先进材料成形技术与理论(研究生规划教材)

本书概述了材料的分类及其成形加工方法的选择、先进材料成形技术在先进制造技术中的作用、21世纪材料成形加工技术的发展趋势，重点介绍了以精密成形、复合成形、材料制备与成形一体化、数字化成形等技术为代表的新一代材料成形技术的原理及应用，其主要内容包括液态金属精密成形理论及应用、金属材料塑性精确成形工艺及理论、先进连接技术理论及应用、复合化成形加工方法及技术基础、粉末材料及其成形技术五部分。 本书主要用作材料加工工程、数字化材料成形、材料学等专业的研究生和高年级本科生教材，也可供从事材料科学与工程的科技工作者及相关专业的本科生、研究生学习参考。

无

第1章材料及其成形加工方法概述1 11材料的分类及其成形加工方法概述2 111材料的分类2 112材料的成形方法分类及概述3 12材料加工成形的作用、特点及精确成形技术4 121作用4 122特点4 123精确成形技术5 13材料成形加工方法的选择及不同加工方法的精度比较5 131主要成形加工方法比较5 132成形加工方法选用原则5 133典型零件毛坯的成形方法举例5 14从“夕阳工业”到“先进制造技术”6 141“先进制造技术”的缘起6 142先进制造技术的定义及发展趋势7 143新一代材料加工成形技术在先进制造技术中的地位7 1521世纪材料成形加工技术的发展趋势8 151精密成形8 152材料制备与成形一体化8 153复合成形8 154数字化成形8 155材料成形自动化9 156绿色清洁生产9 参考文献9 第2章液态金属精密成形技术与理论10 21液态金属成形的范畴及概述10 211砂型铸造10 212特种铸造10 213消失模铸造12 22消失模精密铸造技术12 221消失模铸造的工艺过程及特点12 222消失模铸造成形理论基础13 223消失模铸造的充型特征及界面作用17 224消失模铸造的关键技术23 225散砂的振动紧实原理27 226消失模铸造的工艺参数及其铸件的缺陷防治31 227典型消失模铸造车间布置举例33 228铝、镁合金消失模铸造新技术35 23高密度黏土砂紧实机理及其成形技术42 231静压造型42 232气冲造型43 24化学黏结剂砂型及corsworth process新技术45 241自硬树脂砂型原理及应用46 242corsworth process新技术48 25半固态铸造成形原理与技术53 251半固态铸造成形的原理及特点53 252半固态金属铸造关键技术57 253半固态金属成形新技术60 254半固态铸造生产线及自动化63 26压力铸造技术65 261压力铸造技术的特点、原理与种类65 262冷室压力铸造概述68 263热室压力铸造概述70 264压力铸造技术的新发展70 265典型压铸零件举例73 27反重力铸造技术74 271低压铸造74 272差压铸造75 273反重力铸造技术的发展76 28熔模精密铸造78 281熔模精密铸造特点及工艺过程78 282模样材料及熔模的制造80 283壳型材料及壳型工艺81 284熔模铸造型芯85 29特殊凝固技术87 291快速凝固87 292定向凝固90 293其他特殊条件下的凝固92 210金属零件的数字化快速铸造95 2101液态金属数字化成形过程工艺过程95 2102液态金属数字化成形过程举例95 2103产品快速试制96 2104工业化生产96 参考文献97 第3章金属材料塑性精确成形工艺及理论98 31金属塑性成形种类与概述98 311金属塑性成形在国民经济中的地位98 312金属塑性成形方法的分类98 313金属塑性成形方法的现状98 314金属塑性成形方法的最新进展98 315金属塑性成形方法的发展方向100 32金属材料的超塑性及超塑成形103 321金属超塑性的定义103 322超塑性的历史及发展103 323超塑性的分类104 324典型的超塑性材料105 325超塑性的应用106 33复杂零件的精密模锻及复杂管件的精密成形107 331精密塑性体积成形107 332精密塑性体积成形的方法108 34板料精密成形116 341精冲技术的发展与应用116 342液压成形技术120 343金属板料数字化成形技术122 35模具数字化制造技术130 351模具的高速切削加工技术130 352基于逆向工程的模具CAD/CAM/DNC技术133 参考文献136 第4章先进连接技术理论及应用137 