材料性能及其加工第5章有色金屬及非金屬ppt課件

1、第第5章章 有色金屬及非金屬有色金屬及非金屬本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn)先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金第四節(jié)第四節(jié) 高分子材料高分子材料第五節(jié)第五節(jié) 復(fù)合材料復(fù)合材料第六節(jié)第六節(jié) 其他非金屬材料其他非金屬材料下一頁(yè)第第5章章 有色金屬及非金屬有色金屬及非金屬知識(shí)拓展知識(shí)拓展先導(dǎo)案例解決先導(dǎo)案例解決本章小結(jié)本章小結(jié)思考題思考題上一頁(yè)本章知識(shí)點(diǎn)本章知識(shí)點(diǎn)1.掌握有色金屬鋁及鋁合金、銅及銅合金的特性及牌號(hào)選用。掌握有色金屬鋁及鋁合金、銅及銅合金的特性及牌號(hào)選用。2.掌握有色金屬滑動(dòng)軸承合金和硬

2、質(zhì)合金的特性及牌號(hào)選用。掌握有色金屬滑動(dòng)軸承合金和硬質(zhì)合金的特性及牌號(hào)選用。3.了解有色金屬材料類型及其特性。了解有色金屬材料類型及其特性。前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例請(qǐng)分析以下兩張圖片中的物品是屬于什么材料請(qǐng)分析以下兩張圖片中的物品是屬于什么材料?各有什么性各有什么性能特點(diǎn)能特點(diǎn)?下一頁(yè)前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例通常把鐵及其合金稱為黑色金屬。除黑色金屬以外的其他金屬通常把鐵及其合金稱為黑色金屬。除黑色金屬以外的其他金屬稱為有色金屬。有色金屬的種類很多，由于冶煉較為困難，成稱為有色金屬。有色金屬的種類很多，由于冶煉較為困難，成本較高，故其產(chǎn)量和使用量遠(yuǎn)不如黑色金屬多。但是，有色金本較高，故其產(chǎn)量和使用量遠(yuǎn)不

3、如黑色金屬多。但是，有色金屬具有某些特殊的物理、化學(xué)性能，如鎂、鋁合金密度小，銅、屬具有某些特殊的物理、化學(xué)性能，如鎂、鋁合金密度小，銅、銀合金導(dǎo)電性好，鎢、鉑、銳合金耐高溫性好等，使其成為現(xiàn)銀合金導(dǎo)電性好，鎢、鉑、銳合金耐高溫性好等，使其成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的重要機(jī)械工程材料，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、代工業(yè)中不可缺少的重要機(jī)械工程材料，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、航空、航海、化工、電器等部門。常用的有色金屬有鋁及鋁合航空、航海、化工、電器等部門。常用的有色金屬有鋁及鋁合金、銅及銅合金、滑動(dòng)軸承合金、硬質(zhì)合金等。金、銅及銅合金、滑動(dòng)軸承合金、硬質(zhì)合金等。 上一頁(yè) 下一頁(yè)前往先導(dǎo)案例先導(dǎo)案例非金屬材料是金

4、屬材料以外一切材料的總稱。目前機(jī)械工程非金屬材料是金屬材料以外一切材料的總稱。目前機(jī)械工程上應(yīng)用的非金屬材料有工程塑料、合成橡膠、工業(yè)陶瓷、復(fù)上應(yīng)用的非金屬材料有工程塑料、合成橡膠、工業(yè)陶瓷、復(fù)合材料、合成膠私劑等。其中前兩種屬于高分子合成材料，合材料、合成膠私劑等。其中前兩種屬于高分子合成材料，工業(yè)陶瓷是無(wú)機(jī)非金屬材料，復(fù)合材料是用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒üI(yè)陶瓷是無(wú)機(jī)非金屬材料，復(fù)合材料是用適當(dāng)?shù)墓に嚪椒▽煞N或多種性質(zhì)不同的材料復(fù)合而成的新材料。膠私劑是將兩種或多種性質(zhì)不同的材料復(fù)合而成的新材料。膠私劑是一種靠界面作用產(chǎn)生的私合力將各種材料牢固地膠私在一起一種靠界面作用產(chǎn)生的私合力將各種材料牢固地

5、膠私在一起的物質(zhì)。的物質(zhì)。上一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金在有色金屬中，鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，其獨(dú)在有色金屬中，鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，其獨(dú)特的性能，使之成為現(xiàn)代工業(yè)中極其重要的結(jié)構(gòu)材料。特的性能，使之成為現(xiàn)代工業(yè)中極其重要的結(jié)構(gòu)材料。一、純鋁一、純鋁純鋁呈銀白色，是地殼中蘊(yùn)藏量最豐富的元素之一，約占全純鋁呈銀白色，是地殼中蘊(yùn)藏量最豐富的元素之一，約占全部金屬元素的部金屬元素的1/3。鋁是一種輕金屬，面心立方品格、無(wú)同。鋁是一種輕金屬，面心立方品格、無(wú)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，具有許多優(yōu)良的性能。素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，具有許多優(yōu)良的性能。(1)熔點(diǎn)低、密度小。鋁的熔點(diǎn)熔點(diǎn)低、密度小

6、。鋁的熔點(diǎn)660，易于鑄造成型。鋁，易于鑄造成型。鋁的密度為的密度為2.7 g/cm3，約為鐵的，約為鐵的1/3，比強(qiáng)度高于鐵。，比強(qiáng)度高于鐵。(2)優(yōu)良的加工工藝性能。純鋁的強(qiáng)度、硬度低優(yōu)良的加工工藝性能。純鋁的強(qiáng)度、硬度低(b =80100MPa,20HBS)，塑性、韌性很好，塑性、韌性很好(=50%, =80%)，可以進(jìn)行各種冷、熱加工。純鋁經(jīng)冷變形強(qiáng)化，可以進(jìn)行各種冷、熱加工。純鋁經(jīng)冷變形強(qiáng)化后，強(qiáng)度后，強(qiáng)度b =150250MPa，但塑性下降。，但塑性下降。下一頁(yè)前往(3)良好的電導(dǎo)性和熱導(dǎo)性。鋁的電導(dǎo)性僅次于金、銀、銅，良好的電導(dǎo)性和熱導(dǎo)性。鋁的電導(dǎo)性僅次于金、銀、銅，其電導(dǎo)率是銅

7、的其電導(dǎo)率是銅的60% 。 (4)良好的耐大氣腐蝕能力。純鋁和氧的親和力很大，在空良好的耐大氣腐蝕能力。純鋁和氧的親和力很大，在空氣中會(huì)生成致密的氣中會(huì)生成致密的A1203薄膜，有效阻止鋁的進(jìn)一步氧化。薄膜，有效阻止鋁的進(jìn)一步氧化。鋁含量不低于鋁含量不低于99.00%為純鋁，其牌號(hào)按為純鋁，其牌號(hào)按GB/T 16474-2019的規(guī)定，用的規(guī)定，用1X X X表示。牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示鋁表示。牌號(hào)的最后兩位數(shù)字表示鋁的最低白分含量，第一位字母表示原始純鋁的改型情況，如的最低白分含量，第一位字母表示原始純鋁的改型情況，如A135表示表示W(wǎng)Al=99.35%的純鋁。工業(yè)純鋁是的純鋁。工業(yè)純鋁是W

