模塊五有色金屬材料

1、模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 了解工業(yè)純鋁及鋁合金的性能、分類、牌號及應(yīng)用。 掌握工業(yè)純鋁和鋁合金在汽車上的應(yīng)用。課題一課題一 鋁及鋁合金鋁及鋁合金模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 有色金屬又稱非鐵金屬,是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體(通常大于50%),加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。有色金屬可分為重金屬(如銅、鉛、鋅)、輕金屬(如鋁、鎂)、貴金屬(如金、銀、鉑)及稀有金屬(如鎢、鋰、鈾)。有色金屬中特別是鋁合金、鎂合金、銅合金以及軸承合金等在汽車上的應(yīng)用較為廣泛(見圖511),是不可缺少的材料。 有色金屬有哪

2、些性能呢? 它們在汽車上的應(yīng)用還有哪些呢?圖511 有色金屬在汽車上的應(yīng)用a)汽缸蓋 b)輪轂 c)繼電器 d)發(fā)電機(jī)定子模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 一、工業(yè)純鋁一、工業(yè)純鋁 鋁是由丹麥科學(xué)工作者厄爾斯泰德在1825年發(fā)現(xiàn)的。一百多年以來，鋁被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)各部門,航空、航天、國防工業(yè)乃至人們的日常生活。鋁的產(chǎn)量在有色金屬中占首位，僅次于鋼鐵產(chǎn)量。 當(dāng)前汽車工業(yè)的發(fā)展面臨著三大問題:節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境與提高安全、舒適、美觀性。而鋁及其合金的使用正是解決這些問題的關(guān)鍵。 汽車上的鋁及其合金制造的部件越來越多，主要有活塞、氣缸蓋、離合器殼、油底殼、保險杠、熱交換器、支架、車輪、車身板

3、及裝飾部件等。 1.工業(yè)純鋁的性能工業(yè)純鋁的性能 鋁有著豐富的儲藏量(約占地殼質(zhì)量的8.2%，為地殼中分布最廣的金屬元素)，冶煉也較簡便，更重要的是鋁具有下列特性：密度小、耐蝕性好、能進(jìn)行表面處理、導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好、強(qiáng)度高、低溫性能好、反射性強(qiáng)、無磁性、無毒、容易再生。圖512 工業(yè)純鋁模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 2.工業(yè)純鋁的分類、牌號及應(yīng)用工業(yè)純鋁的分類、牌號及應(yīng)用 工業(yè)純鋁中含有鐵、硅、銅、鋅等雜質(zhì)元素,使性能略微降低。純鋁材料按純度可分為三類。 (1)高純鋁 純度為99.93%99.99%,牌號有L01、L02、L03、L04等,順序號越大，純度越高。 (2)工業(yè)高純鋁 純

4、度為98.85%99.9%,牌號有L0、L00等。 (3)工業(yè)純鋁 純度為98.0%99.0%,牌號有1070A、1060、1050A、1035、1200、8A06等，順序號越大,純度越低。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 二、鋁合金二、鋁合金 純鋁因其強(qiáng)度低、可加工性差、可焊性差等特點(diǎn)，在汽車工業(yè)中使用較少,而鋁合金卻得到了廣泛的應(yīng)用。 鋁合金就是在純鋁中加入適量的Si、Cu、Mg、Mn等元素后組成的合金。鋁合金已成為重要的汽車材料之一，按其加工特點(diǎn)和化學(xué)成分的不同分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。 1.變形鋁合金變形鋁合金(又稱壓力加工鋁合金又稱壓力加工鋁合金) 這類鋁合金的特點(diǎn)是塑性

5、好，可進(jìn)行冷、熱狀態(tài)下的壓力加工。在汽車上主要用于制造車門，行李箱等車身面板，保險杠，發(fā)動機(jī)罩，車輪的輪輻、輪轂罩、輪外飾罩，制動器總成的保護(hù)罩、消聲罩，防抱死制動系統(tǒng)，熱交換器，車身構(gòu)架，座位，車廂底板等結(jié)構(gòu)件以及儀表板等裝飾件。變形鋁合金在汽車上的應(yīng)用如圖513所示。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 2.鑄造鋁合金鑄造鋁合金 鑄造鋁合金簡稱鑄鋁，具有優(yōu)良的鑄造性能，可根據(jù)使用目的、零件形狀、尺寸精度、數(shù)量、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、力學(xué)性能等各方面的要求和經(jīng)濟(jì)效益選擇適宜的合金和合適的鑄造方法，在汽車上應(yīng)用較多。 鑄造鋁合金

