项目二 汽车常用金属材料与非金属材料

1、项目二汽车常用金属材料和非金属材料 通过对本模块的学习，了解汽车零部件主要通过对本模块的学习，了解汽车零部件主要由铝合金、钢、铸铁、塑料等材料制成。通由铝合金、钢、铸铁、塑料等材料制成。通过对汽车部分零部件的拆装，分析其组成材过对汽车部分零部件的拆装，分析其组成材料，掌握汽车典型零部件的制造材料。料，掌握汽车典型零部件的制造材料。 项目二项目二 汽车常用金属材料和非金属材料汽车常用金属材料和非金属材料 任务一任务一 铝合金在汽车上的应用铝合金在汽车上的应用任务二任务二 非金属材料及复合材料在汽车上的应用非金属材料及复合材料在汽车上的应用 任务三任务三 金属材料在汽车上的应用金属材料在汽车上的应

2、用任务一o铝锌合金价格便宜、铸造性能优良、强度较高，但抗蚀性差、热裂倾向大，常用于制造汽车发动机零件。例如风扇、离合器壳体、汽缸盖、汽缸盖盖罩、发动机活塞等。o打开发动机舱盖，找出发动机汽缸盖盖罩，分析其组成材料。o铝含量不低于99.00%时为纯铝。工业纯铝中含有Fe、Si、Zn等杂质，使其性能略微降低。铝中所含杂质数量越多，其导电性、导热性、抗大气腐蚀性以及塑性就越低。o这类合金主要是Al-Mn合金和Al-Mg合金。它的抗腐蚀性能好、塑性好，强度低、压力加工性好，但不能热处理，只能用加工硬化来提高强度。主要用于载荷不大的压延、焊接或耐蚀结构件，如油箱、导管、线材、轻载荷骨架以及各种生活器具等

3、。o硬铝合金又称杜拉铝，基本上是Al-Cu-Mg合金，还含有少量的Mn，硬铝合金强度高，且可以进行时效强化，耐热性较好；但抗蚀性差，常在其表面包一层纯铝以改善其抗蚀性。o超硬铝合金是Al-Cu-Mg-Zn合金。这类合金是目前强度最高的铝合金，故称超硬铝。缺点是高温强度、冲压性较差，抗蚀性很差，可采取提高人工时效温度或包铝的方法来改善。主要用作制造飞机结构中的重要材料。o锻铝合金主要是Al-Cu-Mg-Si系合金，合金元素的种类多，每种元素的含量较少，具有良好的热塑性及耐蚀性。o铝硅合金是应用最广的铸造铝合金，约占铸造铝合金总产量的50%以上，它主要加入的元素是硅，此外还有镁、铜、镍等。 o铝铜

4、合金的强度较高，耐热性较好，但铸造性和耐蚀性较差。o铝镁合金强度高、比重小，有良好的耐蚀性，但铸造性能不好，多用于制造承受冲击载荷、在腐蚀性介质中工作、外形简单的零件，如舰船配件、氨用泵体等。o铝锌合金价格便宜、铸造性能优良、强度较高，但抗蚀性差、热裂倾向大，常用于制造汽车、拖拉机发动机零件及形状复杂的仪器元件，也可用于制造日用品。 o铸造铝合金主要包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金。铸造铝合金在汽车上的在汽车上的应用如表。 o所需器材所需器材o汽车整车汽车整车2辆，发动机汽缸盖盖罩拆装工具辆，发动机汽缸盖盖罩拆装工具2套。套。o（1）打开车门，拉开位于驾驶室内的发动机）打开车门，拉开

5、位于驾驶室内的发动机舱盖开关；舱盖开关；o（2）打开发动机舱盖，拆下动机汽缸盖盖打开发动机舱盖，拆下动机汽缸盖盖罩。罩。任务二o非金属材料及复合材料在汽车上的应用非常广泛，具有成本低、质量轻、经济效益好，安全性高、噪声低等优点，是很多金属材料所不及的。如橡胶、塑料、尼龙、玻璃等。o拆下保险杠；分析其组成材料。 。 塑料和玻璃作为现代塑料和玻璃作为现代生活中的必需品，在汽生活中的必需品，在汽车上的应用也十分广泛。车上的应用也十分广泛。当车上的玻璃件和塑料当车上的玻璃件和塑料件破损后，修理人员怎件破损后，修理人员怎样鉴别、选配车用塑料样鉴别、选配车用塑料和玻璃的呢？和玻璃的呢？ 车身塑料件车身塑料

