汽車材料7有色金屬和非金屬材料

1、第八章第八章 有色金屬有色金屬任務(wù)分析任務(wù)分析1了解鋁和鋁合金、銅和銅合金、滑動軸承合金等了解鋁和鋁合金、銅和銅合金、滑動軸承合金等2了解有色金屬的編號了解有色金屬的編號 通常把鐵和鐵碳合金叫黑色金屬，把黑色金屬以外的其他金屬都叫有色金屬。黑色金屬是汽車的主要用材，但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也是不可缺少的材料。一、鋁和鋁合金鋁錠活塞組 汽車發(fā)動機的重要零件活塞，就是由鋁合金制造的。另外，某些汽車的氣缸體、汽缸蓋也是用鋁合金制成的。鋁、鋁合金是汽車的重要材料之一。 1.1.純鋁純鋁 銀白色的金屬，其純度為98%99.7%，熔點為660度，導(dǎo)電性好，導(dǎo)熱性好，良

2、好的耐腐蝕性；塑性高但強度、硬度低，可以進行冷、熱壓力加工。 純鋁一般不作結(jié)構(gòu)材料使用，主要生產(chǎn)電器工業(yè)上的電線、電纜、配制各種鋁合金。 純鋁用L1、L2.L7,數(shù)字越大，表示純度越低，性能越差。一、鋁和鋁合金2.2.鋁合金鋁合金 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。若進行冷加工或熱處理，強度硬度更高。 鋁合金按其成分和工藝特點分變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。一、鋁和鋁合金變形鋁合金：變形鋁合金： 這類鋁合金的特點是塑性好，可進行冷熱狀態(tài)下的壓力加工。 按性能及用途分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁等幾種。一、鋁和鋁合金防銹鋁 防銹鋁合金包括AL-Mn和AL-Mg。

3、這類鋁合金具有耐蝕性好、塑性高、中等強度(但高于工業(yè)純鋁)，可焊性、壓力加工性好等特點。它和純鋁一樣，不能熱處理，只能用加工硬化來提高強度。 主要用于制造耐腐蝕性好的容器及受力小的小構(gòu)件、鉚釘?shù)取?防銹鋁的代號用“LF”和一組順序號來表示。一、鋁和鋁合金硬鋁 硬鋁合金主要是AL-Cu-Mg合金。鋁合金中應(yīng)用最廣的一種，硬鋁經(jīng)熱處理后強度很高，還有較好的耐熱性。但因其耐蝕性差，常在硬鋁表面包一層純鋁以改善硬鋁的耐蝕性。 主要用于制造飛機的大梁、空氣螺旋槳等。 硬鋁的代號用“LY”和一組順序號來表示。一、鋁和鋁合金超硬鋁 超硬鋁是AL-Cu-Mg-Zn合金，含有少量錳。比硬鋁有更高的強度，是鋁合金

4、中強度最高的一種鋁合金。 但其高溫強度、沖壓性較差，耐蝕性比硬鋁更低，生產(chǎn)板材時常用包純鋁的方法來提高其耐蝕性，主要用于飛機上受力較大的結(jié)構(gòu)件，比如起落架等。 超硬鋁的代號用“LC”和一組順序號來表示。一、鋁和鋁合金鍛造鋁 鍛造鋁是AL-Cu-Mg-Si合金。合金元素多但含量很少，易于鍛造、鑄造等。 主要用于耐熱性耐腐蝕性比較高，形狀復(fù)雜，重量輕，要求強度較高的鍛造件。一、鋁和鋁合金鋁制活塞鍛造鋁的代號用“LD”和一組順序來表示。鑄造鋁合金：鑄造鋁合金：（四大類） 鑄造鋁合金簡稱鑄鋁，有良好的鑄造性能，在汽車上應(yīng)用較多。AL-Si合金 常用的鋁硅合金，含硅量為4.5%13%。鑄造合金是目前工業(yè)

5、上應(yīng)用最廣泛的一種，它除具有很好的鑄造性能外，還具有抗腐蝕能力好、機械性能較好的優(yōu)點。 鑄造鋁的代號用“ZL”加后面三位數(shù)字表示，1為鋁硅合金，2為鋁銅合金，3為鋁鎂合金，4為鋁鋅合金。二三位表示順序號。一、鋁和鋁合金AL-Cu系 鋁銅合金具有較高的耐熱性，但鑄造性和耐蝕性差。這類合金經(jīng)淬火時效后，強度較高。適于制造300以下工作的形狀簡單、承受重載的零件。AL-Mg系 特點是抗蝕性好，密度小、強度、韌度較高、切削加工性好，但鑄造性能差，易氧化和產(chǎn)生裂紋。主要制作受沖擊載荷、耐海水腐蝕、外形不太復(fù)雜的零件。AL-Zn系 鋁鋅合金具有良好的鑄造性能、切削加工性、焊接性及尺寸穩(wěn)定性，但耐蝕性差，密