8、Al=99.00% 99.80%的純鋁，雜質(zhì)元素是鐵、硅等，的純鋁，雜質(zhì)元素是鐵、硅等，其含量越多，電導(dǎo)性、熱導(dǎo)性、耐蝕性和塑性越差。其含量越多，電導(dǎo)性、熱導(dǎo)性、耐蝕性和塑性越差。工業(yè)純鋁主要用來(lái)制作電線、電纜、散熱片、配置合金等。工業(yè)純鋁主要用來(lái)制作電線、電纜、散熱片、配置合金等。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金二、鋁合金二、鋁合金純鋁的強(qiáng)度低，不宜用來(lái)制造承受載荷的純鋁的強(qiáng)度低，不宜用來(lái)制造承受載荷的結(jié)構(gòu)零件。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)純鋁加結(jié)構(gòu)零件。在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)純鋁加入適量的硅、銅、鎂、鋅、錳等合金元素入適量的硅、銅、鎂、鋅、錳等合金元素后，可得到具有較高強(qiáng)度的鋁合

9、金后，可得到具有較高強(qiáng)度的鋁合金;再經(jīng)再經(jīng)過(guò)冷加工。過(guò)冷加工?；驘崽幚?，其抗拉強(qiáng)度可進(jìn)一步提高到或熱處理，其抗拉強(qiáng)度可進(jìn)一步提高到5OON/mm2以上以上;而目，鋁合金的比強(qiáng)而目，鋁合金的比強(qiáng)度度(抗拉強(qiáng)度與密度的比值抗拉強(qiáng)度與密度的比值)高，有良好的高，有良好的耐蝕性和加工性，因此，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和航耐蝕性和加工性，因此，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和航空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。空工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。1.鋁合金的分類鋁合金的分類鋁合金相圖的一般形式如圖鋁合金相圖的一般形式如圖5-1所示。按所示。按成份和工藝特點(diǎn)，鋁合金可分為變形鋁合成份和工藝特點(diǎn)，鋁合金可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。金和鑄造鋁合金兩類。上一頁(yè) 下

10、一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金相圖中的相圖中的DF線是合金元素在鋁中的溶解度變化曲線，線是合金元素在鋁中的溶解度變化曲線，D點(diǎn)是點(diǎn)是合金元素在鋁中最大溶解度點(diǎn)。合金元素含量低于合金元素在鋁中最大溶解度點(diǎn)。合金元素含量低于D點(diǎn)的合點(diǎn)的合金，當(dāng)加熱到金，當(dāng)加熱到DF線以上時(shí)，能形成單相固溶體組織線以上時(shí)，能形成單相固溶體組織a，其塑，其塑性較高，適于壓力加工，故稱為變形鋁合金。其中，合金成性較高，適于壓力加工，故稱為變形鋁合金。其中，合金成份在份在F點(diǎn)以左的合金，由于其固溶體成份不隨溫度而變化，點(diǎn)以左的合金，由于其固溶體成份不隨溫度而變化，在固態(tài)下加熱或冷卻均無(wú)相變發(fā)生，即不能進(jìn)行熱處

11、理強(qiáng)化，在固態(tài)下加熱或冷卻均無(wú)相變發(fā)生，即不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，稱為不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金稱為不能熱處理強(qiáng)化的鋁合金;而在而在F點(diǎn)以右的鋁合金點(diǎn)以右的鋁合金(包括鑄包括鑄鋁合金鋁合金)，其固溶體成份隨溫度變化而沿，其固溶體成份隨溫度變化而沿DF線變化，在加熱線變化，在加熱或冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生相變，可以用熱處理的方法使合金強(qiáng)化，稱或冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生相變，可以用熱處理的方法使合金強(qiáng)化，稱為能熱處理強(qiáng)化的鋁合金。合金元素含量超過(guò)為能熱處理強(qiáng)化的鋁合金。合金元素含量超過(guò)D點(diǎn)的合金，點(diǎn)的合金，具有共品組織，適用于鑄造，而不適用于壓力加工，故稱為具有共品組織，適用于鑄造，而不適用于壓力加工，故稱為鑄造鋁合金。鑄造鋁合

12、金。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金1)變形鋁合金變形鋁合金變形鋁合金按其性能特點(diǎn)分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁合變形鋁合金按其性能特點(diǎn)分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁合金，這類鋁合金一般都加工成各種規(guī)格型材金，這類鋁合金一般都加工成各種規(guī)格型材(板、帶、竹、線板、帶、竹、線等等)產(chǎn)品供應(yīng)。產(chǎn)品供應(yīng)。根據(jù)根據(jù)“國(guó)際牌號(hào)注冊(cè)組織推薦的國(guó)際牌號(hào)注冊(cè)組織推薦的4位數(shù)字體系牌號(hào)命名方法，位數(shù)字體系牌號(hào)命名方法，GB/T 16474-2019規(guī)定，用規(guī)定，用“四位數(shù)字或四位數(shù)字或“四位字符四位字符表示變形鋁及鋁合金的牌號(hào)?；瘜W(xué)成份己在國(guó)際組織注冊(cè)命名表示變形鋁及鋁合金的牌號(hào)?；瘜W(xué)成份己

13、在國(guó)際組織注冊(cè)命名的鋁及鋁合金采用的鋁及鋁合金采用“四位數(shù)字體系牌號(hào)四位數(shù)字體系牌號(hào);未注冊(cè)的鋁及鋁合金未注冊(cè)的鋁及鋁合金采用采用“四位字符體系牌號(hào)。四位字符體系牌號(hào)。“四位數(shù)字體系牌號(hào)用四位數(shù)字體系牌號(hào)用4個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示。第一位數(shù)字表個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字表示。第一位數(shù)字表示組別示組別:1xxx表示純鋁，純鋁牌號(hào)中第一個(gè)數(shù)字表示雜質(zhì)含表示純鋁，純鋁牌號(hào)中第一個(gè)數(shù)字表示雜質(zhì)含量的控制情況，最后兩位數(shù)字表示鋁質(zhì)量白分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后的兩量的控制情況，最后兩位數(shù)字表示鋁質(zhì)量白分?jǐn)?shù)小數(shù)點(diǎn)后的兩位數(shù)。位數(shù)。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金例如例如1060表示鋁的質(zhì)量白分?jǐn)?shù)為表示鋁的質(zhì)量白分?jǐn)?shù)為9

14、9. 60%的純鋁的純鋁;2xxx, 3xxx,，9xxx分別表示變形鋁合金中的主要元素分別為分別表示變形鋁合金中的主要元素分別為Cu, Mn, Si, Mg, Mg+Si, Zn、其他元素，變形鋁的第一、其他元素，變形鋁的第一位數(shù)字表示鋁合金的改型情況，如果第一位數(shù)字為位數(shù)字表示鋁合金的改型情況，如果第一位數(shù)字為0，則表，則表示原始合金，示原始合金，19表示改型合金表示改型合金(即該合金的化學(xué)成份在原即該合金的化學(xué)成份在原始合金的基礎(chǔ)上允許有一定的偏差始合金的基礎(chǔ)上允許有一定的偏差)，最后兩位數(shù)字沒(méi)有特殊，最后兩位數(shù)字沒(méi)有特殊的意義，僅用來(lái)識(shí)別同一組中的不同鋁合金，如牌號(hào)的意義，僅用來(lái)識(shí)別同

15、一組中的不同鋁合金，如牌號(hào)5056表示主要合金元素為表示主要合金元素為Mg的的56號(hào)原始鋁合金。號(hào)原始鋁合金?！八奈蛔址w系牌號(hào)的第一、二、四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第四位字符體系牌號(hào)的第一、二、四位為阿拉伯?dāng)?shù)字，第一位為英文大寫字母。其中第一、二、四位數(shù)字的意義與一位為英文大寫字母。其中第一、二、四位數(shù)字的意義與“四位數(shù)字體系牌號(hào)表示法的規(guī)則相同，第一位字母表示四位數(shù)字體系牌號(hào)表示法的規(guī)則相同，第一位字母表示純鋁或鋁合金的改型情況，純鋁或鋁合金的改型情況，A表示原始鋁或鋁合金，表示原始鋁或鋁合金，B Y表表示原始合金的改型合金。例如示原始合金的改型合金。例如2A11表示主要合金元素為表示主要合金元素

