《金屬材料與熱處理》教學(xué)項(xiàng)目

1、金屬材料與熱處理教學(xué)項(xiàng)目 項(xiàng)目一 金屬材料的力學(xué)性能一、教學(xué)目標(biāo)1、理解強(qiáng)度、塑性及衡量指標(biāo)；2、理解硬度及其測(cè)定方法；3、了解韌性和疲勞強(qiáng)度。二、教學(xué)任務(wù)在機(jī)械設(shè)備及工具的設(shè)計(jì)、制造中選用金屬材料時(shí)，大多以力學(xué)性能為主要依據(jù)，因此熟悉和掌握金屬材料的力學(xué)性能是非常重要的。機(jī)械零件或工具在使用過程中，往往要受到各種載荷的作用。金屬材料在載荷作用時(shí)表現(xiàn)來的性能稱為力學(xué)性能。金屬材料力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。1、強(qiáng)度：金屬材料抵抗變形和破壞的能力。金屬材料的強(qiáng)度以金屬試樣拉伸試驗(yàn)來測(cè)定。強(qiáng)度指標(biāo)：（1）屈服點(diǎn)（S）：材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力。單位：MPa(兆帕)（2

2、）抗拉強(qiáng)度（b ）：材料拉斷前所承受的最大的應(yīng)力。單位：MPa(兆帕)S、b值越大，材料的強(qiáng)度越大。練習(xí)與思考（1）依據(jù)碳素鋼這一章的相關(guān)表格，查出235 45的S、b。（2）45鋼制造的機(jī)械零件，當(dāng)工作應(yīng)力工作355 MPa，甚至工作600 MPa將發(fā)生什么時(shí)候危害？ 2、塑性：金屬材料產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。塑性指標(biāo)：（1）伸長(zhǎng)率（） （2）斷面收縮率（）、值越大，材料的塑性越好。塑性好的材料可以通過壓力加工，制成形狀復(fù)雜的零件，且使用安全。練習(xí)與思考（1）依據(jù)碳素鋼這一章的相關(guān)表格完成下表金屬材料10鋼（低碳鋼）45鋼（中碳鋼）60鋼（高碳鋼）鑄鐵  &

3、#160;0   0（2）在低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、鑄鐵、純銅和純鋁中這些金屬材料中，哪些材料的塑性好？塑性最差是哪一類材料？練習(xí)與思考 塑性好的材料在生產(chǎn)中有哪些實(shí)際意義？拓展視野數(shù)控車、數(shù)控銑、普車切削加工塑性好的材料（如碳鋼）其鐵屑為帶狀，而切削加工塑性差的材料（如鑄鐵）其鐵屑為片狀斷屑。  3、硬度：指金屬材料抵抗其它更硬物體壓入表面的能力。常用的硬度測(cè)定方法有三種：硬度測(cè)定法代號(hào)硬度值范圍適用范圍布氏硬度HBS450適用于測(cè)定硬度不高的原材料、半成品的硬度 。 洛氏硬度  HRAHRBHRC 20802010020

4、70適用于測(cè)定硬度極高的材料和成品。如硬質(zhì)合金。適用于測(cè)定硬度較低的材料和成品。如黃銅軸套。適用于測(cè)定硬度較高的材料和成品。如淬火鋼。維氏硬度HV101000主要測(cè)定表面淬硬層和化學(xué)熱處理表面層的硬度 。硬度值越大，材料的硬度越大。4、韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。韌性指標(biāo)： 沖擊功（Ak）單位：J（焦耳）Ak值越大，材料的韌性越大。韌性材料：Ak10 J 如碳素鋼。脆性材料：Ak10 J 如鑄鐵。5、疲勞強(qiáng)度（-1）：金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鋼鐵材料在交變載荷作用下工作107次時(shí)的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度；有色金屬材料在交變載荷作用下工作

