汽车材料7有色金属和非金属材料

1、第八章第八章 有色金属有色金属任务分析任务分析1了解铝和铝合金、铜和铜合金、滑动轴承合金等了解铝和铝合金、铜和铜合金、滑动轴承合金等2了解有色金属的编号了解有色金属的编号 通常把铁和铁碳合金叫黑色金属，把黑色金属以外的其他金属都叫有色金属。黑色金属是汽车的主要用材，但有色金属中特别是铝合金、镁合金、铜合金以及轴承合金等在汽车上也是不可缺少的材料。一、铝和铝合金铝锭活塞组 汽车发动机的重要零件活塞，就是由铝合金制造的。另外，某些汽车的气缸体、汽缸盖也是用铝合金制成的。铝、铝合金是汽车的重要材料之一。 1.1.纯铝纯铝 银白色的金属，其纯度为98%99.7%，熔点为660度，导电性好，导热性好，良

2、好的耐腐蚀性；塑性高但强度、硬度低，可以进行冷、热压力加工。 纯铝一般不作结构材料使用，主要生产电器工业上的电线、电缆、配制各种铝合金。 纯铝用L1、L2.L7,数字越大，表示纯度越低，性能越差。一、铝和铝合金2.2.铝合金铝合金 铝合金就是在纯铝中加入适量的Si、Cu、Mg、Mn等元素后组成的合金。若进行冷加工或热处理，强度硬度更高。 铝合金按其成分和工艺特点分变形铝合金和铸造铝合金两类。一、铝和铝合金变形铝合金：变形铝合金： 这类铝合金的特点是塑性好，可进行冷热状态下的压力加工。 按性能及用途分为防锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝等几种。一、铝和铝合金防锈铝 防锈铝合金包括AL-Mn和AL-Mg。

3、这类铝合金具有耐蚀性好、塑性高、中等强度(但高于工业纯铝)，可焊性、压力加工性好等特点。它和纯铝一样，不能热处理，只能用加工硬化来提高强度。 主要用于制造耐腐蚀性好的容器及受力小的小构件、铆钉等。 防锈铝的代号用“LF”和一组顺序号来表示。一、铝和铝合金硬铝 硬铝合金主要是AL-Cu-Mg合金。铝合金中应用最广的一种，硬铝经热处理后强度很高，还有较好的耐热性。但因其耐蚀性差，常在硬铝表面包一层纯铝以改善硬铝的耐蚀性。 主要用于制造飞机的大梁、空气螺旋桨等。 硬铝的代号用“LY”和一组顺序号来表示。一、铝和铝合金超硬铝 超硬铝是AL-Cu-Mg-Zn合金，含有少量锰。比硬铝有更高的强度，是铝合金

4、中强度最高的一种铝合金。 但其高温强度、冲压性较差，耐蚀性比硬铝更低，生产板材时常用包纯铝的方法来提高其耐蚀性，主要用于飞机上受力较大的结构件，比如起落架等。 超硬铝的代号用“LC”和一组顺序号来表示。一、铝和铝合金锻造铝 锻造铝是AL-Cu-Mg-Si合金。合金元素多但含量很少，易于锻造、铸造等。 主要用于耐热性耐腐蚀性比较高，形状复杂，重量轻，要求强度较高的锻造件。一、铝和铝合金铝制活塞锻造铝的代号用“LD”和一组顺序来表示。铸造铝合金：铸造铝合金：（四大类） 铸造铝合金简称铸铝，有良好的铸造性能，在汽车上应用较多。AL-Si合金 常用的铝硅合金，含硅量为4.5%13%。铸造合金是目前工业

5、上应用最广泛的一种，它除具有很好的铸造性能外，还具有抗腐蚀能力好、机械性能较好的优点。 铸造铝的代号用“ZL”加后面三位数字表示，1为铝硅合金，2为铝铜合金，3为铝镁合金，4为铝锌合金。二三位表示顺序号。一、铝和铝合金AL-Cu系 铝铜合金具有较高的耐热性，但铸造性和耐蚀性差。这类合金经淬火时效后，强度较高。适于制造300以下工作的形状简单、承受重载的零件。AL-Mg系 特点是抗蚀性好，密度小、强度、韧度较高、切削加工性好，但铸造性能差，易氧化和产生裂纹。主要制作受冲击载荷、耐海水腐蚀、外形不太复杂的零件。AL-Zn系 铝锌合金具有良好的铸造性能、切削加工性、焊接性及尺寸稳定性，但耐蚀性差，密

