設計材料工藝學

1、,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material an

2、d Technology of Design,,,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,本書主要特色,1,從設計師的角度闡述材料與工藝,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of W

3、uhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,本書主要特色,2,提出設計選材的適應性系統(tǒng)和適合性評價標準,1,從設計師的角度闡述材料與工藝,2,提出設計選材的適應性系統(tǒng)和適合性評價標準,1,從設計師的角度闡述材料與工藝,3,材料和工藝相結合,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of

4、Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,本書主要特色,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,本書主要特色,2,提出設計

5、選材的適應性系統(tǒng)和適合性評價標準,1,從設計師的角度闡述材料與工藝,3,材料和工藝相結合,4,用圖片、圖表加強形象化、系統(tǒng)性,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,,2,提出設計選材的適應性系統(tǒng)和適合性評價標準,1,從設計師的角度闡述

6、材料與工藝,3,材料和工藝相結合,4,用圖片、圖表加強形象化、系統(tǒng)性,5,結合典型設計實例，分析材料工藝在設計中的應用,本書主要特色,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,目 錄,第二章,,,設計選材的適應性系統(tǒng),第三章,,,金屬材

7、料與工藝,第四章,,,無機非金屬材料與工藝,第五章,,,天然有機高分子材料與工藝,第六章,,,合成高分子材料與工藝,第七章,,,纖維復合材料與工藝,第八章,,,發(fā)展中的新材料,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,第一章,概 論

8、,目 錄,,,第一章 概論 導言第一節(jié) 《設計材料工藝學》課程綜述 第二節(jié) 設計材料工藝的分類第三節(jié) 設計材料的感覺特性,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,第一章,概 論,,,,本章概要：本章

9、第一節(jié)介紹了《設計材料工藝學》的課程性質、學習方法以及與設 計專業(yè)其它課程的關系，第二節(jié)至第四節(jié)分別介紹了設計與材料工藝的 關系、設計材料與工藝的分類、以及設計材料的感覺特性。教學目標：通過學習本章，學生能夠在了解本課程學習方法的基礎上，更加有效地 學習本書的后續(xù)章節(jié)。課前準備：要求學生在課前閱讀本書的

10、前言與目錄部分，對本書的主要內容作初步 了解。教學硬件：普通教室學時安排：本章建議安排2～4個課時，任課教師可根據(jù)實際需要安排。,導 言,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,第

11、一節(jié) 《設計材料工藝學》課程綜述,,,一、《設計材料工藝學》課程簡介 二、 學習《設計材料工藝學》課程的方法 （一）在學好知識的基礎上注重能力的培養(yǎng) （二）采用靈活多樣的教學手段,提高學生的學習興趣 （三）理論與實踐相結合、與其他課程的聯(lián)系三、與其他課程的聯(lián)系,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Ar

12、t and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,第二節(jié) 設計材料工藝的分類,,,一、設計材料的分類 （一）島村昭治歷史分類法 （二）物質結構分類 （三）材料加工度分類法 設計用材料如按加工度來分可 分

13、為天然材料、加工材料與人造材料三種。 （四）材料形態(tài)分類法,,材料的分類,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,,,二、設計材料的工藝分類 （一）材料的成型加工工

14、藝 （二）材料的表面處理工藝,,,人造大理石 人造水晶 人造皮革,石材 木材,第二節(jié) 設計材料工藝的分類

15、,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,第三節(jié) 設計材料的感覺特性,,,一、材料的質感 質感是物體表面由于內因和外因而形成的結構特征，通過觸覺和視覺所產(chǎn)生的綜合印象，作為工業(yè)設計的三

16、大感覺要素（形態(tài)感、色彩感和材質感）之一的質感，體現(xiàn)的是物體構成材料和構成形式而產(chǎn)生的表面特征。 （一）質感的生理屬性 1. 觸覺質感 2. 視覺質感,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,三大感覺要素,,生理屬性,物理屬性,,色彩感,,形態(tài)感,,材質感,,設計

17、材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,第三節(jié) 設計材料的感覺特性,,,一、材料的質感 （二）質感的物理屬性 1. 自然質感 自然質感是固有的，符合物體質材

