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1、Metal Material,Materlal and Technology of Design,设计 张力楠,LOGO,Contents,金属材料的分类和性能,LOGO,金属材料的分类和性能,一、金属材料的分类,轻有色金属,1、有色金属,重有色金属,贵有色金属,稀有金属,半金属,铁,2、黑色金属,3、特殊金属,钢,LOGO,1、机械性能,一、金属材料的性能,2、加工性能,强度 塑性 硬度 冲击韧性 疲劳强度 弹性变形,铸造性锻造性 焊接性 切削加工性,LOGO,设计中常用的金属,1、灰口铸铁,2、白口铸铁,4、球墨铸铁,5、蠕墨铸铁,3、可锻铸铁,LOGO,一、金属成型工艺,1、铸造成型,湿
2、砂型和干啥型 化学硬化型熔模铸造壳型铸造实型铸造 陶瓷型铸造 金属型铸造压力铸造连续铸造低压铸造离心铸造,普通砂型铸造,特种铸造,LOGO,塑性成型工艺种类,二、塑性成型,1、轧制 2、自由锻 3、模锻 4、挤压 5、冲压和冲裁 6、拉拔,金属的加工和处理工艺,LOGO,1、金属切削加工工艺,1、剪切工艺 2、有屑切削 （1）车削 （2）铣削 （3）镗和刨 （4）磨削和拉削 （5）钻和据,3、其他加工,（1）放电加工（2）喷砂磨损加工 （3）高压水加工（4）热加工 （5）氧炔焰切割和等离子切割,LOGO,2、金属连接加工工艺,1、熔焊 （1）气焊 （2）电弧焊 （3）埋弧焊和电渣焊 （ （4）
3、钨极氩弧焊 （5）电阻焊（ （6）高频焊（ （7）闪光焊（ （8）超声波焊（ （9）爆炸焊 2、压焊 3、钎焊,LOGO,金属材料的表面处理工艺,一、金属材料的表面改性处理,（一）金属材料的热处理,1、整体热处理,2、表面热处理,3、化学热处理,1、喷丸强化,2、等离子括渗处理,3、激光表面处理,4、电子束表面处理,（二）其他改性方法,LOGO,5、高密度太阳能表面处理,6、离子注入表面改性,二、金属材料的表面装饰技术,（一）表面着色工艺,1、化学着色,2、阳极氧化着色,3、电解着色,4、镀覆着色,5、涂覆着色,6、珐琅着色,7、热处理着色,8、传统着色,LOGO,（二）金属表面肌理工艺,1、
4、表面锻打,3、表面蚀刻,2、表面镶嵌,4、表面切削和研磨抛光加工,5、表面拉丝,奔驰汽车,LOGO,精美、可靠、耐用,是奔驰汽车标榜的宗旨,是奔驰汽车标榜的宗旨,是奔驰汽车标榜的宗旨,LOGO,其外观设计基于上一代S 级车型。在造型方面奔驰新S依然保持着德国人的严谨作风，没有张扬的外表只是简单分明的棱线，虽然低调但却尽显高贵。相比夸张浮躁外形，这种自然的设计风格反而更加经得起细细品味，外形风格趋向于年轻化.,奔驰新S级轿车,LOGO,内部设计利用了冲压冲裁等进行型腔,LOGO,内部：上乘材料和精密工艺 在精心制作的过程中，装饰件的弧形立体设计以及轮廓分明的折射边缘主要依靠手工打造。而特殊的涂层
5、工艺为木质装饰件提供了鲜明面漆，从而令木材装饰件达到最佳效果。在中央木质装饰件的中部，嵌入了金属喷镀表面，从而创造了清晰的“镶嵌”效果。另外，具有典雅表盘的方形模拟时钟采用镀铬边框，如同贵重的珠宝，为高科技装备增添了悦目的亮点。 在木质装饰件的下边缘，端庄的镀铬装饰件达到了造型和工艺的高标准。在这些镀铬装饰件下面，还可以选装精心设计的、全面的、向下照明的环境照明带，这可以为全新S级轿车营造出独特的内部照明环境。,LOGO,在发生侧面碰撞时，对乘客舱能起到稳固作用的主要部件包括：坚固的侧裙板、B柱、车身底部的四条横梁以及仪表板下部的坚固钢部件。,超高强度的钢质侧面结构,门槛和B柱均采用了超高强度
6、的合金钢，在抗拉强 方面远远优于其它材质。借助安装在车门内的高强度抗 钢材，新一代S级轿车在侧面碰撞时也能得到强化保护。,LOGO,具有高度抗撞击特性的先进车身设计 除了固定发动机、前桥和转向系统外，前部模块组合及框架式整体支持链接了前纵梁与车轮罩上的第二纵梁平面。当前端发生碰撞时，这种设计可以使车身通过两条途径转移冲击力与负荷，为S级轿车实现顶级乘员防护水平提供了重要保证。与此类似，坚固的多层侧裙板也能够吸收大量冲击力，并将冲击能量转移到车厢之外。,LOGO,坚固的乘客舱：有效防止变形新一代S级轿车的乘客舱具有很强的抗变形能力。无论遭受正面撞击、追尾、侧面撞击、还是翻车，车身都能有效防止变形
