材料加工工程

材料加工工程是研究材料的外部形狀、內部組織結構與性能以及材料加工程式控制制的應用技術學科。材料加工工程是將原料、原材料（有時加入各種添加劑、助劑或改性材料）轉變成實用材料或製品的一種工程技術。在中國學術界更多的指向聚合物加工。

可以分為金屬材料加工工程和非金屬材料加工工程。材料加工工程專業是培養從事高分子材料製品成型加工、成型設備和模具的設計與製造及高分子新材料研發的高級工程技術人才。本專業學生主要學習高聚物化學與物理的基本理論和高分子材料的組成、結構與性能知識及高分子成型加工技術知識。

《材料加工工程》全書共分三大章，具體內容包括：液態金屬的工藝性能、砂型鑄造、鑄造工藝設計、鑄造工藝CAD/CAE、電弧的特性、焊絲的熔滴過渡、焊縫成形、埋弧焊、氬弧焊、二氧化碳氣體保護焊、等離子弧焊、熱噴塗、氣相沉積、激光表面工程技術等。各章還附有複習思考題。

本教材特別注意理論聯繫實際，突出重點，並特別注意反映目前最新的進展。《材料加工工程》可以作為高等院校材料成型與控制工程、材料學、材料加工工程以及相近專業學生的教材或參考書，也可以供科研單位和廠礦企業的有關工程技術人員學習、參考。

第0章 緒論 1

0.1 鑄造概述 1

0.2 焊接概述 1

0.3 表面工程概述 2

0.4 課程性質、任務及內容 3

第1章 液態金屬的成型工藝 4

1.1 概述 4

1.1.1 鑄造技術的歷史及發展 4

1.1.2 鑄造生產的工藝過程 5

1.1.3 鑄造生產的特點及應用 5

1.2 液態金屬的工藝性能 6

1.2.1 液態金屬的充型能力 6

1.2.2 鑄造合金的收縮 9

1.2.3 鑄造應力、變形和裂紋 14

1.2.4 鑄件中的偏析 16

1.2.5 鑄件中的氣孔 17

1.3 砂型鑄造 18

1.3.1 砂型鑄造的分類 18

1.3.2 黏土砂型的製造 20

1.3.3 化學黏結劑砂型（芯）的製造 27

1.4 鑄造工藝設計 35

1.4.1 概述 35

1.4.2 鑄件結構的工藝性 38

1.4.3 鑄造工藝方案的確定 43

1.4.4 鑄造工藝參數的確定 55

1.4.5 澆注系統設計 57

1.4.6 冒口、冷鐵及補貼 70

1.5 鑄造工藝CAD/CAE 80

1.5.1 鑄造工藝CAD 80

1.5.2 鑄造工藝CAE 86

1.6 特種鑄造 95

1.6.1 熔模鑄造 95

1.6.2 金屬型鑄造 96

1.6.3 壓力鑄造 98

1.6.4 低壓鑄造 99

1.6.5 實型鑄造 100

1.6.6 離心鑄造 101

複習思考題 102

第2章 金屬焊接成型 105

2.1 引言 105

2.1.1 焊接技術的發展歷程 106

2.1.2 焊接技術的分類 107

2.1.3 焊接技術的發展趨勢 110

2.2 焊接電弧理論基礎 111

2.2.1 焊接電弧的物理基礎 111

2.2.2 焊接電弧的產生 118

2.2.3 焊絲的加熱與熔化 141

2.2.4 熔滴上的作用力 143

2.2.5 熔滴過渡的主要形式及其特點 144

2.2.6 熔滴過渡中的損失及飛濺 150

2.2.7 熔池受到的作用力 153

2.2.8 焊接參數和工藝因素對焊縫成形的影響 154

2.2.9 焊縫缺欠 160

2.3 典型焊接電弧設備 161

2.3.1 焊條電弧焊 161

2.3.2 埋弧焊 164

2.3.3 CO2電弧焊 168

2.3.4 熔化極氬電弧焊 170

2.3.5 鎢極氬弧焊 171

2.3.6 等離子弧焊 174

複習思考題 177

第3章 材料表面處理工程 178

3.1 緒論 178

3.2 表面技術的發展歷程 178

3.3 表面技術的目的及分類 179

3.4 表面技術的應用與發展 180

3.5 激光表面加工技術 181

3.5.1 激光表面處理的原理及特點 181

3.5.2 激光器的種類 181

3.5.3 激光淬火 182

3.5.4 激光合金化 183

3.5.5 激光熔敷 183

3.5.6 激光氣相沉積 185

3.5.7 激光表面非晶化 185

3.5.8 激光衝擊硬化 186

3.5.9 激光表面清洗技術 187

3.6 氣相沉積技術 188

3.7 熱噴塗技術 190

3.7.1 熱噴塗技術的種類和特點 191

3.7.2 熱噴塗的預處理 192

3.7.3 熱噴塗材料 193

3.7.4 熱噴塗裝置和設備 194

3.7.5 熱噴塗塗層后處理和塗層性能的檢驗 197

3.8 其它表面處理技術 198

3.8.1 電鍍技術 198

3.8.2 化學鍍技術 205

3.8.3 表面化學熱處理技術 206

3.8.4 電子束與離子注入表面處理技術 213

複習思考題 217

參考文獻 218