1、第第5讲金属材料特性及加工技术讲金属材料特性及加工技术5.1金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性5.2金属材料的成型加工金属材料的成型加工5.3常用的金属材料常用的金属材料5.4金属材料在设计中的应用金属材料在设计中的应用51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性1金属材料的分类金属材料的分类o按构成元素分：按构成元素分：51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性1金属材料的分类金属材料的分类o按主要性能和用途分：金属结构材料和功能材料按主要性能和用途分：金属结构材料和功能材料o按加工工艺分：铸造、变形、粉末冶金材料按加工工艺分：铸造、变形、粉末冶金材料o按材料密度分：轻金属、重金属按
2、材料密度分：轻金属、重金属o 金属具有良好的导电导热性。所以，常用在电线、电缆以及散热器产品上。 skantherm暖炉 散热优良的钛合金外壳Thinkpad51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性2金属材料的基本特性金属材料的基本特性o金属具有良好的金属具有良好的加工性能加工性能。因此，可将金属材料。因此，可将金属材料锻打、压延、冲压成各种所需要的形状，锻打、压延、冲压成各种所需要的形状， 经冲压成型的奥迪A4轿车框架 精密锻造加工的宝马轿车铝合金轮毂51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性2金属材料的基本特性金属材料的基本特性o 金属具有特有的金属具有特有的色彩色彩、良好的反射能力
3、、不透、良好的反射能力、不透明性及金属光泽。所以，可装饰产品表面。明性及金属光泽。所以，可装饰产品表面。 松下数码相机51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性2金属材料的基本特性金属材料的基本特性o 金属具有良好的金属具有良好的表面工艺性能表面工艺性能，宜进行表面处，宜进行表面处理，以获得特殊表面效果理，以获得特殊表面效果 电镀处理的BRIZO水龙 外壳经阳极氧化处理的索尼摄像机51金属材料的分类及特性金属材料的分类及特性2金属材料的基本特性金属材料的基本特性o 金属具有良好的力学性能，耐磨不易断裂。所以，经常在一些传递大的力或承受较大强度的产品上得到应用。 金属合页 履带式装载机51金属
4、材料的分类及特性金属材料的分类及特性2金属材料的基本特性金属材料的基本特性o1.铸造铸造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金属材料的工艺特性金属材料的工艺特性5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工o工艺过程：5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工（1）砂型铸造）砂型铸造 注意的问题：为减少铸件的内应力，尽量使各结构部分壁厚注意的问题：为减少铸件的内应力，尽量使各结构部分壁厚均匀一直，均匀一直，过渡尽量使用圆角。过渡尽量使用圆角。 （2）熔模铸造：o用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐火材料，经硬化之后，再将模型熔化
5、，排出型外，从而获得无分型面的铸型。熔模常用蜡质材料，所以又叫失蜡铸造。熔模铸造产品及视频熔模铸造产品及视频 (3)压力铸造o压力铸造压力铸造的优点体现在铸件表面质量高、可铸出复杂形状的优点体现在铸件表面质量高、可铸出复杂形状薄壁件或镶嵌件、生产率高。薄壁件或镶嵌件、生产率高。主要适合于有色金属合金，主要适合于有色金属合金，如锌合金、铝合金、镁合金的铸造。如锌合金、铝合金、镁合金的铸造。压力铸造产品及视频（4）离心铸造将液态合金浇入高速旋转（2501 500r/min）的铸型中，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶，主要用于生产圆筒形铸件。离心铸造（5）金属型铸造）金属型铸造o又称硬模铸造，它
6、是将液体金属浇入金属铸型，以获得又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，以获得铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次）。金属型铸造目前所能生产用多次（几百次到几千次）。金属型铸造目前所能生产的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色的铸件，在重量和形状方面还有一定的限制，如对黑色金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁金属只能是形状简单的铸件；铸件的重量不可太大；壁厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。厚也有限制，较小的铸件壁厚无法铸出。o煅造o轧制o挤压o拔制o冲压5.2.1 金属材料的成型加工金属
7、材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o煅造煅造5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工自由锻：自由锻：锻件的形状和尺寸主要取决于锻工的操作水平和所用设备，多为批量小且形状简单的锻件，如盘类、轴类等毛坯工件都用自由锻完成。模锻：模锻：优点为锻件尺寸准确、加工余量小、生产效率高，但模具成本高，只适用于大批量生产中。o煅造煅造5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o轧制轧制5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o轧制轧制5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o挤压挤压5.2.1 金属材
