第五章 第一節(jié) 金屬材料及其工藝表現(xiàn)

1、第五章第五章 展示材料與工藝技術(shù)展示材料與工藝技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料及其工藝表現(xiàn)金屬材料及其工藝表現(xiàn)第二節(jié)第二節(jié) 木材及其工藝表現(xiàn)木材及其工藝表現(xiàn)第三節(jié)第三節(jié) 塑料及其工藝表現(xiàn)塑料及其工藝表現(xiàn)第四節(jié)第四節(jié) 玻璃及其工藝表現(xiàn)玻璃及其工藝表現(xiàn)第五節(jié)第五節(jié) 纖維材料及其工藝表現(xiàn)纖維材料及其工藝表現(xiàn)補(bǔ)充補(bǔ)充 其它材料及其工藝表現(xiàn)其它材料及其工藝表現(xiàn)第一節(jié)第一節(jié) 金屬材料及其工藝表現(xiàn)金屬材料及其工藝表現(xiàn)一、金屬材料的固有屬性一、金屬材料的固有屬性二、加工工藝特征二、加工工藝特征三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料一、金屬材料的固有屬性一、金屬材料的固有屬性 在鋼、鐵和合金為代表的現(xiàn)代

2、工業(yè)社會，金屬材料以其優(yōu)良的力學(xué)性能、加工性能和獨(dú)特的表面特性，成為現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的一大主流材質(zhì)。一、金屬材料的固有屬性一、金屬材料的固有屬性 金屬材料是金屬及其合金的總稱，金屬的特性表現(xiàn)在以下幾個方面：金屬材料幾乎都是具有晶格結(jié)構(gòu)的固體。金屬材料是電與熱的良導(dǎo)體。金屬材料表面具有金屬所特有的色彩與光澤金屬材料具有良好的展延性。金屬可以制成金屬間化合物，可以與其他金屬或氫、硼、碳、氮、氧、磷、硫等非金屬元素在熔融態(tài)下形成合金，以改善金屬的性能。除了貴金屬之外，幾乎所有金屬的化學(xué)性能部較為活潑，易于氧化而生銹，產(chǎn)生腐蝕差二、加工工藝特性二、加工工藝特性 金屬是現(xiàn)代工業(yè)的支柱，金屬材料的工藝性能優(yōu)

3、良，金屬材料能夠依照設(shè)計者的構(gòu)思實現(xiàn)產(chǎn)品的多種造型，廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計中。因此了解金屬材料的工藝特性是設(shè)計師快速并可靠地實現(xiàn)設(shè)計構(gòu)思的一個重要途徑。二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工 金屬材料的塑性加工又稱為金屬材料的壓力，在外力作用下金屬材料發(fā)生塑性變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件的加工方法。 這種加工工藝方法最大的特點是在成型的同時能夠改善材料的組織結(jié)構(gòu)和性能，最終成型產(chǎn)品可直接制取，便于加工、無切削，且金屬損耗少。 金屬材料的塑性加工一般可以分為鍛造、軋制、擠壓、拔制、沖壓等加工方法。二、加工工藝特性二、加工工藝特

4、性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工1 1、鍛造、鍛造 鍛造是利用手錘、鍛錘或壓力設(shè)備上的模具對加熱的金屬配料進(jìn)行施加壓力，使金屬在壓力的條件下塑性變形，以獲得形狀、尺寸和性能符合要求的零件。 通常鍛造是在金屬熱態(tài)下進(jìn)行的，因此鍛造也稱為熱鍛。 金屬按照成型是否使用模具通?？梢苑譃樽杂慑懞湍ｅ憙煞N方式，按照加工方法可分為手工鍛造和機(jī)械鍛造。二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工1 1、軋制、軋制 軋制是利用兩個旋轉(zhuǎn)壓輥的壓力使金屬配料通過一個特定的空間產(chǎn)生塑性變形，以獲得所要求的形狀并同時改變其組織性能。

5、通過軋制可將鋼坯加工成不同截面形狀的原材料，如圓鋼、方鋼、角鋼、T字鋼、工字鋼、槽鋼、z字鋼、鋼軌等。按軋制方式分為橫軋、縱軋和斜軋，按軋制溫度分為熱軋和冷軋。二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工1 1、軋制、軋制熱軋 將材料加熱到再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行軋制，熱軋變形抗力小，變形量大，生產(chǎn)效率高，適合軋制較大斷面尺寸，塑性較差或變形量較大的材料。冷軋 在室溫下對材料進(jìn)行軋制。與熱軋相比，冷軋產(chǎn)品尺寸精確，表面光潔，機(jī)械強(qiáng)度高。冷軋變形抗力大，變形量小，適于軋制塑性好尺寸小的線材，薄板材等。二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性熱