6、件车窗玻璃车窗玻璃 常用塑料常用塑料（代号）（代号）变形温度变形温度塑塑 料料 的的 性性 能能 特特 点点聚乙烯聚乙烯（PEPE）40408282 低密度聚乙烯质地柔软；高密度聚乙烯有较高的使用温度、硬低密度聚乙烯质地柔软；高密度聚乙烯有较高的使用温度、硬度、强度和耐化学性能度、强度和耐化学性能聚氯乙烯聚氯乙烯（PVCPVC）55557575优良的耐蚀性和电绝缘性优良的耐蚀性和电绝缘性聚苯乙烯聚苯乙烯（PSPS）- 强度不高，质硬而脆、耐热性差、易燃；优良的电性能和透明强度不高，质硬而脆、耐热性差、易燃；优良的电性能和透明性，耐化学腐蚀性好性，耐化学腐蚀性好聚丙烯聚丙烯（PPPP）50501

7、10110塑料中密度最小，耐热性好，有优良的电绝缘性，无毒塑料中密度最小，耐热性好，有优良的电绝缘性，无毒ABSABS塑料塑料（ABSABS）7070107107 坚韧、质硬、刚性好，具有较好的综合性能，称为坚韧、质硬、刚性好，具有较好的综合性能，称为“塑料合金塑料合金”聚酰胺聚酰胺（PAPA）8080182182能承受载荷的热塑性塑料能承受载荷的热塑性塑料常用塑料常用塑料（代号）（代号）变形温度变形温度塑塑 料料 的的 性性 能能 特特 点点聚甲基丙烯聚甲基丙烯酸甲酯酸甲酯（PMMAPMMA）70709898 俗称俗称“有机玻璃有机玻璃”，强度、韧性较高，可耐稀酸、碱，不，强度、韧性较高，可

8、耐稀酸、碱，不易老化，但表面硬度低，易檫伤，较脆易老化，但表面硬度低，易檫伤，较脆 聚甲醛（聚甲醛（POMPOM）- 塑料中最高的耐疲劳性能，耐磨性和自润滑性优越，是综塑料中最高的耐疲劳性能，耐磨性和自润滑性优越，是综合性能良好的塑料合性能良好的塑料聚碳酸酯聚碳酸酯（PCPC）140140 在热塑性塑料中具有最高的冲击韧性在热塑性塑料中具有最高的冲击韧性聚四氟乙烯聚四氟乙烯（PTFEPTFE）- 耐高温、低温、酸、强碱、氧化物，电绝缘性好，摩擦系耐高温、低温、酸、强碱、氧化物，电绝缘性好，摩擦系数极低，得名为数极低，得名为“塑料王塑料王”聚氨酯（聚氨酯（PURPUR）60/8060/80 相对

9、密度小、强度高、导热系数低、耐油、耐寒、防震和相对密度小、强度高、导热系数低、耐油、耐寒、防震和隔音隔音酚醛塑料酚醛塑料（PFPF）- 良好的电性能及耐磨、耐腐蚀性能良好的电性能及耐磨、耐腐蚀性能塑料名称（符号）塑料名称（符号）使使 用用 场场 合合聚氨脂（聚氨脂（PUPU）* *热固型泡沫塑料热固型泡沫塑料热塑性塑料热塑性塑料为汽车的主要内饰材料为汽车的主要内饰材料用于制造汽车座垫、汽车仪表、扶手、头枕等缓冲材料用于制造汽车座垫、汽车仪表、扶手、头枕等缓冲材料用于制造汽车保险杠、仪表板、挡泥板、前端部、发动机罩等大型用于制造汽车保险杠、仪表板、挡泥板、前端部、发动机罩等大型部件部件聚氯乙烯塑

10、（聚氯乙烯塑（PVCPVC） 在汽车上的用量占汽车用塑料总量的在汽车上的用量占汽车用塑料总量的20%20%30%30%，主要用于制造各种，主要用于制造各种表皮材料和电线包皮。如聚氯乙烯人造革用于汽车座垫、车门内板表皮材料和电线包皮。如聚氯乙烯人造革用于汽车座垫、车门内板及其它装饰覆盖件上，聚氯乙烯地毯则用于货车驾驶室等部件及其它装饰覆盖件上，聚氯乙烯地毯则用于货车驾驶室等部件聚丙烯塑料（聚丙烯塑料（PPPP） 聚丙烯主要用于通风采暖装置，发动机某些配件及外装件，汽车聚丙烯主要用于通风采暖装置，发动机某些配件及外装件，汽车转向盘，仪表板，前、保险杠，加速踏板，蓄电池壳，空气过滤器，转向盘，仪表板

