第1章 绪言 1
1.1 表面工程技术的概念和内涵 1
1.2 表面工程工艺技术的近代发展 5
1.3 表面工程技术的应用 6
1.4 表面工程学的形成 7
1.5 表面工程技术与国家可持续发展 7
参考文献 9
第2章 表面形变强化和相变强化层 9
2.1 概述 11
2.2 表面形变强化层 12
2.2.1 金属表面形变强化原理 13
2.2.2 弹丸种类的选择 14
2.2.3 喷丸强化层设计与加工建议 14
2.2.4 表面强化工艺特点 16
2.2.5 可进行喷丸强化的金属材料及用途 16
2.2.6 可用表面喷丸强化处理的主要零件 17
2.2.7 激光喷丸 17
2.2.8 孔挤压强化 18
2.3 表面相变硬化层 19
2.3.1 感应加热相变硬化层 19
2.3.2 感应加热相变硬化层设计与加工建议 20
2.3.3 感应淬火用钢和铸铁应用实例 21
2.3.4 激光表面相变硬化层 22
2.3.5 激光表面相变硬化层设计与加工建议 23
2.3.6 激光表面淬火实例 23
2.4 离子注入层 25
2.4.1 离子注入层的性能特点 25
2.4.2 离子注入层设计与加工建议 25
参考文献 26
第3章 化学处理膜层 28
3.1 概述 28
3.2 铝合金化学氧化膜 31
3.2.1 性能特点 31
3.2.2 设计与加工建议 31
3.3 镁合金化学氧化膜 32
3.3.1 性能特点 32
3.3.2 设计与加工建议 32
3.4 钢铁化学氧化膜 33
3.4.1 性能要求 33
3.4.2 设计与加工建议 34
3.5 铜及铜合金化学氧化膜 34
3.5.1 性能特点 34
3.5.2 设计与加工建议 34
3.6 铜及铜合金钝化膜 35
3.6.1 性能特点 35
3.6.2 设计与加工建议 35
3.7 银及银镀层的钝化膜 36
3.8 钢铁磷化膜 36
3.8.1 钢铁磷化膜的性能 36
3.8.2 设计与加工建议 39
3.8.3 用途与膜重选择 39
3.9 金属表面着色 40
3.10 化学镀 41
3.10.1 化学镀镍磷合金镀层的特点 41
3.10.2 化学镀镍磷合金镀层的性能 41
3.10.3 设计与加工建议 44
参考文献 44
第4章 电化学转化膜 46
4.1 概述 46
4.2 铝与铝合金耐腐蚀硫酸阳极化膜 47
4.2.1 性能特点 47
4.2.2 设计与加工建议 49
4.3 铝及其合金耐腐蚀铬酸阳极化膜 50
4.3.1 性能特点 50
4.3.2 设计与加工建议 50
4.4 铝及铝合金耐摩擦磨损阳极化膜 51
4.4.1 性能特点 51
4.4.2 设计与加工建议 54
4.5 铝合金磷酸阳极化胶接膜 55
4.5.1 性能特点 55
4.5.2 设计与加工建议 56
4.6 铝合金草酸阳极化绝缘膜 56
4.6.1 性能特点 56
4.6.2 设计与加工建议 57
4.7 铝及铝合金瓷质阳极化装饰膜 58
4.7.1 性能特点 58
4.7.2 设计与加工建议 58
4.8 微弧阳极氧化陶瓷膜层 59
4.8.1 性能特点 60
4.8.2 微弧阳极氧化膜的应用 61
4.9 镁合金的阳极化膜 62
4.10 钛合金的阳极化膜 62
4.11 铜和铜合金的阳极化膜 63
4.12 硅、锗和钽的阳极化 64
4.13 锆合金的阳极化膜 64
参考文献 64
第5章 热扩散层 66
5.1 概述 66
5.1.1 渗金属原理 67
5.1.2 热渗金属工艺 68
5.2 钢铁渗碳层 69
5.2.1 渗碳层的组织及性能特点 70
5.2.2 渗碳用钢种的选择及渗碳层深度要求 71
5.2.3 设计与加工建议 72
5.3 钢铁渗氮层 73
5.3.1 渗氮层的组织和作用 73
5.3.2 设计与加工建议 74
5.3.3 常用渗氮钢种 75
5.4 碳氮共渗层 75
5.4.1 性能特点 76