18、構成實況的質感。 2. 人為質感 人為質感與自然質感不同，強調的是材料經(jīng)人為加工后產(chǎn)生的工藝美和技術美。根據(jù)設計要求、效果的不同可分為同材異質感和異材同質感兩種。,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,伴侶幾（設計師：朱小杰）,zippo打火機表面（生產(chǎn)商：美國ZIPPO公司）,人

19、 為 質 感,,突出工藝美、技巧性強以“新”為貴,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,第三節(jié) 設計材料的感覺特性,,,二、質感設計的形式美法則 （一）調和法則調和法則

20、——使整體各部位的物面質感統(tǒng)一和諧。 （二）對比法則 對比法則就是整體各部位的物面質感有對比的變化，形成材質的對比、工藝的對比。 （三）主從律強調在產(chǎn)品的質感設計中要有重點。所謂重點是反映事物的外在因素在排列組合時要出中心，主從分明。 （四）適合律各種質材有明顯的個性，在質感設計中應充分考慮到質材的功能和價值，質感應與適用性相符。,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Insti

21、tute of Wuhan University of Technology,,,,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一章,概 論,,,,,質 感設 計,第三節(jié) 設計材料的感覺特性,三、質感設計的作用,設計材料工藝

22、學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),目 錄,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第二章 設計選材的適應性系統(tǒng)導言第一節(jié) 設計選材的適應性第二節(jié) 設計選材的適應性原則第三節(jié) 設計選材的程序文獻閱讀指南思考題

23、,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,本章是本書的理論基礎。與傳統(tǒng)材料工藝類教材不同的是，編者在事理學理論的基礎上，用系統(tǒng)論的觀點審視設計選材，提出了設計選材的適應性原則。本章概要：本章

24、介紹了設計選材的適應性原則和設計選材的基本程序，提 出設計選材應該以材料工藝內部因素和外部因素相適應為起 點，以適度為標準，選擇相對適合的材料與工藝。教學目標：通過學習本章，學生能理解設計選材的適應性原則，這對學習 把握本書的后續(xù)章節(jié)有重要的作用。課前準備：學生可在課前閱讀系統(tǒng)科學相關書籍。教學硬件：普通教室學時安排：本章建議安排4

25、～8個課時，任課教師可根據(jù)實際需要安排。其中教師講授課時占80%，學生討論課時占20%。,導 言,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第一節(jié) 設計選材的適應性,設計選材是產(chǎn)品設計的重要環(huán)

26、節(jié)，選 擇合適的材料與工藝作為產(chǎn)品設計的物質技術基礎，對設計概念轉化為產(chǎn)品實物起著關鍵的作用。,一、設計選材的復雜化,二、設計選材的適應性要求,設計的適應性系統(tǒng)的應用原則由系統(tǒng)的內部因素、外部因素和系統(tǒng)的目的三個要素構成?！?設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of

27、 Wuhan University of Technology,,,第二節(jié) 設計選材的適應性原則,選材作為設計的適應性系統(tǒng)中人的行為的一部分，具有適應性。在設計選材過程中，需要考察的因素包括如下兩部分：,鐵鍋和木柄勺子,（一）材料的物理性能（二）材料的化學性能（三）材料的機械性能,一、內部因素,材料與工藝內部因素，包括材料的物理性能、化學性能、機械性能和加工性能等。為適合設計專業(yè)教學需要，剔除了材料的分子結構等內容。,設計材

28、料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第二節(jié) 設計選材的適應性原則,課內討論題： 1.圖2-12中顯示的產(chǎn)品（電線、電線桿、襪子、凳子、釣魚桿等），說出它們的主要需要那一種機械性能？,部分日常用品圖,

29、設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,第二節(jié) 設計選材的適應性原則,（一）功能需求（二）安全性（三）外觀需求（四）市場與經(jīng)濟因素（五）與材料相關的政策法規(guī)（六）環(huán)境因素,二、外部因素,,外部

30、因素包括產(chǎn)品的功能需求、安全性、外觀需求、市場因素（材料可達性、成本、社會流行趨勢）、國家相關政策法規(guī)、環(huán)境因素等。,綜上所述，設計選材的適應性原則是指以材料工藝內部因素和外部因素相適應為起點，以適度為評價標準，最終選擇出相對適合的材料與工藝。,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Ins

