第5章 有色金屬.ppt

1、第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,通常稱鋼鐵為黑色金屬，而把其余的金屬統(tǒng)稱為有色金屬。,有色金屬 約有八十多種，可分為下列五類： 1重有色金屬； 4稀有金屬； 2輕有色金屬； 5半金屬。 3貴金屬；,本章介紹機械制造工業(yè)中廣泛使用的鋁及其合金，銅及其合金，滑動軸承合金和硬質(zhì)合金。,一、鋁 及 鋁 合 金,鋁及鋁合金是近百年來迅速發(fā)展的一種材料，它在世界的產(chǎn)量僅次于鋼，占第二位，而占有色金屬的首位。應(yīng)用廣泛 。,第五章 有色金屬,1、工業(yè)純鋁,純鋁 是銀白色輕金屬。它是密度較小 ， 熔點低(660）。具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能（僅次于銀和銅）。鋁在空氣中極易氧化，生成一層致密的

2、三氧化二鋁薄膜，它能阻止鋁進一步氧化，使鋁具有良好的抗蝕性能。,鋁的塑性高（ ）強度 、 硬度低 。,所以可進行冷、熱壓力加工。通過加工硬化，可使其強度提高，但塑性降低。,鋁及鋁合金的特點： 1）.密度小，比強度高, 2）.良好的導(dǎo)電、熱性能。 3）.良好的抗蝕性， 4）良好的工藝性.,工業(yè)純鋁中WAl=99.7%99.8% ,雜質(zhì)主要是鐵和硅。其牌號按雜質(zhì)含量編制的。如1070、1370、1050、1035、1200等，編號越大雜質(zhì)含量越高，純度越低。,其主要用途是制作電線、電纜和強度要求不高的器皿。,2、常用鋁合金,純鋁因強度較低，不宜作結(jié)構(gòu)零件的材料。在純鋁中加入某種元素則可得鋁合金?？?/p>

3、使其力學(xué)性能大大提高，而仍能保持密度小、耐蝕性的優(yōu)點。,1）鋁合金的分類及熱處理, 分類：根據(jù)鋁合金成份和生產(chǎn)工藝可分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。, 鋁合金的熱處理 見P75 圖5-1,第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,2）形變鋁合金, 防銹鋁合金，用“LF”表示, 硬鋁合金，用“LY”表示, 超硬鋁合， 用 “LC”表示, 鍛鋁合金，用“LD”表示,常用變形鋁合金的化學(xué)成份、力學(xué)性能及用途見P76 表5- 1,鋁及鋁合金采用“四位數(shù)字”體系牌號。如1表示純鋁，純鋁牌號中第二個數(shù)表示雜質(zhì)含量的控制情況，最后兩位數(shù)字表示鋁質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小數(shù)點后的兩位數(shù)。1060就表示鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.60%的純鋁.

4、,3）鑄造鋁合金,鑄造鋁合金因其成份接近共晶組織，塑性較差，一般只用于成形鑄造。,常用鑄造合金的牌號、化學(xué)成份、鑄造方法、熱處理、力學(xué)性能及用途見P77表52。,第五章 有色金屬,常用鑄造鋁合金按主要合金元素的不同可分為鋁硅系、鋁銅系、鋁鎂系和鋁鋅系等四類。其代號用“ZL”加三位數(shù)字表示。其中“ZL”表示“鑄鋁”，第一位數(shù)字表示合金類別：1為鋁硅系，2為鋁銅系，3為鋁鎂系，4為鋁鋅系。第二、三位數(shù)字表示合金的順序號。鑄造鋁合金的牌號用“Z+Al+主要合金元素化學(xué)符號及質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，如：ZAlSi12表示W(wǎng)Si=12%的鑄造鋁合金。,二、 銅 及 銅 合 金,銅是人類應(yīng)用最早的金屬 之一。,銅及

5、銅合金有優(yōu)異的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。良好的耐腐蝕性，高的強度和好的塑性，適用于壓力加工，切削加工，及鑄造等方法制造各種產(chǎn)品。一般銅分為：純銅、黃銅、青銅和白銅四類。,1、純銅,純銅呈玫瑰紅色，表面形成氧化銅膜后，為紫紅色，故俗稱紫銅。由于純銅是用電解方法提煉出來的。故又稱電解銅 。,純銅的性能：熔點為1083,密度為8.9g/c,無磁性,具有很高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和耐腐蝕性，其抗拉強度不高 ，硬度低，但塑性好。容易進行熱（或冷）壓力加工。,純銅的種類及用途,按化學(xué)成份分為純銅和無氧銅，銅的性質(zhì)受雜質(zhì)的影響很大，所有雜質(zhì)都會使銅的電導(dǎo)性降低。,由于純銅的強度低，不宜作為結(jié)構(gòu)材料使用，而廣泛用于制造電線、

