其他常用材料

1、其他合成材料硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是用一些難溶的化合物粉末與少量粘結(jié)劑粉末混合后加壓成型，再燒結(jié)而成的材料。性能特點性能特點v高硬度（高硬度（69-81HRC69-81HRC）, ,高于任何一種鋼，高于任何一種鋼，可加工可加工50HRC50HRC左右的材料。左右的材料。v高耐磨性、熱硬性高，可達高耐磨性、熱硬性高，可達10001000。v具有良好的耐蝕性及膨脹系數(shù)小具有良好的耐蝕性及膨脹系數(shù)小v不需熱處理，也不能熱處理。不需熱處理，也不能熱處理。v脆性大。脆性大。成型方法：成型方法： 壓制壓制燒結(jié)燒結(jié)應(yīng)用應(yīng)用 常用來制造簡單幾何形狀的刀片鑲焊在刀具上來切削共建，也可以用在工作溫度很高的場合，如噴氣

2、式飛機的噴嘴等。銑削刀具車削刀具硬質(zhì)合金常用種類硬質(zhì)合金常用種類v鎢鈷類：它由碳化鎢（鎢鈷類：它由碳化鎢（WCWC）和鈷（）和鈷（GoGo）組成。）組成。 YG8YG8表示表示CoCo的質(zhì)量分數(shù)為的質(zhì)量分數(shù)為8%8%的鎢鈷類硬質(zhì)合金的鎢鈷類硬質(zhì)合金v鎢鈷鈦類：它由碳化鎢（鎢鈷鈦類：它由碳化鎢（WCWC）和碳化鈦（）和碳化鈦（TiCTiC）和）和鈷（鈷（GoGo）組成。）組成。 YT15YT15表示表示TiCTiC的質(zhì)量分數(shù)為的質(zhì)量分數(shù)為15%15%的鎢鈷鈦類硬的鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金質(zhì)合金v通用（萬能）硬質(zhì)合金：通用（萬能）硬質(zhì)合金：YW1YW1、YW2YW2 見書見書P114P114頁頁 表表6-

3、66-6常用非金屬材料 非金屬材料非金屬材料指工程材料中除金屬材料以外的指工程材料中除金屬材料以外的其他一切材料。其他一切材料。 非金屬材料的原料來源廣泛，自然資源豐富，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益廣泛，已成為機械工程材料中不可缺少的重要組成部分。重要組成部分。 在機械工程中常用的非金屬材料主要包括在機械工程中常用的非金屬材料主要包括塑塑料、橡膠、陶瓷材料和復(fù)合材料料、橡膠、陶瓷材料和復(fù)合材料 了解生活了解生活 仔細觀察你身邊的材料（一次仔細觀察你身邊的材料（一次性水

4、杯、電線開關(guān)、垃圾袋、汽性水杯、電線開關(guān)、垃圾袋、汽車輪胎），你知道這些制品是用車輪胎），你知道這些制品是用什么做成的嗎？都是天然的嗎？什么做成的嗎？都是天然的嗎？1.1.塑料塑料 塑料塑料以有機合成樹脂為主，加入適量的添加劑，在以有機合成樹脂為主，加入適量的添加劑，在一定溫度和壓力作用下加工成形的玻璃態(tài)高分子材料。一定溫度和壓力作用下加工成形的玻璃態(tài)高分子材料。 塑料的組成：塑料的組成：合成樹脂和某些添加劑。合成樹脂和某些添加劑。 合成樹脂合成樹脂 高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。樹脂的種類、性能、數(shù)量決定了塑料的性能，因此，塑料基本上都是以樹脂的名稱

5、命名的，例如聚氯乙烯塑料的樹脂就是聚氯乙烯。工業(yè)中用的樹脂主要是合成樹脂，如聚乙烯、聚氯乙烯等。 添加劑的種類較多，常用的主要有以下幾種：（1）填料 填料可使塑料具有所要求的性能，且能降低成本。用木屑、紙屑，石棉纖維、玻璃纖維等有機材料作填料，可增加塑料強度，例如酚醛樹脂中加入木屑即是俗稱的電木。用高嶺土、滑石粉、氧化鋁、石墨、鐵粉、銅粉和鋁粉等無機物為填料，可使塑料具有較高的耐熱性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐蝕性等。（2）增塑劑 增塑劑用以增加樹脂的可塑性、柔軟性、流動性，降低脆性。常用的增塑劑有磷酸酯類化合物、甲酸酯類化合物和氯化石蠟等。（3）穩(wěn)定劑(防老化劑) 穩(wěn)定劑可增加塑料對光、熱、氧等老化

