《金属材料成形工艺及控制》

  编辑推荐

  《金属材料成形工艺及控制》：21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材

  目录

  0.1 金属材料成形的基本概念及特点

  0.2 材料成形技术的发展

  0.3 本课程的内容及要求

  第一篇 金属液态成形工艺及控制

  第1章 造型材料及砂型(芯)制作

  1.1 概述

  1.2 湿型砂

  1.2.1 湿型砂用原材料及质量要求

  1.2.2 湿型砂性能要求及检测原理

  1.2.3 湿型砂制备及质量控制

  1.3 水玻璃砂型(芯)

  1.3.1 钠水玻璃的质量要求及其硬化机理

  1.3.2 CO2-钠水玻璃砂型(芯)的制造工艺

  1.3.3 自硬钠水玻璃砂

  1.4 有机化学粘结剂砂型(芯)

  1.4.1 壳芯(型)

  1.4.2 自硬冷芯盒法砂型(芯)

  1.4.3 气硬冷芯盒法砂型(芯)

  1.5 铸造用涂料及分型剂

  1.5.1 铸造用涂料

  1.5.2 分型(脱模)剂

  小结

  习题

  第2章 金属-铸型的界面作用及铸件缺陷控制

  2.1 铸型中的传热与传质现象

  2.1.1 砂型的结构特点

  2.1.2 砂型的传热及其热物理性能

  2.1.3 砂型的受热过程

  2.1.4 传质现象和砂型表层的水分迁移

  2.2 膨胀缺陷

  2.2.1 夹砂结疤和鼠尾

  2.2.2 毛刺

  2.3 粘砂现象

  2.3.1 机械粘砂(渗透粘砂)

  2.3.2 化学粘砂(烧结粘砂)

