各种材料及其加工工艺详解
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各种加工的工艺
各种加工的工艺包括:
1. 切割:利用切割机械、切割工具等将材料切割成所需形状和尺寸。
2. 铣削:利用铣床等铣削机械,通过旋转刀具对材料进行切削加工,得到平面、曲面等形状。
3. 钻孔:利用钻床、钻具将材料加工成圆孔或其他形状孔。
4. 磨削:利用磨床等磨削机械,通过磨料对材料表面进行磨削,得到平滑、精细的表面。
5. 冲压:利用冲床等冲压设备,通过模具对材料进行冲孔、冲压、压切等加工。
6. 折弯:利用折弯机械,通过向材料加力使其发生塑性变形,得到所需的折弯形状。
7. 焊接:利用焊接设备、焊接材料对材料进行焊接,使其连接成一个整体。
8. 铸造:将熔化的金属或其他材料倒入模具中,待冷却凝固后获得所需形状的工件。
9. 锻造:利用锻造设备,通过施加压力加工材料,使其发生塑性变形,得到所需形状的工件。
10. 拉伸:利用拉伸设备,通过施加拉力使材料发生塑性变形,得到所需的形状和尺寸。
11. 电火花加工:利用电火花机床将电火花放电在工件上,通过放电产生的高温熔融、腐蚀等作用来加工工件。
12. 激光加工:利用激光设备,通过激光束对材料进行熔化、蒸发、切割、焊接等加工。
13. 快速成型:使用3D打印等技术,将CAD模型数据直接转化为实体产品。
液态金属的性质和流动特征?(1)液态金属的性质①粘度液态金属是有粘性的流体。
流体在层流流动状态下,流体中的所有液层按平行方向运动。
在层界面上的质点相对另一层界面上的质点作相对运动时,会产生摩擦阻力。
当相距1cm的两个平行液层间产生1cm/s的相对速度时,在界面1cm2面积上产生的摩擦力,称为粘滞系数或粘度。
粘度的倒数叫流体的流动性。
粘度的物理本质是原子间作相对运动时产生的阻力。
液态金属的粘度在温度不太高时,随温度的升高粘度下降。
难熔化合物的粘度较高,而低熔点的共晶成分合金的粘度低。
液态金属中呈固态的非金属加杂物使液态金属的粘度增加,如钢中的硫化锰、氧化铝、氧化硅等。
在材料加工过程中,为了精炼去除非金属夹杂物和气泡,金属液需要加热到较高的过热度,以降低粘度,加快夹杂物和气泡的上浮速度。
另一方面,在用直接气泡吹入法制被金属多孔材料时,为防止气泡上浮脱离,需向液态金属中加入大量的氧化物等颗粒状增稠剂,提高金属液的粘度,防止气泡逸出,才能成功制取气泡均匀分布的多孔材料。
②表面张力表面和界面张力是液态金属的第二重要性质。
表面张力:在液体表面内产生的平行于液体表面、且各向均等的张力,称之为表面张力。
表面张力是气/液界面现象,它的大小与液相和气相的性质有关。
液态内部的分子或原子处于力的平衡状态,而表面层上的分子或原子受力不均匀,结果产生指向液体内部的合力,这就是表面张力产生的根源。
表面张力是质点(分子、原子等)间作用力不平衡引起的。
原子间结合力大的物质,其熔点、沸点高,则表面张力大。
大多数金属和合金,如Al、Mg、Zn等,其表面张力随温度的升高而降低,这是因为温度的升高使液体质点间的结合力减弱所致。
溶质元素对液态金属的表面张力的影响分为两大类:使表面张力降低的溶质元素叫表面活性元素,“活性”之义为表面浓度大于内部浓度,如钢液和铸铁液中的S 即为表面活性元素,也称正吸附元素。
提高表面张力的元素叫非表面活性元素,其表面的含量少于内部的含量,称负吸附元素。
金属材料的性能和加工工艺金属材料是广泛应用于制造行业的一类材料,其性能和加工工艺的研究和掌握对于制造业的发展至关重要。
本文将从金属材料的性能和加工工艺两个方面入手,探讨其相关问题。
一、金属材料的性能金属材料的性能包括热力学性能、物理性能和化学性能等方面。
其中,热力学性能指的是金属材料在热力学条件下的性质,如热膨胀系数、熔点、凝固温度等;物理性能则指的是金属材料在物理条件下的性质,如弹性模量、导电性、磁性等;化学性能则指的是金属材料在化学条件下的性质,如耐腐蚀性、氧化性等。
这些性能决定了金属材料的使用范围和作用效果。