6、電纜、銅管以及作為冶煉銅合金的原料。,第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,銅以符號“T”表示 ，如T1、T2 表示純銅；Tu1、Tu2 表示無氧銅。數(shù)字越大表示雜質(zhì)含量越高。,2、銅合金的分類,1）黃銅； 2）白銅； 3）青銅,銅和鋅的合金稱為黃銅。黃銅有相當(dāng)好的抗腐蝕性能，良好的變形能力和機械特性。密度比純銅小，價格低，應(yīng)用最多的是銅合金。,黃銅牌號用漢語拼音“黃”的首字母“H+數(shù)字表示”如H70表示銅的平均含量為70%。其余為鋅30%的含量的單相黃銅；HPb59-1表示銅的平均含量為59%，鉛的平均含量為1%，其余為鋅的鉛黃銅。,白銅是指以鎳為主要添元素的銅合金。其代號用“B+數(shù)字”表示。

7、如B19表示鎳的平均含量為19%，銅的含量為81%；BMn3-12表示平均含鎳量為3%，錳的含量為12%的錳白銅。,青銅是銅與錫的合金。由于青白色而得名。,錫青銅具有高減磨性，耐腐蝕性，機械性能以及鑄造性能。 錫青銅分：鑄造錫青銅和壓力加工錫青銅。,壓力加工青銅的代號用“Q+主加元素符號+數(shù)字”表示，如QSn10,為錫的平均含量為10%的錫青銅。,3、鑄造銅合金,鑄造銅合金的牌號表示方法是用“ZCu+主加元素+數(shù)字+其它元素符號及含量”組成。如ZCuSn10Zn2和ZCuPb30等是常用的鑄造青銅合金。,第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,三、滑動軸承合金,用做滑動軸承內(nèi)襯或軸瓦的合金，稱為滑

8、動軸承合金。,使用軸承的目的是為了使轉(zhuǎn)軸正常運轉(zhuǎn)和盡量減少磨損，為此，要求軸承合金除成本低廉外，還應(yīng)具有高的抗壓強度，一定的硬度。足夠的塑性和韌性，能支承轉(zhuǎn)軸和防止軸承受沖擊振動而開裂，還應(yīng)具有良好的跑合性，小的摩擦系數(shù)，低的熱膨脹系數(shù)。良好的熱導(dǎo)性和耐腐蝕性。,2、軸承合金的理想組織（略）,1、對滑動軸承合金性能的要求,3、常用的滑動軸承合金,第五章 有色金屬,常用的滑軸承合金有：錫基、鉛基、銅基 和鋁基等軸承合金。,此外，還有鐵基軸承合金，即珠光體灰口鑄鐵。,錫基與鉛基軸承合金牌號的表示方法“ZCh+基體元素（錫或鉛）符號+主加元素（銻）符號+主加元素含量+輔加元素含量”其中Z、Ch是“鑄

9、”、“承”兩字的漢語拼音字首。表示鑄造軸承合金的意思。如ZChSnSb11-6表示平均含銻量為11%，含銅量為6%，其余是錫的鑄造錫基軸承合金。,四、粉末治金與硬質(zhì)合金,粉末治金材料及其制品是由幾種金屬粉末或金屬與非金屬粉末混和壓制成型，并經(jīng)過燒結(jié)而成的。它既是一種不熔煉，不鑄造的特殊制取金屬材料的治金方法，又是一種制造零件的加工方法。,1、粉末治金工藝過程簡介,制粉 混和 成形 燒結(jié) 后處理。,2、粉末治金的特點與應(yīng)用,1）粉末治金法能生產(chǎn)多種具有特殊性能的金屬材料。,如： A、難熔材料 熔點1800。 B、多組元材料 摩擦材料，磁性材料，電工觸頭材料。 C、多孔材料 過濾材料 發(fā)汗材料 。

10、,2）用粉末治金法制造機器零件是一種少切削、無切削的新工藝。,第五章 有色金屬,第五章 有色金屬,3）應(yīng)用粉末治金法也有缺點，如制造原始粉末的成本高；壓制時所需單位壓力很高，因而制品尺寸受到限制；壓模成本高，僅大量生產(chǎn)才有利；粉末的流動性差，不易制成形狀復(fù)雜的零件；燒結(jié)后零件的韌性較差等。但隨著科技發(fā)展粉末治金材料的韌性可以大大提高。,3、硬質(zhì)合金,通常用高速鋼制造的刀具，在600650以上工作時，因硬度降低，刀具很快磨損。所以在高速切削情況下，往往采用硬質(zhì)合金作刀具。,硬質(zhì)合金是將難熔金屬碳化物（碳化鎢、碳化鈦）粉末和粘結(jié)劑（主要是鈷）混合，加壓成型后燒結(jié)而成的一種粉末治金材料。,1）硬質(zhì)合金的特點： 硬度高、熱硬性好 抗壓強度高。,第五章 有色金屬,耐蝕性（抗大氣、耐酸、耐堿）和抗氧化性好。 線脹系數(shù)小導(dǎo)電導(dǎo)熱率與鐵合金相近。 但因其硬度高，相應(yīng)脆性大，不能進行機械加工。常將其制成一定形狀的刀片焊在刀體上