材料加工工艺 绪论

1、 一、课程性质一、课程性质 专业选修专业选修 二、学时学分二、学时学分 34学时，学时，2学分学分 三、教材三、教材 1、材料加工工艺材料加工工艺（第（第2版）主编版）主编 黄天佑，清黄天佑，清 华大学出版社，华大学出版社，2010年。年。 四、参考书目 1、李言祥，、李言祥，材料加工原理材料加工原理（第一版），清华大学（第一版），清华大学 出版社，出版社，2005年。年。 2、常庆明，、常庆明，材料加工工程材料加工工程（第一版），化学工业出（第一版），化学工业出 版社，版社，2010年。年。 3、张炳岭，、张炳岭，金属材料及加工工艺金属材料及加工工艺（第一版），机械（第一版），机械 工业出版

2、社，工业出版社，2009年。年。 4. 翟封祥翟封祥，尹志华尹志华， 材料成形工艺基础材料成形工艺基础 ，哈尔滨工业大哈尔滨工业大 学出版社学出版社， 2002。 5. 陈金德陈金德，邢建东邢建东，材料成形技术基础材料成形技术基础，机械工业出版社机械工业出版社 2000。 6. 王纪安王纪安，工程材料与材料成形工艺工程材料与材料成形工艺，高等教育出版社高等教育出版社， 2000 。 7. 陈平昌陈平昌， 材料成形原理材料成形原理， 机械工业出版社机械工业出版社， 2001。 8. 曹宏升曹宏升，塑料成型工艺与模具设计塑料成型工艺与模具设计，机械工业出版社机械工业出版社 ， 1992。 本课程的

3、任务本课程的任务 1 1掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础、掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础、 了解常用铸造合金、掌握成形方法及其发展、工艺设计。了解常用铸造合金、掌握成形方法及其发展、工艺设计。 2.2.了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻、掌握模了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻、掌握模 锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和了解金锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和了解金 属塑性成形新技术。属塑性成形新技术。 3.3.掌握非金属材料的成形加工工艺，工程塑料及橡胶成形工掌握非金属材料的成形加工工艺，工程塑料及橡胶成形工 艺与工程陶瓷

4、及复合材料的成形工艺。艺与工程陶瓷及复合材料的成形工艺。 4.4.了解热喷涂与气相沉积技术。了解热喷涂与气相沉积技术。 5. 5. 材料成形方法的选择，掌握工程材料的选择与材料成形材料成形方法的选择，掌握工程材料的选择与材料成形 方法的选择。方法的选择。 目目 录录 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 材料加工工艺 Materials Processing Technology 包含内容：包含内容： 液态金属成形液态金属成形 金属焊接成形金属焊接成形 塑料成形塑

5、料成形 激光加工及快速成型激光加工及快速成型 金属塑性成形金属塑性成形 粉末冶金成形粉末冶金成形 热处理及表面改性热处理及表面改性 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 材料加工工艺的本质材料加工工艺的本质 它是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、相变它是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、相变 等各种物理、化学变化使工件成形；达到预定的机等各种物理、化学变化使工件成形；达到预定的机 器零件设计要求。器零件设计要求。 材料加工的四要素材料加工的四要素 工艺工艺 （Processing） 结构结构 （Structure） 性能性能 （Properties） 使用性能使用性能 （P

6、erformance） 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 材料加工行业与国民经济中的各行各业休戚相关。材料加工行业与国民经济中的各行各业休戚相关。 交通工具交通工具 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 工程机械工程机械 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 IT 产品产品 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 军工产品军工产品 数据来源：中国机械工业年鉴（数据来源：中国机械工业年鉴（20201111年）年） 机械工业总产值机械工业总产值机械工业总产值占全国工业总产值的比重机械工业总产值占全国工

7、业总产值的比重 我国机械工业总产值已占全国工业总产值的我国机械工业总产值已占全国工业总产值的 20 。 我国是制造大国我国是制造大国 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 我国粗钢产量和表观消费量走势我国粗钢产量和表观消费量走势 单位：万吨单位：万吨 2013年全年我国粗钢产量达到年全年我国粗钢产量达到7.82亿吨，亿吨，2014年年 我国粗钢产量或达我国粗钢产量或达8亿吨。亿吨。 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 全球全球20122012年（左）和年（左）和20132013年（右）各经济体钢产量比重图年（右）各经济体钢产量比重图 1.1 材