31、titute of Wuhan University of Technology,,,第三節(jié) 設計選材的程序,根據(jù)設計選材的“適應性原則”，可以擬定以下程序：第一步：針對特定產(chǎn)品，研究系統(tǒng)中材料工藝之外的需求與限定：,第六步：如果有必要，重復上面的第三、四、五步。,第二步：針對特定產(chǎn)品，綜合分析外部因素中的主要因素和次要因素。 第三步：根據(jù)主要因素選擇系統(tǒng)內部因素（材料的物理性能、機械性能、化學性能、尺寸性能以及加工

32、性能）。 第四步：根據(jù)次要因素選擇系統(tǒng)內部因素（材料的物理性能、機械性能、化學性能、尺寸性能以及加工性能）。 第五步：根據(jù)內部因素確定一系列符合要求的材料，通過制作模型，以內 部因素與外部因素相適應的程度為標

33、準，對這些材料行評 估比較，選出其中相對而言更合適的材料。,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,文獻閱讀指南：,本章主要介紹了設計選材的適應性特征、適合性原則、設計選材的目標與基

34、本程序。 司馬賀著武夷山譯的《人工科學》（上海科技教育出版社2004年版）第一、二、五章對人工物的適應性特征有比較深刻的論述。 柳冠中編著的《事理學論綱》（中南大學出版社2006年版）第二章對設計科學的適應性系統(tǒng)有比較全面的論述。 另外，杰姆斯·伽略特著常初芳譯的《設計與技術》（科學出版社2004年版）對材料的性質有初步的介紹。 對材料與工藝進一步的了解可參見本書的后續(xù)章節(jié)。,,設計材料工藝學

35、 Material and Technology of Design,,第二章,設計選材的適應性系統(tǒng),,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,思考題：,1．為什么說設計選材的過程具有適應性的特征，這些特征體現(xiàn)在哪些方面？試舉例說明。2．試舉例說明設計選材的“適應性原則”的具體應用？,,設計材料工藝學 Materi

36、al and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,目 錄,第三章 金屬材料與工藝 導言第一節(jié) 金屬材料概述 第二節(jié) 金屬材料的性能第三節(jié) 設計中常用的金屬材料 第四節(jié) 金屬成

37、型加工工藝第五節(jié) 金屬切削和連接加工工藝第六節(jié) 金屬材料的表面處理工藝第七節(jié) 設計中金屬材料與工藝的選擇及其應用實例文獻閱讀指南思考題習題,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,

38、,本章是本書的理論基礎。與傳統(tǒng)材料工藝類教材不同的是，編者在事理學理論的基礎上，用系統(tǒng)論的觀點審視設計選材，提出了設計選材的適應性原則。本章概要：本章介紹了設計選材的適應性原則和設計選材的基本程序，提 出設計選材應該以材料工藝內部因素和外部因素相適應為起 點，以適度為標準，選擇相對適合的材料與工藝。教學目標：通過學習本章，學生能理解設計選材的適應性原則，這對學習

39、 把握本書的后續(xù)章節(jié)有重要的作用。課前準備：學生可在課前閱讀系統(tǒng)科學相關書籍。教學硬件：普通教室學時安排：本章建議安排4～8個課時，任課教師可根據(jù)實際需要安排。其中教師講授課時占80%，學生討論課時占20%。,導 言,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design I

40、nstitute of Wuhan University of Technology,,,,,一、金屬材料應用的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 金屬是一種伴隨人類物質文明發(fā)展的重要材料。,第一節(jié) 金屬材料概述,曾侯乙墓出土的戰(zhàn)國時期編鐘（引自http://ycjy.lhjy.net）,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院

41、 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第一節(jié) 金屬材料概述,二、 產(chǎn)品設計與金屬材料 造物是為人類創(chuàng)造合理的使用方式。產(chǎn)品作為設計的最終產(chǎn)物，是以一定的物化形態(tài)存在，故物質材料是設計得以實現(xiàn)的基礎。 在現(xiàn)今日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中能接觸到的產(chǎn)品小到鍋、勺、刀、剪、手機、 電腦，大到機

42、械 設備、交通工具、 航天飛機、大型 建筑物等，都離 不開金屬材料。,茶壺和橢圓碟子（生產(chǎn)商：阿萊西）,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and D

43、esign Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第一節(jié) 金屬材料概述,,,金屬材料的分類,三、金屬材料的分類,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,

