《表面工程的理論與技術》是2010年國防工業出版社出版的圖書。本書主要介紹了作者關於表面工程理論和技術的最新研究成果。
基本介紹
- 書名：表面工程的理論與技術
- ISBN：7118068241, 9787118068245
- 頁數：403
- 出版社：國防工業出版社
- 出版時間：2010年4月1日
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
《表面工程的理論與技術(第2版)》闡述了表面工程的內涵、學科體系及發展表面工程的意義，探討了貫穿於各種表面技術之中的基本科學技術問題，融入了複合表面工程、納米表面工程、表面自修復技術和自動化表面技術等方面的最新研究成果，介紹了表面技術設計及表面工程技術經濟分析。書中重點介紹了作者最新研究成果，同時匯集了國內外的相關資料。《表面工程的理論與技術(第2版)》供從事表面工程技術研究及產業化套用的科研院所、高等院校、廠礦企業的科研與工程技術人員、在校的材料和機械學科相關專業的師生閱讀。
目錄
第1 章 表面工程概論…………………………………………………………… 1
1.1 表面工程的內涵及功能………………………………………………… 1
1.1.1 表面工程的內涵…………………………………………………… 1
1.1.2 表面工程的功能…………………………………………………… 3
1.2 表面工程技術的分類…………………………………………………… 3
1.2.1 表面改性技術……………………………………………………… 3
1.2.2 表面處理技術……………………………………………………… 4
1.2.3 表面塗覆………………………………………………………… 4
1.2.4 複合表面工程技術………………………………………………… 5
1.2.5 納米表面工程技術………………………………………………… 5
1.3 表面工程的發展………………………………………………………… 6
1.3.1 表面工程發展的歷史性標誌……………………………………… 6
1.3.2 表面工程發展的三個階段………………………………………… 8
1.4 發展表面工程的意義…………………………………………………… 8
參考文獻……………………………………………………………………… 12
第2 章 表面覆層的形成與結合機理………………………………………… 14
2.1 表面覆層界面結合概述………………………………………………… 14
2.1.1 表面覆層含義…………………………………………………… 14
2.1.2 覆層界面結合的類型…………………………………………… 15
2.1.3 覆層界面的結合性能及其影響因素…………………………… 18
2.2 堆焊層的形成與結合…………………………………………………… 21
2.2.1 堆焊覆層與基體的冶金結合…………………………………… 21
2.2.2 熔合區的性能特點……………………………………………… 23
2.2.3 堆焊覆層質量的控制…………………………………………… 35
2.3 熱熔融塗層的形成與結合……………………………………………… 44
2.3.1 熱噴塗塗層的形成……………………………………………… 44
2.3.2 熱熔融塗層與基材的結合形式………………………………… 47
2.3.3 影響結合強度的主要因素……………………………………… 51
2.3.4 提高塗層結合強度的措施……………………………………… 53
2.4 電化學沉積鍍層的形成與結合………………………………………… 54
2.4.1 金屬電沉積過程………………………………………………… 55
2.4.2 金屬的電結晶過程……………………………………………… 59
2.4.3 鍍層的結合及其影響因素……………………………………… 61
2.4.4 複合鍍層的結合機理…………………………………………… 65
2.5 氣相沉積層的形成與結合……………………………………………… 68
2.5.1 氣體與固體的相互結合………………………………………… 68
2.5.2 薄膜的生長……………………………………………………… 70
2.5.3 不同晶態的形成………………………………………………… 72
2.5.4 不同沉積方法的成膜及薄膜結構特點………………………… 73
2.5.5 薄膜的附著力及其影響因素…………………………………… 79
2.6 粘塗層的形成與結合…………………………………………………… 81
2.6.1 粘接的基本條件………………………………………………… 81
2.6.2 粘接現象的各種理論解釋……………………………………… 86
2.6.3 粘塗層的形成機理……………………………………………… 90
2.6.4 粘接強度的影響因素與控制…………………………………… 92
2.7 摩擦化學膜的形成與結合……………………………………………… 96
2.7.1 摩擦化學膜的形成……………………………………………… 96