5.4.2 设计与加工建议 76
5.5 氮碳共渗层 77
5.5.1 渗层的组织、硬度和深度 77
5.5.2 设计与加工建议 77
5.6 热渗硼层 78
5.6.1 结构和性能 78
5.6.2 设计与加工建议 79
5.7 热渗硅层 79
5.7.1 结构和性能 79
5.7.2 设计与加工建议 81
5.8 热渗锌层 81
5.8.1 结构和性能 81
5.8.2 设计与加工建议 82
5.9 热渗铝层 83
5.9.1 结构和性能 83
5.9.2 设计与加工建议 84
5.10 热渗铬层 85
5.10.1 结构和性能 85
5.10.2 设计与加工建议 86
5.11 热渗锡层 87
5.11.1 结构和性能 87
5.11.2 主要应用 87
5.12 热渗铍层 88
5.13 热渗钒层、渗钛层、渗钼层、渗铌层、渗钽层 88
5.14 钢铁表面二元共渗层 90
5.15 钢铁表面三元共渗层 90
5.16 镍、钴基合金热渗铝层 91
5.17 镍基合金铝-铬共渗层 92
5.18 镍基合金热渗铝-硅共渗层 93
5.19 镍基合金镀铂＋热渗铝层 93
5.20 难熔金属热渗硅层 94
5.21 铜及铜合金表面热渗金属层 95
5.22 铝及铝合金表面热渗金属层 96
参考文献 96
第6章 电镀层 98
6.1 概述 98
6.1.1 电镀原理 99
6.1.2 电镀工艺 100
6.2 锌镀层 102
6.2.1 物理化学性能 102
6.2.2 设计与加工建议 103
6.3 镉镀层 104
6.3.1 物理化学性能 104
6.3.2 设计与加工建议 106
6.4 铜镀层 107
6.4.1 物理化学性能 107
6.4.2 设计与加工建议 108
6.5 镍镀层 108
6.5.1 物理化学性能 109
6.5.2 设计与加工建议 110
6.6 铬镀层 111
6.6.1 物理化学性能 111
6.6.2 铬镀层的设计与加工建议 113
6.7 铅镀层 114
6.7.1 物理化学性能 114
6.7.2 使用范围 115
6.8 锡镀层 115
6.8.1 物理化学性能 116
6.8.2 设计与加工建议 116
6.9 银镀层 117
6.9.1 物理化学性能 117
6.9.2 设计与加工建议 118
6.10 钯镀层 119
6.10.1 物理化学性能 119
6.10.2 设计与加工建议 120
6.11 铑镀层 120
6.11.1 物理化学性能 120
6.11.2 设计与加工建议 121
6.12 金和金合金镀层 122
6.12.1 物理化学性能 122
6.12.2 设计与加工建议 123
6.13 铜-锌合金镀层 124
6.13.1 物理化学性能 125
6.13.2 设计与加工建议 125
6.14 铜-锡合金镀层 125
6.14.1 物理化学性能 126
6.14.2 设计与加工建议 126
6.15 铅-锡合金镀层 127
6.15.1 物理化学性能 127
6.15.2 设计与加工建议 127
6.16 镉-钛合金镀层 128
6.16.1 物理化学性能 128
6.16.2 设计与加工建议 129
6.17 镍镉扩散镀层 130
6.17.1 物理化学性能 130
6.17.2 设计与加工建议 130
6.18 其他合金镀层 131
6.18.1 铅铟扩散镀层 131
6.18.2 锡铋合金镀层 131
6.18.3 锌镍合金镀层 131
6.19 电刷镀层 132
6.19.1 主要特点 132
6.19.2 性能与应用 132
参考文献 134
第7章 热浸镀层 136
7.1 概述 136
7.2 热浸镀锌层 138
7.2.1 分类 138
7.2.2 性能 139
7.2.3 设计与加工规建议 142
7.2.4 应用 144
7.3 热浸镀铝层 145
7.3.1 热浸镀铝层性能 145