6、作用的抵抗力，延長塑料的壽命。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、環(huán)氧化合物等。（4）潤滑劑 加入少量潤滑劑可改善塑料成形時的流動性和脫模性，使制品表面光滑美觀。常用的潤滑劑有硬脂酸等。除上述添加劑外，還有固化劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑、稀釋劑、阻燃劑、著色劑等。塑料的特性 (1)(1)質(zhì)輕、比強度高質(zhì)輕、比強度高 塑料的密度為0.92.2gcm3，只有鋼鐵的1814。泡沫塑料的密度約001gcm3。塑料的強度比金屬低，但比強度高。這對減輕機械產(chǎn)品的重量具有重要意義。(2)(2)化學(xué)穩(wěn)定性好化學(xué)穩(wěn)定性好 塑料能耐大氣、水、堿、有機溶劑等的腐蝕。例如，聚四氟乙烯在沸騰的“王水”中仍很穩(wěn)定。(3)(3)優(yōu)異的電絕緣

7、性優(yōu)異的電絕緣性 塑料有良好的電絕緣性，介質(zhì)損耗小，其電絕緣性可與陶瓷、橡膠等絕緣材料相媲美。(4)(4)減摩、耐磨性好減摩、耐磨性好 塑料的硬度低于金屬，但多數(shù)塑料的摩擦系數(shù)小，有些塑料(如聚四氟乙烯、尼龍等)具有自潤滑性。因此，塑料可用于制作在無潤滑條件下工作的某些零件。 (5)(5)消聲和吸振性好消聲和吸振性好 塑料軸承和齒輪工作時平穩(wěn)無聲，大大減小了噪音污染。泡沫塑料常被用作隔音材料。 (6)(6)成形加工性好成形加工性好 塑料有注射、擠壓、模壓、澆塑等多種成形方法，且工藝簡單，生產(chǎn)率高。 (7)(7)耐熱性差耐熱性差 多數(shù)塑料只能在100左右使用，少數(shù)品種可在200左右使用；易老化(

8、因光、熱、載荷、水、堿、酸、氧等的長期作用，使塑料變硬、變脆、開裂等現(xiàn)象，稱老化)；導(dǎo)熱性差，約為金屬的1500；熱膨脹系數(shù)大，約為金屬的3至10倍。 塑料的分類塑料的分類1 1）按熱性能分）按熱性能分熱塑性塑料熱塑性塑料 加熱軟化，冷卻后又硬化加熱軟化，冷卻后又硬化成形，可反復(fù)進行。加工成型簡便，機械成形，可反復(fù)進行。加工成型簡便，機械性能較好；耐熱性和剛性較差。如聚乙烯性能較好；耐熱性和剛性較差。如聚乙烯 熱固性塑料熱固性塑料 受熱固化后，不會再受熱軟受熱固化后，不會再受熱軟化。機械性能差；耐熱性和剛性較好。如化。機械性能差；耐熱性和剛性較好。如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂。酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂。2

9、2）按應(yīng)用范圍分：通用塑料、工程塑料、）按應(yīng)用范圍分：通用塑料、工程塑料、特種塑料。特種塑料。 活動探究活動探究 將一次性水杯剪成碎片，將一次性水杯剪成碎片，然后放在試管中加熱，觀察現(xiàn)然后放在試管中加熱，觀察現(xiàn)象。等熔化后停止加熱，待冷象。等熔化后停止加熱，待冷卻固化后再加熱，觀察現(xiàn)象卻固化后再加熱，觀察現(xiàn)象。 結(jié)論結(jié)論：這類高分子材料可以反：這類高分子材料可以反復(fù)加工，多次使用，能制成薄膜、復(fù)加工，多次使用，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需要的各種形拉成絲或壓制成所需要的各種形狀，這種材料具有熱塑性。狀，這種材料具有熱塑性。現(xiàn)象現(xiàn)象：塑料碎片加熱后變成液態(tài)，：塑料碎片加熱后變成液態(tài)，冷卻后變成

