其他常用材料

1、其他合成材料硬质合金 硬质合金是用一些难溶的化合物粉末与少量粘结剂粉末混合后加压成型，再烧结而成的材料。性能特点性能特点v高硬度（高硬度（69-81HRC69-81HRC）, ,高于任何一种钢，高于任何一种钢，可加工可加工50HRC50HRC左右的材料。左右的材料。v高耐磨性、热硬性高，可达高耐磨性、热硬性高，可达10001000。v具有良好的耐蚀性及膨胀系数小具有良好的耐蚀性及膨胀系数小v不需热处理，也不能热处理。不需热处理，也不能热处理。v脆性大。脆性大。成型方法：成型方法： 压制压制烧结烧结应用应用 常用来制造简单几何形状的刀片镶焊在刀具上来切削共建，也可以用在工作温度很高的场合，如喷气

2、式飞机的喷嘴等。铣削刀具车削刀具硬质合金常用种类硬质合金常用种类v钨钴类：它由碳化钨（钨钴类：它由碳化钨（WCWC）和钴（）和钴（GoGo）组成。）组成。 YG8YG8表示表示CoCo的质量分数为的质量分数为8%8%的钨钴类硬质合金的钨钴类硬质合金v钨钴钛类：它由碳化钨（钨钴钛类：它由碳化钨（WCWC）和碳化钛（）和碳化钛（TiCTiC）和）和钴（钴（GoGo）组成。）组成。 YT15YT15表示表示TiCTiC的质量分数为的质量分数为15%15%的钨钴钛类硬的钨钴钛类硬质合金质合金v通用（万能）硬质合金：通用（万能）硬质合金：YW1YW1、YW2YW2 见书见书P114P114页页 表表6-

3、66-6常用非金属材料 非金属材料非金属材料指工程材料中除金属材料以外的指工程材料中除金属材料以外的其他一切材料。其他一切材料。 非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，成形工艺简单，具有一些特殊性能，应用日成形工艺简单，具有一些特殊性能，应用日益广泛，已成为机械工程材料中不可缺少的益广泛，已成为机械工程材料中不可缺少的重要组成部分。重要组成部分。 在机械工程中常用的非金属材料主要包括在机械工程中常用的非金属材料主要包括塑塑料、橡胶、陶瓷材料和复合材料料、橡胶、陶瓷材料和复合材料 了解生活了解生活 仔细观察你身边的材料（一次仔细观察你身边的材料（一次性水

4、杯、电线开关、垃圾袋、汽性水杯、电线开关、垃圾袋、汽车轮胎），你知道这些制品是用车轮胎），你知道这些制品是用什么做成的吗？都是天然的吗？什么做成的吗？都是天然的吗？1.1.塑料塑料 塑料塑料以有机合成树脂为主，加入适量的添加剂，在以有机合成树脂为主，加入适量的添加剂，在一定温度和压力作用下加工成形的玻璃态高分子材料。一定温度和压力作用下加工成形的玻璃态高分子材料。 塑料的组成：塑料的组成：合成树脂和某些添加剂。合成树脂和某些添加剂。 合成树脂合成树脂 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。树脂的种类、性能、数量决定了塑料的性能，因此，塑料基本上都是以树脂的名称

5、命名的，例如聚氯乙烯塑料的树脂就是聚氯乙烯。工业中用的树脂主要是合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯等。 添加剂的种类较多，常用的主要有以下几种：（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、纸屑，石棉纤维、玻璃纤维等有机材料作填料，可增加塑料强度，例如酚醛树脂中加入木屑即是俗称的电木。用高岭土、滑石粉、氧化铝、石墨、铁粉、铜粉和铝粉等无机物为填料，可使塑料具有较高的耐热性、导热性、耐磨性、耐蚀性等。（2）增塑剂 增塑剂用以增加树脂的可塑性、柔软性、流动性，降低脆性。常用的增塑剂有磷酸酯类化合物、甲酸酯类化合物和氯化石蜡等。（3）稳定剂(防老化剂) 稳定剂可增加塑料对光、热、氧等老化

6、作用的抵抗力，延长塑料的寿命。常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧化合物等。（4）润滑剂 加入少量润滑剂可改善塑料成形时的流动性和脱模性，使制品表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸等。除上述添加剂外，还有固化剂、发泡剂、抗静电剂、稀释剂、阻燃剂、着色剂等。塑料的特性 (1)(1)质轻、比强度高质轻、比强度高 塑料的密度为0.92.2gcm3，只有钢铁的1814。泡沫塑料的密度约001gcm3。塑料的强度比金属低，但比强度高。这对减轻机械产品的重量具有重要意义。(2)(2)化学稳定性好化学稳定性好 塑料能耐大气、水、碱、有机溶剂等的腐蚀。例如，聚四氟乙烯在沸腾的“王水”中仍很稳定。(3)(3)优异的电绝缘