5、108次時(shí)的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度。  項(xiàng)目二 碳素鋼一、教學(xué)目標(biāo)1、了解碳素鋼的分類；2、掌握常用碳素鋼的牌號(hào)，了解其性能及典型用途。二、教學(xué)任務(wù) 碳素鋼：含碳量小于2.11%的鐵碳合金。由于碳素鋼具有良好的力學(xué)性能和工藝性能，能滿足一般機(jī)械的使用要求，且冶煉方便，價(jià)格便宜，是應(yīng)用最廣的金屬材料。1、碳素鋼的分類 （1）按含碳量分類 別含碳量力 學(xué) 性 能低碳鋼C 0.25%塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。中碳鋼C 0.25%-0.60%綜合力學(xué)性能好。高碳鋼C 0.60%強(qiáng)度、硬度高，耐磨塑性、韌性差。（2）、按質(zhì)量分 硫和磷在碳素鋼中是有害元素，硫會(huì)使鋼產(chǎn)生熱脆性，磷會(huì)使鋼

6、產(chǎn)生冷脆性。因此，碳素鋼按硫、磷含量高低可分為：普通鋼： S0.035% P0.035% 如 235 優(yōu)質(zhì)鋼： S0.030% P0.030% 如 45 T10高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼：S0.020% P0.025% 如 T10A（3）按用途分結(jié)構(gòu)鋼：C0.7% 用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件。 工具鋼：C0.7% 用于制造刀具、模具和量具。（4）按脫氧程度分類 別代 號(hào)脫 氧 程 度實(shí)例鎮(zhèn)靜鋼Z（也可不寫）脫氧完全。10或10Z半鎮(zhèn)靜鋼b介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。10 b沸騰鋼F脫氧不完全。10 F 2常用碳素鋼類 別牌 號(hào)牌號(hào)含義典型用途 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼195、215、235、255、2

7、75、Q+數(shù)字質(zhì)量等級(jí)+脫氧程度235-A.F 表示屈服點(diǎn)為235 Mpa的A級(jí)沸騰鋼。195、215：鐵釘、鐵絲、白（黑）鐵皮。235：螺釘、螺母。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08 104575 80二位數(shù)字平均含碳的萬分之幾45 表示平均含碳為0.45%的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。45：主軸、曲軸65Mn:彈簧 碳素工具鋼T7、T8、 T9、 T10、 T11、 T12、T 13T數(shù)字平均含碳的千分之幾T7表示平均含碳為0.7%的碳素工具鋼。T7 、T8：錘子、鏨子 T10：手工鋸條T12 、T 13：銼刀 鑄造碳鋼ZG200400ZG340640ZG數(shù)字?jǐn)?shù)子鑄鋼SbZ

8、G200400表示S為200Mpab為400Mpa鑄造碳鋼。 ZG200400：變速箱殼體拓展視野易切削鋼介紹：易切削鋼通常是指含較高硫、磷、錳或微量鉛、鈣的低碳或中碳結(jié)構(gòu)鋼。易切削鋼最大特點(diǎn)是易于切削加工，但它的鍛造性能和焊接性能都不好，選用時(shí)應(yīng)注意。易切削鋼主要要用于制作對(duì)力學(xué)性能要求不高、大批量生產(chǎn)的緊固件和小零件。易切削鋼牌號(hào)表示方法：加硫易切削鋼和加硫、磷易切削鋼，在符號(hào)“Y”和阿拉伯?dāng)?shù)字后不加易切削元素符號(hào)。例：平均含碳量為0.15%的易切削鋼，其牌號(hào)表示為“Y15”。較高含錳量的加硫或加硫、磷易切削鋼在符號(hào)“Y”和阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號(hào)。例：平均含碳量為0.40%，含