7.3.2 设计与加工建议 147
7.3.3 应用 148
7.4 热浸镀锡层 148
7.5 热浸镀铅层 149
7.5.1 性能 149
7.5.2 设计与加工建议 151
参考文献 151
第8章 热喷涂层 152
8.1 概述 152
8.1.1 热喷涂层类型和应用领域 152
8.1.2 热喷涂技术与工艺 154
8.1.3 热喷涂涂层的特点 158
8.1.4 可热喷涂的材料 159
8.2 热喷锌涂层 161
8.2.1 物理化学性能 161
8.2.2 设计与加工建议 162
8.3 热喷铝涂层 164
8.3.1 性能特点 164
8.3.2 设计与加工建议 165
8.4 热喷涂铜合金涂层 166
8.4.1 性能特点 166
8.4.2 设计与加工建议 167
8.5 喷涂陶瓷涂层 167
8.6 可调成分的合金包覆抗高温氧化涂层 168
8.6.1 物理化学性能 168
8.6.2 设计与加工建议 169
8.7 可在1050℃温度以下工作的高温珐琅涂层 169
8.7.1 性能特点 170
8.7.2 设计与加工建议 171
8.8 可在1050℃温度以下工作的无铍珐琅涂层 171
8.8.1 工艺与性能 171
8.8.2 设计与加工建议 172
8.9 可在1000℃温度以下工作的高温珐琅涂层 172
8.9.1 性能特点 172
8.9.2 设计与加工建议 173
8.10 可在900℃温度以下工作高温珐琅涂层 173
8.10.1 性能特点 173
8.10.2 设计与加工建议 174
8.11 自黏结材料涂层 174
8.11.1 自黏结镍铝复合材料涂层 174
8.11.2 自黏结不锈钢材料涂层 175
8.12 耐摩擦磨损涂层 176
8.12.1 碳化钨／钴金属陶瓷涂层 176
8.12.2 喷钼涂层 177
8.12.3 钼-镍铬硼硅复合材料涂层 177
8.12.4 钼-铁合金复合材料涂层 179
8.12.5 磷青铜涂层 179
8.12.6 氧化铝-氧化钛陶瓷涂层 179
8.12.7 碳化钛陶瓷涂层 179
8.12.8 氮化钛陶瓷涂层 180
8.12.9 碳化钛-氮化钛陶瓷涂层 180
8.12.10 金刚石涂层 180
8.13 耐磨粒磨损涂层 180
8.13.1 铁基自熔性合金涂层 181
8.13.2 镍基自熔性合金涂层 181
8.13.3 钴基自熔性合金涂层 182
8.13.4 氧化物陶瓷涂层 182
8.13.5 碳化物陶瓷涂层 183
8.14 耐微动磨损涂层 183
8.15 耐撞击磨损涂层 184
8.15.1 碳化钨-钴涂层 184
8.15.2 镍铬硼硅涂层 185
8.15.3 碳化铬-镍铬涂层 186
8.15.4 钴铬钨涂层 186
8.15.5 碳化钛镍铬硼硅涂层 187
参考文献 187
第9章 有机涂层 188
9.1 概述 188
9.1.1 涂料的组成、分类及命名 189
9.1.2 防腐蚀涂装系统 192
9.2 不同材料表面涂层系统 193
9.2.1 钢铁零件涂层系统 193
9.2.2 铜合金零件涂层系统 194
9.2.3 铝合金零、部件涂层系统 195
9.2.4 镁合金零件涂层系统 196
9.2.5 钛合金零件涂层系统 197
9.2.6 碳纤维增强树脂基复合材料零、部件涂层系统 198
9.2.7 玻璃钢表面涂层系统 200
9.2.8 塑料表面涂层系统 200
9.2.9 木质材料涂装 202
9.2.10 玻璃、人造革、橡胶用涂装 202
9.3 耐大气腐蚀有机涂层 203
9.3.1 大气环境下涂料的适应性及涂装体系的选择 203
9.3.2 重防腐涂料 205
9.3.3 长江大桥和海滨大桥涂装防护体系 208
9.3.4 长效防腐蚀涂层的关键——底层材料的选用 210
9.3.5 钢缆的防护技术 212
9.3.6 日本大型钢桥的涂装技术 213