8、料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o冲压冲压5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工o冲压冲压5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工2.塑性加工塑性加工车削车削铣削铣削钻削钻削镗削镗削铰削铰削刨削刨削5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工3.切削加工切削加工（1）车削车削产品车削产品（1）车削车削刀具和机床车削刀具和机床（1）车削车削原理车削原理圆柱面圆柱面锥形面锥形面端面端面成型面成型面螺纹螺纹（2）铣削铣削产品铣削产品（2）铣削铣削刀具和设备铣削刀具和设备（2）铣削铣削原理铣削原理平面平面曲面曲面（3）钻削钻削产品钻削产品（3
9、）钻削刀具和设备刀具和设备（3）钻削钻削原理钻削原理粗加工粗加工深孔、深孔、浅孔、浅孔、斜孔、斜孔、阶梯孔阶梯孔（4）镗削镗削原理镗削原理半精加工半精加工扩大孔扩大孔扩大内部圆形轮廓扩大内部圆形轮廓（4）铰削铰削原理铰削原理精加工精加工可手动，可机器可手动，可机器获得精密孔表面获得精密孔表面（5）磨削磨削原理磨削原理精加工精加工获得精密表面获得精密表面5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工4.焊接加工焊接加工5.2.1 金属材料的成型加工金属材料的成型加工5.粉末冶金粉末冶金5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术表面处理的作用？表面处理的作用？5.2.2 金属材料的
10、表面处理技术金属材料的表面处理技术1.前处理前处理机械处理：切削、喷丸、喷砂，清理锈蚀和氧化皮机械处理：切削、喷丸、喷砂，清理锈蚀和氧化皮化学处理：除油、清理锈蚀和氧化皮化学处理：除油、清理锈蚀和氧化皮电化学处理：除油、清理锈蚀和氧化皮电化学处理：除油、清理锈蚀和氧化皮5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（1）表面着色工艺）表面着色工艺（2）表面肌理）表面肌理5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（1）表面着色工艺）表面着色工艺化学着色：染色化学着色：染色电解着色：化学反应电解着色：化学反应阳极氧化着
11、色：化学反应色域宽，但目前只适用阳极氧化着色：化学反应色域宽，但目前只适用于铝、锌、铬、镍等。于铝、锌、铬、镍等。5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（1）表面着色工艺）表面着色工艺镀覆着色：电镀、化学镀、真空蒸发沉积、气相镀镀覆着色：电镀、化学镀、真空蒸发沉积、气相镀 5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（1）表面着色工艺）表面着色工艺涂覆着色：有机材料涂层涂覆着色：有机材料涂层 珐琅着色：珐琅着色： 5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（1）表面着
12、色工艺）表面着色工艺热处理着色热处理着色：带色氧化膜：带色氧化膜 传统着色工艺：传统着色工艺： 鎏金、鎏银、鎏金、鎏银、假锈、镀锡假锈、镀锡5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（2）表面肌理工艺）表面肌理工艺表面锻打表面锻打表面抛光表面抛光芝加哥千禧公园，云门芝加哥千禧公园，云门5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（2）表面肌理工艺）表面肌理工艺表面研磨拉丝表面研磨拉丝表面镶嵌表面镶嵌5.2.2 金属材料的表面处理技术金属材料的表面处理技术2.表面装饰技术表面装饰技术（2）表面肌理工艺）表面肌理工艺
13、表面刻蚀表面刻蚀5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（1）型钢）型钢5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（2）钢板）钢板钢带钢带覆层钢板覆层钢板镀锌板白铁皮镀锌板白铁皮建筑、家电、日用品建筑、家电、日用品5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（2）钢板）钢板镀锡钢板镀锡钢板无锡钢板无锡钢板镀铝钢板镀铝钢板5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（2）钢板）钢板有机涂层钢板有机涂层钢板（彩钢板）（
14、彩钢板）5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（2）钢板）钢板花纹钢板花纹钢板5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（2）钢板）钢板不锈钢板不锈钢板5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.1 常用钢材的品种及用途常用钢材的品种及用途（3）钢管）钢管（4）钢丝）钢丝5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.2 常用有色金属材料常用有色金属材料（1）常见铝合金品种）常见铝合金品种铝合金型材：铝合金型材：铝合金装饰板：铝合金装饰板：铝箔：铝箔：铝塑复合膜：包装用（奶粉、巧克力、化妆品等）铝塑复合膜：包装用（奶粉、巧克力、化妆品等）真空镀铝膜：聚丙烯、聚乙烯、纸等薄膜镀铝真空镀铝膜：聚丙烯、聚乙烯、纸等薄膜镀铝5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.2 常用有色金属材料常用有色金属材料（2）常见铜及铜合金）常见铜及铜合金黄铜黄铜青铜青铜5.3 常用的金属材料常用的金属材料5.3.2 常用有色金属材料常用有色金属材料（3）其它合金）其它合金钛和钛合金钛和钛合金镁及镁合金镁及镁合金锡及锡合金锡及锡合金o寻找金属材料在设计中的应用实例，并评价寻找金属材料在设计中的应用实例，并评价之。（从选材、成型工艺、表面处理技术方之。（从选材、成型工艺、表面处理技术方面评价）面评价）