41激光焊接138 411激光的产生与激光束138 412激光加工设备142 413激光与材料的相互作用147 414激光焊接质量的实时监测与控制171 42电子束焊接176 421引言176 422电子束焊基本原理177 423电子束焊接的应用实例180 43摩擦焊接技术182 431摩擦焊接原理182 432摩擦焊接的特点183 44扩散连接技术184 441扩散连接原理及特点184 442扩散连接时材料间的相互作用185 443材料的扩散连接工艺186 45微连接技术189 451定义和分类189 452微电子器件内引线连接中的微连接技术190 453印刷电路板组装中的微连接技术193 454导电胶粘接197 参考文献199 第5章复合化成形加工方法及技术基础200 51材料成形加工技术的复合化200 52连铸连轧技术200 521定义及产生背景200 522技术优点与经济效益202 523典型的连铸连轧生产线组成203 524连铸连轧关键技术206 525连铸连轧技术的发展趋势209 526连铸连轧技术在我国的技术应用现状与前景211 527连铸连轧技术前沿212 53高能束熔积快速成形与铣削复合精密制造金属零件212 531快速金属零件复合精密制造技术的提出212 532快速金属零件复合精密制造的基本原理213 533关键技术问题215 534激光铣削复合快速精密制造金属零件实例216 535快速金属零件复合直接原型制造技术工艺特点及其应用前景217 54复合能量场成形218 541电磁连续铸造218 542等离子激光复合喷涂220 55新材料制备与成形一体化222 551激光快速成形技术制备功能梯度零件223 552喷射成形法制备金属基复合材料229 56汽车覆盖件模具的CAD/CAE/CAM及其并行工程233 561CAD/CAE/CAM技术在汽车覆盖件模具中的应用与发展233 562基于并行工程的模具设计及制造236 参考文献239 第6章粉末材料及其成形技术241 61金属粉末材料的制备241 611金属粉末制备概述241 612金属粉末的常用制备方法241 62普通粉末冶金技术原理及方法248 621粉末冶金工艺过程248 622粉末冶金成形的特点248 623粉末的主要成形方法249 63粉末材料及其成形新技术251 631等静压成形252 632粉末注射成形原理及应用254 633 激光快速烧结成形258 64粉末成形料坯的烧结及气体保护261 641钟罩式烧结262 642网带传送式烧结炉262 643保护气体发生装置262 参考文献265第1章材料及其成形加工方法概述1 11材料的分类及其成形加工方法概述2 111材料的分类2 112材料的成形方法分类及概述3 12材料加工成形的作用、特点及精确成形技术4 121作用4 122特点4 123精确成形技术5 13材料成形加工方法的选择及不同加工方法的精度比较5 131主要成形加工方法比较5 132成形加工方法选用原则5 133典型零件毛坯的成形方法举例5 14从“夕阳工业”到“先进制造技术”6 141“先进制造技术”的缘起6 142先进制造技术的定义及发展趋势7 143新一代材料加工成形技术在先进制造技术中的地位7 1521世纪材料成形加工技术的发展趋势8 151精密成形8 152材料制备与成形一体化8 153复合成形8 154数字化成形8 155材料成形自动化9 156绿色清洁生产9 参考文献9 第2章液态金属精密成形技术与理论10 21液态金属成形的范畴及概述10 211砂型铸造10 212特种铸造10 213消失模铸造12 22消失模精密铸造技术12 221消失模铸造的工艺过程及特点12 222消失模铸造成形理论基础13 223消失模铸造的充型特征及界面作用17 224消失模铸造的关技术23 225消失模铸造的工艺参数及其铸件的缺陷防治31 226典型消失模铸造车间布置举例34 227铝、镁合金消失模铸造新技术35 23高密度黏土砂紧实机理及其成形技术42 24化学黏结剂砂型及corsworth process新技术42 241自硬树脂砂型原理及应用43 242corsworth process新技术45 25半固态铸造成形原理与技术50 251半固态铸造成形的原理及特点50 252半固态金属铸造关键技术54 253半固态金属成形新技术57 254半固态铸造生产线及自动化60 26压力铸造技术62 