以铝材料为例,其热力学性能表现为优良的导热性和热膨胀性,因此广泛应用于建筑和汽车制造行业;其物理性能表现为轻质、坚固、易加工,因此也被广泛应用于航空航天和电子行业;其化学性能表现为耐腐蚀性强,可以在海水和酸雾等腐蚀环境中长期使用。
二、金属材料的加工工艺金属材料的加工工艺包括铸造、锻造、轧制、拉拔、冲压、深孔加工等多种方式。
每一种加工工艺都有其特定的应用范围和加工效果。
铸造是一种常见的金属成型工艺,适用于生产各种大型、复杂形状的铸件,如汽车发动机缸体、船舶螺旋桨等。
锻造则是利用材料的塑性变形来制造各种金属件,其优点在于可以提高材料的强度和耐用性。
轧制和拉拔是常用的金属板材和线材成型工艺,可以生产各种规格的金属板、管、线和条等产品。
冲压则是应用于生产大批量的金属件的一种高效率工艺,如汽车身板、家具金属部件等。
对于不同的金属材料和加工对象,选择合适的加工工艺可以最大限度地保持材料性能和提高产品质量。
三、金属材料的加工应用金属材料的加工应用广泛,包括建筑、制造业、医疗、电子、航空航天等多个领域。
其中,建筑和制造业是金属材料的主要应用领域,例如在建筑中,常用的铝型材、不锈钢材料、钢材等可以用于窗户、门、墙板、屋顶、栏杆等部件制造中,这些部件具有耐风、耐水、耐火和耐腐蚀等特性。
在制造业中,金属材料被用于生产汽车、机械、船舶、航空器、卫星等多种产品,其中不锈钢、铝合金、钢等材料都有其主要应用场景。
各种材料热处理退火加工工艺说到热处理退火,大家可能都会有点懵。
别着急,今天咱们就来聊聊这个话题。
热处理退火并不是什么高深莫测的东西,反正咱们就把它当做是给材料做个“按摩”——松一松,缓一缓,放松一下。
就是为了让它变得更好用,强度更合适,不容易开裂,甚至能提高它的耐腐蚀性。
你看,像人一样,整天紧绷着,啥事儿都做不好。
退火就像给它做个放松操,轻轻松松,整个人(或者说是材料)都不一样了。
好啦,首先得讲讲退火是什么。
退火其实就是把材料加热到一定的温度,保持一段时间,然后慢慢冷却下来。
听着简单吧,但实际操作起来可不那么容易哦。
因为每种材料的性质都不一样,它们需要的温度和时间也大不相同。
就像做菜,烤鸡翅和煮蛋肯定不能放在同一温度下,得根据材料的不同来决定“火候”。
有些材料加热过头就容易变脆,时间短了又可能不够软化。
所以,热处理退火是个大讲究,得细心。
咱们就从钢铁这块儿说起。
钢铁在制造过程中经常会因为成型、焊接等原因产生内应力。
你想啊,钢铁这么坚硬的家伙,里面要是积攒了不少压力,迟早得爆发。
就像你把气球吹得越来越大,最后能不能顶得住你还不一定。
退火的作用,就是让这些内应力得到释放,钢铁能变得更均匀、更平衡,降低脆性,增加延展性。
这样,后续加工起来也不会像个“易碎品”,不容易坏。
想象一下,你买了个精致的陶瓷杯,拿在手里轻轻一摔,啪!碎了。
但如果它是退火过的材料,可能就不会这么脆弱了。
那铝合金呢?铝合金退火也有它的特殊需求。
铝合金本身比钢铁轻,但强度也相对较低。
如果没有做过退火处理,它可能会因为硬度过高导致脆裂。
而退火之后,铝合金的晶体结构得到改善,强度和韧性都能得到更好的平衡,使用起来更加可靠。
尤其是在航空、汽车这些高要求的领域,铝合金的退火可谓是至关重要。
咱们随便一提,汽车的车身、大飞机的机身,很多部件其实都用的铝合金。
要是铝合金在制造时没经过退火,设计再巧妙,效果也可能差强人意,最后影响的是整个结构的安全性。
材料选用及加工工艺流程材料选用是制定加工工艺流程的重要一环。
正确选择合适的材料可以确保产品的性能和质量。
以下是关于材料选用及加工工艺流程的详细介绍:一、材料选用1.根据产品的使用环境和要求选择合适的材料。
例如,如果产品需要在高温环境下工作,那么应选择能够耐高温的材料,如镍基合金等;如果产品需要有较高的强度和硬度,可以选择使用钢材等。
2.考虑材料的成本因素。
在选择材料时,除了考虑产品的性能和质量要求外,还需要综合考虑成本因素。
一般来说,成本较低的材料更受到制造商的青睐。
3.考虑加工性能。
材料的加工性能将直接影响到产品的制造过程和成本。
因此,在选择材料时,需要考虑其可加工性,包括切削性能、成形性能、焊接性能等。