11、，前、保险杠，加速踏板，蓄电池壳，空气过滤器，冷却风扇，风扇护罩，散热器隔栅，转向机套管，分电器盖，灯壳，冷却风扇，风扇护罩，散热器隔栅，转向机套管，分电器盖，灯壳，电线覆皮等电线覆皮等聚乙烯（聚乙烯（PEPE） 用于制造汽油箱、挡泥板、转向盘、各种液体储罐，车厢内饰件以用于制造汽油箱、挡泥板、转向盘、各种液体储罐，车厢内饰件以及衬板等及衬板等ABSABS树脂（树脂（ABSABS）散热器护栅、驾驶室仪表盘、控制箱、装饰类、灯壳、嵌条类散热器护栅、驾驶室仪表盘、控制箱、装饰类、灯壳、嵌条类 塑料名称（符号）塑料名称（符号）使使 用用 场场 合合丙烯树脂（丙烯树脂（PMMAPMMA） 灯玻璃类灯玻

12、璃类聚酰胺（尼克聚酰胺（尼克PAPA） 用于制造燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、正时齿轮、水泵壳、用于制造燃烧油过滤器、空气过滤器、机油过滤器、正时齿轮、水泵壳、水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、雨刮齿轮、前大灯壳、百叶水泵叶轮、风扇、制动液罐、动力转向液罐、雨刮齿轮、前大灯壳、百叶窗、轴承保持架、熔丝褐、速度表齿轮等窗、轴承保持架、熔丝褐、速度表齿轮等聚甲醛（聚甲醛（POMPOM） 各种阀门、如排水阀门、空调器阀门；各种叶轮、如水泵叶轮、暖风器叶各种阀门、如排水阀门、空调器阀门；各种叶轮、如水泵叶轮、暖风器叶轮、油泵轮；轴套及衬套如行星齿轮和半轴垫片、钢板弹簧和吊耳衬套；轮、油泵

13、轮；轴套及衬套如行星齿轮和半轴垫片、钢板弹簧和吊耳衬套；轴承保持架等机能结构，各种电器开关和电器仪表上的小齿轮，各种手柄轴承保持架等机能结构，各种电器开关和电器仪表上的小齿轮，各种手柄及门销等及门销等聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC）保险杠、刻度板、加热器底板保险杠、刻度板、加热器底板* *聚脂树脂（聚脂树脂（UPUP）挡泥板、车身装饰件、轮毂防尘罩、加热装置、驾驶室仪表板挡泥板、车身装饰件、轮毂防尘罩、加热装置、驾驶室仪表板酚醛塑料（酚醛塑料（PEPE）制动衬片、离合器摩擦片、分电器盖制动衬片、离合器摩擦片、分电器盖饱和聚酯饱和聚酯对苯二甲酸丁醇酯对苯二甲酸丁醇酯（PBTPBT）、聚对苯二甲酸）

14、、聚对苯二甲酸乙二醇酯（乙二醇酯（PETPET） 后窗通风隔栅、车尾板通风栅、前挡泥板延伸部分、灯座、车牌支架等车后窗通风隔栅、车尾板通风栅、前挡泥板延伸部分、灯座、车牌支架等车身部分，分电器盒盖、点火线圈、开关、插座等电器零件，冷却风扇，雨身部分，分电器盒盖、点火线圈、开关、插座等电器零件，冷却风扇，雨刮器杆、油泵叶轮和壳体、镜架、各种手柄等机能结构刮器杆、油泵叶轮和壳体、镜架、各种手柄等机能结构 根据玻璃在汽车上的安装位置不同，分为风窗玻璃、后根据玻璃在汽车上的安装位置不同，分为风窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前门窗玻璃、后门窗玻璃、后角窗玻璃、前角窗玻璃、前门窗玻璃、后门窗玻璃、后角窗玻