2.7.2 摩擦化學膜的形成機理………………………………………… 96
參考文獻……………………………………………………………………… 100
第3 章 表面熔覆技術………………………………………………………… 102
3.1 堆焊技術……………………………………………………………… 102
3.1.1 堆焊合金的分類及套用………………………………………… 103
3.1.2 堆焊金屬的合金化……………………………………………… 108
3.1.3 堆焊方法……………………………………………………… 110
3.2 熱噴塗技術…………………………………………………………… 117
3.2.1 概述…………………………………………………………… 117
3.2.2 熱噴塗技術的工藝流程………………………………………… 119
3.2.3 等離子噴塗原理及特點………………………………………… 120
3.2.4 超聲速火焰噴塗原理及特點…………………………………… 123
3.2.5 高速電弧噴塗原理及特點……………………………………… 124
3.3 雷射熔覆技術………………………………………………………… 127
3.3.1 雷射熔覆技術原理與特點……………………………………… 127
3.3.2 雷射熔覆設備與材料…………………………………………… 129
3.3.3 雷射熔覆層的組織、性能……………………………………… 132
3.3.4 雷射熔覆工藝及其對熔覆層質量影響………………………… 134
3.3.5 基於雷射熔覆的快速成形技術………………………………… 139
3.4 等離子熔覆技術……………………………………………………… 143
3.4.1 等離子熔覆原理………………………………………………… 143
3.4.2 等離子弧熔覆材料……………………………………………… 144
3.4.3 等離子熔覆結晶特徵…………………………………………… 145
3.4.4 等離子束熔覆層中的缺陷及防止……………………………… 149
3.4.5 等離子束熔覆工藝參數最佳化…………………………………… 150
3.4.6 等離子束熔覆技術套用前景…………………………………… 151
3.5 電火花表面強化技術………………………………………………… 152
3.5.1 電火花沉積原理………………………………………………… 152
3.5.2 電火花表面強化機理…………………………………………… 153
3.5.3 電火花表面強化層的特性……………………………………… 154
3.5.4 電火花表面強化的工藝特點…………………………………… 156
3.5.5 電火花強化的工藝參數及質量控制…………………………… 157
3.5.6 電火花表面強化技術套用和注意事項………………………… 158
參考文獻……………………………………………………………………… 159
第4 章 表面塗裝與粘塗技術………………………………………………… 163
4.1 表面塗裝技術………………………………………………………… 163
4.1.1 表面塗裝塗層的組成…………………………………………… 163
4.1.2 表面塗裝工藝…………………………………………………… 170
4.2 表面粘塗技術………………………………………………………… 171
4.2.1 表面粘塗層的組成……………………………………………… 171
4.2.2 常用的表面粘塗層……………………………………………… 173
4.2.3 表面粘塗工藝…………………………………………………… 173
4.3 粘結固體潤滑膜技術………………………………………………… 175
4.3.1 粘結固體潤滑膜的特徵………………………………………… 175
4.3.2 粘結固體潤滑膜的組成與類型………………………………… 176
4.3.3 粘結固體潤滑膜的摩擦行為…………………………………… 181
4.3.4 粘結固體潤滑膜的套用領域…………………………………… 185
參考文獻……………………………………………………………………… 188
第5 章 表面沉積技術………………………………………………………… 190
5.1 電鍍、電刷鍍技術……………………………………………………… 190
5.1.1 電鍍與電刷鍍技術基礎………………………………………… 190
5.1.2 電沉積納米結構鍍層技術……………………………………… 199
5.1.3 電刷鍍納米複合鍍層技術……………………………………… 204
5.2 氣相沉積技術………………………………………………………… 216
5.2.1 真空蒸發鍍膜…………………………………………………… 216
5.2.2 濺射鍍膜……………………………………………………… 220
5.2.3 離子鍍膜……………………………………………………… 225
