材料表面强化技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 表面工程学科体系 1

1.1.1 表面工程的功能 1

1.1.2 表面强化技术是表面工程的核心内容 3

1.1.3 表面强化技术的分类 4

1.1.4 强化层的性能取决于成分与结构 6

1.1.5 材料物理基础和表面物理化学是表面工程的基础理论 6

1.1.6 磨损理论、腐蚀理论和断裂理论是表面工程的相关理论 8

1.2 表面预处理 8

1.2.1 除油 8

1.2.2 除锈 9

1.2.3 机械法清理 10

1.3 涂层的机械加工 11

1.3.1 涂层的切削加工 11

1.3.2 涂层的磨削加工 11

1.4 表面分析技术 11

1.4.1 显微镜 12

1.4.2 表面成分和原子状态分析 14

1.4.3 表面晶体结构分析 16

1.5 表面层性能测试与检验 17

1.5.1 层（膜）的外观检查 17

1.5.2 层（膜）的厚度测量 17

1.5.3 硬度测量 19

参考文献 20

第2章 表面熔融强化 21

2.1 基本理论 21

2.1.1 熔体的结晶过程 21

2.1.2 熔体非晶化过程 22

2.1.3 表面熔融强化的分类 23

2.2 堆焊 23

2.2.1 概述 23

2.2.2 电弧堆焊 24

2.2.3 埋弧堆焊 26

2.2.4 等离子弧堆焊 30

2.2.5 气体保护自动堆焊 34

2.2.6 氧-乙炔焰堆焊 37

2.2.7 电渣堆焊 38

2.2.8 堆焊合金 39

2.3 热喷涂 40

2.3.1 基本原理 40

2.3.2 火焰喷涂 42

2.3.3 电弧喷涂（ARC） 44

2.3.4 等离子弧喷涂 44

2.3.5 激光喷涂 46

2.3.6 热喷涂材料 49

2.3.7 热喷涂应用 54

2.4 热熔结 55

2.4.1 基本理论 55

2.4.2 真空熔结 56

2.4.3 激光熔凝 57

2.4.4 电子束熔凝 59

2.5 热镀 60

2.5.1 概述 60

2.5.2 热镀锌 62

2.5.3 热镀铝 65

2.5.4 热镀锡 68

2.5.5 热镀铅-锡 69

2.6 电火花表面强化 70

2.6.1 电火花表面强化及其原理 70

2.6.2 电火花强化层的组织与性能 72

2.6.3 电火花强化工艺 73

2.6.4 电火花强化的应用 75

2.7 铸渗 77

2.7.1 铸渗及其原理 77

2.7.2 铸渗工艺 79

2.7.3 铸渗在耐磨方面的应用 80

2.8 自蔓延高温合成陶瓷涂层 83

2.8.1 基本原理 83

2.8.2 合成Al2O3复合陶瓷钢管 84

2.9 搪瓷 85

2.9.1 搪瓷及其基本原理 85

2.9.2 搪瓷工艺 88

2.9.3 搪瓷工艺流程 93

2.9.4 搪瓷及其应用 97

2.10 陶瓷上釉 103

2.10.1 陶瓷 103

2.10.2 上釉 105

2.10.3 上釉工艺 112

参考文献 114

第3章 气相沉积技术 116

3.1 概述 116

3.1.1 气相沉积及分类 116

3.1.2 气相沉积的物理基础 117

3.1.3 气相沉积层的组织结构 118

3.2 物理气相沉积（PVD） 119

3.2.1 真空蒸发镀膜（蒸镀） 119

3.2.2 溅射镀膜 121

3.2.3 离子镀 124

3.3 化学气相沉积 128

3.3.1 化学气相沉积及分类 128

3.3.2 常压化学气相沉积装置 128

3.4 等离子化学气相沉积（PCVD） 131

3.4.1 基本原理 131

3.4.2 PCVD沉积装置 132

3.5 气相沉积的应用 134

3.5.1 耐磨膜 134

3.5.2 润滑膜 135

3.5.3 防蚀膜 136

参考文献 136

第4章 水溶液沉积表面强化 138

4.1 概述 138

4.2 电镀 139

4.2.1 电镀的基本原理 139

4.2.2 电镀工艺 145

4.3 电刷镀 159

4.3.1 刷镀的基本原理 159

4.3.2 刷镀液 162

4.3.3 刷镀工艺 164

4.3.4 刷镀的应用 166

4.4 化学镀 169

4.4.1 基本原理 169

4.4.2 化学镀镍及其合金 170

4.4.3 化学镀铜 173

4.4.4 化学镀其他合金 173

4.4.5 复合化学镀 173

4.5 转化膜 175

4.5.1 基本原理 175

4.5.2 化学转化膜 176

4.5.3 电化学转化膜 185

4.6 金属表面着色 194

4.6.1 引言 194

4.6.2 不锈钢着色 194

4.6.3 铜及其合金着色 195