6、度大，熱裂傾向大。一、鋁和鋁合金1.1.純銅純銅 工業(yè)用純銅，純度為99.599.95%，通常呈紫紅色，又稱紫銅。 性能 純銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、塑性、耐蝕和焊接性能，又有一定的強度。二、銅和銅合金牌號 工業(yè)純銅的代號為“T”和順序號表示。共有3個代號：T1、T2、T3，其后數(shù)字越大，純度越低。 應(yīng)用 廣泛用于導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕器件、導(dǎo)線、發(fā)動機的墊圈、線圈。二、銅和銅合金2.銅合金 銅合金按加入元素，可分為黃銅、青銅和白銅。在機械生產(chǎn)中普遍使用的銅合金是黃銅和青銅。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。 二、銅和銅合金有色金屬銅合金1、黃銅：是以鋅（Zn

7、）為主加元素的銅合金。普通黃銅特殊黃銅單向黃銅（Zn39%）雙向黃銅（Zn39%）錫黃銅鉛黃銅硅黃銅錳黃銅有色金屬銅合金鋅對黃銅力學(xué)性能的影響鋅（含量）強度塑性32%Zn 提高Zn 提高30%32%最好39%提高下降49%下降黃銅普通黃銅有色金屬銅合金加入合金元素鉛力學(xué)性能變差，單改善其切削加工性能硅提高強度和硬度，與鉛一起能提高耐磨性錫提高強度和在海水中的抵抗能力，又稱海軍黃銅黃銅特殊黃銅有色金屬銅合金黃銅有色金屬銅合金2、青銅：除了白銅和黃銅外，所有的銅基合金都稱為青銅。常用青銅錫青銅鋁青銅鈹青銅鉛青銅有色金屬銅合金青銅錫青銅錫青銅：以錫為主要合金元素的銅合金。錫青銅在大氣及海水中的耐蝕性

8、好，故廣泛用于制造耐蝕零件；加入P、Zn、Pb等元素，可以改善錫青銅的耐磨性、鑄造性及切削加工性；不適合制造密封性要求高的鑄件。有色金屬銅合金青銅鋁青銅：通常鋁青銅的含鋁量。常用來鑄造承受重載、耐蝕和耐磨的零件。有色金屬銅合金青銅鈹青銅：以鈹為主要添加元素的銅合金，一般鈹含量在17%25%；具有高硬度、強度和彈性極限，同時還具有良好的耐蝕性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和工藝性，無磁性、耐寒、受沖擊時不產(chǎn)生火花等優(yōu)點。青銅硅青銅：以硅為主要合金元素的銅合金。硅青銅具有比錫青銅更高的力學(xué)性能，有良好的主鑄造性和冷、熱加工和鑄造成型有色金屬銅合金有色金屬滑動軸承合金軸承是機器上的重要零件，目前機器中使用的軸承有

9、滾動軸承和滑動軸承兩類。在滑動軸承中，用于制造軸瓦及內(nèi)襯的合金材料稱軸承合金。有色金屬滑動軸承合金軸承合金必須具備以下要求：有較高的擠壓強度和抗疲勞強度，并有較低的摩擦系數(shù);能很好地儲存潤滑油，使接觸表面形成油膜;有良好的導(dǎo)熱性，耐蝕性和較小的膨脹系數(shù)。第九章第九章 非金屬材料非金屬材料任務(wù)分析任務(wù)分析1非金屬材料的性能非金屬材料的性能2非金屬材料的應(yīng)用非金屬材料的應(yīng)用 非金屬材料的原料來源廣泛，自然資源豐富，成形工藝簡單，具有一些特殊性能，應(yīng)用日益廣泛，已成為機械工程材料中不可缺少的重要組成部分。 在汽車制造中，除使用金屬材料外，還廣泛使用非金屬材料，如常見的汽車燈罩、儀表板殼、轉(zhuǎn)向盤、坐墊

