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第一篇 材料工艺概论1

第1章 材料工艺及其创新途径2

1.1 材料工艺3

1.1.1 材料工艺的作用与地位4

1.1.2 材料加工技术的分类4

1.2 材料工艺的重要性5

1.3 材料工艺的创新途径7

1.4 材料工艺的经济性和环境兼容性9

1.4.1 材料工艺的经济性9

1.4.2 材料工艺的稳定性9

1.4.3 材料工艺的环境兼容性10

1.4.4 绿色设计10

1.5 面向环境、能源和材料的绿色制造方法实施12

1.5.1 绿色制造的概念与内涵12

1.5.2 绿色制造的体系结构12

1.5.3 面向环境、能源和材料的绿色制造实施方法13

习题15

第2章 材料的传统工艺及新工艺和新技术16

2.1 材料生产工艺17

2.1.1 金属材料18

2.1.2 陶瓷材料25

2.1.3 高分子材料28

2.1.4 单晶材料29

2.2 材料加工工艺32

2.2.1 金属材料的加工工艺32

2.2.2 塑料和橡胶的加工工艺37

2.2.3 复合材料的加工工艺39

2.3 材料工艺性能的表征40

2.4 新工艺和新技术41

2.4.1 表面改性41

2.4.2 金属雾化喷射沉积44

2.4.3 金属半固态加工44

2.4.4 自蔓延高温合成技术45

习题46

第二篇 材料固态成形加工工艺及设备47

第3章 金属材料锻造成形加工工艺及设备48

3.1 自由锻造加工工艺50

3.1.1 绘制锻件图50

3.1.2 确定坯料质量和尺寸51

3.1.3 确定锻造温度范围52

3.1.4 制定自由锻加工工艺规程举例53

3.2 模型锻造成形工艺55

3.2.1 模锻件分类56

3.2.2 模型锻造工艺规程57

3.3 自由锻造设备64

3.3.1 空气锤64

3.3.2 蒸汽-空气锤64

3.3.3 锻造水压机66

3.4 模型锻造设备67

3.4.1 锤上模锻67

3.4.2 热模锻压力机69

3.4.3 平锻机69

3.4.4 螺旋压力机71

3.4.5 摩擦压力机72

3.4.6 曲柄压力机73

3.4.7 胎模锻造74

3.4.8 精密模锻74

习题76

第4章 粉末冶金加工工艺及设备77

4.1 概述78

4.2 粉末制取80

4.3 成形工艺91

4.3.1 成形前原料准备92

4.3.2 金属粉末的压制过程94

4.3.3 压制压力与压坯密度的关系96

4.3.4 压坯密度及其分布97

4.3.5 模具101

4.3.6 影响压制过程和压坯质量的因素102

4.3.7 特殊成形105

4.4 烧结工艺117

4.4.1 烧结的定义和分类117

4.4.2 烧结过程的热力学118

4.4.3 单元系烧结119

4.4.4 多元系固相烧结123

4.4.5 混合粉末的液相烧结和熔浸124

4.4.6 强化烧结128

4.4.7 全致密工艺129

4.4.8 烧结气氛134

4.5 粉末冶金设备简介136

4.5.1 研磨设备136

4.5.2 合批和混合设备要求137

4.5.3 成形设备138

4.5.4 烧结设备143

4.5.5 保护气体发生装置146

习题150

第5章 聚合物成形加工技术及设备152

5.1 模压成形加工153

5.1.1 模压成形过程及原理153

5.1.2 模压成形控制154

5.2 聚合物挤出成形加工155

5.2.1 挤出机装备系统155

5.2.2 挤出过程及控制156

5.3 聚合物注射成形加工158

5.3.1 注射成形装备158

5.3.2 注射成形加工过程与控制159

5.3.3 气辅注射成形技术160

5.4 聚合物吹塑成形加工163

5.4.1 吹塑成形过程及原理163

5.4.2 吹塑成形的主要方法164