9.4 功能性有机涂层 216
9.4.1 发动机涂层体系 216
9.4.2 耐热零件涂层体系 217
9.4.3 耐油零件涂层体系 218
9.4.4 示温涂层体系 219
9.4.5 重型力学用涂料 219
9.4.6 化铣保护涂料 220
9.4.7 金属热处理保护涂料 222
参考文献 223
第10章 无机涂层 225
10.1 概述 225
10.1.1 无机涂料的特点 225
10.1.2 无机涂料的应用 227
10.2 外墙与内墙涂料 230
10.2.1 外墙涂料的性能 230
10.2.2 设计选用与加工建议 232
10.2.3 内墙涂料 233
10.3 无机硅酸盐复合绝热涂料 233
10.3.1 性能 233
10.3.2 设计选用和施工建议 235
10.4 无机防霉涂料 236
10.4.1 性能与用途 236
10.4.2 设计选用和施工建议 237
10.5 无机防火涂料 238
10.5.1 防火涂料的配方设计原则 239
10.5.2 设计选用和施工建议 241
10.6 无机硅酸盐富锌涂层 242
10.6.1 组成、分类和耐蚀性 243
10.6.2 设计与加工建议 245
10.6.3 应用实例 245
10.7 无机铬酸盐富锌涂层 246
10.7.1 铬酸盐富锌涂层工艺 246
10.7.2 无机铬酸盐富锌涂层的性能 246
10.7.3 设计选用与施工建议 248
10.8 无机铬酸盐富铝涂层 248
10.8.1 无机铬酸盐中温铝系列涂层的性能 248
10.8.2 无机铬酸盐富铝漆层设计选用和加工建议 250
10.8.3 无机铬酸盐富铝、硅漆层的性能 251
10.8.4 无机铬酸盐瑟美特漆层设计选用和加工建议 254
10.9 无机磷酸盐富锌漆层 255
10.9.1 无机磷酸盐富锌漆层基本性能 255
10.9.2 设计选用和加工建议 255
10.10 性能独特的新型无机涂料 256
10.10.1 高温电绝缘涂料 256
10.10.2 微波吸收涂料 257
参考文献 257
第11章 复合层 258
11.1 概述 258
11.2 电镀多元金属的复合镀层 259
11.2.1 形成合金层的复合镀层 259
11.2.2 形成扩散层的复合镀层 260
11.2.3 多层协同作用的复合镀层 261
11.3 微粒弥散金属-陶瓷复合镀层 261
11.3.1 用于电镀的微粒 261
11.3.2 微粒弥散金属复合镀层的用途 263
11.3.3 设计选用与加工建议 264
11.4 电镀耐磨复合镀层 265
11.5 抗氧化复合镀层 267
11.6 减磨（自润滑）复合镀层 268
11.7 多种金属元素的表面复合渗层或包覆层 269
11.8 形成多种功能的复合涂装体系 271
11.9 多种工艺形成多层复合膜层 273
11.10 等离子喷涂与激光熔覆工艺的复合 275
参考文献 276
第12章 气相沉积层 277
12.1 概述 277
12.2 化学气相沉积工艺（CVD） 278
12.2.1 化学气相沉积工艺与分类 278
12.2.2 化学气相沉积技术的优缺点 280
12.2.3 化学气相沉积的应用 282
12.2.4 化学气相沉积金属薄膜 283
12.2.5 化学气相沉积陶瓷薄膜 283
12.2.6 化学气相沉积无机材料薄膜 285
12.2.7 等离子体化学气相沉积薄膜 286
12.3 物理气相沉积（PVD） 286
12.3.1 物理气相沉积工艺 287
12.3.2 物理气相沉积工艺特点 287
12.3.3 真空蒸发物理气相沉积 287
12.3.4 真空蒸发薄膜的应用 290
12.3.5 溅射物理气相沉积 290
12.3.6 溅射沉积的应用 292
12.3.7 离子镀 293
12.3.8 离子镀技术应用 294
参考文献 297