16、為Cu的的11號(hào)原始鋁合金。號(hào)原始鋁合金。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金常用的變形鋁合金有以下四種。常用的變形鋁合金有以下四種。(1)防銹鋁合金。屬于防銹鋁合金。屬于Al-Mn系和系和Al-M g系合金，是熱處系合金，是熱處理不能強(qiáng)化的形變鋁合金，只能通過(guò)冷壓力加工來(lái)提高強(qiáng)度，理不能強(qiáng)化的形變鋁合金，只能通過(guò)冷壓力加工來(lái)提高強(qiáng)度，具有適中的強(qiáng)度和優(yōu)良的塑性，并具有很好的耐腐蝕性，故具有適中的強(qiáng)度和優(yōu)良的塑性，并具有很好的耐腐蝕性，故稱為防銹鋁合金。主要用途是制造油糟、油箱、導(dǎo)竹、生活稱為防銹鋁合金。主要用途是制造油糟、油箱、導(dǎo)竹、生活用器皿、各種容器、防銹蒙皮等。用器皿、

17、各種容器、防銹蒙皮等。(2)硬鋁合金。屬于硬鋁合金。屬于A 1-M g-Cu系和系和A1-Mn-Cu系。這類系。這類鋁合金經(jīng)固溶和時(shí)效處理后獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度，故稱為硬鋁。鋁合金經(jīng)固溶和時(shí)效處理后獲得相當(dāng)高的強(qiáng)度，故稱為硬鋁。硬鋁的耐蝕性比純鋁差，更不耐海洋大氣的腐蝕，所以有些硬鋁的耐蝕性比純鋁差，更不耐海洋大氣的腐蝕，所以有些硬鋁的板材常在表面包覆一層純鋁后使用。其主要用途是作硬鋁的板材常在表面包覆一層純鋁后使用。其主要用途是作中等強(qiáng)度的構(gòu)件和零件，如鉚釘、螺栓、航空工業(yè)的一般受中等強(qiáng)度的構(gòu)件和零件，如鉚釘、螺栓、航空工業(yè)的一般受力結(jié)構(gòu)件。力結(jié)構(gòu)件。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁

18、及鋁合金(3)超硬鋁合金。屬于超硬鋁合金。屬于A1-Mg-Cu-Zn系。這類鋁合金是在系。這類鋁合金是在硬鋁基礎(chǔ)上再加鋅形成的，其強(qiáng)度高于硬鋁，但耐蝕性較差。硬鋁基礎(chǔ)上再加鋅形成的，其強(qiáng)度高于硬鋁，但耐蝕性較差。超硬鋁合金經(jīng)過(guò)固溶處理和人工時(shí)效處理后，是室溫強(qiáng)度最超硬鋁合金經(jīng)過(guò)固溶處理和人工時(shí)效處理后，是室溫強(qiáng)度最高的鋁合金。主要用作受力大的重要構(gòu)件及高載荷零件，如高的鋁合金。主要用作受力大的重要構(gòu)件及高載荷零件，如飛機(jī)大梁、柑架、翼肋、活塞、加強(qiáng)框、起落架、螺旋槳葉飛機(jī)大梁、柑架、翼肋、活塞、加強(qiáng)框、起落架、螺旋槳葉片等。片等。(4)鍛鋁合金。大多屬于鍛鋁合金。大多屬于A1-Mg-Cu-Si

19、系。力學(xué)性能與硬系。力學(xué)性能與硬鋁相近，但由于熱塑性較好，適于采用壓力加工，如鍛壓、鋁相近，但由于熱塑性較好，適于采用壓力加工，如鍛壓、沖壓等，制造各種形狀復(fù)雜的零件或制成棒材。沖壓等，制造各種形狀復(fù)雜的零件或制成棒材。常用變形鋁合金的主要特性和用途見(jiàn)表常用變形鋁合金的主要特性和用途見(jiàn)表5-1。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金2)鑄造鋁合金鑄造鋁合金鑄造鋁合金與變形鋁合金相比，一般其合金元素的含量較高，鑄造鋁合金與變形鋁合金相比，一般其合金元素的含量較高，具有良好的鑄造性能，但塑性與韌性較低，不能進(jìn)行壓力加具有良好的鑄造性能，但塑性與韌性較低，不能進(jìn)行壓力加工。按其所加入合

20、金元素不同，鑄造鋁合金可分為工。按其所加入合金元素不同，鑄造鋁合金可分為A1-Si系、系、A1-Cu系、系、A1-Mg系、系、A1-Zn系四類。鑄造鋁合金牌號(hào)用系四類。鑄造鋁合金牌號(hào)用“ZA1+元素符號(hào)元素符號(hào)+數(shù)字表示。數(shù)字表示。ZA1表示表示“鑄造鋁合金鑄造鋁合金”，其后表示除鋁外主要加入元素的符號(hào)及其平均百分含量，雜其后表示除鋁外主要加入元素的符號(hào)及其平均百分含量，雜質(zhì)含量低、性能優(yōu)質(zhì)的合金，在牌號(hào)后附加字母質(zhì)含量低、性能優(yōu)質(zhì)的合金，在牌號(hào)后附加字母“A”。例如。例如ZA1Si7MgA，表示優(yōu)質(zhì)鑄造合金，其中，表示優(yōu)質(zhì)鑄造合金，其中Si=7%, Mg=1%，其余為，其余為A1。為方便使用

21、，鑄造鋁合金也常用代。為方便使用，鑄造鋁合金也常用代號(hào)來(lái)表示，代號(hào)用號(hào)來(lái)表示，代號(hào)用“ZL加二位數(shù)字表示。其中加二位數(shù)字表示。其中“ZL表示表示“鑄鋁鑄鋁”，第一位數(shù)字表示合金類別，第一位數(shù)字表示合金類別，上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金一、二位數(shù)字表示合合金順序號(hào)。例如一、二位數(shù)字表示合合金順序號(hào)。例如:ZL102，表示，表示2號(hào)號(hào)A1-Si鑄造鋁合金。常用鑄造鋁合金的牌號(hào)、代號(hào)、性能和鑄造鋁合金。常用鑄造鋁合金的牌號(hào)、代號(hào)、性能和用途舉例見(jiàn)表用途舉例見(jiàn)表5-2 。(1) Al-Si系。鋁硅合金又稱硅鋁明，由鋁、硅兩種元素組系。鋁硅合金又稱硅鋁明，由鋁、硅兩種元素組成的合

22、金稱簡(jiǎn)單硅鋁明，除鋁硅外還加入其他元素的合金稱成的合金稱簡(jiǎn)單硅鋁明，除鋁硅外還加入其他元素的合金稱特殊硅鋁明。簡(jiǎn)單硅鋁明為熱處理不能強(qiáng)化的鋁合金，故強(qiáng)特殊硅鋁明。簡(jiǎn)單硅鋁明為熱處理不能強(qiáng)化的鋁合金，故強(qiáng)度不高。特殊硅鋁明因加入銅、鎂、錳等元素使合金強(qiáng)化，度不高。特殊硅鋁明因加入銅、鎂、錳等元素使合金強(qiáng)化，并可通過(guò)熱處理進(jìn)一步提高力學(xué)性能。該合金有良好的鑄造并可通過(guò)熱處理進(jìn)一步提高力學(xué)性能。該合金有良好的鑄造性能，可用作內(nèi)燃機(jī)活塞、氣缸體、水冷的氣缸頭、氣缸套、性能，可用作內(nèi)燃機(jī)活塞、氣缸體、水冷的氣缸頭、氣缸套、風(fēng)扇葉片、形狀復(fù)雜的薄壁零件以及電機(jī)儀表的外殼、油泵風(fēng)扇葉片、形狀復(fù)雜的薄壁零件以