15、璃和后侧窗玻璃等。窗玻璃和后侧窗玻璃等。 11风窗玻璃风窗玻璃 ； 22后窗玻璃；后窗玻璃； 33后侧窗玻后侧窗玻璃璃 ； 44后后角窗玻璃角窗玻璃 ； 55后门窗玻后门窗玻璃璃 ； 66前前门窗玻璃门窗玻璃 ；7 7 前前角窗玻璃角窗玻璃轿车的玻璃 根据玻璃的和用途分为钢化玻璃、夹层玻璃、防爆、根据玻璃的和用途分为钢化玻璃、夹层玻璃、防爆、玻璃、中空玻璃、防水玻璃和特种挡风玻璃。玻璃、中空玻璃、防水玻璃和特种挡风玻璃。 钢化玻璃钢化玻璃 局部钢化玻璃局部钢化玻璃钢化玻璃钢化玻璃 钢化玻璃在受到冲击破钢化玻璃在受到冲击破碎后，碎片小而无棱角，碎后，碎片小而无棱角，不会造成人体伤害。但这不会造成

16、人体伤害。但这种玻璃在破碎前会产生很种玻璃在破碎前会产生很多裂纹，玻璃会变得模糊多裂纹，玻璃会变得模糊不清，会造成驾驶员不能不清，会造成驾驶员不能继续驾驶，易造成事故。继续驾驶，易造成事故。 钢化玻璃仅作为汽车钢化玻璃仅作为汽车后窗后窗玻璃和侧窗玻璃。玻璃和侧窗玻璃。 夹层玻璃夹层玻璃 夹层玻璃又称安全玻璃。夹层玻璃又称安全玻璃。夹层玻璃夹层玻璃在受到破坏时，会在受到破坏时，会产生辐射状或同心圆形裂纹，碎片不易脱落，且不影响产生辐射状或同心圆形裂纹，碎片不易脱落，且不影响透明度。透明度。 夹层玻璃常用于汽车的前窗玻璃。夹层玻璃常用于汽车的前窗玻璃。夹层玻璃夹层玻璃 防爆玻璃防爆玻璃 防爆玻璃具

17、有较大的抗冲击强度及透光性好、耐寒、防爆玻璃具有较大的抗冲击强度及透光性好、耐寒、耐热等特点，当遇到爆炸或弹击时，子弹亦不易穿透玻耐热等特点，当遇到爆炸或弹击时，子弹亦不易穿透玻璃，玻璃碎片不会脱落伤人。璃，玻璃碎片不会脱落伤人。 主要用于重要人物及各国首脑所乘用的防弹车玻璃。主要用于重要人物及各国首脑所乘用的防弹车玻璃。 中空玻璃中空玻璃 中空玻璃具有隔音、隔热、保温、不结霜、不产生中空玻璃具有隔音、隔热、保温、不结霜、不产生凝结水以及吸收紫外线的作用。凝结水以及吸收紫外线的作用。 在高档客车的侧窗上有着十分广泛的应用。在高档客车的侧窗上有着十分广泛的应用。 防水玻璃防水玻璃 防水汽车玻璃表

18、面上涂覆了一层化学耐久性优异的含防水汽车玻璃表面上涂覆了一层化学耐久性优异的含氟薄膜。玻璃上落的水滴会在风压的作用下迅速滚落，不氟薄膜。玻璃上落的水滴会在风压的作用下迅速滚落，不会影响驾驶员的视线。会影响驾驶员的视线。 可以制成防雾玻璃，用在寒冷地区的车辆上。可以制成防雾玻璃，用在寒冷地区的车辆上。 特种挡风玻璃特种挡风玻璃 近年来，许多高档轿车采用热反射膜玻璃作为挡风玻璃，近年来，许多高档轿车采用热反射膜玻璃作为挡风玻璃，这种玻璃表面涂有金属氧化物层，可以防止车内的热量向这种玻璃表面涂有金属氧化物层，可以防止车内的热量向车外传递，保持车内的温度。车外传递，保持车内的温度。o所需器材所需器材o

