金属材料及加工工艺

1、金属材料及加工工艺 12工业设计 1224110114 张炎引言金属材料是产品设计中应用较多的一种材料。金属具有其它材料不具备的优点，如强度大，不易变形，易成型（压延，切削，铸造等），易表面处理（电镀，喷涂等）。可以加热加工（如锻打成型），也可以冷加工（如冲压成型）。金属材料的固有特性金属材料是金属及其合金的总祢。金属的特性是由金属结合键的性质所决定的。金属的特性表现在以下几个方面： 金属材料几乎都是具有晶格结构的固体，由金属键结合而成。 金属材料是电与热的良导体。 金属材料表面具有金属所特有印色彩与光泽 金属材料具有良好的展延性。 金属可以制成金属间化合物，可以与其他金属或氢、硼、碳、氮、

2、氧、磷与硫等非金属元素在熔融态下形成合金，以改善金属的性能。合金可根据添加元素的多少，分为二元合金、二元合金等。 除了贵金属之外，几乎所有金属曲化学性能都较为活泼，易于氧化而生锈。常用金属材料的特性 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。常用金属材料的特性 金属具有良好的延展性。因此，可将金属材料锻打、压延、冲压成各种所需要的形状。常用金属材料的特性 金属具有良好的表面光泽性。所以，可装饰产品表面。 常用金属材料的特性 金属宜采用各种电化学加工方法进行表面处理。所以，以获得特殊表面效果 。常用金属材料的特性 金属具有较高的强度和刚度，耐磨不易断裂。所以，经常在一些传

3、递大的力或承受较大强度的产品上得到应用。常用金属材料的特性 金属宜成形、不易变形。加工方法简单、成型容易，当产品加工成型后，在正常使用环境中其尺寸不变。保证了产品的精度。铸造将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件的工艺方法。铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其他工艺方法相比，铸造成型生产成本低，工艺灵活性大，适应性强，适合生产不同材料、形状和重量的铸件，并适合于批量生产。 常用的铸造材料有铸铁、铸钢、铸铝、铸铜等，通常根据不同的使用目的、使用寿命和成本等方面来选用铸件材料。塑性加工塑性加工是使金属在外力（通常是压力）作用下，产生塑性变形，获得所需形状，尺寸和组织，性能的

4、制品的一种基本的金属加工技术，以往常称压力加工。金属塑性加工的种类很多，根据加工时工件的受力和变形方式，基本的塑性加工方法有锻造，轧制，挤压，拉拔，拉深，弯曲，剪切等几类。切削加工用切削工具（包括刀具、磨具和磨料）把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑，使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。焊接焊接，也写作焊接或称熔接、镕接，是一种以加热方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。 依具体的焊接工艺，焊接可细分为气焊、电阻焊、电弧焊、感应焊接及激光焊接等其他特殊焊接。焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多

5、种环境下进行，如野外、水下和太空。粉末冶金粉末冶金是以金属粉末或金属化合物粉末为原料状和性能的材料或制品的工艺方法。其主要工序为：粉末原料的制取和准备。将粉末加工成所需形状的坯料。经混合、成形和烧结，获得所需形状。将坯料在低于主要组元熔点的温度下进行烧结，使之获得最终性能。常用的金属粉末有铁、铜、镍、钻、钨、钼、铬和钛等粉末；合金粉末有镍青铜合金、钛合金、高温合金、低合金钢和不锈钢等。金属材料的工艺特性 热处理通过加热和冷却的方法，改变金属内部或表面的绢织结构， 以获得预期性能的工艺方法。根据热处理时加热冷却规范的基本特点及其对组织性能的影响，金属热处理可分为普通热处理、表面热处理和特殊热处理

6、。金属材料的工艺特性 热处理1. 普通热处理普通热处理包括退火、正火、淬火和回火处理。2表面热处理表面热处理包括表面淬火和化学热处理：表面淬火是通过快速加热金属表面层至所要求的温度，然后进行淬火，以提高金属表面的硬度和耐磨性。化学热处理是将金属工件置于一定活性介质中加热保温，使介质元素渗入工件表 面，改变其表面的化学成分和组织结构，使表面达到预期要求的性能。常用的化学热处理 包括渗碳、渗氮和氨碳共渗(又称氰化)。3特殊热处理特殊热处理是利用一些特殊工艺方法进行热处理，通常有形变热处理、磁场热处理等。金属材料的工艺特性 表面处理技术金属材料表面处 理及装饰的功效一方面是保护作用，另一方面是装饰作

7、用。金属材料的工艺特性 表面处理技术1金属材料的表面前处理在对金属材料或制品进行表面处理之前，应有前处理或预处理工序， 以使金属材料或制品的表面达到可以进行表面处理的状态。金属制品表面的前处理工艺和方法很多，其中主要包括有金属表面的机械处理、化学处理和电化学处理等。机械处理：通过切削、研磨、喷砂等加工清理制品表面的锈蚀及氧化皮等，将表面加工成平滑或具有凹凸模样；化学处理：主要是清理制品表面的油污、锈蚀及氧化皮等；电化学处理：主要用以强化化学除油和浸蚀的过程，有时也可用于弱浸蚀时活化金属制品的表面状态。金属材料的工艺特性 表面处理技术2金属材料的表面装饰技术金属材料表面装饰技术是保护和美化产品外观的手段，主要分为表面着色工艺和肌理工艺。(1)金