材料领域的发展趋势和科学前沿，以及
最新的材料科学研究成果。能认识不断学习和探索的必要性，具有自主学习和终生学习的意识。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求4567893101112-2课程目标课程目M标1课程目M标2课程目M标3课程目M标4课程目M标5注：1,2,312对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介序号参考章节名称知识点学时第1章凝固成形的工艺特点凝固成形的基本知识、充型能1.1金属及合金的凝固方式力、收缩特点和组织特点，411.2液态金属的充型能力和工艺有关的液态金属凝固1.3凝固成形过程的收缩特点成形的基础知识补充等1.4成形件的凝固组织铸造工艺设计原则第2章铸造工艺设计422.1铸件结构设计铸造工艺设计方案2.2铸造工艺方案的确定典型案例分析第3章砂型铸造3.1概述砂型铸造工艺流程、各种原砂3.2粘土砂特点与性能、铸造涂料设计与363.3水玻璃砂选择、涂料性质与性能，典型3.4有机粘结砂案例分析说明3.5铸造用涂料第4章特种铸造4.1金属型铸造各种特种铸造工艺原理、特4.2压力铸造点、适用范围以及对铸件性能4.3低压铸造和差压铸造48的要求，各铸造工艺案例说明4.4离心铸造与对比分析等4.5熔模铸造4.6连续铸造
最新的材料科学研究成果。能认识不断学习和探索的必要性，具有自主学习和 终生学习的意识。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课 程 目 标 1 M 课 程 目 标 2 M 课 程 目 标 3 M 课 程 目 标 4 M 课 程 目 标 5 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 第 1 章 凝固成形的工艺特点 1.1 金属及合金的凝固方式 1.2 液态金属的充型能力 1.3 凝固成形过程的收缩特点 1.4 成形件的凝固组织 凝固成形的基本知识、充型能 力、收缩特点和组织特点， 和工艺有关的液态金属凝固 成形的基础知识补充等 4 2 第 2 章 铸造工艺设计 2.1 铸件结构设计 2.2 铸造工艺方案的确定 铸造工艺设计原则 铸造工艺设计方案 典型案例分析 4 3 第 3 章 砂型铸造 3.1 概述 3.2 粘土砂 3.3 水玻璃砂 3.4 有机粘结砂 3.5 铸造用涂料 砂型铸造工艺流程、各种原砂 特点与性能、铸造涂料设计与 选择、涂料性质与性能，典型 案例分析说明 6 4 第 4 章 特种铸造 4.1 金属型铸造 4.2 压力铸造 4.3 低压铸造和差压铸造 4.4 离心铸造 4.5 熔模铸造 4.6 连续铸造 各种特种铸造工艺原理、特 点、适用范围以及对铸件性能 的要求，各铸造工艺案例说明 与对比分析等 8
4.7凝固成形方法的选择第5章消失模铸造5.1消失模铸造的特点及其适应性消失模铸造的特点、原理、关565.2消失模铸造工艺原理键技术和应用范围、典型工艺5.3泡沫塑料模的气化案例分析等5.4消失模铸造的关键技术第6章半固态铸造6.1半固态金属的特性及半固态铸半固态铸造的分类、技术特造6点、发展趋势和应用、典型案46.2半固态金属成形技术的应用和例等发展趋势四、教学安排详表
4.7 凝固成形方法的选择 5 第 5 章 消失模铸造 5.1 消失模铸造的特点及其适应性 5.2 消失模铸造工艺原理 5.3 泡沫塑料模的气化 5.4 消失模铸造的关键技术 消失模铸造的特点、原理、关 键技术和应用范围、典型工艺 案例分析等 6 6 第 6 章 半固态铸造 6.1 半固态金属的特性及半固态铸 造 6.2 半固态金属成形技术的应用和 发展趋势 半固态铸造的分类、技术特 点、发展趋势和应用、典型案 例等 4 四、教学安排详表