材料：认知、发现和应用第6章

1、第6章产品设计、制造与选材图6-1 设计-选材-制造示意图图6-2产品开发四阶段图6-3功能具体化的步骤表6-1 设计制造和质量控制的关系项目目标工程要求结构整体；结构形式；可生产性设计成本；可重复生产的低成本材料调节设计需要满足要求且容易制作；设计部门克服不断的制造问题秘密期望必须做到，即使制造时一团糟制造要求优选工艺/模具；优选工厂操作；确认 QC 计划项目调节当 QC 报告有问题时， 制造部门接受 QC 清楚地解释缺陷/超差而不带任何夸张；QC 期望检验试验件,加速问题解决秘密期望使之更简单就像我们知道如何做并总是完成一样质量控制要求完成 QC 计划；文件缺陷及修理经常出现问题的关键调节

2、设计发放之前确认可检验性；提供允许的缺陷判断准则； 负责重新设计要求，解决重复出现的缺陷秘密期望我们不会放走任何不完美的东西，废品压力使制造得到提高图6-4 工程设计和材料选择的关系表6-2 金属材料的工艺性能材料工艺钢铝铜镁镍耐热合金钛锌砂型铸造硬膜铸造压铸熔模铸造模锻挤压冷镦冲压切削粉末冶金注：-常规工艺；-有困难，需小心使用；空白-不推荐使用图6-5 金属材料的加工工艺路线图6-6 高分子材料的加工工艺路线图6-7 陶瓷的加工工艺路线图6-8 固体物质表面结构示意图污染层吸附层氧化层变形层基体材料外表面层内表面层分类特点类型工艺扩散处理改变表面化学成分和织，主要是引入 C、N、B 或Al

3、、Cr、 Si、 Cr、 V 等元素。高温扩散处理：钢的奥氏体状态下，渗层深，畸变大渗碳、碳氮共渗、渗硼低温扩散处理：钢的铁素体状态下，低于 600C氮化、氮碳共渗、氧化、离子注入表面涂层加入一层新的物质形成涂层，主要是耐磨、耐蚀和高温涂层。物理气相沉积蒸镀、离子镀、溅射、离子辅助镀层化学气相沉积陶瓷、渗铬、渗铝、渗硅电化学沉积（化学沉积）铬、镍、钴、铜、金、银喷涂火焰喷涂、电弧喷涂、等离子体喷涂、高速喷涂焊接和熔覆激光、离子、电子、微波、太阳能、脉冲电弧、脉冲燃烧、火花、摩擦和感应加热表面转变调整表面状态、力学或冶金性能，引入残余压应力、细化组织或非平衡组织。加热工艺感应加热硬化、火焰加热硬

4、化、激光重熔、电子束硬化机械工艺喷丸、喷砂、滚压表6-3 钢的表面处理分类改性工艺磨损类型粘着磨损磨料磨损疲劳磨损腐蚀磨损微动磨损冲击磨损堆焊/熔覆BACCCC喷涂BACBBC摩擦焊BBBBCB化学气相沉积ABBBBC物理气相沉积ACACAC表面合金化ABBBAB离子注入ACABAB电镀BCBCBC注：A多数工况下有效；B某些工况下有效；C特定工况有效表6-4 表面改性技术在磨损工况下的适应性图6-9 化学气相沉积产品改性工艺腐蚀介质水溶液酸/碱氧化/高温液态金属油漆ACDD环氧层/聚合物AADD电镀ABBC喷涂BBAA表面合金化BBCC摩擦焊BBBB爆炸复合BBBC化学气相沉积BAAAA多数

5、工况下有效；B某些工况下有效；C特定工况有效；D不适合表6-5 表面改性技术在腐蚀工况下的适应性图6-10 产品生命周期及循环成形技术基本材料光敏固化成型(Stereo Lithography Appearance, SLA)光敏树脂熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling, FDM)热塑性塑料、蜡或金属熔丝选择性激光烧结(Selective Laser Sintering, SLS)热塑性塑料、金属粉末分层实体制造(Laminated Object Manufacturing, LOM)纸、金属膜、塑料薄膜三维打印(3 Dimensional printing, 3D 打印)纸张、塑料、金属、复合材料等表6-6 快速成型技术