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第1章　表面工程概论1

1.1 表面工程的内涵及功能1

1.1.1　表面工程的内涵1

1.1.2　表面工程的功能3

1.2　表面工程技术的分类3

1.2.1　表面改性技术3

1.2.2　表面处理技术4

1.2.3　表面涂覆4

1.2.4　复合表面工程技术5

1.2.5　纳米表面工程技术5

1.3　表面工程的发展6

1.3.1　表面工程发展的历史性标志6

1.3.2　表面工程发展的三个阶段8

1.4　发展表面工程的意义8

参考文献12

第2章　表面覆层的形成与结合机理14

2.1 表面覆层界面结合概述14

2.1.1　表面覆层含义14

2.1.2　覆层界面结合的类型15

2.1.3　覆层界面的结合性能及其影响因素18

2.2　堆焊层的形成与结合21

2.2.1　堆焊覆层与基体的冶金结合21

2.2.2　熔合区的性能特点23

2.2.3　堆焊覆层质量的控制35

2.3 热熔融涂层的形成与结合44

2.3.1　热喷涂涂层的形成44

2.3.2　热熔融涂层与基材的结合形式47

2.3.3　影响结合强度的主要因素51

2.3.4　提高涂层结合强度的措施53

2.4 电化学沉积镀层的形成与结合54

2.4.1　金属电沉积过程55

2.4.2　金属的电结晶过程59

2.4.3　镀层的结合及其影响因素61

2.4.4　复合镀层的结合机理65

2.5　气相沉积层的形成与结合68

2.5.1　气体与固体的相互结合68

2.5.2　薄膜的生长70

2.5.3　不同晶态的形成72

2.5.4　不同沉积方法的成膜及薄膜结构特点73

2.5.5　薄膜的附着力及其影响因素79

2.6　粘涂层的形成与结合81

2.6.1　粘接的基本条件81

2.6.2　粘接现象的各种理论解释86

2.6.3　粘涂层的形成机理90

2.6.4　粘接强度的影响因素与控制92

2.7　摩擦化学膜的形成与结合96

2.7.1　摩擦化学膜的形成96

2.7.2　摩擦化学膜的形成机理96

参考文献100

第3章　表面熔覆技术102

3.1 堆焊技术102

3.1.1　堆焊合金的分类及应用103

3.1.2　堆焊金属的合金化108

3.1.3　堆焊方法110

3.2　热喷涂技术117

3.2.1　概述117

3.2.2　热喷涂技术的工艺流程119

3.2.3　等离子喷涂原理及特点120

3.2.4　超声速火焰喷涂原理及特点123

3.2.5 高速电弧喷涂原理及特点124

3.3　激光熔覆技术127

3.3.1　激光熔覆技术原理与特点127

3.3.2　激光熔覆设备与材料129

3.3.3　激光熔覆层的组织、性能132

3.3.4　激光熔覆工艺及其对熔覆层质量影响134

3.3.5　基于激光熔覆的快速成形技术139

3.4　等离子熔覆技术143

3.4.1　等离子熔覆原理143

3.4.2　等离子弧熔覆材料144

3.4.3　等离子熔覆结晶特征145

3.4.4　等离子束熔覆层中的缺陷及防止149

3.4.5　等离子束熔覆工艺参数优化150

3.4.6　等离子束熔覆技术应用前景151

3.5 电火花表面强化技术152

3.5.1 电火花沉积原理152

3.5.2　电火花表面强化机理153

3.5.3 电火花表面强化层的特性154

3.5.4　电火花表面强化的工艺特点156

3.5.5 电火花强化的工艺参数及质量控制157

3.5.6　电火花表面强化技术应用和注意事项158

参考文献159

第4章　表面涂装与粘涂技术163

4.1　表面涂装技术163

4.1.1　表面涂装涂层的组成163

4.1.2　表面涂装工艺170

4.2　表面粘涂技术171

4.2.1　表面粘涂层的组成171

