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页数:144

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出版时间:2009-7

价格:18.00元

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isbn号码:9787030251961

丛书系列:

图书标签:

• 冷加工
• 金属加工
• 材料成形
• 机械制造
• 制造工艺
• 金属材料
• 塑性变形
• 表面处理
• 加工技术
• 工业工程

《现代精密制造与表面工程》 内容简介 在当今工业制造领域，产品的性能、寿命、可靠性以及外观都越来越依赖于其表面的质量。无论是航空航天、汽车制造、电子信息，还是医疗器械、能源开发等关键行业，精密制造与先进的表面工程技术都已成为提升产品竞争力的核心驱动力。《现代精密制造与表面工程》一书，正是聚焦于这一核心领域，深入剖析了现代制造业中实现高精度、高性能产品所必需的加工技术和表面改性策略。 本书并非涵盖冷加工的全部范畴，而是将视角聚焦于那些能够显著提升材料性能、实现复杂结构以及达到纳米级表面精度的新兴与主流制造技术。我们从微观的材料变形机制出发，逐步深入到宏观的工艺流程与装备控制，旨在为读者构建一个系统、完整的知识体系。 第一部分：精密成形与微观制造 本部分首先探讨了能够实现高精度几何形状控制的加工方法。与传统意义上的大批量、低精度冷加工不同，这里侧重于那些能够制造出微观结构、复杂曲面以及高精度零件的先进成形技术。 微细化与超精密加工：我们将详细介绍微细电火花加工（Micro EDM）、微细激光加工（Micro Laser Machining）、微细机械加工（Micro Machining）等技术。这些技术能够加工尺寸达到微米乃至纳米级别的微观结构，广泛应用于微机电系统（MEMS）、微流控芯片、精密模具以及光学器件的制造。我们将深入探讨其加工原理、工艺参数优化、工具选择以及表面质量控制的关键点，并结合实际案例分析其在不同领域的应用。 增材制造（3D打印）中的精密成形：虽然增材制造通常被视为独立的技术体系，但其在实现复杂内腔、轻量化结构以及定制化零件方面的能力，与精密成形有着天然的契合。本书将重点关注与金属3D打印相关的精密后处理技术，如精密烧结、热等静压（HIP）、精密抛光以及表面改性等，这些是实现3D打印部件最终高性能的关键。我们将探讨不同打印工艺（如SLM, EBM）与后处理技术之间的协同效应，以及如何通过这些手段克服3D打印产品固有的表面粗糙度、内部缺陷等问题。 精密塑性成形：针对能够实现高精度尺寸和优异表面质量的塑性变形过程，我们将深入研究。例如，高精度冷挤压、精密旋压、微细轧制等技术。这些技术通过精确控制材料的塑性变形，能够获得极高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，尤其适用于制造轴类零件、管材、壳体以及精密连接件。本书将阐述不同塑性变形机制下的应力-应变分析，以及模具设计、润滑技术和工艺参数对成形精度和表面质量的影响。 第二部分：先进表面处理与改性技术 除了精确的成形，材料表面的性能往往决定了最终产品的整体表现。本部分将聚焦于能够赋予材料特殊功能、提升其耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能的先进表面处理与改性技术。 物理气相沉积（PVD）与化学气相沉积（CVD）：我们将详细介绍这些在真空或高温条件下，通过物理或化学方法将目标材料在基材表面形成薄膜的技术。重点将放在各种PVD（如磁控溅射、离子镀）和CVD（如等离子体增强CVD）工艺的原理、沉积过程控制、薄膜的微观结构、性能表征以及不同应用场景。我们将深入分析氮化钛（TiN）、氮化铝（AlN）、类金刚石碳（DLC）等高性能涂层的制备工艺和应用，以及如何根据具体需求设计和选择合适的涂层材料与工艺。 热喷涂技术：聚焦于能够为基材表面提供高性能功能层的热喷涂技术，例如等离子喷涂、超音速火焰喷涂、 HVOF（高速氧化燃料）喷涂等。这些技术能够形成致密、结合力强的功能涂层，以提高零件的耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化以及热障等性能。本书将分析不同热喷涂方法的原理、工艺特点、涂层微观结构与宏观性能之间的关系，以及在航空发动机、模具、能源设备等领域的广泛应用。 激光表面处理技术：激光作为一种高能量、可控的加工工具，在表面改性方面展现出独特的优势。我们将详细介绍激光熔覆（Laser Cladding）、激光淬火（Laser Hardening）、激光重熔（Laser Remelting）、激光冲击强化（Laser Shock Peening）等技术。这些技术能够实现材料表面的局部加热、熔化、相变或塑性变形，从而显著改善材料的硬度、耐磨性、疲劳强度和表面光洁度。本书将深入探讨激光参数（功率、扫描速度、焦点等）与材料性能之间的相互作用，以及在模具、工具、关键零部件修复与强化中的应用。 表面化学改性与电化学处理：我们将探讨一些通过化学反应或电化学过程改变材料表面成分或结构的技术。例如，金属的化学氧化、阳极氧化、电化学抛光、渗碳、渗氮等。这些技术能够形成坚固的氧化膜、引入特定的元素，或者获得高度光滑的表面，从而提升材料的耐腐蚀性、硬度或光学性能。本书将分析其化学机理、工艺流程、适用范围以及对材料性能的影响。 第三部分：工艺集成、性能表征与质量控制 任何一项制造技术的成功应用，都离不开与其他技术的有效集成、准确的性能表征以及严格的质量控制。 多技术集成与协同优化：本书强调，在实际的精密制造过程中，单一技术往往难以满足复杂需求。我们将探讨不同加工技术（如先精密机加工后表面涂层）的集成顺序、协同效应以及如何通过多技术集成实现最优化的产品性能。例如，通过精密加工保证基体精度，再通过表面处理赋予其特定功能。 表面性能的量化与表征：要实现精密制造，精确的性能评估是不可或缺的。我们将介绍用于表征材料表面形貌（如原子力显微镜AFM、扫描电子显微镜SEM）、表面成分（如X射线光电子能谱XPS、能谱仪EDS）、表面粗糙度（如轮廓仪、共聚焦显微镜）以及力学性能（如纳米压痕、显微硬度计）等的技术手段。本书将指导读者如何选择合适的表征方法，并解读表征结果，为工艺优化提供依据。 智能制造与质量保证：在现代工业4.0的背景下，将智能化技术应用于精密制造过程中的质量控制至关重要。我们将探讨在线监测、过程反馈控制、机器学习在预测性维护和工艺参数优化中的应用，以及如何建立完善的质量保证体系，确保精密制造产品的可靠性和一致性。 《现代精密制造与表面工程》一书，旨在为从事机械制造、材料科学、航空航天、汽车工程、微电子等领域的科研人员、工程师、技术人员以及相关专业学生提供一个全面、深入的学习平台。通过对先进制造技术和表面工程理论的系统阐述，本书将帮助读者理解如何通过精密的加工手段和有效的表面改性，创造出具有更高性能、更长寿命、更优异可靠性的现代工业产品，从而推动相关行业的技术进步与产业升级。

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