44、,,,一、金屬的特性,第二節(jié) 金屬材料的性能,1.具有良好的導電和導熱性能；2.表面具有金屬所特有的色彩與光澤；3.具有良好的延展性，易于加工成型；4.可以制成金屬間化合物，可以與其他金屬或非金屬在熔融態(tài)下形成合金，以改善金屬的性能；,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute

45、 of Wuhan University of Technology,,,,,二、金屬材料的機械性能（一）強度 強度是指金屬材料抵抗外力荷載而不致失效的能力。 （二）塑性 塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。（三）硬度 硬度是金屬材料抵抗更硬物體壓入其內的能力。（四）韌性 沖擊韌性是指金屬材料抵抗沖擊載荷的能力。（五）疲勞強度 疲勞強度是指材料經(jīng)受無數(shù)次應力循環(huán)時

46、的最大應力。（六）彈性變形 彈性變形是指材料在產(chǎn)生變形之后，取消應力可以恢 復到原來形狀的能力。,材料受力時的強度變化示意圖,第二節(jié) 金屬材料的性能,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,

47、,,三、金屬材料的加工性能 （一）鑄造性 金屬材料的鑄造性包括流動性、收縮性和偏析傾向等 。 （二）鍛壓性 金屬材料的鍛壓性是指金屬能否用鍛壓方法制成優(yōu)良鍛壓件的性能。 （三）焊接性 金屬材料的焊接性是指它易于用焊接方法連接起來，而且不需附加特殊措施即能獲得優(yōu)良焊接質量的性能。 （四）切削加工性 金屬材料的切削加工性是指它是否易于被刀具切削的性能。,第二節(jié) 金屬材料的性能,圖3-6 材料受力

48、測試示意圖,課內討論題： 2.結合生活中一些金屬材料的應用實例（如保險絲對電路的保護、鑄造的下水道蓋等），試分析它們所選用材料的物理屬性和化學屬性特征。,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,一、產(chǎn)品設

49、計中常用的黑色金屬,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,一、產(chǎn)品設計中常用的黑色金屬,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,(一)純鐵 純鐵是指含碳量ωc在0.02%-

50、0.04%的鐵。 (二)鑄鐵 鑄鐵是指含碳量ωc在2.11%以上的鐵碳合金 。 1.灰口鑄鐵 2.可鍛鑄鐵 3.白口鑄鐵 4.球墨鑄鐵 5.蠕墨鑄鐵球墨鑄鐵微觀組織,使用鑄鐵為材料的室外家具,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design

51、 Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,(三) 鋼 鋼是指以鐵為主要元素,含碳量ωc在0.02%-2.11%的鐵碳合金。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,鋼的分類：,碳素鋼,普通碳鋼,優(yōu)質碳鋼,合金鋼,合金結構鋼,低合金結構鋼,滲碳鋼,調質鋼,彈簧鋼,滾動軸承鋼,易切削結構鋼,,,,合金工具鋼,

52、特殊性能鋼,刃具鋼,模具鋼,不銹鋼,耐熱鋼,耐磨鋼,,,,鋼,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料

53、,(三) 鋼(1)碳素鋼：碳素鋼（簡稱碳鋼）是指含碳量大于0.0218%而小于2.11%的鐵碳合金。 ①普通碳素鋼。②碳素結構鋼。 ③碳素工具鋼。 (2)合金鋼：合金鋼是指在碳鋼的基礎上，適量地加入一種或幾種其它元素而形成具有特殊性能的鋼。①合金結構鋼。 ②合金工具鋼。 ③高速工具鋼。 ④特殊性能鋼。,,,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,

54、,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,二、產(chǎn)品設計中常用的有色金屬,(一)鋁及鋁合金1.純鋁2.鋁合金3.鋁及鋁合金的應用,課內討論題： 3.不銹鋼的應用在廚具和餐具中非常廣泛，為什么一般不使用其它的金屬材料？試分析其原因（從材料的基本性能、用具的使用環(huán)境等方面去分析）。,鋁合

55、金分類示意圖,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,3.鋁及鋁合金的應用,,全新捷豹XK敞篷跑車及雙門跑車（引自汽車之家雜志）,課內討論題： 4.全球每年使用易拉罐的數(shù)

56、量達到了約2100億只，其中大部分是鋁制的，為什么易拉罐大多采用鋁材料？為什么有的飲料（如旺仔牛奶、八寶粥）要用鐵制易拉罐？,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,(二)銅

