課題非鐵合金及其他材料

課題非鐵合金及其他材料1.鋁及其合金

（1）純鋁：

性能：銀白色輕金屬，熔點為660℃，塑性好，強度、硬度低，密度小、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性好、抗大氣腐蝕性好。牌號：1070A、1060、1200等。應(yīng)用：制造電線、電纜、電器件、裝飾件、散熱器等

工程中通常將鋼鐵材料以外的金屬或合金，統(tǒng)稱為非鐵金屬及非鐵合金（舊標(biāo)準(zhǔn)稱有色金屬）。在航空、航天、航海、兵器、核能、計算機等部門賴以發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資和工程材料。第2頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）鋁合金性能：既具有高強度，又具有純鋁的優(yōu)良特性。分類：變形鋁合金和鑄造鋁合金。鋁合金型材變形鋁合金分為：防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁第3頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

1）變形鋁合金

①防銹鋁合金性能：抗蝕性和強度高于純鋁，良好的塑性與焊接性

牌號：四位數(shù)字或四位字符表示應(yīng)用：油罐、管道、容器等汽化器(熱交換器)3A21(LF21)第4頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

性能：強度、硬度高，加工性能好，耐蝕性低于防銹鋁。常用牌號：

2A11

(LY11)、2A12

(LY12)等飛機翼梁（腹板為硬鋁合金）

應(yīng)用：沖壓件、模鍛件和鉚接件，如螺旋槳、支架、梁隔框、葉片等排氣管鋁合金鑄件

②硬鋁合金第5頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

③超硬鋁性能：強度、硬度高，熱態(tài)塑性好，但耐蝕性差。

常用牌號：7A04(LC4)、7A09

(LC9)等飛機起落架

應(yīng)用：

工作溫度較低、受力較大的結(jié)構(gòu)件，如飛機的大梁、起落架第6頁,共28頁，2024年2月25日，星期天性能：可鍛性好，熱塑性和耐蝕性較好，力學(xué)性能與硬鋁相近。常用牌號：2014、2219等。

應(yīng)用：制作形狀復(fù)雜的鍛件和模鍛件，如葉輪、壓縮機葉片飛機漿葉等壓縮機葉片④鍛鋁第7頁,共28頁，2024年2月25日，星期天性能：力學(xué)性能不如變形鋁合金，但其熔點低，流動性好，易于

鑄造成形。牌號：“鑄鋁”二字的漢語拼音第一個大寫字母“ZL”

加三位數(shù)字表示。

應(yīng)用：飛機電動機殼體、汽缸體、發(fā)動機活塞、內(nèi)燃機汽缸頭氣缸體2）鑄造鋁合金第8頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

鑄造鋁合金汽缸頭活塞（裙部為鋁硅合金）鋁鑄造燈罩液壓過濾器第9頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2.銅及銅合金性能：優(yōu)良的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，良好的耐蝕性，塑性好，但強度、硬度低。（1）純銅（紫銅）代號：T+數(shù)字應(yīng)用：電線、電纜、電器元件等銅管過水熱專用純銅放氣閥第10頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）銅合金分為黃銅(Cu+Zn)、白銅(Cu+Ni)和青銅(Cu+Sn)

1）黃銅

※普通黃銅牌號:H+數(shù)字分為普通黃銅和特殊黃銅兩種。應(yīng)用：H90、H70等，適宜制作冷變形件，如彈殼、冷凝器管、套管、散熱器片及復(fù)雜深沖零件

H62、H59等，適宜制作受力件，如彈簧、導(dǎo)管、墊圈、電器件等。第11頁,共28頁，2024年2月25日，星期天冷凝器管H59黃銅銅合金活扳手黃銅制作銅牌第12頁,共28頁，2024年2月25日，星期天※特殊黃銅性能：強度、耐蝕性比普通黃銅好，鑄造性能改善。是在普通黃銅中再加入其他合金元素所組成的多元銅合金。