19、汽车整车汽车整车2辆，发动机汽缸盖盖罩拆装工具辆，发动机汽缸盖盖罩拆装工具2套。套。o（1）拆下下导流板）拆下下导流板o 拆下销型固定器拆下销型固定器o（2）拆下前保险杠罩下销型固定器）拆下前保险杠罩下销型固定器o（3）拆下前翼子板挡泥板螺钉）拆下前翼子板挡泥板螺钉o（4）拆下前翼子板至前保险罩螺栓）拆下前翼子板至前保险罩螺栓o（5）断开雾灯电路接头）断开雾灯电路接头o（6）拆下上导流板）拆下上导流板o拆下销型固定器拆下销型固定器o拆下上导流板拆下上导流板o（7）拆下）拆下2个梅花螺栓个梅花螺栓o（8）松开前保险杠罩卡子并拆下前保险杠）松开前保险杠罩卡子并拆下前保险杠罩罩o（9）断开雾灯电路接

20、头）断开雾灯电路接头o（10）松开前保险杠罩卡子并拆下前保险杠）松开前保险杠罩卡子并拆下前保险杠o（11）按拆卸相反步骤进行安装）按拆卸相反步骤进行安装任务三o金属材料是现代社会的物质基础，我们要研究它的种类、性能、热处理及在汽车上的应用。如汽车水箱固定架底板、风扇叶片、横梁、后桥减速器齿轮、活塞销、气门弹簧座、气门挺杆及调整螺钉、半轴等。o将发动机解体，拆下曲轴，分析其组成材料。有色金属及合金、铸钢：等、合金钢：碳素钢根据化学成分）高碳钢（含碳量：）中碳钢（含碳量：）低碳钢（含碳量：根据含碳量工具钢、特殊钢等、普通：等、优质：结构钢根据用途分钢等；、）：铸铁（含碳量金属ZQ42SiMn500

21、ZG27020CrMnTi20Cr18CrMnMo0.70.55% 0.50.3% 0.25% Q275 Q2354520151015QT400HT2002 o钢的热处理方法： 退火、正火、淬火、调质、回火 o1、退火：o定义：定义：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺 o作用： 降低硬度，改善切削加工性； 消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与 裂纹倾向； 细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷 o2）正火o 定义定义：是将工件加热至临界温度以上3050，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺

22、。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化 o区别：正火与退火工艺相比，其主要区别是正火的冷却速度稍快，所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时，尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火，若用正火，由于冷却速度较快，使其正火后硬度较高，不利于切削加工o3）淬火：o定义：定义：将金属工件加热到某一适当温度并保持一段时间，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺 ，常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等 。o用途：用途：淬火可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齿轮、轧辊、渗碳零件

23、等）。通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合（综合机械性能）以满足不同的使用要求。另外淬火还可使一些特殊性能的钢获得一定的物理化学性能，如淬火使永磁钢增强其铁磁性、不锈钢提高其耐蚀性等。淬火工艺主要用于钢件 o4）调质：o定义：定义：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。高温回火是指在500-650之间进行回火。o用途：用途：调质可以使钢的性能，材质得到很大程度的调整，其强度、塑性和韧性都较好，具有良好的综合机械性能。 o5）回火：o定义：定义：钢的回火是工件淬硬后加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺

24、。 o用途：用途： (1)消除工件淬火时产生的残留应力，防止变形和开裂； (2)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性，达到使用性能 要求； (3)稳定组织与尺寸，保证精度； (4)改善和提高加工性能。因此，回火是工件获得所需性 能的最后一道重要工序。 o按回火温度范围，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。 o所需器材所需器材o桑塔纳桑塔纳AFE发动机台架发动机台架6台，发动机拆装台，发动机拆装工具工具6套。套。o拆卸曲轴时，应先将发动机外部机件拆卸，拆卸曲轴时，应先将发动机外部机件拆卸，如分电器，发电机及如分电器，发电机及V带、水泵、化油器、带、水泵、化油器、汽油泵、起动机和机油滤清器等。对于汽油泵、起动机和机油滤清器等。对于AFE电控汽油喷射发动机应拆卸节气门体、电控汽油喷射发动机应拆卸节气门体、怠速稳定阀及燃油分配器等。然后分解正怠速稳定阀及燃油分配器等。然后分解正时齿形带机构。先拆下齿形带护罩，转动时齿形带机构。先拆下齿形带护罩，转动曲轴使第一缸活塞处于压宿行程上止点，曲轴使第一缸活塞处于压宿行程上止点，检查正时记号，凸轮轴正时齿形皮带轮上检查正时记号，凸轮轴正时齿形皮带轮上标记须与气门罩盖平面对齐，最后拆张紧标记须与气门罩盖平面对齐，最后拆张紧装置，拆下齿形带。装置，拆下齿形带。o（1）拆下气缸盖）