261压力铸造技术的特点、原理与种类62 262冷室压力铸造概述64 263热室压力铸造概述67 264压力铸造技术的新发展67 265典型压铸零件举例70 27反重力铸造技术71 271低压铸造71 272差压铸造73 273反重力铸造技术的发展74 28熔模精密铸造76 281熔模精密铸造特点及工艺过程76 282模样材料及熔模的制造78 283壳型材料及壳型工艺79 284熔模铸造型芯83 29特殊凝固技术85 291快速凝固85 292定向凝固88 293其他特殊条件下的凝固90 210金属零件的数字化快速铸造93 2101液态金属数字化成形过程工艺过程93 2102液态金属数字化成形过程举例93 2103产品快速试制94 2104工业化生产94 参考文献95 第3章金属材料塑性精确成形工艺及理论96 31金属塑性成形种类与概述96 311金属塑性成形在国民经济中的地位96 312金属塑性成形方法的分类96 313金属塑性成形方法的现状96 314金属塑性成形方法的最新进展96 315金属塑性成形方法的发展方向98 32金属材料的超塑性及超塑成形101 321金属超塑性的定义101 322超塑性的历史及发展101 323超塑性的分类102 324典型的超塑性材料103 325超塑性的应用104 33复杂零件的精密模锻及复杂管件的精密成形105 331精密塑性体积成形105 332精密塑性体积成形的方法106 34板料精密成形114 341精冲技术的发展与应用114 342液压成形技术118 343金属板料数字化成形技术120 35模具数字化制造技术128 351模具的高速切削加工技术128 352基于逆向工程的模具CAD/CAM/DNC技术131 参考文献134 第4章先进连接技术理论及应用135 41激光焊接136 411激光的产生与激光束136 412激光加工设备140 413激光与材料的相互作用145 414激光焊接质量的实时监测与控制169 42电子束焊接174 421引言174 422电子束焊基本原理175 423电子束焊接的应用实例178 43摩擦焊接技术180 431摩擦焊接原理及技术特点180 44扩散连接技术182 441扩散连接原理及特点182 442扩散连接时材料间的相互作用183 443材料的扩散连接工艺184 45微连接技术187 451定义和分类187 452微电子器件内引线连接中的微连接技术188 453印刷电路板组装中的微连接技术191 454“绿色”微连接技术——导电胶粘接196 参考文献197 第5章复合化成形加工方法及技术基础198 51材料成形加工技术的复合化198 52连铸连轧技术198 521定义及产生背景198 522技术优点与经济效益200 523典型的连铸连轧生产线组成201 524连铸连轧关键技术204 525连铸连轧技术的发展趋势207 526连铸连轧技术在我国的技术应用现状与前景209 527连铸连轧技术前沿210 53高能束熔积快速成形与铣削复合精密制造金属零件210 531快速金属零件复合精密制造技术的提出210 532快速金属零件复合精密制造的基本原理211 533关键技术问题213 534激光铣削复合快速精密制造金属零件实例214 535快速金属零件复合直接原型制造技术工艺特点及其应用前景215 54复合能量场成形216 541电磁连续铸造216 542等离子激光复合喷涂218 55新材料制备与成形一体化220 551激光快速成形技术制备功能梯度零件221 552喷射成形法制备金属基复合材料227 56汽车覆盖件模具的CAD/CAE/CAM及其并行工程231 561CAD/CAE/CAM技术在汽车覆盖件模具中的应用与发展231 562基于并行工程的模具设计及制造234 参考文献237 第6章粉末材料及其成形技术239 61金属粉末材料的制备239 611金属粉末制备概述239 612金属粉末的常用制备方法239 62普通粉末冶金技术原理及方法246 621粉末冶金工艺过程246 622粉末冶金成形的特点246 623粉末的主要成形方法247 63粉末材料及其成形新技术249 631等静压成形250 632粉末注射成形原理及应用252 633激光快速烧结成形256 64粉末成形料坯的烧结及气体保护259 641钟罩式烧结260 642网带传送式烧结炉260 643保护气体发生装置260 参考文献263