應(yīng)用：鐘表件、船舶件等第13頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2）青銅除黃銅和白銅以外的銅合金統(tǒng)稱為青銅。牌號：Q+主加元素符號及其平均百分含量+其他元素平均百分含量，如QSn4-3。性能：耐蝕性優(yōu)于黃銅，鑄造性好，耐磨性好，有彈性。應(yīng)用：用于鑄造形狀復(fù)雜、致密性要求不高，耐磨、耐蝕件、彈性件、抗磁件，如彈簧、軸承等。第14頁,共28頁，2024年2月25日，星期天四羊方尊

青銅器

司母戊鼎司母戊鼎：高133mm，重875kg，飾紋優(yōu)美青銅應(yīng)用第15頁,共28頁，2024年2月25日，星期天3.硬質(zhì)合金

硬質(zhì)合金是采用高硬度、高熔點的碳化物粉末和粘結(jié)劑鈷混合制成。性能：硬度高、耐磨性好、熱硬性好；抗壓強度和彈性模量高；耐蝕性、抗氧化性好；線膨脹系數(shù)小。分類：鎢鈷類硬質(zhì)合金，鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，通用硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金。應(yīng)用：常制成一定形狀的刀片，鑲焊在刀體上使用。第16頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（1）鎢鈷類硬質(zhì)合金牌號：K（類別代號）+組別號（兩位數(shù)字），如K30性能：具有較高的強度、韌性和耐磨性

應(yīng)用：加工短切削的黑色金屬（如鑄鐵）、有色金屬及非金屬材料（銅及其合金、鋁及其合金、塑料、橡膠、石料等）。硬質(zhì)合金車刀第17頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（2）鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金

牌號：P（類別代號）+組別號（兩位數(shù)字），如P10

性能：較高的耐熱性和耐磨性

應(yīng)用：加工長切削的黑色金屬，如鋼和鑄鋼等。刀片第18頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（3）通用硬質(zhì)合金牌號：M（類別代號）+組別號（兩位數(shù)字），如M20性能：合金兼有上述兩類硬質(zhì)合金的優(yōu)點。

應(yīng)用：適宜于切削各類鋼材，特別是對于不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等難切削材料的切削，效果更好刀片第19頁,共28頁，2024年2月25日，星期天定位銷鉆套

冷鐓模立銑刀直柄麻花鉆硬質(zhì)合金的應(yīng)用第20頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（4）鋼結(jié)硬質(zhì)合金

主要化學(xué)成分是以一種或幾種碳化物（如TiC和WC等）粉末與合金鋼（高速鋼或鉻鉬鋼）粉末為粘結(jié)劑，經(jīng)配料、混合、壓制、燒結(jié)而成的粉末冶金材料。

性能：高硬度（達70HRC），具有高耐磨、抗氧化、耐腐蝕等優(yōu)點。

應(yīng)用：制造各種形狀復(fù)雜的刃具、模具和要求剛度大、耐磨性好的機械零件，如鏜桿、導(dǎo)軌等。

第21頁,共28頁，2024年2月25日，星期天數(shù)控鏜刀桿極小徑用整體式鏜桿鋼結(jié)硬質(zhì)合金的應(yīng)用：傾斜型微調(diào)鏜桿精鏜刀鏜桿第22頁,共28頁，2024年2月25日，星期天【小結(jié)】類別新牌號(原代號)用途鋁合金形變鋁合金防銹鋁合金3A21（LF21）中等強度的焊接件、冷沖壓件等硬鋁2A11(LY11)要求中等強度的零件、構(gòu)件和沖壓件，如螺栓、鉚釘?shù)瘸蹭X合金7A04(LC4)承力構(gòu)件和高載荷件，如飛機上大梁、桁條、加強框等鍛鋁合金2014形狀復(fù)雜中等強度的鍛件，活塞、葉輪等鑄造鋁合金鋁硅合金ZAlSi12(ZL102)鑄造形狀復(fù)雜，耐蝕性和氣密性高，強度不高的薄壁零件，如飛機儀器零件、船舶件等鋁銅合金ZAlCu5Mn(ZL201)承受中等載荷，≤300℃的飛行受力鑄件、內(nèi)燃機氣缸頭鋁鎂合金ZAlMg10(ZL301)高載荷、沖擊載荷等，如船艦配件等鋁鋅合金ZAlZn11Si7(ZL401)高靜載荷、形狀復(fù)雜、≤200℃的鑄件如汽車、儀表零件第23頁,共28頁，2024年2月25日，星期天類別新牌號(原代號)用途