5.2.4 化學氣相沉積…………………………………………………… 228
5.2.5 離子注入……………………………………………………… 232
5.2.6 氣相沉積技術的套用與進展…………………………………… 234
5.3 摩擦化學邊界膜技術………………………………………………… 238
5.3.1 摩擦化學邊界膜的形成和分析………………………………… 238
5.3.2 摩擦化學邊界膜技術及套用…………………………………… 239
參考文獻……………………………………………………………………… 244
第6 章 表面改性及表面處理技術…………………………………………… 247
6.1 表面滲擴技術………………………………………………………… 247
6.1.1 概述…………………………………………………………… 247
6.1.2 普通表面滲擴…………………………………………………… 248
6.1.3 真空化學熱處理………………………………………………… 256
6.1.4 電漿化學熱處理…………………………………………… 257
6.2 表面熱處理技術……………………………………………………… 260
6.2.1 傳統表面熱處理技術…………………………………………… 261
6.2.2 幾種新型表面熱處理技術……………………………………… 264
6.3 摩擦副運行中的表面自修復技術…………………………………… 265
6.3.1 微納米自修復材料的分類……………………………………… 266
6.3.2 微納米自修復材料的作用機理………………………………… 268
6.3.3 微納米自修復技術的套用……………………………………… 270
6.3.4 微納米自修復技術的發展前景………………………………… 273
6.4 金屬材料的表面自身納米化………………………………………… 273
6.4.1 概述…………………………………………………………… 273
6.4.2 表面自身納米化的基本原理與製備方法……………………… 274
6.4.3 微觀變形方式…………………………………………………… 275
6.4.4 表面納米化對性能的影響……………………………………… 279
參考文獻……………………………………………………………………… 285
第7 章 自動化表面技術裝備設計及套用…………………………………… 288
7.1 自動化高速電弧噴塗技術及設備…………………………………… 288
7.1.1 自動化高速電弧噴塗系統組成………………………………… 288
7.1.2 自動化高速電弧噴塗系統關鍵設備…………………………… 289
7.1.3 自動化高速電弧噴塗系統在裝備零件上的套用實例………… 295
7.2 自動化電刷鍍技術及設備…………………………………………… 298
7.2.1 內孔電刷鍍裝置的設計………………………………………… 298
7.2.2 內孔電刷鍍基礎鍍液的成分設計及最佳化……………………… 300
7.2.3 內孔電刷鍍技術在汽車零部件再製造產業化中的套用……… 302
7.3 自動化微束等離子熔覆技術及設備………………………………… 305
7.3.1 自動化等離子熔覆技術原理…………………………………… 306
7.3.2 自動化粉末等離子熔覆系統…………………………………… 307
7.3.3 自動化微束等離子束熔覆技術套用…………………………… 311
參考文獻……………………………………………………………………… 314
第8 章 表面工程技術設計…………………………………………………… 315
8.1 概述…………………………………………………………………… 315
8.2 表面技術的設計與選擇的一般原則………………………………… 317
8.2.1 適應性原則…………………………………………………… 317
8.2.2 耐久性原則…………………………………………………… 320
8.2.3 經濟性原則…………………………………………………… 320
8.2.4 環保性原則…………………………………………………… 321
8.3 常用表面覆層技術的設計與選擇…………………………………… 322
8.3.1 堆焊技術的設計與選擇………………………………………… 322
8.3.2 熱噴塗技術的設計與選擇……………………………………… 323
8.3.3 塗裝技術的設計與選擇………………………………………… 326
8.3.4 電鍍、化學鍍及轉化膜技術的設計與選擇……………………… 329
8.4 複合表面技術的設計與選擇………………………………………… 333
8.4.1 複合表面技術設計與選擇原則………………………………… 334
8.4.2 以增強耐磨性為主的複合表面技術…………………………… 337
8.4.3 以增強耐蝕性為主的複合表面技術…………………………… 361
8.4.4 耐高溫熱腐蝕複合塗層………………………………………… 371