10、白色固體。冷卻后變成白色固體。 討論交流討論交流： 電源插座、電視機外電源插座、電視機外殼能用熱塑性塑料嗎？你知道殼能用熱塑性塑料嗎？你知道這類產(chǎn)品用什么材料做成的嗎？這類產(chǎn)品用什么材料做成的嗎？ 閱讀下列信息，談?wù)勀愕目捶ㄩ喿x下列信息，談?wù)勀愕目捶ǎ?塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，塑料的制造成本低，而且耐用、防水，大塑料的制造成本低，而且耐用、防水，大部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸堿反應(yīng)，部分塑料的抗腐蝕能力強，不與酸堿反應(yīng)，一般不導(dǎo)熱、不導(dǎo)電，是電的絕緣體，塑一般不導(dǎo)熱、不導(dǎo)電，是電的絕緣體，塑料容易被塑制成不同形狀的日常用品。有料容易被塑制成不同形狀的日常用

11、品。有些塑料容易燃燒，并且產(chǎn)生有毒氣體，大些塑料容易燃燒，并且產(chǎn)生有毒氣體，大部分塑料不會腐爛，也不能被細菌分解，部分塑料不會腐爛，也不能被細菌分解，容易造成容易造成“白色污染白色污染”，回收利用廢棄塑，回收利用廢棄塑料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟上不合理。料時，分類十分困難，而且經(jīng)濟上不合理。白色污染的危害白色污染的危害長期堆放會破壞土壤長期堆放會破壞土壤,污染地下水污染地下水,危害海洋生物的生存危害海洋生物的生存而且如果焚燒含氯塑料會產(chǎn)生有而且如果焚燒含氯塑料會產(chǎn)生有害氣體害氣體,從而對空氣造成污染從而對空氣造成污染橡膠 1 1橡膠的組成與性能橡膠的組成與性能 橡膠是以生膠為主要原料，加入適

12、量配合劑而制成的高分子材料。 橡膠具有彈性大（最高伸長率可達8001000，外力去除后能迅速恢復(fù)原狀），吸振能力強，耐磨性、隔聲性、絕緣性好，可積儲能量，有定的耐蝕性和足夠的強度等有點，其主要缺點是易老化。 橡膠的分類橡膠的分類1 1、按來源分為天然橡膠和合成橡膠。、按來源分為天然橡膠和合成橡膠。2 2、按用途分為通用橡膠和特種橡膠、按用途分為通用橡膠和特種橡膠 。常用橡膠有：常用橡膠有：天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠。天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠。特種橡膠有：特種橡膠有：聚胺脂橡膠、硅橡膠等。聚胺脂橡膠、硅橡膠等。 陶瓷陶瓷 陶瓷陶瓷是陶器和瓷器的總稱，發(fā)展到近代泛指是陶器和瓷器的總稱，發(fā)展到

13、近代泛指全部硅酸鹽材料，而現(xiàn)代則擴展到所有無機非全部硅酸鹽材料，而現(xiàn)代則擴展到所有無機非金屬材料。它與金屬材料，高分子材料構(gòu)成三金屬材料。它與金屬材料，高分子材料構(gòu)成三大固體材料。大固體材料。 陶瓷陶瓷是由金屬元素和非金屬元素的化合物構(gòu)是由金屬元素和非金屬元素的化合物構(gòu)成的多晶材料，其顯微組織是由晶相、玻璃相、成的多晶材料，其顯微組織是由晶相、玻璃相、氣相組成的。氣相組成的。 陶瓷生產(chǎn)工藝特點：陶瓷生產(chǎn)工藝特點：先成形，后燒結(jié)。如傳先成形，后燒結(jié)。如傳統(tǒng)陶瓷選用天然原料，粘土，高嶺土等，經(jīng)粉碎，統(tǒng)陶瓷選用天然原料，粘土，高嶺土等，經(jīng)粉碎，成形，干燥，燒結(jié)而成。成形，干燥，燒結(jié)而成。 陶瓷的分類

14、陶瓷的分類 按原料不同，陶瓷分為按原料不同，陶瓷分為普通陶普通陶瓷瓷和和特種陶瓷特種陶瓷；按用途不同分；按用途不同分為為日用陶瓷日用陶瓷和和工業(yè)陶瓷工業(yè)陶瓷。傳統(tǒng)陶瓷傳統(tǒng)陶瓷又稱普通陶瓷，是以天然材料又稱普通陶瓷，是以天然材料( (如黏土、石如黏土、石英、長石等英、長石等) )為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。特種陶瓷特種陶瓷又稱精細陶瓷，是以人工合成材料為原料的又稱精細陶瓷，是以人工合成材料為原料的陶瓷，常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。陶瓷，常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。 陶瓷制品陶瓷制品陶瓷發(fā)動機陶瓷發(fā)動機復(fù)合材料復(fù)合材料復(fù)合材料復(fù)合材料 由