4.2.2　常用的表面粘涂层173

4.2.3　表面粘涂工艺173

4.3　粘结固体润滑膜技术175

4.3.1　粘结固体润滑膜的特征175

4.3.2　粘结固体润滑膜的组成与类型176

4.3.3　粘结固体润滑膜的摩擦行为181

4.3.4　粘结固体润滑膜的应用领域185

参考文献188

第5章　表面沉积技术190

5.1 电镀、电刷镀技术190

5.1.1 电镀与电刷镀技术基础190

5.1.2　电沉积纳米结构镀层技术199

5.1.3　电刷镀纳米复合镀层技术204

5.2　气相沉积技术216

5.2.1　真空蒸发镀膜216

5.2.2　溅射镀膜220

5.2.3　离子镀膜225

5.2.4　化学气相沉积228

5.2.5　离子注入232

5.2.6　气相沉积技术的应用与进展234

5.3　摩擦化学边界膜技术238

5.3.1　摩擦化学边界膜的形成和分析238

5.3.2　摩擦化学边界膜技术及应用239

参考文献244

第6章　表面改性及表面处理技术247

6.1　表面渗扩技术247

6.1.1　概述247

6.1.2　普通表面渗扩248

6.1.3　真空化学热处理256

6.1.4　等离子体化学热处理257

6.2　表面热处理技术260

6.2.1　传统表面热处理技术261

6.2.2　几种新型表面热处理技术264

6.3　摩擦副运行中的表面自修复技术265

6.3.1　微纳米自修复材料的分类266

6.3.2　微纳米自修复材料的作用机理268

6.3.3　微纳米自修复技术的应用270

6.3.4　微纳米自修复技术的发展前景273

6.4　金属材料的表面自身纳米化273

6.4.1　概述273

6.4.2　表面自身纳米化的基本原理与制备方法274

6.4.3　微观变形方式275

6.4.4　表面纳米化对性能的影响279

参考文献285

第7章 自动化表面技术装备设计及应用288

7.1 自动化高速电弧喷涂技术及设备288

7.1.1 自动化高速电弧喷涂系统组成288

7.1.2　自动化高速电弧喷涂系统关键设备289

7.1.3 自动化高速电弧喷涂系统在装备零件上的应用实例295

7.2 自动化电刷镀技术及设备298

7.2.1 内孔电刷镀装置的设计298

7.2.2　内孔电刷镀基础镀液的成分设计及优化300

7.2.3 内孔电刷镀技术在汽车零部件再制造产业化中的应用302

7.3 自动化微束等离子熔覆技术及设备305

7.3.1 自动化等离子熔覆技术原理306

7.3.2 自动化粉末等离子熔覆系统307

7.3.3 自动化微束等离子束熔覆技术应用311

参考文献314

第8章　表面工程技术设计315

8.1 概述315

8.2　表面技术的设计与选择的一般原则317

8.2.1　适应性原则317

8.2.2　耐久性原则320

8.2.3　经济性原则320

8.2.4　环保性原则321

8.3 常用表面覆层技术的设计与选择322

8.3.1　堆焊技术的设计与选择322

8.3.2　热喷涂技术的设计与选择323

8.3.3　涂装技术的设计与选择326

8.3.4　电镀、化学镀及转化膜技术的设计与选择329

8.4　复合表面技术的设计与选择333

8.4.1 复合表面技术设计与选择原则334

8.4.2　以增强耐磨性为主的复合表面技术337

8.4.3 以增强耐蚀性为主的复合表面技术361

8.4.4　耐高温热腐蚀复合涂层371

8.4.5 以增强固体润滑性为主的复合表面技术373

8.5　表面工程技术经济分析380

8.5.1　设备的磨损及其补偿381

8.5.2　技术经济的基本原理386

8.5.3　技术经济评价的基本方法390

8.5.4　设备修理、改造与更新的技术经济分析395

参考文献402