8.4.5 以增強固體潤滑性為主的複合表面技術……………………… 373
8.5 表面工程技術經濟分析……………………………………………… 380
8.5.1 設備的磨損及其補償…………………………………………… 381
8.5.2 技術經濟的基本原理…………………………………………… 386
8.5.3 技術經濟評價的基本方法……………………………………… 390
8.5.4 設備修理、改造與更新的技術經濟分析………………………… 395
參考文獻……………………………………………………………………… 402"
1.1 表面工程的內涵及功能………………………………………………… 1
1.1.1 表面工程的內涵…………………………………………………… 1
1.1.2 表面工程的功能…………………………………………………… 3
1.2 表面工程技術的分類…………………………………………………… 3
1.2.1 表面改性技術……………………………………………………… 3
1.2.2 表面處理技術……………………………………………………… 4
1.2.3 表面塗覆………………………………………………………… 4
1.2.4 複合表面工程技術………………………………………………… 5
1.2.5 納米表面工程技術………………………………………………… 5
1.3 表面工程的發展………………………………………………………… 6
1.3.1 表面工程發展的歷史性標誌……………………………………… 6
1.3.2 表面工程發展的三個階段………………………………………… 8
1.4 發展表面工程的意義…………………………………………………… 8
參考文獻……………………………………………………………………… 12
第2 章 表面覆層的形成與結合機理………………………………………… 14
2.1 表面覆層界面結合概述………………………………………………… 14
2.1.1 表面覆層含義…………………………………………………… 14
2.1.2 覆層界面結合的類型…………………………………………… 15
2.1.3 覆層界面的結合性能及其影響因素…………………………… 18
2.2 堆焊層的形成與結合…………………………………………………… 21
2.2.1 堆焊覆層與基體的冶金結合…………………………………… 21
2.2.2 熔合區的性能特點……………………………………………… 23
2.2.3 堆焊覆層質量的控制…………………………………………… 35
2.3 熱熔融塗層的形成與結合……………………………………………… 44
2.3.1 熱噴塗塗層的形成……………………………………………… 44
2.3.2 熱熔融塗層與基材的結合形式………………………………… 47
2.3.3 影響結合強度的主要因素……………………………………… 51
2.3.4 提高塗層結合強度的措施……………………………………… 53
2.4 電化學沉積鍍層的形成與結合………………………………………… 54
2.4.1 金屬電沉積過程………………………………………………… 55
2.4.2 金屬的電結晶過程……………………………………………… 59
2.4.3 鍍層的結合及其影響因素……………………………………… 61
2.4.4 複合鍍層的結合機理…………………………………………… 65
2.5 氣相沉積層的形成與結合……………………………………………… 68
2.5.1 氣體與固體的相互結合………………………………………… 68
2.5.2 薄膜的生長……………………………………………………… 70
2.5.3 不同晶態的形成………………………………………………… 72
2.5.4 不同沉積方法的成膜及薄膜結構特點………………………… 73
2.5.5 薄膜的附著力及其影響因素…………………………………… 79
2.6 粘塗層的形成與結合…………………………………………………… 81
2.6.1 粘接的基本條件………………………………………………… 81
2.6.2 粘接現象的各種理論解釋……………………………………… 86
2.6.3 粘塗層的形成機理……………………………………………… 90
2.6.4 粘接強度的影響因素與控制…………………………………… 92
2.7 摩擦化學膜的形成與結合……………………………………………… 96
2.7.1 摩擦化學膜的形成……………………………………………… 96
2.7.2 摩擦化學膜的形成機理………………………………………… 96
參考文獻……………………………………………………………………… 100
第3 章 表面熔覆技術………………………………………………………… 102
3.1 堆焊技術……………………………………………………………… 102
3.1.1 堆焊合金的分類及套用………………………………………… 103
3.1.2 堆焊金屬的合金化……………………………………………… 108
