产品工学基础-不锈钢和玻璃的性能及加工工艺.ppt

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1、专题案例专题案例-厨具设计厨具设计不锈钢的性能、加工工艺、玻璃的性能、不锈钢的性能、加工工艺、玻璃的性能、加工工艺、加工工艺、保温杯加工过程及工艺学习目标: 以保温杯为例，对厨具产品通用材料性能及工艺的讲解，加强同学们对厨具产品的理解、产品性能及工艺的综合认识 ，从而丰富产品设计的相关经验。以保温杯为例，说明主要材料的性能及加工工艺以保温杯为例，说明主要材料的性能及加工工艺不锈钢的性能和加工工艺不锈钢加工是指凭着不锈钢的性能对不锈钢进行剪、折、弯、焊等不锈钢加工是指凭着不锈钢的性能对不锈钢进行剪、折、弯、焊等机械加工最终得到工业生产所需的不锈钢制品的过程，在不锈钢加机械加工最终得到工业生产所需

2、的不锈钢制品的过程，在不锈钢加工的过程中需要借助大量的机床、仪器、不锈钢加工设备。工的过程中需要借助大量的机床、仪器、不锈钢加工设备。不锈钢加工设备分类分为剪切设备和表面处理设备，剪切设备中又分为开平不锈钢加工设备分类分为剪切设备和表面处理设备，剪切设备中又分为开平设备和分条设备。此外，从不锈钢的厚度来分，又有冷热轧加工设备之分。设备和分条设备。此外，从不锈钢的厚度来分，又有冷热轧加工设备之分。热切割设备主要有等离子切割、激光切割、水切割等。热切割设备主要有等离子切割、激光切割、水切割等。不锈钢加工工艺不锈钢加工工艺原面：原面：NO.1 热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料，工业

3、用槽罐、化学工业装置等，热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料，工业用槽罐、化学工业装置等，厚度较厚由厚度较厚由2.0MM-8.0MM。 钝面：钝面：NO.2D 冷轧后经热处理、酸洗者，其材质柔软，表面呈银白色光泽，用于深冲压加工，如汽车冷轧后经热处理、酸洗者，其材质柔软，表面呈银白色光泽，用于深冲压加工，如汽车构件、水管等。构件、水管等。雾面：雾面：NO.2B 冷轧后经热处理、酸洗，再以精轧加工使表面为适度之光亮者。由于表面光滑，易于再冷轧后经热处理、酸洗，再以精轧加工使表面为适度之光亮者。由于表面光滑，易于再研磨，使表面更加光亮，用途广泛，如餐具、建材等。采用改善机械性能的表面

4、处理后，几乎满足所研磨，使表面更加光亮，用途广泛，如餐具、建材等。采用改善机械性能的表面处理后，几乎满足所有用途。有用途。粗砂粗砂NO.3 用用100-120号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹。用于建筑内号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹。用于建筑内外装饰材料、电器产品及厨房设备等。外装饰材料、电器产品及厨房设备等。细砂：细砂：NO.4 用粒度用粒度150-180号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比比NO.3细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房

5、设备及食品设备等。细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。 #320 用用320号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比NO.4细。用于细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。 毛丝面毛丝面HAIRLINE：HLNO.4经适当粒度抛光砂带的连续研磨生成研磨花纹的产品（细分经适当粒度抛光砂带的连续研磨生成研磨花纹的产品（细分150-320号）。号）。主要用于建筑装饰，电梯，建筑物的门、面板等。主要用于建

6、筑装饰，电梯，建筑物的门、面板等。 亮面：亮面：BA 经冷轧后施以光亮退火，并经过平整得到的产品。表面光泽度极好，有很高的反射率。如经冷轧后施以光亮退火，并经过平整得到的产品。表面光泽度极好，有很高的反射率。如同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。不锈钢表面加工等级不锈钢表面加工等级玻璃的性能和加工工艺玻璃生产工艺流程介绍玻璃生产工艺流程介绍玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。1 配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料

7、有：石配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。2 熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多

8、到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在热。玻璃的熔制温度大多在13001600C。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到窑。现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。多米。3 成形，是将熔制好的玻璃液转

9、变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。工成形和机械成形两大类。A 人工成形。又有（人工成形。又有（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。（玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用

10、）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。（主要用来制造玻璃管或棒。（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。（要用来成形杯、盘等。（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。玻璃材质的加工工艺玻璃材质的加工工艺B 机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械机械成形。因为人工

11、成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。（璃、夹金属丝玻璃等。（2）浇铸法，生产光学玻璃。（）浇铸法，生产光学玻璃。（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，

12、旋转继续进行直到玻璃硬化为止。（旋转继续进行直到玻璃硬化为止。（4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平板玻璃的方法，其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁），拉引速度快，

13、产量大。形成平板玻璃的方法，其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁），拉引速度快，产量大。4 退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后

14、必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。玻璃材质的加工工艺玻璃材质的加工工艺