6、軋冷軋二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工2 2、擠壓、擠壓 將金屬放入擠壓筒內(nèi)，用強(qiáng)大的壓力使配料從?？字袛D出，從而獲得符合?？捉孛娴呐髁匣蛄慵募庸し椒?。 適合于擠壓加工的材料主要有低碳鋼、有色金屬及其合金。通過擠壓可以得到多種截面形狀的型材或零件。 常用的擠壓方法有：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓。二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性擠壓成型二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工3 3、拔制、拔制 拔制是使用拉力使大截面的金屬配料強(qiáng)行過一定形狀的?？祝垣@得所需斷面形狀和

7、尺寸的小截面毛坯或零件的加工工藝過程。 拉拔生產(chǎn)主要用來制造各種細(xì)線材、薄壁管及各種特殊幾何形態(tài)的型材。 拔制產(chǎn)品尺寸精確，表面光潔并具有一定機(jī)械性能。二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性（一）金屬材料的塑性加工（一）金屬材料的塑性加工4 4、沖壓、沖壓 沖壓又稱板料沖壓，是配料在壓力作用下利用模具使金屬板料分離或生產(chǎn)塑性變形，以獲得所需工件的工藝方法。 按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓，前者適合變形抗力高，塑性較差的板材加工，后者則在室溫下進(jìn)行，是薄板常用的沖壓方法。 沖壓加工生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品尺寸均勻致，表面光潔，可實現(xiàn)機(jī)械化、自動化，適合大批量生產(chǎn)，成本低，廣泛

8、應(yīng)用于航空、汽車、儀器儀表、電器等工業(yè)部門和生活日用品的生產(chǎn)。二、加工工藝特性二、加工工藝特性汽車沖壓配件二、加工工藝特性二、加工工藝特性汽車生產(chǎn)中的沖壓工藝二、加工工藝特性二、加工工藝特性汽車生產(chǎn)中的沖壓工藝二、加工工藝特性二、加工工藝特性（二）金屬切削工藝（二）金屬切削工藝 金屬切削工藝又稱為冷加工，利用切削刀具在切削機(jī)床上將金屬工件的多余加工量切去，以達(dá)到規(guī)定的形狀、尺寸和表面質(zhì)量的加工工藝。 按加工方式分為車削、銑削、刨削、磨削、鉆削、鏜削及鉗工等，是最常見的金屬加工方法。二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二、加工工藝特性二

9、、加工工藝特性（三）焊接工藝（三）焊接工藝 焊接加工是充分利用金屬材料在高溫下易熔化的特性，使金屬發(fā)生相互連接的一種工藝，是金屬加工的輔助手段。 常用焊接的方法有熔焊（氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子焊、電子束焊、激光焊）、壓焊（電阻焊、摩擦焊、冷壓焊、爆炸焊、超聲波焊、擴(kuò)散焊）、釬焊（軟釬焊、硬釬焊）。 金屬焊接的性能是指金屬能否適應(yīng)焊接加工而形成完整的具有一定實用功能的焊接接頭的特性。二、加工工藝特性二、加工工藝特性（四）金屬表現(xiàn)處理技術(shù)（四）金屬表現(xiàn)處理技術(shù) 金屬材料的表面通常會因為受到外在條件的影響而產(chǎn)生不同的肌理效果。如大氣中水分、光照、鹽霧霉菌以及其他具有腐蝕性的介質(zhì)的浸蝕作用，會引起

10、金屬材料表面的失去光澤、變色、裂開等，從而遭到破壞。金屬材料的表面處理技術(shù)一方面可以起到保護(hù)作用，另方面可以起到裝飾作用。二、加工工藝特性二、加工工藝特性（四）金屬表現(xiàn)處理技術(shù)（四）金屬表現(xiàn)處理技術(shù)1 1、金屬材料的表面前處理技術(shù)、金屬材料的表面前處理技術(shù) 在對金屬材料或制品進(jìn)行表面處理之前，應(yīng)有前處理或預(yù)處理工序，以使金屬材料或制品的表面達(dá)到可以進(jìn)行表面處理的狀態(tài)。金屬制品表面的前處理工藝和方法很多，其中主要包括有金屬表面的機(jī)械處理、化學(xué)處理和電化學(xué)處理等。2 2、金屬材料的表面裝飾技術(shù)、金屬材料的表面裝飾技術(shù) 對金屬材料表面的加工和處理技術(shù)主要是為了保護(hù)和美化材料的外觀，主要可以分為表面著