9、錳量為1.20%1.55%的易切削鋼，其牌號(hào)表示為“Y40Mn”。含鈣、鉛等易切削元素的易切削鋼，在符號(hào)“Y”和阿拉伯?dāng)?shù)字后加易切削元素符號(hào)。例：“Y15Pb”、“Y45Ca”。練習(xí)與思考1在牌號(hào) 235A.F 中，表示_；235表示_； A表示_；F表示_。245鋼含碳量為_%，按含碳量分屬于_鋼，按質(zhì)量分屬于_鋼，按用途分屬于_鋼。項(xiàng)目三、鋼的熱處理一、教學(xué)目標(biāo)1、了解熱處理加熱、保溫目的和典型的連續(xù)冷卻；2、理解退火、正火、淬火、回火和表面熱處理工藝和目的。二、教學(xué)任務(wù) 熱處理在機(jī)械制造工業(yè)中占有十分重要的地位。它不僅能改善工件的加工性能，提高加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，更重要的是熱處理能顯著

10、提高鋼的力學(xué)性能，從而充分發(fā)揮鋼材的潛力，提高工件的使用性能和使用壽命。熱處理：將固態(tài)鋼進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織、結(jié)構(gòu)和性能的工藝。普通熱處理退火、正火、淬火、回火。表面熱處理表面淬火、化學(xué)熱處理。加熱目的：獲得高溫組織。大多數(shù)熱處理加熱是獲得奧氏體化或部分奧氏體化。保溫目的：使工件熱透，組織轉(zhuǎn)變均勻。典型的連續(xù)冷卻： 連續(xù)冷卻名稱隨爐冷卻空氣冷卻油中冷卻水中冷卻平均冷卻速度10/分10/秒150/秒600/秒 1、普通熱處理退火、正火、淬火、回火名 稱退火正火淬火回火 工 藝將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢隨爐冷卻的工藝。將鋼加熱到適當(dāng)

11、溫度，保溫一定時(shí)間，然后空氣冷卻的工藝。將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后快速冷卻（油冷或水冷）的工藝。將淬火鋼加熱到低于727，保溫一定時(shí)間，然后空氣冷卻的工藝。  目 的降低硬度，以利于切削加工；提高塑性，以利于冷變形加工；消除殘余內(nèi)應(yīng)力；消除組織缺陷。  與退火目的基本相同。   提高鋼的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。 消除淬火鋼的內(nèi)應(yīng)力；穩(wěn)定組織；調(diào)整結(jié)力學(xué)性能。（1）回火分類、性能和應(yīng)用分類低溫回火中溫回火高溫回火溫度150250250500500650性能具有高的硬度 、耐磨性，有一定的韌性，內(nèi)應(yīng)力大部分消除

12、。具有很高的彈性強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)捻g性，內(nèi)應(yīng)力基本消除。綜合力學(xué)性能好。內(nèi)應(yīng)力全部消除。應(yīng)用主要用于高硬度、耐磨件的回火。如刀具、冷模具、量具、耐磨件、滲碳件等。主要用于彈性零件和熱模具的回火。廣泛用于受力構(gòu)件的回火。如主軸、曲軸、連桿等。（2）調(diào)質(zhì)處理：淬火與高溫回火相配合的熱處理。例 用T13制造銼刀，其工藝路線為： 備料鍛造退火切削加工淬火、低溫回火精加工 請(qǐng)說明工藝中各種熱處理主要作用。解答：退火的主要作用是降低毛坯硬度，以利于切削加工。淬火的主要作用是提高硬度和耐磨性。低溫回火主要作用是減少淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，適當(dāng)提高韌性。練習(xí)與思考 將45鋼加熱到8100C830 0C，經(jīng)保溫后，然后

13、以下表不同方式連續(xù)冷卻，請(qǐng)?zhí)顚憻崽幚砻Q。冷卻方式隨爐冷卻空氣冷卻水中冷卻熱處理名稱2、 表面熱處理表面熱處理是使零件表層具有高的硬度和耐耐磨性，而心部具有足夠的塑性和韌性的熱處理。表面熱處理可分為表面淬火和化學(xué)熱處理。（1）表面淬火火焰表面淬火感應(yīng)加熱表面淬火激光表面淬火（2）化學(xué)熱處理滲碳滲氮  項(xiàng)目四、合金鋼 一、教學(xué)目標(biāo)1、了合金鋼的優(yōu)點(diǎn)；2、掌握典型合金鋼的牌號(hào)，了解其性能主要用途。二、教學(xué)任務(wù)在碳鋼的基礎(chǔ)上加入其它合金元素的的鋼稱為合金鋼。合金鋼的優(yōu)越性能有力學(xué)性能好，紅硬性高，易淬透，并具有一些特殊的物理、化學(xué)性能。1、合金鋼牌號(hào)的表示合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼牌

14、號(hào)的表示合金結(jié)構(gòu)鋼 合金工具鋼表示方法 二位數(shù)字 + 元素符號(hào) + 數(shù)字 一位數(shù)字 + 元素符號(hào) + 數(shù)字平均含碳的 合金元素 合金元素平 平均含碳的 合金元素 合金元素平萬分之幾 均百分含量 千分之幾 均百分含量 注意：當(dāng)C1.0%時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)出。 實(shí) 例 40Mn2 3Cr2W8V 表示含C：0.40% ，Mn：2.0% 表示含C：0.30% ，Cr：2.0%，V：1.0%20Cr2Ni4 Cr12MoV 表示含C：0.20% ，Cr：2.0%，Ni：4.0% 表示含C1.0%，Cr：12.0%，V：1.0%特專用鋼滾動(dòng)軸承鋼 GCr15 表示含Cr為1.5%的滾動(dòng)軸承鋼。2

15、、合金結(jié)構(gòu)鋼類 別常用牌號(hào)典型用途普通低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn 15 MnV橋梁、汽車大梁、大型廠房合金滲碳鋼20CrMnTi汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪合金調(diào)質(zhì)鋼40Cr 38CrMoAIA重要或精密機(jī)床主軸合金彈簧鋼50CrVA 65Mn重要的彈簧滾動(dòng)軸承鋼GCr15滾動(dòng)軸承 3、合金刀具鋼類 別常用牌號(hào)性能典型用途低合金刃具鋼9CrSiCrWMn強(qiáng)度、硬度較高，耐磨，紅硬性比碳素工具鋼高。制造鉸刀、拉刀、冷模具、量具等。高速鋼W18Cr4V W6Mo5Cr4V2具有高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，紅硬性達(dá)600。主要用于制造車刀、銑刀、鉆頭等。4、不銹鋼（1）鉻不銹鋼 1Cr13 2Cr13 3

16、Cr13 C4r13（2）鉻鎳不銹鋼 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9拓展視野 與一般鋼材相比，不銹鋼的強(qiáng)度、硬度并不大，甚至還低些。但由于含有大量Cr、Ni、等合金元素，導(dǎo)熱系數(shù)低，線膨脹系數(shù)大，加工硬化傾向大，切屑不易卷曲、折斷，切削與刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，不銹鋼較難加工。練習(xí)與思考160Si2Mn鋼中，平均含C_%、Si _%、Mn _%。Cr12鋼中平均含C_%、Cr_%。2GCr15是_鋼，主要用于制作_，其主有要性能與低合金刃具鋼相近，故也可以用來制造刀具、冷模具和_具等。3. W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2屬于_鋼。該類鋼經(jīng)高溫淬火及多次高溫回后具有高的強(qiáng)度、_和_，紅

17、硬性溫度達(dá)到_0C，故該類主要用于制造切削速度較高的刀具（如_、_等）和形狀復(fù)雜、負(fù)荷較重的成形刀具（如_、_等）。項(xiàng)目五、鑄鐵一、教學(xué)目標(biāo)1、了解鑄鐵及其優(yōu)良性能；2、了解常用鑄鐵的牌號(hào)、組織、性能、用途。二、教學(xué)任務(wù) 鑄鐵是指含碳量大于2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用鑄鐵的含碳量在3.0%4.5%范圍內(nèi)。鑄鐵中的碳以碳化物（Fe3C）形式存在時(shí)生產(chǎn)中很少應(yīng)用，而工業(yè)生產(chǎn)中常用的鑄鐵碳則以石墨形式存在。常用鑄鐵具有鑄造好、切削加工性好、減摩擦、減震動(dòng)、缺口敏感性低等優(yōu)越性能。常用鑄鐵類 別灰 鑄 鐵可鍛鑄鐵球墨鑄鐵牌 號(hào)HT200 HT3500表示b為200 MPa的灰鑄鐵。KTH300-0