57、及銅合金 銅具有優(yōu)良的導電性和導熱性。由于純銅的強度不高，在實際運用中通常是以紫銅（純銅）、黃銅、白銅、青銅等合金形式出現(xiàn)。1.純銅 純銅是玫瑰紅色金屬，常呈紫紅色，故又名紫銅，其熔點為1083℃，密度約為8.89㎏/m3,晶體結構為面心立方體，具有良好的導電性能。2.銅合金 銅合金是指以純銅為基體加入一種或幾種其他元素所構成的合金。3.銅及銅合金的應用,課內討論題： 5.試分析日常用的人民幣硬

58、幣一角、五角和一元分別是使用什么金屬材料鑄造的？在選擇材料時主要考慮那些因素？,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,(三)鎂及鎂合金1.鎂 鎂是地球上儲量豐富

59、的輕金屬元素，它的密度為1740kg/m3，約為鋁的64%、鋅的25%、鋼的33%。鎂不僅具有優(yōu)良的性能，而且是日常應用中最輕的結構金屬。2.鎂合金 鎂合金是指在純鎂中加入鋁、鋅、鋰、錳、鋯和稀土元素形成的合金。 鎂合金按加工方法可以分為變形鎂合金和鑄造鎂合金。3.鎂及鎂合金的應用 鎂合金作為目前密度最小的金屬結構材料之一，廣泛應用于航空航天工業(yè)、軍工領域、交通領域（包括汽車工業(yè)、飛機工業(yè)、摩托車工業(yè)、自行車

60、工業(yè)等）、3C領域等。,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第三節(jié) 設計中常用的金屬材料,,(四)其他合金金屬鈦及鈦合金(1)純鈦:(2)鈦合金: (3)鈦及鈦合金的應用: 2.鋅及鋅合金

61、3.軸承合金4.錫合金5.低熔點合金6.粉末合金,圖3-33 索尼 VAIO B筆記本電腦（生產(chǎn)商：日本索尼）,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,金屬材料的成型加工

62、按其特點分為冷加工和熱加工。 熱加工成型有液態(tài)成型、塑性成型、固態(tài)成型三種方法。,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,,,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,,一、鑄造成型鑄造工藝通常包括以下三個階段：1

63、．鑄型準備： 2．鑄造金屬的熔化與澆注： 3．鑄件處理和檢驗： （一）普通砂型鑄造1.濕砂型和干砂型2.化學硬化砂型,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,砂型鑄造示意圖,（二）特種鑄造

64、 1.熔模鑄造 熔模鑄造的特點： （1）鑄件精度高、表面質量好，是少、無切削加工工藝的重要方法之一。 （2）可制造形狀復雜鑄件，對由幾個零件組合成的復雜部件，可用熔模鑄造一次鑄出；,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Insti

65、tute of Wuhan University of Technology,,,2.殼型鑄造 3.實型鑄造4.陶瓷型鑄造5.金屬型鑄造6.壓力鑄造7.連續(xù)鑄造 8.低壓鑄造9.離心鑄造,陶瓷型鑄造示意圖,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,壓鑄原理示意圖,水平式連續(xù)鑄鋼錠示意圖,低壓鑄造工藝流程圖,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝

66、術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,（3）鑄造合金種類不受限制，用于高熔點和難切削合金，更具顯著的優(yōu)越性；（4）生產(chǎn)批量基本不受限制，既可成批、大批量生產(chǎn)，又可單件、小批量生產(chǎn)；（5）工序繁雜，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本較高，鑄件不宜太大、太長。,熔模鑄造工藝流程圖,課內討論題： 6.我國古代有許多優(yōu)秀的青銅工藝制品都是采用了失蠟鑄造

67、制作而成，試列舉三到五個例子。,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,（三）鑄造新工藝 1.快速凝固 2.定向凝固 3.復合鑄造

68、 4.鑲鑄工藝,課內討論題： 7.許多家庭使用的門把手采用了壓力鑄造的工藝。為什么壓力鑄造這種加工工藝不太可能用于短周期生產(chǎn)呢？,第四節(jié) 金屬成型加工工藝,,設計材料工藝學 Material and Technology of Design,,第三章,金屬材料與工藝,,,,武漢理工大學藝術與設計學院 Art and Design Institute of Wuhan University of Technology,,,2.自