23、及電機(jī)儀表的外殼、油泵殼體等。殼體等。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金(2)Al-Cu系。鋁銅合金強(qiáng)度較高，加入鎳、錳更可提高耐系。鋁銅合金強(qiáng)度較高，加入鎳、錳更可提高耐熱性，用于高強(qiáng)度或高溫條件下工作的零件，如內(nèi)燃機(jī)氣缸、熱性，用于高強(qiáng)度或高溫條件下工作的零件，如內(nèi)燃機(jī)氣缸、活塞、柱架梁、支臂等?；钊⒅芰?、支臂等。 (3)Al-M g系。鋁鎂合金有良好的耐蝕性，可用作在腐蝕系。鋁鎂合金有良好的耐蝕性，可用作在腐蝕介質(zhì)條件下工作的鑄件，如氨用泵體、泵蓋及海輪配件等。介質(zhì)條件下工作的鑄件，如氨用泵體、泵蓋及海輪配件等。 (4)Al-Zn系。鋁鋅合金有較高強(qiáng)度，價(jià)格便宜，用

24、于制造系。鋁鋅合金有較高強(qiáng)度，價(jià)格便宜，用于制造醫(yī)療器械、儀表零件、飛機(jī)零件和日用品等。醫(yī)療器械、儀表零件、飛機(jī)零件和日用品等。鑄造鋁合金可采用變質(zhì)處理細(xì)化品粒。即在液態(tài)合金熔液中鑄造鋁合金可采用變質(zhì)處理細(xì)化品粒。即在液態(tài)合金熔液中加入氟化鈉和氯化鈉的混合鹽加入氟化鈉和氯化鈉的混合鹽2/3NaF+1/3NaCl） ，加入量為合金質(zhì)量的加入量為合金質(zhì)量的1%3%。這些鹽和液態(tài)鋁相互作用，。這些鹽和液態(tài)鋁相互作用，因變質(zhì)作用細(xì)化品粒，從而提高了其力學(xué)性能，使抗拉強(qiáng)度因變質(zhì)作用細(xì)化品粒，從而提高了其力學(xué)性能，使抗拉強(qiáng)度提高提高30%40%，伸長(zhǎng)率提高，伸長(zhǎng)率提高1%2%。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一

25、節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金2.鋁合金的熱處理鋁合金的熱處理1)熱處理特點(diǎn)熱處理特點(diǎn)鋁合金的熱處理與鋼不同。一般鋼經(jīng)淬火后，硬度和強(qiáng)度立鋁合金的熱處理與鋼不同。一般鋼經(jīng)淬火后，硬度和強(qiáng)度立即提高，塑性下降。鋁合金則不同，能熱處理強(qiáng)化的鋁合金，即提高，塑性下降。鋁合金則不同，能熱處理強(qiáng)化的鋁合金，淬火后硬度和強(qiáng)度不能立即提高，而塑性與韌性卻顯著提高淬火后硬度和強(qiáng)度不能立即提高，而塑性與韌性卻顯著提高;但在室溫放置一段時(shí)間后，硬度和強(qiáng)度才顯著提高，塑性與但在室溫放置一段時(shí)間后，硬度和強(qiáng)度才顯著提高，塑性與韌性則明顯下降，如圖韌性則明顯下降，如圖5-2所示。這種淬火后合金的性能隨所示。這種淬火后合金的性

26、能隨時(shí)間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，稱為時(shí)間而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，稱為“時(shí)效或時(shí)效或“時(shí)效硬化時(shí)效硬化”，這是因?yàn)殇X合金淬火后，獲得均勻過(guò)飽和的固溶體是不穩(wěn)定這是因?yàn)殇X合金淬火后，獲得均勻過(guò)飽和的固溶體是不穩(wěn)定的，有析出第一相金屬化合物的趨勢(shì)。的，有析出第一相金屬化合物的趨勢(shì)。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為為“自然時(shí)效自然時(shí)效”;在加熱條件在加熱條件(一般一般100-200 )下進(jìn)行的下進(jìn)行的時(shí)效稱為時(shí)效稱為“人工時(shí)效人工時(shí)效”。2)熱處理方法熱處理方法常用的方法有退火，淬

27、火和時(shí)效等。退火可消除加工硬化，常用的方法有退火，淬火和時(shí)效等。退火可消除加工硬化，恢復(fù)塑性變形能力恢復(fù)塑性變形能力;消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力和成份偏析。淬火也稱消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力和成份偏析。淬火也稱“固溶處理固溶處理”，目的是獲得均勻的過(guò)飽和固溶體。時(shí)效處理，目的是獲得均勻的過(guò)飽和固溶體。時(shí)效處理是使淬火鋁合金達(dá)到最高的強(qiáng)度。淬火時(shí)效是強(qiáng)化鋁合金的是使淬火鋁合金達(dá)到最高的強(qiáng)度。淬火時(shí)效是強(qiáng)化鋁合金的主要途徑之一。主要途徑之一。上一頁(yè)前往第一節(jié)第一節(jié) 鋁及鋁合金鋁及鋁合金 一、銅及銅合金一、銅及銅合金純銅呈玫瑰紅色，表面形成氧化銅膜后，純銅呈玫瑰紅色，表面形成氧化銅膜后，呈紫紅色，故俗稱紫銅。由于純銅是

28、用電呈紫紅色，故俗稱紫銅。由于純銅是用電解方法提煉出來(lái)的，故又稱電解銅。解方法提煉出來(lái)的，故又稱電解銅。1.純銅的性能純銅的性能純銅的熔點(diǎn)為純銅的熔點(diǎn)為1083 密度為密度為8.9 g /cm3，具有面心立方品格，沒(méi)有同素異，具有面心立方品格，沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。純銅具有很高的導(dǎo)電性、構(gòu)轉(zhuǎn)變，無(wú)磁性。純銅具有很高的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，純銅硬度很低，但塑導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，純銅硬度很低，但塑性很好性很好( =45%50%)，容易進(jìn)行熱，容易進(jìn)行熱壓力或冷壓力加工。純銅經(jīng)冷塑性變形后，壓力或冷壓力加工。純銅經(jīng)冷塑性變形后，可提高其強(qiáng)度，但塑性有所下降?？商岣咂鋸?qiáng)度，但塑性有所下降。2.純

29、銅的牌號(hào)及用途純銅的牌號(hào)及用途 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金純銅產(chǎn)品按化學(xué)成份分為純銅和無(wú)氧銅兩類。純銅中常含有純銅產(chǎn)品按化學(xué)成份分為純銅和無(wú)氧銅兩類。純銅中常含有鉛、秘、氧、硫和磷等雜質(zhì)元素，它們對(duì)銅的力學(xué)性能和工鉛、秘、氧、硫和磷等雜質(zhì)元素，它們對(duì)銅的力學(xué)性能和工藝性能有很大的影響，尤其是鉛和秘的危害最大。由于純銅藝性能有很大的影響，尤其是鉛和秘的危害最大。由于純銅的強(qiáng)度低，不宜作為結(jié)構(gòu)材料使用，而廣泛地用于制造電線、的強(qiáng)度低，不宜作為結(jié)構(gòu)材料使用，而廣泛地用于制造電線、電纜、銅竹以及作為冶煉銅合金的原料。表電纜、銅竹以及作為冶煉銅合金的原料。表5-3為純銅的牌