5.5 泡沫塑料成形加工165

5.5.1 泡沫塑料的发泡方法165

5.5.2 泡沫塑料的成形方法166

5.6 橡胶成形技术及原理167

5.6.1 橡胶成形过程167

5.6.2 橡胶成形技术原理167

5.6.3 混炼胶质量的控制169

习题170

第6章 无机非金属材料固态成形加工工艺及设备171

6.1 陶瓷成形加工工艺及设备172

6.1.1 陶瓷的加工工艺173

6.1.2 陶瓷烧成设备181

6.2 玻璃的成形与加工185

6.2.1 玻璃的生产制备185

6.2.2 玻璃制品成形加工191

6.2.3 玻璃的退火194

习题197

第三篇 材料液态成形加工工艺及设备199

第7章 金属材料液态成形加工工艺及设备200

7.1 金属材料液态成形技术的发展与现状201

7.2 金属材料铸造成形概述205

7.3 金属材料铸造成形加工工艺基础206

7.3.1 砂型铸造206

7.3.2 铸造工艺的制定216

7.4 金属材料特种铸造成形加工工艺简介225

7.4.1 熔模铸造225

7.4.2 金属型铸造227

7.4.3 压力铸造230

7.4.4 低压铸造232

7.4.5 离心铸造233

7.4.6 其他特种铸造235

7.4.7 金属液态成形方法的合理选择241

7.5 铸件结构设计242

7.5.1 铸造性能对铸件结构的要求242

7.5.2 铸造工艺对铸件结构的要求248

7.6 金属材料铸造成形设备简介251

7.6.1 造型设备251

7.6.2 造芯设备258

7.6.3 造型材料处理及旧砂再生设备261

7.6.4 铸造熔化设备265

7.6.5 铸造车间的环保设备273

习题277

第8章 材料焊接成形工艺及设备279

8.1 常见焊接方法281

8.1.1 手工电弧焊283

8.1.2 埋弧自动焊293

8.1.3 气体保护焊296

8.1.4 气焊和气割299

8.1.5 电渣焊300

8.1.6 电阻焊301

8.1.7 摩擦焊304

8.1.8 钎焊305

8.2 常用金属材料的焊接306

8.2.1 金属材料的焊接性306

8.2.2 黑色金属材料的焊接308

8.2.3 非铁金属的焊接312

8.2.4 焊接质量314

8.2.5 焊缝常见缺陷318

8.2.6 焊接检验321

8.3 焊接结构设计323

8.3.1 焊接结构件材料的选择323

8.3.2 焊接方法的选择324

8.3.3 焊接接头工艺设计325

习题331

第四篇 材料工艺及设备课程设计333

第9章 材料工艺及设备课程设计教学大纲334

9.1 课程设计教学目的336

9.2 课程设计的基本要求336

9.3 课程设计的内容337

9.4 课程设计的方法337

9.5 课程设计的步骤338

9.6 课程设计评分标准338

9.7 课程设计的选题范围339

第10章 课程设计实例：粉末冶金法制备CuWSn合金340

10.1 课程设计任务书341

10.1.1 课程设计任务341

10.1.2 课程设计报告书的内容342

10.2 粉末冶金法制备CuWSn合金的工艺流程342

10.3 模具设计与加工342

10.3.1 模具设计原则342

10.3.2 基于Pro/E Wildfire 5.0软件模具设计343

10.3.3 模具加工与装配344

10.4 机械合金化法制备CuWSn合金粉末345

10.4.1 CuWSn合金粉末的配比345

10.4.2 机械合金化工艺参数的选择348

10.5 坯体的成形与干燥350

10.5.1 压制成形350

10.5.2 粉末成形坯体的干燥353

10.6 CuWSn合金的烧结353

10.6.1 烧结炉与烧结气氛的选择353

10.6.2 烧结温度和烧结时间的确定355

10.7 制品的表面特征及缺陷分析357

参考文献359