7、性优异的电绝缘性 塑料有良好的电绝缘性，介质损耗小，其电绝缘性可与陶瓷、橡胶等绝缘材料相媲美。(4)(4)减摩、耐磨性好减摩、耐磨性好 塑料的硬度低于金属，但多数塑料的摩擦系数小，有些塑料(如聚四氟乙烯、尼龙等)具有自润滑性。因此，塑料可用于制作在无润滑条件下工作的某些零件。 (5)(5)消声和吸振性好消声和吸振性好 塑料轴承和齿轮工作时平稳无声，大大减小了噪音污染。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、挤压、模压、浇塑等多种成形方法，且工艺简单，生产率高。 (7)(7)耐热性差耐热性差 多数塑料只能在100左右使用，少数品种可在200左右使用；易老化(

8、因光、热、载荷、水、碱、酸、氧等的长期作用，使塑料变硬、变脆、开裂等现象，称老化)；导热性差，约为金属的1500；热膨胀系数大，约为金属的3至10倍。 塑料的分类塑料的分类1 1）按热性能分）按热性能分热塑性塑料热塑性塑料 加热软化，冷却后又硬化加热软化，冷却后又硬化成形，可反复进行。加工成型简便，机械成形，可反复进行。加工成型简便，机械性能较好；耐热性和刚性较差。如聚乙烯性能较好；耐热性和刚性较差。如聚乙烯 热固性塑料热固性塑料 受热固化后，不会再受热软受热固化后，不会再受热软化。机械性能差；耐热性和刚性较好。如化。机械性能差；耐热性和刚性较好。如酚醛树脂、环氧树脂。酚醛树脂、环氧树脂。2

9、2）按应用范围分：通用塑料、工程塑料、）按应用范围分：通用塑料、工程塑料、特种塑料。特种塑料。 活动探究活动探究 将一次性水杯剪成碎片，将一次性水杯剪成碎片，然后放在试管中加热，观察现然后放在试管中加热，观察现象。等熔化后停止加热，待冷象。等熔化后停止加热，待冷却固化后再加热，观察现象却固化后再加热，观察现象。 结论结论：这类高分子材料可以反：这类高分子材料可以反复加工，多次使用，能制成薄膜、复加工，多次使用，能制成薄膜、拉成丝或压制成所需要的各种形拉成丝或压制成所需要的各种形状，这种材料具有热塑性。状，这种材料具有热塑性。现象现象：塑料碎片加热后变成液态，：塑料碎片加热后变成液态，冷却后变成

10、白色固体。冷却后变成白色固体。 讨论交流讨论交流： 电源插座、电视机外电源插座、电视机外壳能用热塑性塑料吗？你知道壳能用热塑性塑料吗？你知道这类产品用什么材料做成的吗？这类产品用什么材料做成的吗？ 阅读下列信息，谈谈你的看法阅读下列信息，谈谈你的看法： 塑料是由石油炼制的产品制成的，塑料是由石油炼制的产品制成的，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，大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸碱反应，部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸碱反应，一般不导热、不导电，是电的绝缘体，塑一般不导热、不导电，是电的绝缘体，塑料容易被塑制成不同形状的日常用品。有料容易被塑制成不同形状的日常用

11、品。有些塑料容易燃烧，并且产生有毒气体，大些塑料容易燃烧，并且产生有毒气体，大部分塑料不会腐烂，也不能被细菌分解，部分塑料不会腐烂，也不能被细菌分解，容易造成容易造成“白色污染白色污染”，回收利用废弃塑，回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合理。料时，分类十分困难，而且经济上不合理。白色污染的危害白色污染的危害长期堆放会破坏土壤长期堆放会破坏土壤,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烧含氯塑料会产生有而且如果焚烧含氯塑料会产生有害气体害气体,从而对空气造成污染从而对空气造成污染橡胶 1 1橡胶的组成与性能橡胶的组成与性能 橡胶是以生胶为主要原料，加入适

12、量配合剂而制成的高分子材料。 橡胶具有弹性大（最高伸长率可达8001000，外力去除后能迅速恢复原状），吸振能力强，耐磨性、隔声性、绝缘性好，可积储能量，有定的耐蚀性和足够的强度等有点，其主要缺点是易老化。 橡胶的分类橡胶的分类1 1、按来源分为天然橡胶和合成橡胶。、按来源分为天然橡胶和合成橡胶。2 2、按用途分为通用橡胶和特种橡胶、按用途分为通用橡胶和特种橡胶 。常用橡胶有：常用橡胶有：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。特种橡胶有：特种橡胶有：聚胺脂橡胶、硅橡胶等。聚胺脂橡胶、硅橡胶等。 陶瓷陶瓷 陶瓷陶瓷是陶器和瓷器的总称，发展到近代泛指是陶器和瓷器的总称，发展到