30、為純銅的牌號(hào)、化學(xué)成份和用途舉例。號(hào)、化學(xué)成份和用途舉例。 3.銅合金的分類銅合金的分類工業(yè)上廣泛使用的是銅合金。按照合金的成份，銅合金可分工業(yè)上廣泛使用的是銅合金。按照合金的成份，銅合金可分為黃銅、白銅和青銅二類。為黃銅、白銅和青銅二類。1)黃銅黃銅上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金指以銅和鋅為主的合金。普通黃銅是銅鋅一元合金，在銅鋅指以銅和鋅為主的合金。普通黃銅是銅鋅一元合金，在銅鋅合金中又加入其他元素時(shí)稱為特殊黃銅，如鉛黃銅等。根據(jù)合金中又加入其他元素時(shí)稱為特殊黃銅，如鉛黃銅等。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，又可分為壓力加工黃銅與鑄造黃銅兩類。生產(chǎn)方法的不同，又可分為

31、壓力加工黃銅與鑄造黃銅兩類。2)白銅白銅指以銅和鎳為主的合金。普通白銅是銅鎳一元合金，在銅鎳指以銅和鎳為主的合金。普通白銅是銅鎳一元合金，在銅鎳合金中又加入其他元素時(shí)稱為特殊白銅，如鋅白銅。合金中又加入其他元素時(shí)稱為特殊白銅，如鋅白銅。3)青銅青銅指除黃銅和白銅以外的銅合金。如銅和錫的合金稱為錫青銅，指除黃銅和白銅以外的銅合金。如銅和錫的合金稱為錫青銅，銅和鋁的合金稱鋁青銅，此外還有被青銅、硅青銅、錳青銅銅和鋁的合金稱鋁青銅，此外還有被青銅、硅青銅、錳青銅等。和黃銅、白銅一樣，各種青銅中還可加入其他合金元素，等。和黃銅、白銅一樣，各種青銅中還可加入其他合金元素，以改善其性能。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同

32、，也分為壓力加工青銅以改善其性能。根據(jù)生產(chǎn)方法的不同，也分為壓力加工青銅與鑄造青銅兩類。與鑄造青銅兩類。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金二、滑動(dòng)軸承合金二、滑動(dòng)軸承合金滑動(dòng)軸承合金是用來(lái)制造滑動(dòng)軸承軸瓦及滑動(dòng)軸承合金是用來(lái)制造滑動(dòng)軸承軸瓦及其內(nèi)襯的合金。滑動(dòng)軸承是機(jī)床、汽車、其內(nèi)襯的合金?；瑒?dòng)軸承是機(jī)床、汽車、拖拉機(jī)等機(jī)械上的重要零件之一。與滾動(dòng)拖拉機(jī)等機(jī)械上的重要零件之一。與滾動(dòng)軸承相比，由于滑動(dòng)軸承具有制造、修理軸承相比，由于滑動(dòng)軸承具有制造、修理和更換方便、與軸頸接觸面積大、承受載和更換方便、與軸頸接觸面積大、承受載荷均勻、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，所以荷均

33、勻、工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。例如，磨床的主軸承、連桿軸應(yīng)用廣泛。例如，磨床的主軸承、連桿軸承、發(fā)動(dòng)機(jī)軸承等大多使用滑動(dòng)軸承。承、發(fā)動(dòng)機(jī)軸承等大多使用滑動(dòng)軸承。1.對(duì)滑動(dòng)軸承合金性能的要求對(duì)滑動(dòng)軸承合金性能的要求滑動(dòng)軸承由軸承體和軸瓦組成，軸瓦直接滑動(dòng)軸承由軸承體和軸瓦組成，軸瓦直接與軸頸相接觸，在轉(zhuǎn)動(dòng)中，軸瓦和軸之間與軸頸相接觸，在轉(zhuǎn)動(dòng)中，軸瓦和軸之間存在不可避免的磨損，而軸是機(jī)器上重要存在不可避免的磨損，而軸是機(jī)器上重要和昂貴的部件，更換也比較困難。和昂貴的部件，更換也比較困難。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金所以最好使軸的磨損最小，而讓軸瓦被磨

34、損。為此，軸瓦材所以最好使軸的磨損最小，而讓軸瓦被磨損。為此，軸瓦材料應(yīng)滿足以下要求。料應(yīng)滿足以下要求。(1)具有足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性，以抵抗沖擊和振動(dòng)具有足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性，以抵抗沖擊和振動(dòng);(2)具有適當(dāng)?shù)挠捕?，以免軸的磨損具有適當(dāng)?shù)挠捕?，以免軸的磨損;(3)具有較小的摩擦系數(shù)和良好的磨合性具有較小的摩擦系數(shù)和良好的磨合性(指軸和軸瓦在運(yùn)轉(zhuǎn)指軸和軸瓦在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)互相配合的性能時(shí)互相配合的性能)，并能保存潤(rùn)滑油，以保持正常的潤(rùn)滑，并能保存潤(rùn)滑油，以保持正常的潤(rùn)滑; (4)良好的導(dǎo)熱性與耐蝕性良好的導(dǎo)熱性與耐蝕性; (5)良好的工藝性，即易于澆鑄，易于和瓦底焊合良好的工藝性，即易于澆鑄，易于

35、和瓦底焊合;(6)成本低廉。成本低廉。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金 2.滑動(dòng)軸承合金的理想組織滑動(dòng)軸承合金的理想組織滑動(dòng)軸承合金必須具有較理想的組織來(lái)保證獲得以上性能?；瑒?dòng)軸承合金必須具有較理想的組織來(lái)保證獲得以上性能。軸承合金理想的組織是軸承合金理想的組織是:在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)，或是在在軟的基體上分布著硬質(zhì)點(diǎn)，或是在硬的基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)。這樣，在軸承工作時(shí)，軟的組成部硬的基體上分布軟質(zhì)點(diǎn)。這樣，在軸承工作時(shí)，軟的組成部分很快被磨損，下四的區(qū)域可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，使表面形成連分很快被磨損，下四的區(qū)域可以儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，使表面形成連續(xù)的油膜續(xù)的油膜;硬質(zhì)點(diǎn)則凸出

36、以支承軸頸，使軸承與軸頸的實(shí)際接硬質(zhì)點(diǎn)則凸出以支承軸頸，使軸承與軸頸的實(shí)際接觸面積大為減少，減少軸承摩擦，使軸承具有良好的耐磨性觸面積大為減少，減少軸承摩擦，使軸承具有良好的耐磨性;軟基體有較好的磨合性與抗沖擊、抗振動(dòng)的能力，但這類組軟基體有較好的磨合性與抗沖擊、抗振動(dòng)的能力，但這類組織的承載能力較低，屬于此類組織的有錫基和鉛基軸承合金，織的承載能力較低，屬于此類組織的有錫基和鉛基軸承合金，其理想組織如圖其理想組織如圖5-3所示。在硬基體所示。在硬基體(其硬度低于軸頸硬度其硬度低于軸頸硬度)上分布著軟質(zhì)點(diǎn)的組織，能承受較高的負(fù)荷，但磨合性較差。上分布著軟質(zhì)點(diǎn)的組織，能承受較高的負(fù)荷，但磨合性較

37、差。屬于此類組織的有銅基和鋁基等軸承合金。屬于此類組織的有銅基和鋁基等軸承合金。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金3.常用的滑動(dòng)軸承合金常用的滑動(dòng)軸承合金常用的滑動(dòng)軸承合金有常用的滑動(dòng)軸承合金有:錫基、鉛基、銅基、鋁基等。錫基與錫基、鉛基、銅基、鋁基等。錫基與鉛基軸承合金牌號(hào)的表示方法是鉛基軸承合金牌號(hào)的表示方法是:“ZCh+基體元素基體元素(錫或鉛錫或鉛)符號(hào)符號(hào)+主加元素主加元素(銻銻)符號(hào)符號(hào)+主加元素含量主加元素含量+輔加元素含量輔加元素含量”，其中其中Z, Ch是是“鑄鑄”、“承兩字的漢語(yǔ)拼音字首，表示鑄造軸承兩字的漢語(yǔ)拼音字首，表示鑄造軸承合金的意思。