  2.4 气体和侵入性气孔

  2.4.1 铸型中的气体

  2.4.2 侵人性气孔的形成

  2.4.3 防止侵入性气孔的措施

  2.5 砂眼及型壁移动

  2.5.1 砂眼的形成及防止措施

  2.5.2 型壁移动的形成及防止措施

  2.6 铸件表面合金化

  2.6.1 铸件表面合金化的获取方法

  2.6.2 铸件表面合金化工艺

  小结

  习题

  第3章 铸造工艺设计

  3.1 概述

  3.1.1 铸造工艺设计概念

  3.1.2 设计依据

  3.1.3 设计内容和程序

  3.2 铸造工艺方案设计

  3.2.1 零件结构的铸造工艺性分析

  3.2.2 铸件浇注位置的确定

  3.2.3 铸件分型面的选择

  3.2.4 砂芯设计

  3.3 浇注系统设计

  3.3.1 浇注系统的基本类型及选择

  3.3.2 浇注系统各组元中金属液的流动特性及组元设计

  3.3.3 浇注系统的设计与计算

  3.4 冒口设计

  3.4.1 冒口的作用、种类和位置

  3.4.2 冒口的补缩原理

  3.4.3 铸钢件冒口设计与计算

  3.4.4 铸铁件实用冒口的设计

  3.4.5 提高通用冒口补缩效率的措施和特种冒口

  3.5 铸造工艺图绘制

  3.5.1 铸造工艺图绘制的一般程序

  3.5.2 铸造工艺符号及其表示方法

  3.5.3 设计说明书及铸造工艺卡

  3.6 CAD/CAE/CAM技术在液态成形工艺中的应用

  3.6.1 液态成形工艺CAD

  3.6.2 液态成形CAE

  3.6.3 液态成形CAM

  小结

  习题

  第4章 特种铸造工艺

  4.1 金属型铸造

  4.1.1 金属型铸造的特点

  4.1.2 金属型铸造工艺

  4.1.3 金属型的材料及结构

  4.2 压力铸造

  4.2.1 压铸机工作原理

  4.2.2 压力铸造的特点及应用

  4.3 离心铸造

  4.3.1 离心铸造的基本类型

  4.3.2 离心铸造的特点及适用范围

  4.4 熔模铸造

  4.4.1 熔模铸造的基本工艺过程

  4.4.2 熔模铸造的特点和适用范围

  4.5 消失模铸造

  4.5.1 消失模铸造的主要工艺过程

  4.5.2 消失模铸造分类

  4.5.3 消失模铸造特点及适用范围

  小结

  习题

  第二篇 金属连接成形工艺及控制

  第5章 焊接电弧

  5.1 焊接电弧的导电机理

  5.1.1 焊接电弧的导电特点

  5.1.2 焊接电弧的构成及其导电特性

  5.1.3 焊接电弧的静特性

  5.1.4 交流电弧的特点

  5.2 焊接电弧的产热

  5.2.1 焊接电弧的产热机理

  5.2.2 电弧的能量密度和温度分布

  5.3 电弧力及影响因素

  5.3.1 电弧的主要作用力

  5.3.2 电弧力的影响因素

  5.3.3 磁场对电弧的作用

  小结

  习题

  第6章 熔滴过渡及焊缝成形

  6.1 焊丝的熔化及熔滴过渡

  6.1.1 焊丝的加热和熔化特性

  6.1.2 熔滴上的作用力

  6.1.3 熔滴过渡的主要形式

  6.1.4 熔滴过渡的控制

  6.2 母材熔化及焊缝成形

  6.2.1 熔池和焊缝的形状尺寸

  6.2.2 焊接条件对焊缝成形的影响

  6.2.3 焊缝成形的控制

  小结

  习题

  第7章 埋弧焊及电弧控制系统

  7.1 埋弧焊

  7.1.1 埋弧焊的特点

  7.1.2 埋弧焊的冶金特点

  7.1.3 埋弧焊设备

  7.1.4 埋弧焊工艺

  7.2 熔化极电弧焊自动调节系统

  7.2.1 电弧焊自动调节基本原理

  7.2.2 电弧焊自身调节系统

  7.2.3 电弧电压反馈调节系统

  7.2.4 电弧焊的程序自动

  控制

  小结

  习题

  第8章 气体保护电弧焊

  8.1 钨极氩弧焊

  8.1.1 钨极氩弧焊的特点

  8.1.2 钨极氩弧焊焊枪及电极

  8.1.3 电流的种类和极性

  8.1.4 钨极氩弧焊工艺

  8.1.5 脉冲钨极氩弧焊

  8.2 熔化极氩弧焊

  8.2.1 熔化极氩弧焊的特点

  8.2.2 亚射流过渡和电弧固有自调节作用

  8.2.3 熔化极脉冲氩弧焊

  8.2.4 混合气体的应用

  8.2.5 熔化极氩弧焊设备

  8.2.6 熔化极氩弧焊工艺

  8.3 CO2气体保护焊

  8.3.1 CO2气体保护焊的特点

  8.3.2 CO2气体

  8.3.3 CO2气体保护焊的冶金特性

  8.3.4 CO2气体保护焊规范参数选择

  8.3.5 减少金属飞溅的措施

  8.3.6 CO2气体保护焊焊接设备

  8.4 等离子弧焊

  8.4.1 等离子弧的形成

  8.4.2 等离子弧的特性

  8.4.3 双弧现象及其防止