13、近代泛指全部硅酸盐材料，而现代则扩展到所有无机非全部硅酸盐材料，而现代则扩展到所有无机非金属材料。它与金属材料，高分子材料构成三金属材料。它与金属材料，高分子材料构成三大固体材料。大固体材料。 陶瓷陶瓷是由金属元素和非金属元素的化合物构是由金属元素和非金属元素的化合物构成的多晶材料，其显微组织是由晶相、玻璃相、成的多晶材料，其显微组织是由晶相、玻璃相、气相组成的。气相组成的。 陶瓷生产工艺特点：陶瓷生产工艺特点：先成形，后烧结。如传先成形，后烧结。如传统陶瓷选用天然原料，粘土，高岭土等，经粉碎，统陶瓷选用天然原料，粘土，高岭土等，经粉碎，成形，干燥，烧结而成。成形，干燥，烧结而成。 陶瓷的分类

14、陶瓷的分类 按原料不同，陶瓷分为按原料不同，陶瓷分为普通陶普通陶瓷瓷和和特种陶瓷特种陶瓷；按用途不同分；按用途不同分为为日用陶瓷日用陶瓷和和工业陶瓷工业陶瓷。传统陶瓷传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料又称普通陶瓷，是以天然材料( (如黏土、石如黏土、石英、长石等英、长石等) )为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。特种陶瓷特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。 陶瓷制品陶瓷制品陶瓷发动机陶瓷发动机复合材料复合材料复合材料复合材料 由

15、两种或两种以上性质不同的物质，经由两种或两种以上性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料，称为复合材料。人工组合而成的多相固体材料，称为复合材料。性能特点性能特点 比强度和比刚度高比强度和比刚度高 ，减磨性、耐蚀性，减磨性、耐蚀性好，但塑韧性较低。好，但塑韧性较低。结构结构 基体增强相基体增强相 基体基体 非金属基（树脂、橡胶、陶瓷），金属非金属基（树脂、橡胶、陶瓷），金属基（如，钢）。基（如，钢）。增强相增强相 纤维，陶瓷或金属颗粒、夹层。纤维，陶瓷或金属颗粒、夹层。纤维纤维 玻璃、碳、棉、麻、石棉、硼、碳化硅玻璃、碳、棉、麻、石棉、硼、碳化硅等纤维。等纤维。实例实例 玻璃钢玻璃钢 玻璃

16、纤维增强塑料玻璃纤维增强塑料钨钴类硬质合金钨钴类硬质合金 陶瓷颗粒增强钴陶瓷颗粒增强钴轮胎轮胎 纤维增强橡胶纤维增强橡胶钢筋混凝土钢筋混凝土 陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料多孔性铁基和青铜基自润滑衬套多孔性铁基和青铜基自润滑衬套 夹层结构夹层结构复合材料复合材料碳纤维碳纤维/铝锡合金铝锡合金常见复合材料常见复合材料 玻璃钢玻璃钢增强剂增强剂 玻璃纤维（主要是玻璃纤维（主要是SiOSiO2 2），比强度和），比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。比模量高，耐蚀，绝缘。粘结剂粘结剂（基体）（基体）热固性的酚醛、环氧树脂，热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。热塑性的聚脂。性能性能（与基体相比）（与基体相比）

17、 ( ( 比比 ) ) 强度，疲劳性强度，疲劳性能，韧性，蠕变抗力高。能，韧性，蠕变抗力高。用途用途 轴承，轴承架，齿轮，车身。轴承，轴承架，齿轮，车身。碳纤维树脂复合材料碳纤维树脂复合材料增强剂增强剂 碳纤维碳纤维 ( ( 石墨石墨 ) ) ，强度和，强度和弹性模量高，且弹性模量高，且20002000以上保持不变；以上保持不变；- -180180不变脆。不变脆。 粘结剂粘结剂（基体）（基体） 环氧树脂，酚醛树环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。脂，聚四氟乙烯。性能性能（与基体相比）（与基体相比） 强度，疲劳性强度，疲劳性能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。用途用途 火箭外壳火

18、箭外壳 ，齿轮，轴承，活，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。塞，密封圈，化工容器。二、金属陶瓷硬质合金硬质合金是金属陶瓷的一种，它是以金属碳化物（WC、TiC、TaC等）为基体，再加入适量的金属粉末（如Co、Ni、Mo等）作为粘结剂制成的，具有金属性质的粉末冶金材料。（一）硬质合金的性能特点 高硬度、高热硬性、耐磨性好（主要特点）因以碳化物为骨架，常温下硬度6981HRC，热硬性达9001000，作为切削刀具，其耐磨性、寿命和切削速度比高速钢显著提高。 力学性能抗压强度高（6000MPa），抗弯强度低（只有钢的1/31/2），弹性模量高（是高速钢的23倍），韧性差（约为淬火钢的3050） 耐蚀性、抗氧化性好，热胀系数比钢低因抗弯强度低、脆性大、导热性差，故在加工、作用过程中要避免冲