11、色工藝和表面肌理工藝。二、加工工藝特性二、加工工藝特性化學(xué)著色陽極氧化染色鍍覆著色琺瑯著色二、加工工藝特性二、加工工藝特性表面拋光表面蝕刻二、加工工藝特性二、加工工藝特性（五）金屬材料的成型加工（五）金屬材料的成型加工鑄造鑄造 鑄造是將熔融態(tài)金屬澆入鑄型后，冷卻凝固成為具有一定形狀鑄件的工藝方法?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，鑄造是生產(chǎn)金屬零件毛坯的主要工藝方法之一，與其他工藝方法相比，鑄造成型生產(chǎn)成本低，工藝靈活性大，適應(yīng)性強(qiáng)，適合生產(chǎn)不同材料、形狀和重量的鑄件，并適合于批量生產(chǎn)。但它的缺點是公差較大，容易產(chǎn)生內(nèi)部缺陷。二、加工工藝特性二、加工工藝特性錫青銅二、加工工藝特性二、加工工藝特性永樂大鐘永樂大鐘

12、 （中國傳統(tǒng)鑄造方法之一）二、加工工藝特性二、加工工藝特性補(bǔ)充：壓力鑄造補(bǔ)充：壓力鑄造 簡稱壓鑄。在壓鑄機(jī)上，用壓射活塞以較高的壓力和速度將壓室內(nèi)的金屬液壓射到模腔中，并在壓力作用下使金屬液迅速凝固成鑄件的鑄造方法。屬于精密鑄造方法。鑄件尺寸精確，表面光潔，組織致密，生產(chǎn)效率高。適合生產(chǎn)小型、薄壁的復(fù)雜鑄件，并能使鑄件表面獲得清晰的花紋、圖案及文字等。主要用于鋅、鋁、鎂、銅及其合金等鑄件的生產(chǎn)。二、加工工藝特性二、加工工藝特性壓力鑄造 汽車配件三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料金屬材料種類繁多，按照不同的要求又有許多分類方法：按金屬材料構(gòu)成元素分為黑色金屬材料和有色金屬材料。

13、 黑色金屬材料包括鐵和以鐵為基體的合金。如純鐵、碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鐵合金等，簡稱鋼鐵材料。 有色金屬包括鐵以外的金屬及其合金。如金、銀、鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金等。按金屬材料主要性能和用途分為金屬結(jié)構(gòu)材料和金屬功能材料。按金屬材料加工工藝分為鑄造金屬材料、變形金屬材料和粉末冶金材料。按金屬材料密度分為輕金屬(密度4.5gcm3。)。三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料（一）鐵材料（一）鐵材料 其熔點低，具有良好的性能、切削性及耐磨性和減震性，生產(chǎn)工藝簡單，成本低，可用于制造各種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的形狀的零件。 其在展示設(shè)計中常用的有板材、型材、管材、線材。三、展示設(shè)計中常

14、用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料板材三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料型材管材三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料（二）不銹鋼材料（二）不銹鋼材料 不銹鋼的主要特點是不生銹、韌性大、強(qiáng)度大，但相對價格高。 展示用不銹鋼主要有板材和管材，不銹鋼板材主要有白板、鈦金版、拉絲板、鏡面板、啞光板等，規(guī)格多種多樣；不銹鋼線材主要有圓管、方管等。一般都用作裝飾，價格較高。三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料三、展示設(shè)計中常用金屬材料（三）鋁材（三）鋁材 鋁及鋁合金是工業(yè)用量最大的有色金屬。 鋁在價格上比鋼便宜，具有質(zhì)輕的特點。在展示設(shè)計中很少用鋁合金板材，因為其強(qiáng)度低，且容易氧化變黑。 鋁合金型材的生產(chǎn)方法可分為擠壓和軋制造兩種，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐蝕、耐磨等特點，經(jīng)過氧化著色處理可以得到各種艷麗色澤、裝飾效果好的配件、幕墻、貨柜、展覽柜、門