  8.4.4 等离子弧焊接

  8.4.5 等离子弧焊接设备

  小结

  习题

  第三篇 金属塑性成形工艺及控制

  第9章 轧制理论与工艺

  9.1 轧制基本理论

  9.1.1 轧制过程基本概念

  9.1.2 轧制过程中金属的变形规律

  9.1.3 轧制压力的计算

  9.1.4 轧制力矩的计算

  9.1.5 轧机的弹跳方程与板带的厚度控制

  9.1.6 板型控制技术

  9.2 型材及线材生产工艺

  9.2.1 型材生产

  9.2.2 线材生产

  9.3 板带材生产

  9.3.1 热轧板带生产技术

  9.3.2 冷轧板带钢生产

  9.4 管材生产工艺

  9.4.1 热轧无缝管材生产

  9.4.2 焊管生产工艺

  小结

  习题

  第10章 挤压与拉拔工艺

  10.1 金属挤压基本概念及理论

  10.1.1 挤压的基本方法

  10.1.2 挤压工艺的特点

  10.1.3 挤压时金属的流动

  10.1.4 挤压制品的组织与性能特征

  10.1.5 挤压力的计算与测定

  10.2 挤压设备及工具

  10.2.1 挤压设备

  10.2.2 挤压工具

  10.3 金属挤压工艺

  10.3.1 管棒型材挤压工艺概述

  10.3.2 锭坯尺寸的选择

  10.3.3 挤压温度与速度的选择

  10.3.4 挤压润滑

  10.4 拉拔理论及工艺

  10.4.1 拉拔的基本理论

  10.4.2 拉拔力的影响因素

  10.4.3 拉拔工艺

  小结

  习题

  第11章 锻造工艺

  11.1 锻造的加热规范

  11.1.1 锻前加热

  11.1.2 加热时的缺陷

  11.1.3 锻造温度范围的确定

  11.1.4 金属坯料的加热规范

  11.2 自由锻工艺

  11.2.1 自由锻工艺特点及工序

  11.2.2 镦粗工序

  11.2.3 拔长工序

  11.2.4 自由锻其他工序

  11.2.5 大型锻件自由锻及胎模锻造

  11.3 模锻工艺

  11.3.1 模锻工艺概述

  11.3.2 开式模锻

  11.3.3 闭式模锻

  11.4 其他锻造技术

  11.4.1 精密模锻

  11.4.2 冷锻技术

  11.4.3 特种锻造技术

  小结

  习题

  第12章 冲压工艺

  12.1 冲裁工艺

  12.1.1 冲裁的概念及变形过程

  12.1.2 冲裁模的间隙

  12.1.3 冲裁力

  12.2 弯曲工艺

  12.2.1 弯曲的概念及板料弯曲过程

  12.2.2 弯曲回弹

  12.3 拉深工艺

  12.3.1 拉深的概念及板料拉深变形过程

  12.3.2 圆筒形拉深的工艺性设计

  12.4 其他冲压成形工艺

  12.4.1 胀形

  12.4.2 翻边

  12.4.3 缩口

  12.4.4 旋压

  12.5 板料冲压成形性能参数及试验方法

  12.5.1 板料冲压性能指标

  12.5.2 板料成形性能模拟

  试验

  小结

  习题

  参考文献

  序言

  随着现代科学技术的迅速发展，各学科间的渗透和交叉越来越多，专业面过窄的情况已不适应社会人才需求的要求。1998年，教育部将高校铸造、焊接和塑性成形加工等专业调整拓宽为材料成形及控制工程专业。然而，到目前为止，相应的本科生教材较少，难以满足新专业的不同需求。在此情况下，由北京大学出版社组织的21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材编审指导与建设委员会于2008年年底研究制定了材料类专业系列教材的编写计划，编者按照该编写计划的要求，本着“以学生为本”的原则编写了本书，以满足当前材料行业创新型应用人才培养的需要，适应材料行业的发展。

  本书依据材料成形及控制工程专业工艺课程的基本教学要求，以金属液态成形、焊接成形和塑性成形为重点，突出工艺过程控制、工艺分析和设计及现代工程应用三大特色，以提高学生综合分析、设计和实际应用能力为目标，在原《铸造工艺学》和《造型材料》、《电弧焊及电渣焊》和《焊接方法》、《锻造工艺学》和《金属挤压与拉拔工艺学》等教材基础上精选内容，并补充了新知识和新工艺。本书将内容界定在金属材料成形范围内，宽而不泛，实用性强，并具有一定的理论深度。

  全书共12章，分为三篇：

  第一篇为金属液态成形工艺及控制，内容包括造型材料及砂型(芯)制作、金属一铸型的界面作用及铸件缺陷控制、铸造工艺设计和特种铸造工艺。阐述型(芯)砂用原材料的基本性能及其对型(芯)砂性能的影响，型(芯)砂性能及其对铸件质量影响的基本规律，以及不同的造型(芯)工艺及其特点;分析铸件凝固过程中金属一铸型的界面相互作用及其对铸件质量尤其是表面质量的影响;阐述工艺设计的基本原理和方法，主要涉及铸造工艺方案、浇冒口系统及液态成形CAD、CAE的基本原理。最后，简单介绍了几种特种铸造工艺。