7、。因此即使在极强的撞击下，新一代S级轿车都能为乘客提供最安全的生存空间。与安装的附加支撑构件一样，高强度钢与加厚面板的使用在防止车厢变形方面也起到了非常重要意义。 复杂而精心设计的车身底部架构为乘员安全奠定了坚实的基础。八根纵梁、四根横梁与三段式通道加固结构确保车厢在撞击时安然无恙，同时将撞击力分散至大面积区域。,LOGO,精心设计的尾部变形区令乘客舱后部在受到巨大撞击后依然能够得到有效保护。 除了尾部螺栓固定的铝制横梁结构和的钢质防撞箱之外，变形区还包括行李箱底板区域的两根坚固的横梁和侧梁。,与发生正面碰撞和侧面碰撞时一样，全新S级轿车在尾部碰撞方面也达到了最严格的安全要求。,在碰撞发生时，
8、后桥悬挂副车架可形成一个吸能平面。而燃油箱则被放置于后桥前方的受保护区域。基于一系列世界领先的安全防护措,LOGO,奔驰汽车主要的加工流程,1.铸造 铸造是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量10左右，如气缸体、变速器箱体、转向器壳体、后桥壳体、制动鼓、各种支架等。制造铸铁件通常采用砂型。砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模(芯盒)。有了木模，就可以翻制空腔砂型(铸造也称为“翻砂”)。砂型制
9、成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。浇注时，铁水温度在12501350度，熔炼时温度更高。,LOGO,2锻造 在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。锻造分为自由锻造和模型锻造。自由锻造是将金属坯料放在铁砧上承受冲击或压力而成形的加工方法(坊间称“打铁”)。汽车的齿轮和轴等的毛坯就是用自由锻造的方法加工。模型锻造是将金属坯料放在锻模的模膛内，承受冲击或压力而成形的加工方法。与自由锻相比，模锻所制造的工件形状更复杂，尺寸更精确。汽车的模锻件的典型例子是：发动机连杆和曲轴、汽车前轴、转向节等。,LOGO,3冷冲压 冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法
10、。日常生活用品，女口铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成。采用冷冲压加工的汽车零件有：发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。为了制造冷冲压零件，必须制备冲模。冲模通常分为2块，其中一块安装在压床上方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。生产时，坯料放在2块冲模之间，当上下模合拢时，冲压工序就完成了。冲压加工的生产率很高，并可制造形状复杂而且精度较高的零件.,LOGO,4、焊接 焊接是将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。在汽车车身制造中应用最广的是点焊。点焊适于焊接薄钢板，操
11、作时，2个电极向2块钢板加压力使之贴合并同时使贴合点(直径为56甽的圆形)通电流加热熔化从而牢固接合。2块车身零件焊接时，其边缘每隔50100甽焊接一个点，使2零件形成不连续的多点连接。焊好整个轿车车身，通常需要上千个焊点。焊点的强度要求很高，每个焊点可承受5kN的拉力，甚至将钢板撕裂，仍不能将焊点部位分离。,LOGO,5金属切削加工 金属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法-，钳工是工人用手工工具进行切削的加工方法，操作灵活方便，在装配和修理中广泛应用。机械加工是借助于机床来完成切削的，包括：车、刨、铣
12、、钻和磨等方法。,LOGO,1)车削：车削是在车床上用车刀加工工件的工艺过程。如内、外圆柱或圆锥面，还可以车削端面。车床适于切削各种旋转表面， 2)刨削：刨削是在刨床用刨刀加工工件的工艺过程。刨床适于加工水平面、垂直面、斜面和沟槽等。汽车上的气缸体和气缸盖韵乎面、变速器箱体和盖的配合平面等都是用刨床加工的。 3)铣削：铣削是在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程。铣床可以加工斜面、沟槽，甚至可加工齿轮和曲面等旧铣削广泛地应用于加工各种汽车零件。汽车车身冷冲压的模具都是用铣削加工的。,LOGO,4)钻削及镗削：钻削和镗削是加工孔的主要切削方法。5)磨削：磨削是在磨床上用砂轮加工工件的工艺过程。磨削是一