18、6 KTZ00-02表示b為300 MPa、為6%的可鍛鑄鐵。QT400-18 QT900-2表示b為400 MPa、為18%的球墨鑄鐵。組 織金屬基體+片狀石墨金屬基體+球狀石墨金屬基體+團(tuán)絮狀石墨性 能抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性較差，但鑄造好，切削加工性好，減摩擦，減震動(dòng)，缺口敏感性低。有一定的塑性和韌性，造好，切削加工性好，減摩擦，減震動(dòng)，缺口敏感性低。力學(xué)性能與鋼相媲美，鑄造好，切削加工性好，減摩擦，減震動(dòng)，缺口敏感性低。用 途用于制造形狀復(fù)雜、受力不大、受壓減震的零件。如機(jī)床身、水泵殼體、氣缸體等。用于制造形狀復(fù)雜受沖擊載荷的薄壁中小型零件。如管道配件、車輪殼。制造強(qiáng)度、硬度、韌性要求高，

19、狀復(fù)雜的零件。如動(dòng)機(jī)曲軸，車床、銑床主軸等。拓展視野 1、灰鑄鐵為什么易于切削加工？ 這是由于灰鑄鐵組織中的片狀石墨割裂金屬基體的連續(xù)性，使灰鑄鐵的切屑易脆斷，且石墨對(duì)刀具有一定的潤(rùn)滑作用，使刀具磨損減小。2、在車削灰鑄鐵件時(shí)，為什么會(huì)發(fā)出清脆的尖叫聲？在加工車削灰鑄鐵件時(shí)，常常會(huì)發(fā)出清脆的尖叫聲，這是因?yàn)榛诣T鐵件組織中存在硬度很高的白口鑄鐵（Fe3C）的緣故。項(xiàng)目六、鋁及鋁合金一、教學(xué)目標(biāo)1、了解純鋁的優(yōu)良性能；2、了解常用鋁合金的牌號(hào)、組織、性能和用途。二、教學(xué)任務(wù)1、純鋁 鋁是大自然賜予人類的寶物，它的具有密度小、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好、塑性好等優(yōu)良性能。但人們對(duì)鋁的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的過程，在

20、自然界，鋁以穩(wěn)定的化合態(tài)存在，如氧化鋁（AI2O3），因而早期制備鋁比較困難。19世紀(jì)中期，鋁十分昂貴，甚至超過了當(dāng)時(shí)黃金的價(jià)格。1886年，電解法制鋁工藝的發(fā)明，使鋁在生產(chǎn)、生活中得以迅速普及?，F(xiàn)今，鋁已廣泛地用來制造電線、電纜、生活用品和配制鋁合金。2、鋁合金鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、塑性好、制造成本簡(jiǎn)單、成本低、抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 常用的鋁合金的種類、牌號(hào)、性能和用途類 別牌 號(hào)性 能用 途防銹鋁LF5 LF21具有很好的耐腐蝕性，塑性優(yōu)良，拋光性好。制造耐腐蝕、保光澤的零件。如裝飾材料，日用器具、飛機(jī)車輛的防銹蒙皮。硬 鋁LY11 LY12強(qiáng)度、硬度較高，比強(qiáng)度與高強(qiáng)度鋼相當(dāng)，耐腐