38、例如承合金的意思。例如:ZChSnSbll-6表示平均銻的含量是表示平均銻的含量是11%，銅的含量是，銅的含量是6%，其余錫的含量是，其余錫的含量是83%的鑄造錫基的鑄造錫基軸承合金。軸承合金。1)錫基軸承合金錫基軸承合金(錫基巴氏合金錫基巴氏合金)錫基軸承合金是以錫為基，加入銻錫基軸承合金是以錫為基，加入銻(Sb)、銅等元素組成的合、銅等元素組成的合金，銻能溶入錫中形成。固溶體，又能生成化合物金，銻能溶入錫中形成。固溶體，又能生成化合物(SnSb)。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金銅與錫也能生成化合物銅與錫也能生成化合物Cu6Sn5。圖。圖5-4為錫基軸承合金

39、的為錫基軸承合金的顯微組織。圖中暗色基體為。固溶體，作為軟基體。白色方顯微組織。圖中暗色基體為。固溶體，作為軟基體。白色方塊為塊為SnSb化合物，白色針狀或星狀的組織為化合物化合物，白色針狀或星狀的組織為化合物Cu6Sn5作為硬質(zhì)點(diǎn)。作為硬質(zhì)點(diǎn)。這種軸承合金具有適中的硬度、低的摩擦系數(shù)、較好的塑性這種軸承合金具有適中的硬度、低的摩擦系數(shù)、較好的塑性和韌性、優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。常用于制造重要的和韌性、優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。常用于制造重要的軸承，如制造汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等高速軸承。但由于軸承，如制造汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)等高速軸承。但由于錫是稀缺金屬，成本較高，因此妨礙了它的廣泛

40、應(yīng)用。錫是稀缺金屬，成本較高，因此妨礙了它的廣泛應(yīng)用。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金2)鉛基軸承合金鉛基軸承合金(鉛基巴氏合金鉛基巴氏合金)鉛基軸承合金通常是以鉛銻為基，加入錫、銅等元素組成的鉛基軸承合金通常是以鉛銻為基，加入錫、銅等元素組成的軸承合金。它的組織中軟基體為共品組織軸承合金。它的組織中軟基體為共品組織(a+)，硬質(zhì)點(diǎn)是，硬質(zhì)點(diǎn)是白色方塊狀的白色方塊狀的SnSb化合物及白色針狀的化合物及白色針狀的Cu3Sn化合物。鉛化合物。鉛基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、韌性均低于錫基軸承合金，目摩基軸承合金的強(qiáng)度、硬度、韌性均低于錫基軸承合金，目摩擦系數(shù)較大，故只用于

41、中等負(fù)荷的低速軸承，如汽車、拖拉擦系數(shù)較大，故只用于中等負(fù)荷的低速軸承，如汽車、拖拉機(jī)的曲軸軸承、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、減速器的軸承等。由于其機(jī)的曲軸軸承、電動(dòng)機(jī)、空壓機(jī)、減速器的軸承等。由于其價(jià)格便宜，因此，在可能的情況下，應(yīng)盡量代替錫基軸承使價(jià)格便宜，因此，在可能的情況下，應(yīng)盡量代替錫基軸承使用。用。常用錫基、鉛基軸承合金的牌號(hào)、成份、用途見(jiàn)表常用錫基、鉛基軸承合金的牌號(hào)、成份、用途見(jiàn)表5-4。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金3)銅基軸承合金銅基軸承合金(鉛青銅鉛青銅) 銅基軸承合金銅基軸承合金(鉛青銅鉛青銅)是錫基軸承合金的代用品，常用牌號(hào)是錫基軸承合金的代用品

42、，常用牌號(hào)有有ZCuPb30是平均鉛含量為是平均鉛含量為30%的鑄造鉛青銅，鉛和銅的鑄造鉛青銅，鉛和銅在固態(tài)時(shí)互不溶解，因此，它的室溫顯微組織是在固態(tài)時(shí)互不溶解，因此，它的室溫顯微組織是CuPb。Cu為硬基體，顆粒狀為硬基體，顆粒狀Pb為軟質(zhì)點(diǎn)。這是一種硬基體加軟質(zhì)點(diǎn)類為軟質(zhì)點(diǎn)。這是一種硬基體加軟質(zhì)點(diǎn)類型的軸承合金，可以承受較大的壓力。鉛青銅具有良好的耐型的軸承合金，可以承受較大的壓力。鉛青銅具有良好的耐磨性、高的導(dǎo)熱性磨性、高的導(dǎo)熱性(為錫基的六倍為錫基的六倍)、高的疲勞強(qiáng)度，并能在、高的疲勞強(qiáng)度，并能在較高溫度下較高溫度下(300 -320 ） 任務(wù)。廣泛用于制造高速、任務(wù)。廣泛用于制造高

43、速、重負(fù)荷下的工作軸承，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、大功率汽輪機(jī)、柴油重負(fù)荷下的工作軸承，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、大功率汽輪機(jī)、柴油機(jī)等其他高速機(jī)器的主軸承和連桿軸承。機(jī)等其他高速機(jī)器的主軸承和連桿軸承。4)鋁基軸承合金鋁基軸承合金鋁基軸承合金的基本元素是鋁，加入元素有銻、錫或鎂。鋁基軸承合金的基本元素是鋁，加入元素有銻、錫或鎂。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金與錫基鉛基軸承合金相比，鋁基軸承合金具有原料豐富、價(jià)與錫基鉛基軸承合金相比，鋁基軸承合金具有原料豐富、價(jià)格低廉、導(dǎo)熱性好、疲勞強(qiáng)度高和耐蝕性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，格低廉、導(dǎo)熱性好、疲勞強(qiáng)度高和耐蝕性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，而目能連續(xù)軋制生產(chǎn)，

44、故廣泛應(yīng)用于高速重載下工作的汽車、而目能連續(xù)軋制生產(chǎn)，故廣泛應(yīng)用于高速重載下工作的汽車、拖拉機(jī)及柴油機(jī)軸承。它的缺點(diǎn)是線膨脹系數(shù)較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)拖拉機(jī)及柴油機(jī)軸承。它的缺點(diǎn)是線膨脹系數(shù)較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易與軸咬合，尤其在冷啟動(dòng)時(shí)危險(xiǎn)性更大。又因它本身硬度易與軸咬合，尤其在冷啟動(dòng)時(shí)危險(xiǎn)性更大。又因它本身硬度高，軸易磨損，需相應(yīng)提高軸的硬度。常用的鋁基軸承合金高，軸易磨損，需相應(yīng)提高軸的硬度。常用的鋁基軸承合金有鋁銻鎂合金和鋁錫合金兩大類。有鋁銻鎂合金和鋁錫合金兩大類。(1)鋁銻鎂合金。合金的主要成份是鋁銻鎂合金。合金的主要成份是3.5 %5.5%的銻，的銻，0.3 %0.7%的鎂，其余是鋁。組織是由軟基體

45、的鎂，其余是鋁。組織是由軟基體(鋁基固鋁基固溶體溶體)和硬質(zhì)點(diǎn)和硬質(zhì)點(diǎn)(化合物化合物A1Sb所組成。合金用軋壓法粘在鋼所組成。合金用軋壓法粘在鋼板板(08鋼鋼)上。其特點(diǎn)是具有高的疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性、較好上。其特點(diǎn)是具有高的疲勞強(qiáng)度和耐腐蝕性、較好的耐磨性，工作壽命較長(zhǎng)，價(jià)格較低，目前大多用于低速、的耐磨性，工作壽命較長(zhǎng)，價(jià)格較低，目前大多用于低速、上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金中等或較大載荷的農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)、油機(jī)軸承上。中等或較大載荷的農(nóng)機(jī)、拖拉機(jī)、油機(jī)軸承上。(2)高錫鋁合金。主要成份是鋁，其次是高錫鋁合金。主要成份是鋁，其次是20%的錫的錫(稱為稱為20高

