外观设计师必须要知道的材料选用-应用实例

发布时间:2020-09-15 12:59:58 作者:admin 485
外观设计师必须要知道的材料选用-应用实例
 
(一)引擎材料的选用
机械产生动力来自于引擎,常见的引擎如:空压机、汽机车、电机原动力厂等。引擎各部份零件承受不同的负荷、温度等工作条件,因此有不同的材料选择考虑。以下仅以其中较重要的汽缸体、曲柄轴及进排气阀加以说明。

1.   1.   汽缸体
汽缸由于形状复杂,又有冷却管路,因此只能用铸造方式,汽缸由于要求良好强度大、耐磨、耐蚀、导热性佳、膨胀系数低。因此灰铸铁就是很好的选择,唯一问题是比重稍大。如果需要轻量化,使动力提高,就可以考虑铝合金。唯铝合金的磨耗性较差,这一点也要考虑。
2.   2.   曲柄轴
虽然曲柄轴的形状也很复杂,不过也并不是非用铸造不可,曲柄轴的受力很大,因此锻造钢品是传统上的选择,不过延性铸钢(球墨铸铁)的发展,使得铸造品在中小型汽车上也占一席之地。
如果使用锻钢,必须考虑硬化能的问题,因此常用的有铬钼钢(SAE 4140)或中碳钢SAE 1035及SAE 1050。
3.   3.   进排气阀
进排气门最重要的是耐高温和耐腐蚀,尤其是排气阀的工作温度,往往700℃以上,而且必须 承受燃料燃烧后产生的水气和腐蚀性铅化合物,因此采用耐热钢是最初的考虑,其后陆续有使用沃斯田铁系不锈钢或英高镍(Inconel)者。
(二)工业设计的材料的取代和新材料的选用
由于材料的改良和新材料的不断发展,许多制品原来使用的材料,可以替代而性能更佳,价格更便宜。以日常应用来说,例如:二十年前的眼镜框,使用白铜或镀层,其后因为腐蚀问题而改用不锈钢,至今更因为钛的轻量化、高强度比且耐蚀而再度取代。
近年来由于航天工业,轻量及高强度的要求,因此在机件上钛的使用也很广,而外装上,复合材料(尤其是碳纤维和玻璃纤维强化塑料)则大量的应用。另外,为了极高速航具和航天飞机的需要,工程陶瓷应用在承受高温的部分的包覆(Ceramic Tiles)更是不可或缺。