21、蝕性差。主要用一般的的受力構(gòu)件。如鉚釘、螺栓。超硬鋁LC4 LC6有很高的強(qiáng)度，比強(qiáng)度與超高強(qiáng)度鋼相當(dāng)，耐腐蝕性差。主要用于受力大的構(gòu)件。如飛機(jī)大梁、螺旋槳。鍛 侶LD7 LD10可鍛造，力學(xué)性能與硬鋁相近。用于制造質(zhì)量輕，且強(qiáng)度要求較高的鍛件、沖壓件。鑄造鋁合金ZL101 ZL201具有很好的鑄造性。鑄造質(zhì)輕，耐腐蝕、腐蝕復(fù)雜，但強(qiáng)度要求不高的零件。如儀表外殼、內(nèi)燃機(jī)活塞。項(xiàng)目七、銅及合銅金一、教學(xué)目標(biāo)1、了解純銅的優(yōu)良性能；2、了解常用黃銅、青銅的牌號(hào)、組織、性能和用途。二、教學(xué)任務(wù)1、純銅銅是人類使用最早的金屬，人類的歷史就曾經(jīng)經(jīng)歷了以它命名的青銅器時(shí)代。人類最早利用的單質(zhì)銅直接來自于自

22、然界少量的單質(zhì)銅。銅在自然界中主要以化合態(tài)存在，常見的的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石主要成分為CuCO3.Cu(OH)2 等。現(xiàn)代工業(yè)主要采用調(diào)溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到銅，含銅量為99.5%99. 7%,還含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要達(dá)到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅還必須經(jīng)過電解精煉，電解精煉得到的銅，含銅量高達(dá)99. 95%99. 98%。銅的新鮮斷面是玫瑰紅色，但表面形成CuO膜外觀呈紫紅色（俗稱紫銅）。銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，耐腐蝕性，塑性優(yōu)良。銅廣泛用于國(guó)防工業(yè)和電氣工業(yè)。約有一半的銅用于制造電線、電纜等導(dǎo)電體。2、銅合金黃銅、青銅、白銅（1）黃銅

23、 黃銅是銅與鋅組成的合金。因色黃而得名。根據(jù)化學(xué)成分的不同黃銅以分為普通黃銅和特殊黃銅。 普通黃銅普通黃銅是僅由銅和鋅組成的合金。它的力學(xué)性能需求比純銅高，價(jià)格便宜，在一般情況下不易腐蝕，塑性好，能進(jìn)行熱壓力加工和冷壓力加工。普通黃銅是一種應(yīng)用廣泛的銅合金。下表是介紹的是普通黃銅幾種典型用途。普通黃銅牌號(hào)H90 H80H7OH62黃銅產(chǎn)品藝術(shù)品 體育獎(jiǎng)杯子彈彈殼螺釘 螺母 墊圈 特殊黃銅 特殊黃銅是普通黃銅中加入其它合金元素組成的銅合金。如鉛黃銅（HPb59-1）、鋁黃銅（HMn 58-2） （2）青銅 青銅是指除黃銅和白銅以外的銅合金。根據(jù)化學(xué)成分的不同可分為錫青銅和無錫（特殊）青銅。人類在

24、青銅器時(shí)代使用的大多是錫青銅。 類 別錫青銅特殊青銅典型牌號(hào)QSn4-3 QSn4-4_4QAI7 QBe2主要性能具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和鑄造性。 大多數(shù)特殊青銅都比錫青銅具有更好的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性。 （3）白銅白銅是銅鎳合金。因色白而得名。它表面膜光亮，不易銹蝕，主要用于制造精密儀器、儀表中耐蝕零件及電阻器、熱電偶等。項(xiàng)目八、硬質(zhì)合金一、教學(xué)目標(biāo)1、了解硬質(zhì)合金的性能；2、了解常用硬質(zhì)合金的分類、牌號(hào)、用途。二、教學(xué)任務(wù)硬質(zhì)合金是以一種或幾種高硬度的難熔碳化物的粉末為主要成分,加入金屬鈷作粘結(jié)劑,用粉末冶金方法制得的金屬材料。它的性能特點(diǎn)是：硬度高（HRA8693），紅硬性高