6、主要用于鑄造發(fā)動機(jī)氣缸體、離合器殼體、后橋殼、轉(zhuǎn)向器殼體、變速器、配氣機(jī)構(gòu)、機(jī)油泵、水泵、搖臂蓋、車輪、發(fā)動機(jī)框架、制動鉗、油缸及制動盤等非發(fā)動機(jī)構(gòu)件。鑄造鋁合金在汽車上的應(yīng)用如圖514所示。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 了解工業(yè)純銅的特性、分類、牌號及其在汽車上的應(yīng)用。 掌握銅合金的特性、分類、牌號及其在汽車上的應(yīng)用。課題二課題二 銅及銅合金銅及銅合金模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 銅的化學(xué)符號是Cu,它是一種堅韌、柔軟、富有延展性的紫紅色而有光澤的金屬,具有很高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和良好的塑性

7、。人類在很早之前就發(fā)現(xiàn)了銅并且廣泛使用。銅礦石如圖521所示,圖522所示為中國古代銅器。你知道銅及銅合金有哪些優(yōu)異的性能嗎? 它們在汽車上都應(yīng)用在哪些方面呢?圖521 銅礦石 圖522 中國古代銅器模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 一、工業(yè)純銅一、工業(yè)純銅 工業(yè)純銅(見圖523)，含銅量高于99.5%，通常呈紫紅色，又稱紫銅。 1.工業(yè)純銅的性能工業(yè)純銅的性能 工業(yè)純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、耐蝕性和焊接性能，又有一定的強(qiáng)度,可用來配制銅合金和作合金元素。 2.工業(yè)純銅的分類及牌號工業(yè)純銅的分類及牌號 工業(yè)上按含氧量及加工方法不同，將純銅分為工業(yè)純銅和無氧銅兩大類。工業(yè)純銅含有

8、一定量的氧,牌號有T1、T2、T3和T4四種，順序號越大，純度越低。T1和T2的含氧量較低,用于導(dǎo)電合金；T3 和T4 含氧量較高(氧含量0.1%)，一般用作銅材。圖523 工業(yè)純銅模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 3.工業(yè)純銅的應(yīng)用工業(yè)純銅的應(yīng)用 工業(yè)純銅被廣泛應(yīng)用于電氣電工領(lǐng)域,化工領(lǐng)域和機(jī)械、船舶制造領(lǐng)域,通常被用作導(dǎo)電、導(dǎo)熱材料和制造耐蝕器件。在汽車上一般用厚度為0.22mm 的純銅板制造發(fā)動機(jī)氣缸墊、進(jìn)排氣管道墊和軸承墊片；用銅棒制造各種管接頭；用純銅管制造導(dǎo)管、散熱管、油管和電氣接頭等。 工業(yè)純銅在汽車上應(yīng)用如圖524所示。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五

9、有色金屬材料有色金屬材料 二、銅合二、銅合金 銅合金按加入元素,可分為黃銅、青銅和白銅。在機(jī)械生產(chǎn)中普遍使用的銅合金是黃銅和青銅。 1.黃銅黃銅 由銅和鋅組成的合金稱為黃銅。黃銅按化學(xué)成分的不同分普通黃銅和特殊黃銅,按加工工藝的不同分壓力加工黃銅和鑄造黃銅。 (1)普通黃銅 普通黃銅僅由銅和鋅兩種元素組成。牌號由“黃”的漢語拼音字頭H 加數(shù)字表示。數(shù)字表示銅的百分含量,其余為鋅。 性能：有較高的強(qiáng)度和冷、熱變形加工能力,并有良好的塑性、導(dǎo)熱性、耐蝕性和可焊性。常用來制造汽車上的散熱器、分水管、汽油濾清器芯、空調(diào)管接頭和化油器零件等。如圖525所示的汽車空調(diào)管路即為普通黃銅制造。圖525 汽車空

