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