25、（9001000），耐磨性好，抗壓強(qiáng)度高；抗彎強(qiáng)度低（只有高速鋼的1/21/3），韌性差（只有淬火鋼的30%50%），導(dǎo)熱性差；耐腐蝕性好，抗氧化性良好；線膨脹系數(shù)小。 硬質(zhì)合金切削切削速度比高速鋼高4倍7倍，刀具壽命高5倍80倍?？汕邢?0HRC左右的硬質(zhì)材料。常用的硬質(zhì)合金種類、牌號(hào)、成分、用途類 別牌 號(hào)成 分硬基體 粘結(jié)劑用 途鎢鈷類硬質(zhì)合金YG3 YG3X YG6 YG6X YA6 YG8 碳化鎢 鈷適用于加工脆性材料。如 鑄鐵鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金YT30 YT15 YT5碳化鎢 鈷碳化鈦 適用于加工塑性材料。如 一般碳鋼 45鋼通用硬質(zhì)合金YW1 YW2碳化鎢 碳化鈦 鈷碳化鉭或碳化鈮

26、適用于加工不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼牌號(hào)說明：Y硬質(zhì)合金； G鈷，其后數(shù)字表示含鈷量；X細(xì)顆粒合金； A含碳化鉭或碳化鈮的鎢鈷類硬質(zhì)合金；T碳化鈦，其后數(shù)字表示碳化鈦含； W通用合金。拓展視野 硬質(zhì)合金刀具使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：硬質(zhì)合金切削刀具材料具有硬而脆的特性，故在精加工時(shí)務(wù)必使用金剛石砂輪磨削。硬質(zhì)合金切削刀具材料具有硬而脆的特性，故在受到?jīng)_擊或夾緊力太大時(shí)會(huì)產(chǎn)生崩刃或碎裂。硬質(zhì)合金的熱膨脹系數(shù)較小，故用作熱套或冷套件的產(chǎn)品，若使用溫度與設(shè)計(jì)值有顯著差異(或高或低時(shí))會(huì)產(chǎn)生裂紋。在貯存硬質(zhì)合金切削刀具時(shí)注意要放在干燥處，因切削液或其他液體會(huì)使其腐蝕，而降低刀具強(qiáng)度。硬質(zhì)合金刀具刃磨后，必須仔細(xì)

27、檢查有否產(chǎn)生裂紋。如用電加工硬質(zhì)合金切削刀具后，須檢查刀具表面是否有殘留裂紋，否則將會(huì)影響刀具強(qiáng)度，必要時(shí)通過精磨來消除刀具表面裂紋硬質(zhì)合金刀具磨削是應(yīng)注意的事項(xiàng)：硬質(zhì)合金切削刀具在磨削加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的切削溫度和粉塵、氣霧。當(dāng)粉塵、汽霧接觸到眼睛或皮膚，以及被人體吸入都會(huì)產(chǎn)生危害。故對(duì)硬質(zhì)合金切削刀具進(jìn)行磨削或刃磨時(shí)，推薦您使用局部吸塵裝置、帶口罩、眼睛和手套等保護(hù)措施。若手上沾上粉塵，應(yīng)用肥皂和水徹底清洗干凈。切勿在工作地就餐，餐前應(yīng)將手洗干凈。應(yīng)用吸塵器或洗滌方法去除衣服上的粉塵，切勿用手拍粉塵。 長(zhǎng)期或反復(fù)接觸粉塵會(huì)影響皮膚、呼吸道和心臟等。項(xiàng)目九、金屬切削加工性能一、教學(xué)目標(biāo)1、了解

28、金屬的切削加工；2、了解金屬材料的切削加工性。二、教學(xué)任務(wù)1、切削加工金屬材料的切削加工是車、刨、銑、鉆、磨及鉗工加工。 2、切削加工性 切削加工性是指切削加工工件材料的難易程度。 （1）最佳切削硬度影響金屬材料切削加工性的因素很多，主要的有硬度、塑性、耐熱性、導(dǎo)熱系數(shù)及對(duì)刀具的磨擦能力等，其中硬度對(duì)金屬的切削加工性影響最大。 金屬材料的最佳切削硬度是 170230 HBS。硬度過高不但難以加工，而且刀具容易磨損，能量耗費(fèi)多；但硬度過低時(shí)切削加工中易“粘刀”，使刀具發(fā)熱和磨損，且表面光潔度也很差。 （2）金屬材料的切削加工性分類很容易切削材料：銅合金、鋁合金、鋅合金。易切削材料：易切削鋼（Y1

