金屬材料的性能與加工工藝

1、第第5講講 金屬材料特性及加工技術(shù)金屬材料特性及加工技術(shù)5.1 金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性5.2 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.4 金屬材料在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用金屬材料在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性1金屬材料的分類金屬材料的分類o按構(gòu)成元素分：按構(gòu)成元素分：51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性1金屬材料的分類金屬材料的分類o按主要性能和用途分：金屬結(jié)構(gòu)材料和功能材料按主要性能和用途分：金屬結(jié)構(gòu)材料和功能材料o按加工工藝分：鑄造、變形、粉末冶金材料按加工工藝分：鑄造、變形、粉末冶金材料o按材料密度分：輕金屬

2、、重金屬按材料密度分：輕金屬、重金屬o 金屬具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。所以，常用在電線、電纜以及散熱器產(chǎn)品上。 skantherm暖爐 散熱優(yōu)良的鈦合金外殼Thinkpad51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性2金屬材料的基本特性金屬材料的基本特性o金屬具有良好的金屬具有良好的加工性能加工性能。因此，可將金屬材料。因此，可將金屬材料鍛打、壓延、沖壓成各種所需要的形狀，鍛打、壓延、沖壓成各種所需要的形狀， 經(jīng)沖壓成型的奧迪A4轎車框架 精密鍛造加工的寶馬轎車鋁合金輪轂51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性2金屬材料的基本特性金屬材料的基本特性o 金屬具有特有的金屬具有特有的色彩色彩、良好

3、的反射能力、不透、良好的反射能力、不透明性及金屬光澤。所以，可裝飾產(chǎn)品表面。明性及金屬光澤。所以，可裝飾產(chǎn)品表面。 松下數(shù)碼相機(jī)51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性2金屬材料的基本特性金屬材料的基本特性o 金屬具有良好的金屬具有良好的表面工藝性能表面工藝性能，宜進(jìn)行表面處，宜進(jìn)行表面處理，以獲得特殊表面效果理，以獲得特殊表面效果 電鍍處理的BRIZO水龍 外殼經(jīng)陽極氧化處理的索尼攝像機(jī)51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性2金屬材料的基本特性金屬材料的基本特性o 金屬具有良好的力學(xué)性能，耐磨不易斷裂。所以，經(jīng)常在一些傳遞大的力或承受較大強(qiáng)度的產(chǎn)品上得到應(yīng)用。 金屬合頁 履帶式裝載

4、機(jī)51金屬材料的分類及特性金屬材料的分類及特性2金屬材料的基本特性金屬材料的基本特性o1.鑄造鑄造o2.塑性加工塑性加工o3.切削加工切削加工o4.焊接加工焊接加工o5.粉末冶金粉末冶金52金屬材料的工藝特性金屬材料的工藝特性5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工o工藝過程：5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工（1）砂型鑄造）砂型鑄造 注意的問題：為減少鑄件的內(nèi)應(yīng)力，盡量使各結(jié)構(gòu)部分壁厚注意的問題：為減少鑄件的內(nèi)應(yīng)力，盡量使各結(jié)構(gòu)部分壁厚均勻一直，均勻一直，過渡盡量使用圓角。過渡盡量使用圓角。 （2）熔模鑄造：o用易熔材料制成模型，然后在模型上涂掛耐火材料，經(jīng)硬化之后，再

5、將模型熔化，排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。熔模常用蠟質(zhì)材料，所以又叫失蠟鑄造。熔模鑄造產(chǎn)品及視頻熔模鑄造產(chǎn)品及視頻 (3)壓力鑄造o壓力鑄造壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在鑄件表面質(zhì)量高、可鑄出復(fù)雜形狀的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在鑄件表面質(zhì)量高、可鑄出復(fù)雜形狀薄壁件或鑲嵌件、生產(chǎn)率高。薄壁件或鑲嵌件、生產(chǎn)率高。主要適合于有色金屬合金，主要適合于有色金屬合金，如鋅合金、鋁合金、鎂合金的鑄造。如鋅合金、鋁合金、鎂合金的鑄造。壓力鑄造產(chǎn)品及視頻（4）離心鑄造將液態(tài)合金澆入高速旋轉(zhuǎn)（2501 500r/min）的鑄型中，使金屬液在離心力作用下充填鑄型并結(jié)晶，主要用于生產(chǎn)圓筒形鑄件。離心鑄造（5）金屬型鑄造）金屬型鑄造o又稱硬

6、模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得又稱硬模鑄造，它是將液體金屬澆入金屬鑄型，以獲得鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使鑄件的一種鑄造方法。鑄型是用金屬制成，可以反復(fù)使用多次（幾百次到幾千次）。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)用多次（幾百次到幾千次）。金屬型鑄造目前所能生產(chǎn)的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色的鑄件，在重量和形狀方面還有一定的限制，如對(duì)黑色金屬只能是形狀簡(jiǎn)單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁金屬只能是形狀簡(jiǎn)單的鑄件；鑄件的重量不可太大；壁厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。厚也有限制，較小的鑄件壁厚無法鑄出。o煅造o軋制o擠壓o拔制o沖壓5.2.1 金屬材料的成

7、型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o煅造煅造5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工自由鍛：自由鍛：鍛件的形狀和尺寸主要取決于鍛工的操作水平和所用設(shè)備，多為批量小且形狀簡(jiǎn)單的鍛件，如盤類、軸類等毛坯工件都用自由鍛完成。模鍛：模鍛：優(yōu)點(diǎn)為鍛件尺寸準(zhǔn)確、加工余量小、生產(chǎn)效率高，但模具成本高，只適用于大批量生產(chǎn)中。o煅造煅造5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o軋制軋制5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o軋制軋制5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o擠壓擠壓5.2.