銅合金黃銅普通黃銅H68復(fù)雜的冷沖件和深沖件，散熱器外殼，導(dǎo)管等

特殊黃銅HPb59-1銷子、螺釘?shù)葲_壓或加工件

青銅錫青銅壓力加工QSn4-3彈簧、管配件和化工機械中耐磨及抗磁零件

ZCuSn10Zn2中等及較高載荷下工作的重要管配件，如閥、泵體等鑄造特殊青銅壓力加工QBe2重要儀表的彈簧、齒輪、耐磨件，高速、高壓、高溫軸承

鑄造ZCuPb30高速雙金屬軸瓦、減磨件，如柴油機曲軸及連桿軸承、齒輪、軸套等

硬質(zhì)合金鎢鈷類硬質(zhì)合金K30(YG8)低硬度灰鑄鐵、低強度鋼、壓縮木料。用于在不利條件下可能采用大切削角的車削、銑削、刨削、切槽加工等

鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金P10(YT15)鋼、鑄鋼。高切削速度、中、小切削截面條件下的車削、仿形車削、車螺紋和銑削等

通用硬質(zhì)合金M20(YW2)鋼、鑄鋼、奧氏體鋼和錳鋼、灰鑄鐵。中等切削速度、中等切削截面條件下的車削、銑削

還有含油軸承、摩擦材料、復(fù)合材料及新材料（納米材料、超導(dǎo)材料、高分子材料、形狀記憶材料等

第24頁,共28頁，2024年2月25日，星期天【習(xí)題與思考題】

1．填空題（1）根據(jù)鋁合金成分和性能可將鋁合金分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩類。（2）常用的多孔含油軸承有鐵基基和銅基基兩類。（3）硬質(zhì)合金通常分為鎢鈷類硬質(zhì)合金、鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金、通用硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金。（4）按照合金的成分，銅合金可分為：黃銅、白銅和青銅三類。（5）鑄造鋁合金可分為：

Al-Si系、

Al-Cu系、

Al-Mg系和

Al-Zn系。第25頁,共28頁，2024年2月25日，星期天2．簡答題（1）說明下列牌號的意義：H62、H70、HSn62-1、P20、M20、K20。答：H62表示平均銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62％，其余為鋅的普通黃銅。H70：wCu=70％，其余為鋅的普通黃銅。HSn62-1：wCu=62％，wSn=1％，其余為鋅的特殊黃銅。P20：表示分組號為20鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金。M20：表示分組號為20通用硬質(zhì)合金。K20：表示分組號為20鎢鈷類硬質(zhì)合金。第26頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

（2）給以下零件進行選材。機床主軸（a），車床床身（e）銼刀（b），車刀刀頭（d），鉆頭（c）。

a.45鋼；b.T12；c.W6Mo5Cr4V2；d.YT15；e.HT200。（3）下列零件選用何種金屬材料制造較為合適：起落架采用超硬鋁合金支撐梁采用超硬鋁合金油箱采用防銹鋁合金活塞采用鍛鋁合金內(nèi)燃機的氣缸體采用鍛鋁合金飛機蒙皮采用硬鋁合金儀表彈簧采用超硬鋁合金、拖拉機軸承采用軸承鋼（如GCr15）。第27頁,共28頁，2024年2月25日，星期天（4）含油軸承為什么能在長期工作時不必加油，亦能運轉(zhuǎn)良好?答：這種軸承工作時，由于發(fā)熱、膨脹，孔隙容積變小，潤滑油被擠到表面；同時，軸旋轉(zhuǎn)時帶動軸承間隙中的空氣層高速流動，降低了摩擦表面的靜壓力，使空隙內(nèi)外形成壓力差，空隙中的潤滑油被