1.设计产品结构和尺寸。
在制定加工工艺流程之前,需要根据产品的功能和性能要求设计产品的结构和尺寸。
这将为后续的加工提供基础。
2.原料准备。
在加工工艺流程开始前,需要对所选材料进行原料准备。
这包括原材料的切割、锻造、热处理等过程。
3.加工工艺选择。
根据产品的特点和要求,选择合适的加工工艺。
常见的加工工艺包括铸造、锻造、机械加工、焊接、热处理等。
4.加工操作。
根据所选加工工艺,进行相应的加工操作。
这包括铸造时的熔化、浇注、冷却;锻造时的锻造、成形;机械加工时的铣削、车削、磨削等。
5.修整和检测。
在加工完成后,需要对产品进行修整和检测。
修整是为了使产品达到预期的尺寸和形状要求,而检测是为了确保产品的性能和质量。
6.表面处理。
根据产品的要求,对产品进行表面处理。
常见的表面处理包括镀层、喷涂、抛光等。
7.组装和包装。
对加工后的产品进行组装和包装。
组装是将多个部件组装在一起,形成最终的产品;包装是为了保护产品在运输和储存过程中不受损坏。
综上所述,材料选用及加工工艺流程对于产品的性能和质量起着至关重要的作用。
正确选择合适的材料,合理制定加工工艺流程,可以确保产品制造的顺利进行,并且最终获得符合要求的产品。
工艺加工流程可以根据不同的产品和要求进行调整和改进。
1 / 13 各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷 (水转印)水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移,基本流程为: a. 膜的印刷:在高分子薄膜上印上各种不同图案; b. 喷底漆:许多材质必须涂上一层附着剂,如金属、陶瓷等,若要转印不同的图案,必须使用不同的底色,如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等,石纹基本使用白色等; c. 膜的延展:让膜在水面上平放,并待膜伸展平整; d. 活化:以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态; e. 转印:利用水压将经活化后的图案印于被印物上; f. 水洗:将被印工件残留的杂质用水洗净; g. 烘干:将被印工件烘干,温度要视素材的素性与熔点而定; h. 喷面漆:喷上透明保护漆保护被印物体表面; i. 烘干:将喷完面漆的物体表面干燥。 水转印技术有两类,一种是水标转印技术,另一种是水披覆转印技术,前者主要完成文字和写真图案的转印,后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳,很容易缠绕于产品表面形成图文层,产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。 披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上,为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披2 / 13
覆亦能在产品表面加上不同纹路,如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等,同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中,由于产品表面不需与印刷膜接触,可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝 直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦(如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷)获取。 改变不锈钢刷的钢丝直径,可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理:采用两组同向旋转的差动轮,上组为快速旋转的磨辊,下组为慢速转动的胶辊,铝或铝合金板从两组辊轮中经过,被刷出细腻的断续直纹。 乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下,使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工,对铝或铝合金板的表面要求较高。 波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动,在铝或铝合金板表面磨刷,得出波浪式纹路。 旋纹也称旋光,是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上,用煤油调和抛光油膏,对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机,将其固定在桌3 / 13
面上,与桌子边沿成60度左右的角度,另外做一个装有固定铝板压茶的拖板,在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动,在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。 3. 铝板钻石雕刻 4. 电镀工艺 电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中﹐以被镀基体金属为阴极﹐通过电解作用﹐使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来﹐形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属﹐具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层﹐装饰性镀层及其它功能性镀层。 电镀工艺过程:一般包括电镀前预处理﹐电镀及镀后处理三个阶段。 对电镀层的要求: 1. 镀层与基体金属﹑镀层与镀层之间﹐应有良好的结合力。 2. 镀层应结晶细致﹑平整﹑厚度均匀。 3. 镀层应具有规定的厚定和尽可能少的孔隙。 4. 镀层应具有规定的各项指标﹐如光亮度﹑硬度﹑导电性等。 镀铬 铬是一种微带天蓝色的银白色金属。电极电位虽位很负﹐但它有很强的钝化性能﹐大气中很快钝化﹐显示出具有贵金属的性质﹐所以铁零件镀铬层是阴极镀层。铬层在大气中很稳定﹐能长期保持其光泽﹐在碱﹑硝酸﹑硫化物﹑碳酸盐以及有机酸等腐蚀介质中非常稳定﹐但可溶于盐酸等氢卤酸和热的浓硫酸中。 铬层硬度高﹐耐磨性好﹐反光能力强﹐有较好的耐热性。在500OC以下光泽和硬度均无明显变化﹔温度大于4 / 13
500OC开始氧化变色﹔大于700OC才开始变软。 由于镀铬层的优良性能﹐广泛用作防护一装饰镀层体系的外表层和机能镀层。 镀铜 镀铜层呈粉红色﹐质柔软﹐具有良好的延展性﹑导电性和导热性﹐易于抛光﹐经适当的化学处理可得古铜色﹑铜绿色﹑黑色和本色等装饰色彩。镀铜易在空气中失去光泽﹐与三氧化碳或氯化物作用﹐表面生成一层碱式碳酸铜或氯化铜膜层﹐受到硫化物的作用会生成棕色或黑色硫化铜﹐因此﹐做为装饰性的镀铜层需在表面涂覆有机覆盖层。 镀镉 镉是银白色有光泽的软质金属﹐其硬度比锡硬﹐比锌软﹐可塑性好﹐易于锻造和辗压。镉的化学性质与锌相似﹐但不溶解于碱液中﹐溶于硝酸和硝酸铵中﹐在稀硫酸和稀盐酸中溶解很慢。镉的蒸气和可溶性镉盐都有毒﹐必须严格防止镉的污染。因为镉污染后的危害很大﹐价格昂贵﹐所以通常采用镀锌层或合金镀层来取代镀镉层。目前国内生产中应用较多的镀镉溶液类型有﹕氨羧络合物镀镉﹑酸性硫酸盐镀镉和氰化物镀镉。此外还有焦磷酸盐镀镉﹑碱性三乙醇胺镀镉和HEDP镀镉等。 镀锡 锡具有银白色的外观﹐原子量为118.7﹐密度为7.3g/cm3,熔点为2320C﹐原子价为二价和四价﹐故电化当量分别为2.12g/A.h和1.107g/A.h。锡具有抗腐蚀﹑无毒﹑易铁焊﹑柔软和延展性好等优点。锡镀层有如下特点和用途﹕ 1﹐化学稳定性高﹔ 2﹐在电化序中锡的标准电5 / 13