46、錫鋁合金高錫鋁合金)，或含，或含30的錫的錫(稱稱30高錫鋁合金高錫鋁合金)，其組織為較，其組織為較軟的鋁錫共品體以細(xì)顆狀均勻分布在較硬的鋁基體上。合金軟的鋁錫共品體以細(xì)顆狀均勻分布在較硬的鋁基體上。合金用軋制法粘在低碳鋼板上。其特點(diǎn)是承載能力大，遠(yuǎn)超過(guò)鋁用軋制法粘在低碳鋼板上。其特點(diǎn)是承載能力大，遠(yuǎn)超過(guò)鋁銻鎂合金，耐腐蝕性好，磨合性好，抗咬合能力優(yōu)于鉛青銅。銻鎂合金，耐腐蝕性好，磨合性好，抗咬合能力優(yōu)于鉛青銅。因此完全符合現(xiàn)代高速、增壓、強(qiáng)化柴油和汽油機(jī)的要求因此完全符合現(xiàn)代高速、增壓、強(qiáng)化柴油和汽油機(jī)的要求;并并目還具有使用壽命長(zhǎng)、切削加工性好、硬度低，對(duì)不淬火的目還具有使用壽命長(zhǎng)、切削加

47、工性好、硬度低，對(duì)不淬火的軸也適用，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。目前己取代了軸也適用，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。目前己取代了部分錫基、鉛基、銅基軸承合金，廣泛用作汽車、拖拉機(jī)、部分錫基、鉛基、銅基軸承合金，廣泛用作汽車、拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)車等高速、高負(fù)荷的滑動(dòng)軸承材料。內(nèi)燃機(jī)車等高速、高負(fù)荷的滑動(dòng)軸承材料。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金除上述滑動(dòng)軸承合金外，灰口鑄鐵也可以用于制造低速、不除上述滑動(dòng)軸承合金外，灰口鑄鐵也可以用于制造低速、不重要的軸承。其組織中的鋼基體為硬基體，石墨為軟質(zhì)點(diǎn)，重要的軸承。其組織中的鋼基體為硬基體，石墨為軟質(zhì)點(diǎn)，又可起一定的潤(rùn)滑作

48、用。各種軸承合金性能比較，見(jiàn)表又可起一定的潤(rùn)滑作用。各種軸承合金性能比較，見(jiàn)表5-5。上一頁(yè)前往第二節(jié)第二節(jié) 銅及滑動(dòng)軸承合金銅及滑動(dòng)軸承合金一、粉末冶金一、粉末冶金1.粉末冶金工藝粉末冶金工藝粉末冶金工藝是以金屬粉末或摻入少量非粉末冶金工藝是以金屬粉末或摻入少量非金屬粉末為原料，經(jīng)混合后壓制成形，并金屬粉末為原料，經(jīng)混合后壓制成形，并在低于金屬熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，利用在低于金屬熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，利用粉末間原子擴(kuò)散來(lái)使其結(jié)合，制成金屬材粉末間原子擴(kuò)散來(lái)使其結(jié)合，制成金屬材料和零件的方法。料和零件的方法。粉末冶金工藝過(guò)程包括制粉、篩分與混合、粉末冶金工藝過(guò)程包括制粉、篩分與混合、壓制成型、

49、燒結(jié)及后處理等幾個(gè)工序。壓制成型、燒結(jié)及后處理等幾個(gè)工序。1)制粉制粉制粉通常用以下幾種方法將原料破碎成粉制粉通常用以下幾種方法將原料破碎成粉末末:機(jī)械破碎法，如用球磨機(jī)粉碎金屬原機(jī)械破碎法，如用球磨機(jī)粉碎金屬原料料;熔融金屬的氣流粉碎法，熔融金屬的氣流粉碎法，下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金如用壓縮空氣流、蒸汽流或其他氣流將熔融金屬粉碎如用壓縮空氣流、蒸汽流或其他氣流將熔融金屬粉碎;氧化物氧化物還原法，如用固體或氣體還原劑把金屬氧化物還原成粉末還原法，如用固體或氣體還原劑把金屬氧化物還原成粉末;電電解法，在金屬鹽的水溶劑中電解沉積金屬粉末。解法，在金屬鹽的水溶劑中

50、電解沉積金屬粉末。 2)篩分與混合篩分與混合目的是使粉料中的各組元均勻化。在各組元密度相差較大目目的是使粉料中的各組元均勻化。在各組元密度相差較大目均勻程度要求較高的情況下常用濕混，即在粉料中加入液體，均勻程度要求較高的情況下常用濕混，即在粉料中加入液體，常用于硬質(zhì)合金的生產(chǎn)。為改善粉末的成型性和可塑性，在常用于硬質(zhì)合金的生產(chǎn)。為改善粉末的成型性和可塑性，在粉料中加汽油橡膠液或石蠟等增塑劑。粉料中加汽油橡膠液或石蠟等增塑劑。3)壓制成型壓制成型成型的日的是將松散的粉料通過(guò)壓制或其他方法制成具有一成型的日的是將松散的粉料通過(guò)壓制或其他方法制成具有一定形狀、尺寸的壓坯。定形狀、尺寸的壓坯。常用的成

51、型方法為模壓成型。常用的成型方法為模壓成型。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金它是將混合均勻的粉末裝入壓模中，然后在壓力機(jī)上壓制成它是將混合均勻的粉末裝入壓模中，然后在壓力機(jī)上壓制成型。型。4)燒結(jié)燒結(jié)壓坯只有通過(guò)燒結(jié)，使孔隙減少或消除，增大密度，才能成壓坯只有通過(guò)燒結(jié)，使孔隙減少或消除，增大密度，才能成為為“晶體結(jié)合體晶體結(jié)合體”，從而具有一定的物理性能和機(jī)械性能。，從而具有一定的物理性能和機(jī)械性能。燒結(jié)是在保護(hù)性氣氛燒結(jié)是在保護(hù)性氣氛(煤氣、氫等煤氣、氫等)的高溫爐或真空爐中進(jìn)行的高溫爐或真空爐中進(jìn)行的。的。5)后處理后處理燒結(jié)后的大部分制品即可直接使用。

52、當(dāng)要求密度、精度高時(shí)，燒結(jié)后的大部分制品即可直接使用。當(dāng)要求密度、精度高時(shí)，可進(jìn)行最后復(fù)壓加工，稱為精整。有的需經(jīng)浸漬，如含油軸可進(jìn)行最后復(fù)壓加工，稱為精整。有的需經(jīng)浸漬，如含油軸承承;有的需要熱處理和切削加工等。有的需要熱處理和切削加工等。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金2.粉末冶金的特點(diǎn)與工藝粉末冶金的特點(diǎn)與工藝1)粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金的特點(diǎn)粉末冶金與一般的熔煉鑄造相比，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具有以下粉末冶金與一般的熔煉鑄造相比，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具有以下特點(diǎn)。特點(diǎn)。能生產(chǎn)具有特殊性能的材料和制品。如高溫合金、含油軸承能生產(chǎn)具有特殊性能的材料和制品。如高溫合金

53、、含油軸承(多孔材料多孔材料)、摩擦材料、電接觸材料、磁性材料等。、摩擦材料、電接觸材料、磁性材料等。無(wú)切屑或少切屑的精密加工。用粉末冶金法制造機(jī)械零件是一無(wú)切屑或少切屑的精密加工。用粉末冶金法制造機(jī)械零件是一種無(wú)切屑或少切屑的加工方法，具有省材料、省工時(shí)、減少設(shè)種無(wú)切屑或少切屑的加工方法，具有省材料、省工時(shí)、減少設(shè)備、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。備、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。粉末冶金生產(chǎn)工藝由于在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，近二十年得到粉末冶金生產(chǎn)工藝由于在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)，近二十年得到迅速發(fā)展，在機(jī)械、電子、化工、宇航等工業(yè)部門得到越來(lái)越迅速發(fā)展，在機(jī)械、電子、化工、宇航等工業(yè)部門得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。廣泛的應(yīng)用。上