8、1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o沖壓沖壓5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o沖壓沖壓5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工2.塑性加工塑性加工車削車削銑削銑削鉆削鉆削鏜削鏜削鉸削鉸削刨削刨削5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工3.切削加工切削加工（1）車削車削產(chǎn)品車削產(chǎn)品（1）車削車削刀具和機(jī)床車削刀具和機(jī)床（1）車削車削原理車削原理圓柱面圓柱面錐形面錐形面端面端面成型面成型面螺紋螺紋（2）銑削銑削產(chǎn)品銑削產(chǎn)品（2）銑削銑削刀具和設(shè)備銑削刀具和設(shè)備（2）銑削銑削原理銑削原理平面平面曲面曲面（3）鉆削鉆削產(chǎn)品鉆

9、削產(chǎn)品（3）鉆削刀具和設(shè)備刀具和設(shè)備（3）鉆削鉆削原理鉆削原理粗加工粗加工深孔、深孔、淺孔、淺孔、斜孔、斜孔、階梯孔階梯孔（4）鏜削鏜削原理鏜削原理半精加工半精加工擴(kuò)大孔擴(kuò)大孔擴(kuò)大內(nèi)部圓形輪廓擴(kuò)大內(nèi)部圓形輪廓（4）鉸削鉸削原理鉸削原理精加工精加工可手動(dòng)，可機(jī)器可手動(dòng)，可機(jī)器獲得精密孔表面獲得精密孔表面（5）磨削磨削原理磨削原理精加工精加工獲得精密表面獲得精密表面5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工4.焊接加工焊接加工5.2.1 金屬材料的成型加工金屬材料的成型加工5.粉末冶金粉末冶金5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)表面處理的作用？表面處理的作用？5.2.2

10、金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)1.前處理前處理機(jī)械處理：切削、噴丸、噴砂，清理銹蝕和氧化皮機(jī)械處理：切削、噴丸、噴砂，清理銹蝕和氧化皮化學(xué)處理：除油、清理銹蝕和氧化皮化學(xué)處理：除油、清理銹蝕和氧化皮電化學(xué)處理：除油、清理銹蝕和氧化皮電化學(xué)處理：除油、清理銹蝕和氧化皮5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（1）表面著色工藝）表面著色工藝（2）表面肌理）表面肌理5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（1）表面著色工藝）表面著色工藝化學(xué)著色：染色化學(xué)著色：染色電解著色：化學(xué)反應(yīng)電解著色：化學(xué)反應(yīng)

11、陽極氧化著色：化學(xué)反應(yīng)色域?qū)?，但目前只適用陽極氧化著色：化學(xué)反應(yīng)色域?qū)?，但目前只適用于鋁、鋅、鉻、鎳等。于鋁、鋅、鉻、鎳等。5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（1）表面著色工藝）表面著色工藝鍍覆著色：電鍍、化學(xué)鍍、真空蒸發(fā)沉積、氣相鍍鍍覆著色：電鍍、化學(xué)鍍、真空蒸發(fā)沉積、氣相鍍 5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（1）表面著色工藝）表面著色工藝涂覆著色：有機(jī)材料涂層涂覆著色：有機(jī)材料涂層 琺瑯著色：琺瑯著色： 5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（

12、1）表面著色工藝）表面著色工藝熱處理著色熱處理著色：帶色氧化膜：帶色氧化膜 傳統(tǒng)著色工藝：傳統(tǒng)著色工藝： 鎏金、鎏銀、鎏金、鎏銀、假銹、鍍錫假銹、鍍錫5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（2）表面肌理工藝）表面肌理工藝表面鍛打表面鍛打表面拋光表面拋光芝加哥千禧公園，云門芝加哥千禧公園，云門5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（2）表面肌理工藝）表面肌理工藝表面研磨拉絲表面研磨拉絲表面鑲嵌表面鑲嵌5.2.2 金屬材料的表面處理技術(shù)金屬材料的表面處理技術(shù)2.表面裝飾技術(shù)表面裝飾技術(shù)（2）表面肌理工藝）表

13、面肌理工藝表面刻蝕表面刻蝕5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（1）型鋼）型鋼5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（2）鋼板）鋼板鋼帶鋼帶覆層鋼板覆層鋼板鍍鋅板白鐵皮鍍鋅板白鐵皮建筑、家電、日用品建筑、家電、日用品5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（2）鋼板）鋼板鍍錫鋼板鍍錫鋼板無錫鋼板無錫鋼板鍍鋁鋼板鍍鋁鋼板5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（2）鋼板）鋼板有機(jī)涂層鋼板有機(jī)涂層鋼板（

14、彩鋼板）（彩鋼板）5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（2）鋼板）鋼板花紋鋼板花紋鋼板5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（2）鋼板）鋼板不銹鋼板不銹鋼板5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.1 常用鋼材的品種及用途常用鋼材的品種及用途（3）鋼管）鋼管（4）鋼絲）鋼絲5.3 常用的金屬材料常用的金屬材料5.3.2 常用有色金屬材料常用有色金屬材料（1）常見鋁合金品種）常見鋁合金品種鋁合金型材：鋁合金型材：鋁合金裝飾板：鋁合金裝飾板：鋁箔：鋁箔：鋁塑復(fù)合膜：包裝用（奶粉、巧克力、化妝品等）鋁塑復(fù)合膜：包裝用（奶粉、巧克力、化妝品等）真空鍍鋁膜：聚丙烯、聚乙烯、紙等薄膜鍍鋁真空鍍鋁膜：聚丙烯、聚乙烯、紙等薄膜鍍鋁5.3 常用的金屬