  第二篇为金属连接成形工艺及控制，内容包括焊接电弧、熔滴过渡及焊缝成形、埋弧焊及电弧控制系统和气体保护电弧焊。阐述焊接电弧物理，包括电弧的导电、产热及电弧力的机理;分析焊丝的加热、熔滴过渡及控制，母材的熔化及焊缝成形控制;介绍埋弧自动焊的工艺及熔化极电弧焊自动调节系统。此外，对钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、CO2气体保护焊和等离子弧焊的基本理论及工艺特点也进行了简单介绍。

  第三篇为金属塑性成形工艺及控制，内容包括轧制理论与工艺、挤压与拉拔工艺、锻造工艺和冲压工艺。阐述轧制的基本理论，型材、线材、板带材和管材塑性加工工艺;介绍挤压与拉拔的基本理论及工艺;阐述锻造的加热规范，自由锻及模锻工艺，精密模锻及特种锻造技术;介绍冲裁、弯曲、拉深工艺及其他冲压成形，如胀形、翻边和缩口工艺等。

  为了应用与创新，各篇结合生产实际列举了许多实例，在写作风格上注重分析与启发。为便于教与学的结合，每章开头提供了“本章教学要点”，每章后附有习题，以加强学生对所学内容的进一步理解和巩固。

  文摘

  0.1 金属材料成形的基本概念及特点

  金属材料与人们的日常生活息息相关，是现代文明各个领域不可缺少的物质基础。但任何材料在使用前都要经过加工成形，使其具有一定的形状、轮廓和尺寸，并成为具备一定使用性能的零件、部件及构件，再以特定方式组合、装配而构成各种装置、设备、仪器、设施、器件或用具，从而服务于各行各业。

  金属材料成形一般包括液态成形、连接成形及塑性成形。

  1.液态成形工艺的基本概念及特点

  液态成形工艺(铸造)是指将液态金属浇人铸型中，凝固后获得具有一定形状和性能铸件(产品)的成形方法。绝大多数铸件用做毛坯，需要经机加工后才能成为各种机器零件;少数铸件当达到使用的尺寸精度和表面粗糙度要求时，可作为成品或零件而直接使用。

  液态成形工艺具有以下特点：

  (1)结构及尺寸适用范围广。铸造成形工艺几乎不受零件大小、壁厚和复杂程度的限制，可以铸造壁厚范围为0.3mm～1m，长度从几个毫米到十几米，质量从几克到500多吨的各种铸件。用其他方法难以成形的形状和结构复杂零件(如各类箱体、叶轮、泵体等)，几乎只能用铸造成形工艺来制造。

  (2)合金的种类适应性强。用铸造成形工艺可以生产铸钢件、铸铁件、各种铝合金、铜合金、镁合金、锌合金及钛合金等铸件。特别是对于无法用焊接和塑性加工成形的金属或合金，可采用铸造成形。如在铸件中所占比例最大的铸铁件，铸造是唯一可行的成形方法。

  (3)尺寸精度高。一般比锻件、焊接件尺寸精确，且近年来，随着铸造成形技术的快速发展和新的铸造成形工艺的出现，铸件的尺寸精度和表面质量进一步提高，节约了大量的金属材料，减少了机械加工工时。

  (4)成本低廉。铸造容易实现大批量机械化生产，并且可大量利用废、旧金属材料，可生产结构复杂、尺寸较准确的金属结构件，生产成本较低。

  但是铸件也存在一些缺点，成形过程中涉及的工序较多，控制难度较大，废品率较高。由于没有经过固态下的压力加工，铸件的内部组织均匀性、致密性较低，其力学性能低于锻件。

  价格说明：

  购买价：为商品的销售价，具体的成交价可能因会员使用优惠券、螺丝币等发生变化，最终以订单结算页价格为准。

  划线价：划线价格可能是图书封底定价、商品吊牌价、品牌专柜价或由品牌供应商提供的正品零售价(如厂商指导价、建议零售价等)或该商品曾经展示过的销售价等，由于地区、时间的差异化和市场行情波动，商品吊牌价、品牌专柜价等可能会与您购物时展示的不一致，该价格仅供您参考。

  折扣：折扣指在划线价(图书定价、商品吊牌价、品牌专柜价、厂商指导价等)某一价格基础上计算出的优惠比例或优惠金额。如有疑问，您可在购买前联系客服咨询。

  注：下单后需要1-2 天的时间配货，以实际配货情况为准。