54、一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金但是，粉末成本高，模具費(fèi)用高，制品的大小、形狀受到一但是，粉末成本高，模具費(fèi)用高，制品的大小、形狀受到一定限制，制品的強(qiáng)度和韌性較差。定限制，制品的強(qiáng)度和韌性較差。2)粉末冶金工藝簡(jiǎn)介粉末冶金工藝簡(jiǎn)介粉末冶金生產(chǎn)過(guò)程如圖粉末冶金生產(chǎn)過(guò)程如圖5-5所示。所示。制取粉末是將塊狀金屬、合金、金屬化合物變成粉末。混料制取粉末是將塊狀金屬、合金、金屬化合物變成粉末?；炝鲜菍⒅瞥傻姆勰饺胩砑觿?，按一定的比例混合，得到制坯是將制成的粉末摻入添加劑，按一定的比例混合，得到制坯的原料。壓制成形的原料。壓制成形(制坯制坯)是將定量混合料在巨大壓力

55、作用下，是將定量混合料在巨大壓力作用下，得到一定形狀，并具有一定的密度和強(qiáng)度的坯件。坯件經(jīng)過(guò)得到一定形狀，并具有一定的密度和強(qiáng)度的坯件。坯件經(jīng)過(guò)燒結(jié)，使孔隙減少，得到致密的，具有一定物理性能和力學(xué)燒結(jié)，使孔隙減少，得到致密的，具有一定物理性能和力學(xué)性能的制品。燒結(jié)后的制品一般可以作零件使用，但要進(jìn)一性能的制品。燒結(jié)后的制品一般可以作零件使用，但要進(jìn)一步提高質(zhì)量，需進(jìn)行某些后處理，如整形、浸油、機(jī)加工、步提高質(zhì)量，需進(jìn)行某些后處理，如整形、浸油、機(jī)加工、熱處理等。熱處理等。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金3.粉末冶金材料粉末冶金材料1)含油軸承材料含油軸承材料

56、含油軸承材料是一種多孔的粉末冶金材料。含油軸承材料是一種多孔的粉末冶金材料。常用的有鐵基含常用的有鐵基含油軸承材料和銅基含油軸承材料。它們的混合料中含有石墨油軸承材料和銅基含油軸承材料。它們的混合料中含有石墨粉，經(jīng)壓制成形燒結(jié)后，再浸入潤(rùn)滑油中，使孔隙中吸附大粉，經(jīng)壓制成形燒結(jié)后，再浸入潤(rùn)滑油中，使孔隙中吸附大量的潤(rùn)滑油量的潤(rùn)滑油(一般含油率為一般含油率為12%13%)，具有很高的耐磨，具有很高的耐磨性和自潤(rùn)滑性。含油軸承材料可用于制作中速、輕載的軸承，性和自潤(rùn)滑性。含油軸承材料可用于制作中速、輕載的軸承，特別是不能經(jīng)常加油的軸承，如紡織機(jī)械、電影機(jī)械、食品特別是不能經(jīng)常加油的軸承，如紡織機(jī)械

57、、電影機(jī)械、食品機(jī)械、家用電器等的軸承。機(jī)械、家用電器等的軸承。2)摩擦材料摩擦材料 摩擦材料主要用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，如匕機(jī)、汽車的剎車片，船舶、摩擦材料主要用于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，如匕機(jī)、汽車的剎車片，船舶、機(jī)床的離合器摩擦片等。機(jī)床的離合器摩擦片等。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為基體，摻入石棉粉末冶金摩擦材料是以銅粉或鐵粉為基體，摻入石棉(能提高能提高摩擦系數(shù)摩擦系數(shù))、石墨、鉛、錫等粉末，經(jīng)壓制、燒結(jié)制成。其性、石墨、鉛、錫等粉末，經(jīng)壓制、燒結(jié)制成。其性能特點(diǎn)是耐磨性高、摩擦系數(shù)大、熱導(dǎo)性好、抗咬合性好、能特點(diǎn)是耐磨性高、摩擦系數(shù)大、

58、熱導(dǎo)性好、抗咬合性好、強(qiáng)度合適，優(yōu)于鑄鐵、青銅、合成樹(shù)脂等摩擦材料。強(qiáng)度合適，優(yōu)于鑄鐵、青銅、合成樹(shù)脂等摩擦材料。3)鐵基結(jié)構(gòu)材料鐵基結(jié)構(gòu)材料鐵基結(jié)構(gòu)材料是以碳鋼或合金鋼粉末為主要成份，用粉末冶鐵基結(jié)構(gòu)材料是以碳鋼或合金鋼粉末為主要成份，用粉末冶金法制作結(jié)構(gòu)零件用的材料。目前己廣泛用于制作各類零件，金法制作結(jié)構(gòu)零件用的材料。目前己廣泛用于制作各類零件，如汽車差速齒輪、活塞環(huán)、撥義等。用粉末冶金法生產(chǎn)零件如汽車差速齒輪、活塞環(huán)、撥義等。用粉末冶金法生產(chǎn)零件的最大特點(diǎn)是充分發(fā)揮了粉末冶金工藝無(wú)切屑或少切屑的優(yōu)的最大特點(diǎn)是充分發(fā)揮了粉末冶金工藝無(wú)切屑或少切屑的優(yōu)越性，零件精度高、表面質(zhì)量好、可通過(guò)熱

59、處理進(jìn)一步提高越性，零件精度高、表面質(zhì)量好、可通過(guò)熱處理進(jìn)一步提高力學(xué)性能，可浸潤(rùn)滑油改善摩擦條件，減少磨損，并能減振、力學(xué)性能，可浸潤(rùn)滑油改善摩擦條件，減少磨損，并能減振、消振。消振。上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金二、硬質(zhì)合金二、硬質(zhì)合金通常用高速鋼制造的刀具，在通常用高速鋼制造的刀具，在600650 以上工作時(shí)，由于硬度以上工作時(shí)，由于硬度降低，刀具很快磨損。因此，在高速切削降低，刀具很快磨損。因此，在高速切削的情況下，往往采用硬質(zhì)合金制作刀具。的情況下，往往采用硬質(zhì)合金制作刀具。硬質(zhì)合金是以碳化鎢、碳化欽等難熔、高硬質(zhì)合金是以碳化鎢、碳化欽等難熔、高

60、硬度碳化物的粉末為主要成份，加入作為硬度碳化物的粉末為主要成份，加入作為k結(jié)劑的金屬鉆粉末，用粉末冶金法制得結(jié)劑的金屬鉆粉末，用粉末冶金法制得的材料。的材料。1.硬質(zhì)合金的特點(diǎn)硬質(zhì)合金的特點(diǎn)1)硬度高、耐磨性好、熱硬性好硬度高、耐磨性好、熱硬性好由于硬質(zhì)合金是以高硬度、高耐磨、極穩(wěn)由于硬質(zhì)合金是以高硬度、高耐磨、極穩(wěn)定的碳化物粉末為主要成份，在常溫下的定的碳化物粉末為主要成份，在常溫下的硬度可達(dá)到硬度可達(dá)到HRA86 93(相當(dāng)于相當(dāng)于上一頁(yè) 下一頁(yè)前往第三節(jié)第三節(jié) 粉末冶金與硬質(zhì)合金粉末冶金與硬質(zhì)合金HRC6981)，在，在900 1 000 的溫度下，仍可保的溫度下，仍可保持持HRC60的