材料成形技术

本书系统地介绍了传统材料成形技术的基础理论和工艺方法，增加了现代工业制造工程中常用的材料成形新技术、新工艺，并简要介绍了相关技术的新进展。全书共8章，包括铸造成形、金属焊接成形、金属塑性成形、非金属材料成形、陶瓷与粉末冶金成形、复合材料成形及材料表面工程技术等主要内容，较为详细地介绍了各成形方法的技术原理、工艺流程和工艺特点，简要介绍了成形新技术，每章均附有适量的复习思考题。 本书可作为高等工科院校机械类、近机械类本科和研究生的专业教材，还可作为高职高专院校、继续教育学校机械类专业的教材，亦可供工程技术人员参考阅读。 本书还配有电子课件，凡选用本书的教师可登录机工教育服务网（www.cmpedu.com）以教师身份注册后免费下载。

李轩：四川轻化工大学副教授，发表了多篇论文，包括机械工程材料实践教学与考试方法改革研究，契合新工科理念的《机械工程材料》课堂教学与考核评价改革等，讲授了6年的材料成形技术基础、机械工程材料。

前言 0绪论1 0.1材料成形概述1 0.2材料成形的基本特点2 0.3材料成形的发展趋势2 第1章铸造成形5 1.1铸造成形理论基础5 1.1.1液态金属的充型能力5 1.1.2液态金属的凝固与收缩9 1.2液态金属成形过程中的缺陷13 1.2.1缩孔与缩松13 1.2.2气孔与夹杂15 1.2.3应力、变形及裂纹16 1.2.4其他缺陷19 1.3砂型铸造20 1.3.1基本工艺过程20 1.3.2造型22 1.3.3制芯26 1.3.4刷涂料26 1.3.5开设浇注系统27 1.3.6合型29 1.3.7熔炼与浇注29 1.3.8落砂与清理29 1.4特种铸造29 1.4.1金属型铸造30 1.4.2压力铸造31 1.4.3低压铸造32 1.4.4离心铸造33 1.4.5熔模铸造34 1.4.6实型铸造35 1.4.7差压铸造36 1.4.8壳型铸造36 1.5铸造成形新技术37 1.5.1半固态铸造37 1.5.2定向凝固38 1.5.3快速凝固39 第2章金属焊接成形42 2.1焊接方法的分类及特点42 2.1.1焊接方法的分类42 2.1.2焊接性及焊接特点44 2.2焊条电弧焊45 2.2.1焊条电弧焊的焊接原理与特点45 2.2.2焊条电弧焊的适用范围与 局限性46 2.2.3焊条46 2.2.4焊接接头金属组织与性能 的变化47 2.2.5焊接应力与变形49 2.3其他焊接方法53 2.3.1埋弧焊53 2.3.2电渣焊55 2.3.3压焊57 2.3.4钎焊60 2.4焊接成形新技术61 2.4.1等离子弧焊62 2.4.2真空电子束焊63 2.4.3激光焊64 2.4.4爆炸焊64 2.5金属材料的焊接性能65 2.5.1金属材料的焊接性65 2.5.2合金结构钢的焊接66 2.5.3耐热钢、不锈钢焊接68 2.5.4有色金属焊接70 2.6焊接结构工艺性74 2.6.1接头形式和坡口设计74 2.6.2焊缝的布置75 2.6.3焊接结构工艺示例78 2.6.4焊接缺陷及接头质量的检验79 第3章金属塑性成形的理论基础81 3.1金属塑性成形的力学理论基础81 3.1.1金属的力学性质82 3.1.2应力与应变理论82 3.1.3塑性与屈服准则84 3.2金属的塑性变形85 3.2.1金属塑性变形的实质85 3.2.2塑性变形后的金属组织和性能86 3.2.3金属的塑性成形性能89 第4章金属塑性成形工艺91 4.1金属塑性成形方法91 4.1.1自由锻91 4.1.2模锻93 4.1.3板料冲压94 4.1.4其他塑性成形方法96 4.2金属塑性成形工艺设计97 4.2.1自由锻工艺设计97 4.2.2模锻工艺设计102 4.2.3冲压工艺设计107 4.2.4塑性成形件的结构工艺性119 4.3塑性成形新工艺123 4.3.1液态模锻123 4.3.2粉末锻造124 4.3.3旋压成形125 4.3.4超塑性成形126 4.3.5板料液压拉深128 4.3.6板料柔性成形128 第5章非金属材料的成形131 5.1工程塑料成形工艺131 5.1.1塑料的组成131 5.1.2塑料的分类132 5.1.3塑料成形过程中的物理化学 行为133 5.1.4塑料制品的成形方法134 5.2橡胶制品的成形工艺137 5.2.1橡胶的特性和应用137 5.2.2橡胶加工的基础知识137 5.2.3橡胶的组成139 5.2.4橡胶制品的成形工艺139 5.2.5常用橡胶分类140 5.3黏合剂及胶接工艺141 5.3.1黏合剂的分类141 5.3.2黏合剂的组成142 5.3.3黏合剂的胶接机理144 5.3.4胶接工艺144 第6章陶瓷与粉末冶金成形工艺146 6.1陶瓷材料146 6.1.1陶瓷的分类146 6.1.2特种陶瓷粉体的制备方法148 6.1.3特种陶瓷的成形方法149 6.1.4特种陶瓷的烧结149 6.1.5陶瓷材料的制备工艺及组织 结构149 6.2粉末冶金成形工艺150 6.2.1粉末冶金成形工艺简介150 6.2.2常见的粉末冶金成形工艺153 6.2.3粉末冶金的应用155 6.3硬质合金159 6.3.1WC-Co（碳化钨基）硬质合金159 6.3.2WC-TiC-Co（钨钴钛基）硬质 合金160 6.3.3WCCo-TiC-TaC(NbC)-Co硬质 合金160 6.3.4TiC-Ni（碳化钛基）硬质合金160 6.3.5钢结硬质合金160 6.3.6涂层硬质合金161 第7章复合材料及成形工艺162 7.1复合材料增强原理、种类及界面设计 原则162 7.1.1复合材料增强原理162 7.1.2复合材料的种类163 7.1.3复合材料的界面设计原则163 7.2常见复合材料的成形工艺164 7.2.1聚合物基复合材料成形工艺164 7.2.2金属基复合材料成形工艺167 7.2.3陶瓷基复合材料成形工艺170 7.2.4碳/碳基复合材料成形工艺173 第8章材料表面工程技术175 8.1电镀175 8.1.1装饰性电镀175 8.1.2防护性电镀175 8.1.3功能性电镀175 8.1.4刷镀176 8.2化学镀177 8.2.1化学镀镍177 8.2.2化学镀铜177 8.3热喷涂177 8.3.1电弧喷涂177 8.3.2火焰喷涂178 8.3.3等离子喷涂178 8.4表面合金化178 8.4.1气相沉积178 8.4.2高能射束法180 8.5化学转化膜180 8.5.1发蓝处理180 8.5.2磷化处理180 8.5.3阳极氧化181 8.6表面工程新工艺181 8.6.1新技术的开发181 8.6.2复合表面工程技术182 参考文献184