3.1.3 堆焊方法……………………………………………………… 110
3.2 熱噴塗技術…………………………………………………………… 117
3.2.1 概述…………………………………………………………… 117
3.2.2 熱噴塗技術的工藝流程………………………………………… 119
3.2.3 等離子噴塗原理及特點………………………………………… 120
3.2.4 超聲速火焰噴塗原理及特點…………………………………… 123
3.2.5 高速電弧噴塗原理及特點……………………………………… 124
3.3 雷射熔覆技術………………………………………………………… 127
3.3.1 雷射熔覆技術原理與特點……………………………………… 127
3.3.2 雷射熔覆設備與材料…………………………………………… 129
3.3.3 雷射熔覆層的組織、性能……………………………………… 132
3.3.4 雷射熔覆工藝及其對熔覆層質量影響………………………… 134
3.3.5 基於雷射熔覆的快速成形技術………………………………… 139
3.4 等離子熔覆技術……………………………………………………… 143
3.4.1 等離子熔覆原理………………………………………………… 143
3.4.2 等離子弧熔覆材料……………………………………………… 144
3.4.3 等離子熔覆結晶特徵…………………………………………… 145
3.4.4 等離子束熔覆層中的缺陷及防止……………………………… 149
3.4.5 等離子束熔覆工藝參數最佳化…………………………………… 150
3.4.6 等離子束熔覆技術套用前景…………………………………… 151
3.5 電火花表面強化技術………………………………………………… 152
3.5.1 電火花沉積原理………………………………………………… 152
3.5.2 電火花表面強化機理…………………………………………… 153
3.5.3 電火花表面強化層的特性……………………………………… 154
3.5.4 電火花表面強化的工藝特點…………………………………… 156
3.5.5 電火花強化的工藝參數及質量控制…………………………… 157
3.5.6 電火花表面強化技術套用和注意事項………………………… 158
參考文獻……………………………………………………………………… 159
第4 章 表面塗裝與粘塗技術………………………………………………… 163
4.1 表面塗裝技術………………………………………………………… 163
4.1.1 表面塗裝塗層的組成…………………………………………… 163
4.1.2 表面塗裝工藝…………………………………………………… 170
4.2 表面粘塗技術………………………………………………………… 171
4.2.1 表面粘塗層的組成……………………………………………… 171
4.2.2 常用的表面粘塗層……………………………………………… 173
4.2.3 表面粘塗工藝…………………………………………………… 173
4.3 粘結固體潤滑膜技術………………………………………………… 175
4.3.1 粘結固體潤滑膜的特徵………………………………………… 175
4.3.2 粘結固體潤滑膜的組成與類型………………………………… 176
4.3.3 粘結固體潤滑膜的摩擦行為…………………………………… 181
4.3.4 粘結固體潤滑膜的套用領域…………………………………… 185
參考文獻……………………………………………………………………… 188
第5 章 表面沉積技術………………………………………………………… 190
5.1 電鍍、電刷鍍技術……………………………………………………… 190
5.1.1 電鍍與電刷鍍技術基礎………………………………………… 190
5.1.2 電沉積納米結構鍍層技術……………………………………… 199
5.1.3 電刷鍍納米複合鍍層技術……………………………………… 204
5.2 氣相沉積技術………………………………………………………… 216
5.2.1 真空蒸發鍍膜…………………………………………………… 216
5.2.2 濺射鍍膜……………………………………………………… 220
5.2.3 離子鍍膜……………………………………………………… 225
5.2.4 化學氣相沉積…………………………………………………… 228
5.2.5 離子注入……………………………………………………… 232
5.2.6 氣相沉積技術的套用與進展…………………………………… 234
5.3 摩擦化學邊界膜技術………………………………………………… 238
5.3.1 摩擦化學邊界膜的形成和分析………………………………… 238
5.3.2 摩擦化學邊界膜技術及套用…………………………………… 239
參考文獻……………………………………………………………………… 244