4.6.4 锌层着色 196

4.6.5 其他金属着色 196

4.7 溶胶-凝胶镀膜 196

4.7.1 引言 196

4.7.2 溶胶-凝胶的基本原理 197

4.7.3 溶胶-凝胶法镀膜工艺 200

4.7.4 溶胶-凝胶镀膜的应用 201

参考文献 205

第5章 表面固态相变强化——表面淬火 207

5.1 基本原理 207

5.2 较高能量密度加热表面淬火 208

5.2.1 感应加热表面淬火 208

5.2.2 快速加热表面淬火 214

5.3 高能量密度加热表面淬火 217

5.3.1 激光加热表面淬火 218

5.3.2 电子束加热表面淬火 222

5.3.3 等离子弧加热表面淬火 224

5.3.4 其他高能量密度加热表面淬火 228

参考文献 230

第6章 固态扩渗表面强化——化学热处理 232

6.1 概述 232

6.1.1 化学热处理的基本原理 232

6.1.2 化学热处理的渗层结构 233

6.1.3 化学热处理的分类及目的 234

6.2 提高疲劳强度及耐磨性的化学热处理 237

6.2.1 渗氮 237

6.2.2 氮碳共渗 246

6.2.3 渗碳 250

6.2.4 碳氮共渗 259

6.3 提高耐磨性的化学热处理 261

6.3.1 渗硼 263

6.3.2 渗钒和渗其他碳化物形成元素 266

6.3.3 以硼为主的共渗 268

6.4 减磨的化学热处理 269

6.4.1 硫氮共渗 269

6.4.2 蒸气处理 270

6.4.3 石墨化渗层 270

6.4.4 镀渗合金层 270

6.5 提高耐蚀性的化学热处理 271

6.5.1 渗铬 271

6.5.2 渗硅 275

6.5.3 渗锌 276

6.6 提高抗高温氧化的化学热处理 276

6.6.1 渗铝 277

6.6.2 以铬、铝为主的共渗 279

参考文献 281

第7章 表面粉末冶金强化 283

7.1 引言 283

7.2 轧制烧结表面冶金强化 284

7.3 电接触触热焊涂层 285

7.3.1 基本原理 285

7.3.2 电接触触热焊工艺与性能 288

7.3.3 电接触强化的应用 292

参考文献 294

第8章 表面形变强化 295

8.1 基本原理 295

8.1.1 概述 295

8.1.2 表面喷丸与滚压、孔挤压强化原理 296

8.2 喷丸强化 301

8.2.1 喷丸强化用设备及弹丸 301

8.2.2 喷丸工艺 310

8.2.3 喷丸强化的应用 313

8.3 表面滚压和孔挤压强化 320

8.3.1 滚压和孔挤压强化用设备 320

8.3.2 滚压和孔挤压强化 321

8.3.3 滚压、挤压强化的应用 321

8.4 机械镀 323

8.4.1 机械镀的分类 324

8.4.2 机械镀镀层形成机理 324

8.4.3 机械镀用设备 325

8.4.4 机械镀工艺 326

8.4.5 机械镀的应用 328

参考文献 329

第9章 离子注入与冲击硬化 330

9.1 基本理论 330

9.1.1 离子注入特点 330

9.1.2 发展概况 330

9.1.3 离子注入的物理基础 331

9.1.4 离子注入层的组织结构 336

9.2 离子注入装置 340

9.2.1 离子源 340

9.2.2 加速器 342

9.2.3 质量分析器 342

9.2.4 聚焦、偏转和扫描 343

9.2.5 靶室 344

9.3 离子注入工艺 344

9.3.1 材料表面强化用离子注入 344

9.3.2 离子注入工艺 345

9.4 离子注入的应用 346

9.4.1 提高表面硬度 346

9.4.2 提高耐磨性 347

9.4.3 提高疲劳性能 350

9.4.4 提高耐蚀性 351

9.4.5 提高抗高温氧化性 354

9.4.6 离子注入在半导体方面的应用 356

9.4.7 离子注入应用于其他材料的表面强化 358

参考文献 358

第10章 化学粘接涂层 359

10.1 概论 359

10.2 涂料涂层 359

10.2.1 涂料的组成 359

10.2.2 涂料的成膜过程 368

10.2.3 涂料的分类和命名 370

10.2.4 涂装方法 371

10.2.5 防锈和防腐蚀涂料 375

10.2.6 装饰性涂料 383

10.2.7 功能性涂料 386

10.2.8 高固体分涂料 391

10.2.9 水溶性涂料 391

10.2.10 非水分散型涂料 392

10.2.11 防腐蚀涂装实例 393

10.3 塑料涂层 395

10.3.1 引言 395

10.3.2 粉末涂料的种类 396

10.3.3 涂塑方法 401

10.3.4 涂塑的应用 405

参考文献 410