10、調(diào)管路模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 (2)特殊黃銅 普通黃銅中加入其他合金元素后即成為特殊黃銅,常加入的合金元素有鉛、錫、鋁、硅、鎳等,相應(yīng)地稱為鉛黃銅、錫黃銅、鋁黃銅等。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 2.青銅青銅 青銅原指銅錫合金,現(xiàn)在把黃銅和白銅(銅鎳合金)以外的銅合金統(tǒng)稱為青銅,并常在青銅名字前冠以第一主要添加元素的名。根據(jù)化學(xué)成分的不同分為錫青銅和無錫青銅;根據(jù)加工工藝和用途 分為壓力加工青銅和鑄造青銅。錫青銅的鑄造性能減摩性能和力學(xué)性能好適合于制造軸承蝸輪齒輪等。鉛青銅是現(xiàn)代發(fā)動機(jī)和磨床廣泛使用的軸承材料。 (1)壓力加工青銅

11、 壓力加工青銅的牌號為“Q+主添加元素符號和含量+其他加入元素含量”。如QSn4-3表示錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%,其余為銅的錫青銅。Q 為青字的漢語拼音字首。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料(2)鑄造錫青銅 按鑄造有色金屬合金牌號的表示方法, 用ZCu 代替Q 如uSn5Pb5Zn5、ZCuSn10Pb5、ZCuSn10Zn2等。錫青銅對大氣、海水具有良好的耐蝕能力,且具有良好的強(qiáng)度、硬度和鑄造性,收縮率在有色金屬中最低。常用于制造軸承、蝸輪等耐磨零件,還可用于鑄造形狀復(fù)雜、壁厚較大的零件,如大鼎、大鐘和大佛等。但錫青銅的致密性差,不適于制造密封性要求高的鑄件。 (3)無錫

12、青銅 由于錫青銅價格較昂貴,力學(xué)性能不太好,因而出現(xiàn)了不含錫的銅基合金,叫無錫青銅。無錫青銅具有高的強(qiáng)度、耐磨性及良好的耐蝕性和鑄造性,有的還有很高的導(dǎo)熱性和熱強(qiáng)性,是錫青銅很好的代用品。所加的元素有鋁、鎳、硅、錳、鈹、鉛等元素,相應(yīng)得到的青銅叫鋁青銅、鎳青銅和硅青銅等。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 了解錫基、鉛基軸承合金的特性、牌號及在汽車上的應(yīng)用。 了解銅基、鋁基軸承合金的特性、牌號及在汽車上的應(yīng)用。課題三課題三 滑動軸承合金滑動軸承合金模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 軸承是機(jī)器上的重要零件,目前

13、機(jī)器中使用的軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類。在滑動軸承中,用于制造軸瓦(見圖531)及內(nèi)襯的合金材料稱軸承合金。汽車發(fā)動機(jī)中曲軸軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等都采用滑動軸承。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 一、錫基、鉛基軸承合金一、錫基、鉛基軸承合金 這兩類軸承合金廣泛地應(yīng)用于汽車。牌號的表示方法是“ZCh+基本元素符號+主加元素符號+主加元素及輔加元素的百分含量”。 例如,ZChSnSb4-4,其中,Z和Ch分別為“鑄”和“承”的漢語拼音字頭；化學(xué)成分是以錫為主,合金元素主要為銻、銅、鉛;主加元素銻的含量為4%,輔加元素銅的含量為4%,基本元素為錫,鑄造軸承合金。 1.錫基軸承合金錫基軸

14、承合金 錫基軸承合金有較小的線膨脹系數(shù)(線膨脹系數(shù)是指溫度每變化1材料長度變化的百分比),良好的導(dǎo)熱性能、工藝性能和耐蝕性,還具有較好的塑性和韌度,適中的硬度和較低的摩擦因數(shù);但疲勞強(qiáng)度低,耐熱性較差(正常工作溫度不應(yīng)超過150)。主要用作汽車、拖拉機(jī)、汽輪機(jī)等機(jī)械上的高速軸承。 2.鉛基軸承合金鉛基軸承合金 鉛基軸承合金是一種以鉛和銻為基的軸承合金,為了提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性,通常加入6%16%錫,加入少量砷和鎘可以細(xì)化組織提高合金的高溫硬度。它的硬度適中,磨合性好,摩擦因數(shù)稍大,而韌性很低,適用于澆注受振較小,載荷較輕或速度較慢的軸瓦。模塊五模塊五 有色金屬材料有色金屬材料 二、銅基、鋁基軸承合金二、銅基、鋁基軸承合金 1.銅基軸承合金銅基軸承合金 銅基軸承合金是以銅為基礎(chǔ),加入適量的錫、鉛、鋅、磷、錳等元素