15、兩種或兩種以上性質(zhì)不同的物質(zhì)，經(jīng)由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的物質(zhì)，經(jīng)人工組合而成的多相固體材料，稱為復(fù)合材料。人工組合而成的多相固體材料，稱為復(fù)合材料。性能特點性能特點 比強度和比剛度高比強度和比剛度高 ，減磨性、耐蝕性，減磨性、耐蝕性好，但塑韌性較低。好，但塑韌性較低。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 基體增強相基體增強相 基體基體 非金屬基（樹脂、橡膠、陶瓷），金屬非金屬基（樹脂、橡膠、陶瓷），金屬基（如，鋼）?；ㄈ?，鋼）。增強相增強相 纖維，陶瓷或金屬顆粒、夾層。纖維，陶瓷或金屬顆粒、夾層。纖維纖維 玻璃、碳、棉、麻、石棉、硼、碳化硅玻璃、碳、棉、麻、石棉、硼、碳化硅等纖維。等纖維。實例實例 玻璃鋼玻璃鋼 玻璃

16、纖維增強塑料玻璃纖維增強塑料鎢鈷類硬質(zhì)合金鎢鈷類硬質(zhì)合金 陶瓷顆粒增強鈷陶瓷顆粒增強鈷輪胎輪胎 纖維增強橡膠纖維增強橡膠鋼筋混凝土鋼筋混凝土 陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料多孔性鐵基和青銅基自潤滑襯套多孔性鐵基和青銅基自潤滑襯套 夾層結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料復(fù)合材料碳纖維碳纖維/鋁錫合金鋁錫合金常見復(fù)合材料常見復(fù)合材料 玻璃鋼玻璃鋼增強劑增強劑 玻璃纖維（主要是玻璃纖維（主要是SiOSiO2 2），比強度和），比強度和比模量高，耐蝕，絕緣。比模量高，耐蝕，絕緣。粘結(jié)劑粘結(jié)劑（基體）（基體）熱固性的酚醛、環(huán)氧樹脂，熱固性的酚醛、環(huán)氧樹脂，熱塑性的聚脂。熱塑性的聚脂。性能性能（與基體相比）（與基體相比）

17、 ( ( 比比 ) ) 強度，疲勞性強度，疲勞性能，韌性，蠕變抗力高。能，韌性，蠕變抗力高。用途用途 軸承，軸承架，齒輪，車身。軸承，軸承架，齒輪，車身。碳纖維樹脂復(fù)合材料碳纖維樹脂復(fù)合材料增強劑增強劑 碳纖維碳纖維 ( ( 石墨石墨 ) ) ，強度和，強度和彈性模量高，且彈性模量高，且20002000以上保持不變；以上保持不變；- -180180不變脆。不變脆。 粘結(jié)劑粘結(jié)劑（基體）（基體） 環(huán)氧樹脂，酚醛樹環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂，聚四氟乙烯。脂，聚四氟乙烯。性能性能（與基體相比）（與基體相比） 強度，疲勞性強度，疲勞性能，韌性，耐蝕，蠕變抗力高。能，韌性，耐蝕，蠕變抗力高。用途用途 火箭外殼火

18、箭外殼 ，齒輪，軸承，活，齒輪，軸承，活塞，密封圈，化工容器。塞，密封圈，化工容器。二、金屬陶瓷硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是金屬陶瓷的一種，它是以金屬碳化物（WC、TiC、TaC等）為基體，再加入適量的金屬粉末（如Co、Ni、Mo等）作為粘結(jié)劑制成的，具有金屬性質(zhì)的粉末冶金材料。（一）硬質(zhì)合金的性能特點 高硬度、高熱硬性、耐磨性好（主要特點）因以碳化物為骨架，常溫下硬度6981HRC，熱硬性達9001000，作為切削刀具，其耐磨性、壽命和切削速度比高速鋼顯著提高。 力學(xué)性能抗壓強度高（6000MPa），抗彎強度低（只有鋼的1/31/2），彈性模量高（是高速鋼的23倍），韌性差（約為淬火鋼的3050） 耐蝕性、抗氧化性好，熱脹系數(shù)比鋼低因抗彎強度低、脆性大、導(dǎo)熱性差，故在加工、作用過程中要避免沖