位纰铁正﹐对钢铁来说是阴极性镀层﹐只有在镀层无孔隙时才能有效地保护基体﹔ 3﹐锡导电性好﹐易焊﹔ 4﹐锡从-130C起结晶开始开始发生变异﹐到-300C将完全转变为一种晶型的同素异构体﹐俗称”锡瘟”﹐此时已完全失去锡的性质﹔ 5﹐锡同锌﹑镉镀层一样﹐在高温﹑潮湿和密闭条件下能长成晶须﹐称为长毛﹔ 6﹐镀锡后在2320C以上的热油中重溶处理﹐可获得有光泽的花纹锡层﹐可作日用品的装饰镀层。 电镀单金属方面还有镀铅﹑镀铁﹑镀银﹑镀金等。电镀合金方面有﹕电镀铜基合金﹐电镀锌基合金﹐电镀镉基﹑铟基合金﹐电镀铅基﹑锡基合金﹐电镀镍基﹑钴基合金﹐电镀钯镍合金等。复合电镀方面有﹕镍基复合电镀﹐锌基复合电镀﹐银基复合电镀﹐金刚石镶嵌复合电镀。 5. 表面喷涂(塑料件) 构成涂料的四大要素包括: 1.树脂(Resin); 2.颜料(Pigment); 3.溶剂(Solvent); 4.其他添加剂(Additive)。 涂料干燥的种类有如下几种: 1.挥发干燥(利用稀释剂蒸发干燥); 2.融合干燥(分子与分子因挥发耐相聚合); 3.氧化干燥(不饱和脂肪酸与空气中氧结合); 4.利用架桥反应而干燥(利用架桥剂即所谓硬化剂形成架桥而硬化); 5.紫外线硬化(不饱和聚脂类加入剂后由紫外线波长300-400mn照射后分子聚合而硬化)。 UV工艺介绍: UV涂料可通过浸涂、淋涂、漆涂、旋涂,甚至真空涂等方6 / 13
法涂布后,再经紫外线光子照射而固化成膜。 与一般的溶剂型涂料相比,UV涂料的特点如下 : 1.固化速度快, 2.常温固化, 3.节约能源, 4.节省占地面积, 5.不污染环境, 6.提升产品性能。 6. 移印 移印指的是——承印物为不规则的异形表面(如仪器、电气零件、玩具等),使用铜或钢凹版,经由硅橡胶铸成半球面形的移印头,以此压向版面将油墨转印至承印物上完成转移印刷的方式 。 移印机适用行业:塑料业、玩具业、玻璃业、金属业、电子业、体育用品、文具业、光学业、IC封装业等。 移印机适用范围:尺、笔、球形物、洋娃娃眼睛、手表、照相机、吹风机之外壳、陶磁、医药器具、球拍、录音带、电子零件、IC、CPU、DRAM、计算机外壳、按键、装饰标志、大哥大机壳 等印刷。 从总体来说,移印工艺的技术含量不高,在发达国家生产成本居高不下的情况下要想继续发展是很困难的,所以移印产业向中国这样的低劳动力成本的发展中国家转移是必然的趋势,目前,国外除了还制造自动化程度高的移印生产线的少数几家企业,大部分企业将生产基地搬到了中国 7. 热转印 热转印 (heat transfer paper) ——是将花纹或图案印刷到耐热性胶纸上,通过加热,加压,将油墨层的花纹图案印到成品材料上的一种技术。即使是多种颜色的图案,由于转印作业只是一个流程,故客户可缩短印刷图案作业,减少由于印7 / 13
刷错误造成的材料(成品)损失。利用热转印膜印刷可将多色图案一次成图,无需套色,简单的设备也可印出逼真的图案。 热转印设备用于装饰铝形材、各类金属版材,可达到木制品或大理石的效果。热转印设备是根据热升华原理工作的,它能在3-5分钟内将所需要的木纹或大理石纹快速转印至铝形材粉末涂层表面并可渗透到涂层内部40-60微米。铝材转印生产工序: 一是用膜机将热转印膜卷裁才所需尺寸。 二是将裁好的转印膜用转印超声波包装机根据工件的大小用超声波焊接成工件包裹袋。 三是在包装平台上将工插入用转印膜制成的工件包裹袋。 四是将包好转印膜的工件放在热转印机小车平台上,依次可放18根铝材,将铝材两端接上真空抽头并锁紧,打开真空开关,此时转印膜紧紧贴在铝材上。小车自动将铝材送至烘烤炉内,烘烤炉自动升温220度并保温3分钟,小车自动退出烘烤炉。 五是松开真空抽头,将工件取下。六是去掉转印膜,并检查工件质量。 平版热转印生产工艺,一是用裁膜机将热转印纸卷裁成所需尺寸。二是将热转印纸膜附在工件表面并放在平板热輚印机上。三是将平板推至平板热转印机加热区,按动压板开关,压板将热转印纸紧紧压在工件上,加热并保温一分钟。四是升起压板,将工件推至件段,去掉转印膜将工件去下并检查。 热转印技术广泛应用于电器、日用品、建材装饰等。由于具有抗腐蚀、抗冲击、耐老化、耐磨、防火、