第6 章 表面改性及表面處理技術…………………………………………… 247
6.1 表面滲擴技術………………………………………………………… 247
6.1.1 概述…………………………………………………………… 247
6.1.2 普通表面滲擴…………………………………………………… 248
6.1.3 真空化學熱處理………………………………………………… 256
6.1.4 電漿化學熱處理…………………………………………… 257
6.2 表面熱處理技術……………………………………………………… 260
6.2.1 傳統表面熱處理技術…………………………………………… 261
6.2.2 幾種新型表面熱處理技術……………………………………… 264
6.3 摩擦副運行中的表面自修復技術…………………………………… 265
6.3.1 微納米自修復材料的分類……………………………………… 266
6.3.2 微納米自修復材料的作用機理………………………………… 268
6.3.3 微納米自修復技術的套用……………………………………… 270
6.3.4 微納米自修復技術的發展前景………………………………… 273
6.4 金屬材料的表面自身納米化………………………………………… 273
6.4.1 概述…………………………………………………………… 273
6.4.2 表面自身納米化的基本原理與製備方法……………………… 274
6.4.3 微觀變形方式…………………………………………………… 275
6.4.4 表面納米化對性能的影響……………………………………… 279
參考文獻……………………………………………………………………… 285
第7 章 自動化表面技術裝備設計及套用…………………………………… 288
7.1 自動化高速電弧噴塗技術及設備…………………………………… 288
7.1.1 自動化高速電弧噴塗系統組成………………………………… 288
7.1.2 自動化高速電弧噴塗系統關鍵設備…………………………… 289
7.1.3 自動化高速電弧噴塗系統在裝備零件上的套用實例………… 295
7.2 自動化電刷鍍技術及設備…………………………………………… 298
7.2.1 內孔電刷鍍裝置的設計………………………………………… 298
7.2.2 內孔電刷鍍基礎鍍液的成分設計及最佳化……………………… 300
7.2.3 內孔電刷鍍技術在汽車零部件再製造產業化中的套用……… 302
7.3 自動化微束等離子熔覆技術及設備………………………………… 305
7.3.1 自動化等離子熔覆技術原理…………………………………… 306
7.3.2 自動化粉末等離子熔覆系統…………………………………… 307
7.3.3 自動化微束等離子束熔覆技術套用…………………………… 311
參考文獻……………………………………………………………………… 314
第8 章 表面工程技術設計…………………………………………………… 315
8.1 概述…………………………………………………………………… 315
8.2 表面技術的設計與選擇的一般原則………………………………… 317
8.2.1 適應性原則…………………………………………………… 317
8.2.2 耐久性原則…………………………………………………… 320
8.2.3 經濟性原則…………………………………………………… 320
8.2.4 環保性原則…………………………………………………… 321
8.3 常用表面覆層技術的設計與選擇…………………………………… 322
8.3.1 堆焊技術的設計與選擇………………………………………… 322
8.3.2 熱噴塗技術的設計與選擇……………………………………… 323
8.3.3 塗裝技術的設計與選擇………………………………………… 326
8.3.4 電鍍、化學鍍及轉化膜技術的設計與選擇……………………… 329
8.4 複合表面技術的設計與選擇………………………………………… 333
8.4.1 複合表面技術設計與選擇原則………………………………… 334
8.4.2 以增強耐磨性為主的複合表面技術…………………………… 337
8.4.3 以增強耐蝕性為主的複合表面技術…………………………… 361
8.4.4 耐高溫熱腐蝕複合塗層………………………………………… 371
8.4.5 以增強固體潤滑性為主的複合表面技術……………………… 373
8.5 表面工程技術經濟分析……………………………………………… 380
8.5.1 設備的磨損及其補償…………………………………………… 381
8.5.2 技術經濟的基本原理…………………………………………… 386
8.5.3 技術經濟評價的基本方法……………………………………… 390
8.5.4 設備修理、改造與更新的技術經濟分析………………………… 395
參考文獻……………………………………………………………………… 402"