29、2鋼）、退火15Cr鋼、正火30鋼。普通材料：一般鋼材（235鋼 45鋼）、灰鑄鐵。難切削材料：調(diào)質(zhì)合金鋼（45Cr鋼）、不銹鋼、鈦及鈦合金、高錳鋼。（3）機(jī)械制造中采用熱處理改善材料切削加工性方法高碳鋼可采用退火降低硬度，改善切削加工性；低碳鋼可采用正火或調(diào)質(zhì)處理降低硬度，改善切削加工性。拓展視野切削速度選擇原則：主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)確保刀具壽命，且切削負(fù)荷不應(yīng)超過機(jī)床的額定功率。通常的原則是：刀具的耐熱性好，切削速度可高些；工件材料的強(qiáng)度、硬度高，或塑性太大和太小，切削速度均應(yīng)取低些； 加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度；要求得到較小的表面粗糙度時(shí)，切削速度應(yīng)避開積屑瘤的生成

30、速度范圍；對(duì)硬質(zhì)合金刀具，可取較高的切削速度；對(duì)高速鋼刀具，宜采用低速切削；斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)取較低的切削速度；工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，切削速度應(yīng)當(dāng)減?。?在切削速度最后確定前，須驗(yàn)算機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率PE是否足夠。項(xiàng)目十 切削刀具常用材料一、教學(xué)目標(biāo)了解切削刀具材料和性能。二、教學(xué)任務(wù)切削刀具材料：碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、CBN燒結(jié)體及金剛石燒結(jié)體、電沉積金剛石等為刀具材料的總稱。刀具的切削部分不但要承受切削過程中的高溫、高壓及沖擊載荷，而且還要承受切屑及工件的強(qiáng)烈磨擦。因此，作為刀具切削部分材料必須具備較高的硬度、耐磨性、耐熱性及足夠強(qiáng)度、韌性，此外還必須有較好的冷、熱加工性

31、。下表介紹的是目前使用最廣泛的切削刀具材料。 切削刀具材料用 途硬 度維持工作的最高溫度切 削速 度碳素工具鋼T7、T8、 T12、T 13手動(dòng)工具：銼刀、鋸條、板牙、絲錐。加工輕合金的的機(jī)動(dòng)刀具。HRC60652005米/秒低合金刃具鋼9CrSi CrWMn手動(dòng)工具：板牙、絲錐。形狀復(fù)雜的低速機(jī)動(dòng)工具。HRC60652508米/秒高速鋼W18Cr4V W6Mo5Cr4V2切削速度較高的刀具（如車刀、銑刀）和形狀復(fù)雜、載荷較重的成型刀具（如齒輪銑刀、拉刀）。HRC626960016米/秒硬質(zhì)合金鎢鈷類、鎢鈦鈷類廣泛應(yīng)用于高速切削和對(duì)高硬度或高韌性材料的切削刀具中。HRA8693100032米/秒高溫耐磨陶瓷陶瓷車刀適用于連續(xù)切削的精加工及半精加工。HRA9194120032米/秒熱壓氮化硅氮化硅刀具適用于高硬度材料的精加工及半精加工。HV2000130032米/秒立方氮化硼氮化硅刀具適用于制作高硬度、高強(qiáng)度材料的精加工車刀。HV9000 140032米/秒拓展視野切削刀具的使用注意事項(xiàng)：刀 具 種 類易 發(fā) 生 的 事 故 清 除 方 法所有切削刀具由于刀刃很鋒利，因此直接用手觸及有碰傷的可能。特別是從套殼中取出時(shí)或?qū)⑵浒惭b在機(jī)床上時(shí)，請(qǐng)使用手套等保護(hù)用品。使用錯(cuò)誤的方法或使用條件不恰當(dāng)，可導(dǎo)致刀具破損飛出，造成碰傷的危險(xiǎn)。請(qǐng)使用安全罩，