10、、風(fēng)窗玻璃、輪胎、傳動帶、連接軟管等都是由各種非金屬材料制成的。 指金屬以外的其它材料。機械工程主要使用的非金屬材料有高分子材料、陶瓷材料以及復(fù)合材料。 復(fù)合材料船體復(fù)合材料船體 塑料是以合成樹脂為主要原料，并加入某些添加劑，在一定的溫度和壓力下，能塑造各種形狀制品的高分子材料。 塑料1、塑料的組成2、塑料的特性（1）質(zhì)量輕 （2）耐腐蝕性好 （3）比強度高 （4）良好的電絕緣性能 （5）優(yōu)良的耐磨、減摩性 （6）耐老化性差 （7）耐熱性較差 （8）熱膨脹系數(shù)大 3、塑料在汽車上的應(yīng)用 由于塑料具有諸多金屬和其他材料所不具備的優(yōu)良性能，因此在汽車上的應(yīng)用很廣。常用于制作各種結(jié)構(gòu)零件、耐磨減摩零

11、件、隔熱防振零件等。 橡膠 橡膠是一種有機高分子材料，汽車上有許多零件是用橡膠制造的，如風(fēng)扇傳動帶、緩沖墊、油封、制動皮碗等。僅汽車輪胎一項，在汽車運輸成本中就占了10左右。1、橡膠的基本性能（1）極高的彈性（2）良好的熱可塑性 （3）良好的黏著性（4）良好的絕緣性 此外，橡膠還具有良好的耐寒、耐蝕和不滲漏水、氣等性能。橡膠的缺點是導(dǎo)熱性差、硬度和拉伸強度不高等，尤其是容易老化。2、橡膠的組成 橡膠主要是以生膠為原料，加入適量的配合劑制成的。3、橡膠在汽車中的應(yīng)用 橡膠在汽車上用量最大的制品是輪胎（圖5-16），目前全世界生產(chǎn)的橡膠約有80為制造輪胎所用。此外，橡膠還廣泛用于各種膠帶、膠管（圖

12、5-17）、減振配件以及耐油配件等。圖5-16 輪胎圖5-17 橡膠水管 膠粘劑膠粘劑 膠粘劑又稱為黏合劑，它是兩種材料黏結(jié)在一起，或填補零件裂紋，孔洞等缺陷的材料。1、特性較高的黏結(jié)強度和良好的耐水、耐腐蝕、電絕緣等，工藝簡單、成本低，不會使零件引起變形和組織發(fā)生變化等。 2、在汽車上的應(yīng)用車體、裝飾型材、頂棚、車門等。 陶瓷材料陶瓷材料 陶瓷是天然或人工合成的無機粉狀物料，經(jīng)過成型和高溫?zé)Y(jié)而制成的一種無機非金屬固體材料。 1、性能 高硬度、高耐磨性、幾乎沒有塑性。 2、分類 傳統(tǒng)陶瓷指以粘土為主要原料與其它天然礦物原料經(jīng)粉碎混煉成形煅燒等過程制成的各種制品 精細陶瓷以氧化物、氮化物、碳化

13、物等為原材料經(jīng)過配制、燒結(jié)而成的新型材料。 3、在汽車上的應(yīng)用玻璃 玻璃是陶瓷材料的一種，以石英、純堿、長石、石灰石等為主要原料，加入某些金屬氧化物等輔料，在高溫窯中煅燒至熔融后，經(jīng)成型、冷卻得到的非金屬材料。 1、特性 硬度僅低于陶瓷，塑性小，抗拉強度高等。常見玻璃類型常見玻璃類型（1 1）普通平板玻璃）普通平板玻璃 普通平板玻璃的特點： 透光透視，有一定的隔聲作用，保溫性和機械強度耐風(fēng)壓、雨淋擦洗和酸堿和腐蝕。質(zhì)脆怕敲擊，強震受急冷急作用易碎熱。（2)鋼化玻璃鋼化玻璃的特點：機械強度高，彈性好，熱穩(wěn)定性好。（3）夾絲玻璃 又稱為防碎玻璃，在玻璃中間有一層金屬網(wǎng)。夾死玻璃的強度不高，不易破損。 復(fù)合材料復(fù)合材料 由兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到一種多相固體材料。1、特性 （1）抗疲勞性好 （2) 減震性好 （3）耐高溫性好 （4)斷裂安全性好2復(fù)合材料在汽車上的應(yīng)用（1）玻璃纖維增強塑料：又稱玻璃鋼，是20世紀40年代開始發(fā)展起來的一種工程材料。它是以玻璃纖維作為增強材料，以工程塑料作為基體材料制成額復(fù)合材料。玻璃纖維