13、种精加工方法，可以获得高精度和粗糙度的工件，而且可以磨削硬度很高的工件。一些经过热处理后的汽车零件，均用磨床进行精加工。6)热处理 :热处理是将固态的钢重新加热、保温或冷却而改变其组织结构，以满足零件的使用要求或工艺要求的方法。加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢，可使钢产生不同的组织变化。铁匠将加热的钢件浸入水中快速冷却(行家称为淬火)，可提高钢件的硬度，这是热处理的实例。热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。,LOGO,7装配 装配是按一定的要求，用联接零件(螺栓、螺母、销或卡扣等)把各种零件相互联接和组合成部件，再把各种部件相互联接和组合成整车。无论是把零件组合成部件，或是把
14、部件组合成整车，都必须满足设计图纸规定的相互配合关系，以使部件或整车达到预定的性能。例如，将变速器装配到离合器壳上时，必须使变速器输入轴的中心线与发动机曲轴的中心线对准。,LOGO,8、汽车试验 由于汽车的使用条件复杂，汽车工业所涉及的技术领域极为广泛，致使许多理论问题研究得还不够充分，因此汽车工业特别重视试验研究。汽车的设计、制造过程始终离不开试验，无论是设计思想和理论计算、初步设计、技术设计、汽车定型还是在生产过程，都要进行大量的试验。最后，在客户购买了汽车并使用的过程中，车辆交通管理部门还要定期对车况进行测试，以确保行车安全。 除了某些研究性试验外，汽车产品试验均应遵循一定的标准和规范、
15、对试验条件、试验方法、测试仪器及其精度、结果评价等进行限定，以确保试验结果的再现性和可对比性。,LOGO,轿车表面漆膜的特殊护理程序 轿车有时需要进行特殊护量，如抛光、深划痕治理、开蜡等。轿车表漆膜的特殊护理程序如下：(1）抛光。轿车在使用了一段时间后，由于自然因素和人为的护理不当，漆膜表面会产生氧化和轻微的失光现象。另外，在抛光时千万应注意：不要在新车上打沙蜡并做旋转式的抛光涂蜡，那样做不是美容而是毁容。（2）深度划痕治理。目前，汽车美容店的油漆划痕的治理上有很多解决方法，如：漆笔修复法，就是用相近的颜色的漆笔涂在划伤处，这种方法处理快，但过于简单，工艺不规范，喷漆法，是将汽车修理厂那种传统
16、的补漆方法用于深划痕的修复上。此外还有结合电脑调漆并采用较新工艺方法的修补技术。,VERTU手机,LOGO,VERTU首席设计师弗兰克 诺沃（Frank Nuovo）是Vertu的灵魂人物，他表示：“当我开始设计第一个VERTU系列时，我的目标是制造世界上最为精致的手机，而且既要保证它的真实感又要将高科技与精细技艺融于一体。经典的飞机、美仑美奂的跑车和高贵精密的手表都成为我汲取灵感的永恒范例。随着VERTU的发展壮大，每一个新系列都是对VERTU品牌现有设计的完善并强化了其完美无暇的风格和不同寻常的设计品质。”,LOGO,弗兰克 诺沃（Frank Nuovo）,LOGO,VERTU手机简约的外
17、型让人眼前一亮，但是千万不要小瞧天价VERTU的材质，黄金、高级钻石以及法拉利跑车的材料让它在同业的手机中独占鳌头。 工艺上采用了日本漆器莳绘的工法，再加上材料使用18K黄金和18K白金，这不仅仅是一般手机能够与之匹敌的了。,LOGO,仅仅是Vertu Ascent的键盘，便由超过150个不同部件制成。每个按键均经过繁复工序，在高温下将不锈钢混合物和压力共同注入较大的模具，待到冷却后，每个按键的体积便会缩小14%，就形成了斜角键盘。然后，每个按键均会镶嵌在两个宝石轴承上，以便提升设计动感，同时增加触控稳定度与精确度，并为使用者带来独特的手感及体验。,采用国外先进技术金属粉末注射成型MIM及高级BASF不锈料制造，通过电镀、氧化、抛光等工 艺表面处理后，使手机外金属感高雅、美观大方，论在质感还是在视觉都有超凡脱俗的效果秉承了VERTU“高品质、独一无二”的理念。,LOGO,手机制作流程,装配经验丰富，工艺精度足以媲美瑞士手表制造的工匠也是VERTU的至宝，因此在这里的生产线一如其它手表或首饰生产线那样干净整洁。,LOGO,手绘是设计的基础,LOGO,LOGO,Thank You !,