8、料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 汽车产销量及增长率总图汽车产销量及增长率总图 数据来源：汽车工业协会 单位 （万辆） 2013年全年我国汽车产量超过年全年我国汽车产量超过2000万辆。自万辆。自2000年以来，汽年以来，汽 车产、销量迅速、大幅度增长，已成为国民经济的支柱产业。车产、销量迅速、大幅度增长，已成为国民经济的支柱产业。 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 全世界全世界 75的钢材经塑性加工，的钢材经塑性加工，65的金属结构用焊接得的金属结构用焊接得 以成形。以成形。 我国的铸

9、造行业从业人员有我国的铸造行业从业人员有 120万以上，万以上， 2万万 多个工多个工 厂，厂， 2013年各类铸件总产量近年各类铸件总产量近4500万万 吨，世界第一。吨，世界第一。 数据来源：中研网 http:/ 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 家电：总产量世界第一家电：总产量世界第一手机：产量、销量世界第一手机：产量、销量世界第一 面临的问题面临的问题：如何从制造大国变为制造强国? 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 材料加工工艺的重要性材料加工工艺的重要性 汽车发动机 汽车覆盖件 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制

10、造业中地位 中国正着手研制中国正着手研制 “航天飞机航天飞机” 发动机是关键发动机是关键 发动机是航天运载系发动机是航天运载系 统统“心脏心脏”，要实施中国，要实施中国 未来重复使用运输系统，未来重复使用运输系统， 造造 出中国的出中国的“航天飞机航天飞机”， 就必须从改进发动机着手。就必须从改进发动机着手。 1.1 材料加工工艺在制造业中地位材料加工工艺在制造业中地位 材料加工工艺的重要性材料加工工艺的重要性 机器生产的一般过程机器生产的一般过程: 制造一部质量优良的机器制造一部质量优良的机器, 不但需要好的设计不但需要好的设计, 更需要好的制造工艺来保证。更需要好的制造工艺来保证。 设计设

11、计毛坯毛坯加工加工装配装配 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 材料加工工艺发展趋势材料加工工艺发展趋势 材料加工产品精密化、轻量化、集成化。材料加工产品精密化、轻量化、集成化。 产品性能高、成本低、周期短。产品性能高、成本低、周期短。 材料加工原料与能源消耗低、污染少；制造性好、成品率高。材料加工原料与能源消耗低、污染少；制造性好、成品率高。 材料正由单一的传统型向复合型、多功能型发展。材料正由单一的传统型向复合型、多功能型发展。 材料加工技术逐渐综合化、多样化、柔性化、多学科化。材料加工技术逐渐综合化、多样化、柔性化、多学科化。 全新的加工方法与工艺及传统加工方法的改进与工序综合

12、。全新的加工方法与工艺及传统加工方法的改进与工序综合。 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 净成形工艺（净成形工艺（Net Shape Process) （即精确成形）（即精确成形） 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 新的工艺不断出现新的工艺不断出现 （例如：金属的半固态成形、（例如：金属的半固态成形、 喷射成形、金属的注射成形喷射成形、金属的注射成形 等等）等等） 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 喷塑打印制模技术喷塑打印制模技术 利用喷塑打印制模利用喷塑打印制模 技术，可以在产品设计技术，可以在产品设计 的初期就得到三维设计的初期就得到三维设计 样品。制作

13、这种三维样样品。制作这种三维样 件的设备类似于办公室件的设备类似于办公室 中常用的喷墨打印机，中常用的喷墨打印机， 利用这种方法，能够在利用这种方法，能够在 产品设计的前期及时发产品设计的前期及时发 现设计中的缺陷，提高现设计中的缺陷，提高 了产品设计的成功率，了产品设计的成功率， 缩短产品研发的时间。缩短产品研发的时间。 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 计算机技术的发展引起材料加工工艺的新革命计算机技术的发展引起材料加工工艺的新革命 计算机凝固模拟技术计算机凝固模拟技术 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 机器人焊接机器人焊接 激光焊接流水线激光焊接流水线 1.2 材料加工工艺的展望材料加工工艺的展望 纳米材料加工技术纳米材料加工技术 1.