6、度大，热裂倾向大。一、铝和铝合金1.1.纯铜纯铜 工业用纯铜，纯度为99.599.95%，通常呈紫红色，又称紫铜。 性能 纯铜具有优良的导电、导热、塑性、耐蚀和焊接性能，又有一定的强度。二、铜和铜合金牌号 工业纯铜的代号为“T”和顺序号表示。共有3个代号：T1、T2、T3，其后数字越大，纯度越低。 应用 广泛用于导电、导热和耐蚀器件、导线、发动机的垫圈、线圈。二、铜和铜合金2.铜合金 铜合金按加入元素，可分为黄铜、青铜和白铜。在机械生产中普遍使用的铜合金是黄铜和青铜。黄铜 由铜和锌组成的合金称为黄铜。黄铜按化学成分的不同分普通黄铜和特殊黄铜。 二、铜和铜合金有色金属铜合金1、黄铜：是以锌（Zn

7、）为主加元素的铜合金。普通黄铜特殊黄铜单向黄铜（Zn39%）双向黄铜（Zn39%）锡黄铜铅黄铜硅黄铜锰黄铜有色金属铜合金锌对黄铜力学性能的影响锌（含量）强度塑性32%Zn 提高Zn 提高30%32%最好39%提高下降49%下降黄铜普通黄铜有色金属铜合金加入合金元素铅力学性能变差，单改善其切削加工性能硅提高强度和硬度，与铅一起能提高耐磨性锡提高强度和在海水中的抵抗能力，又称海军黄铜黄铜特殊黄铜有色金属铜合金黄铜有色金属铜合金2、青铜：除了白铜和黄铜外，所有的铜基合金都称为青铜。常用青铜锡青铜铝青铜铍青铜铅青铜有色金属铜合金青铜锡青铜锡青铜：以锡为主要合金元素的铜合金。锡青铜在大气及海水中的耐蚀性

8、好，故广泛用于制造耐蚀零件；加入P、Zn、Pb等元素，可以改善锡青铜的耐磨性、铸造性及切削加工性；不适合制造密封性要求高的铸件。有色金属铜合金青铜铝青铜：通常铝青铜的含铝量。常用来铸造承受重载、耐蚀和耐磨的零件。有色金属铜合金青铜铍青铜：以铍为主要添加元素的铜合金，一般铍含量在17%25%；具有高硬度、强度和弹性极限，同时还具有良好的耐蚀性、导电性、导热性和工艺性，无磁性、耐寒、受冲击时不产生火花等优点。青铜硅青铜：以硅为主要合金元素的铜合金。硅青铜具有比锡青铜更高的力学性能，有良好的主铸造性和冷、热加工和铸造成型有色金属铜合金有色金属滑动轴承合金轴承是机器上的重要零件，目前机器中使用的轴承有

9、滚动轴承和滑动轴承两类。在滑动轴承中，用于制造轴瓦及内衬的合金材料称轴承合金。有色金属滑动轴承合金轴承合金必须具备以下要求：有较高的挤压强度和抗疲劳强度，并有较低的摩擦系数;能很好地储存润滑油，使接触表面形成油膜;有良好的导热性，耐蚀性和较小的膨胀系数。第九章第九章 非金属材料非金属材料任务分析任务分析1非金属材料的性能非金属材料的性能2非金属材料的应用非金属材料的应用 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，应用日益广泛，已成为机械工程材料中不可缺少的重要组成部分。 在汽车制造中，除使用金属材料外，还广泛使用非金属材料，如常见的汽车灯罩、仪表板壳、转向盘、坐垫

10、、风窗玻璃、轮胎、传动带、连接软管等都是由各种非金属材料制成的。 指金属以外的其它材料。机械工程主要使用的非金属材料有高分子材料、陶瓷材料以及复合材料。 复合材料船体复合材料船体 塑料是以合成树脂为主要原料，并加入某些添加剂，在一定的温度和压力下，能塑造各种形状制品的高分子材料。 塑料1、塑料的组成2、塑料的特性（1）质量轻 （2）耐腐蚀性好 （3）比强度高 （4）良好的电绝缘性能 （5）优良的耐磨、减摩性 （6）耐老化性差 （7）耐热性较差 （8）热膨胀系数大 3、塑料在汽车上的应用 由于塑料具有诸多金属和其他材料所不具备的优良性能，因此在汽车上的应用很广。常用于制作各种结构零件、耐磨减摩零

11、件、隔热防振零件等。 橡胶 橡胶是一种有机高分子材料，汽车上有许多零件是用橡胶制造的，如风扇传动带、缓冲垫、油封、制动皮碗等。仅汽车轮胎一项，在汽车运输成本中就占了10左右。1、橡胶的基本性能（1）极高的弹性（2）良好的热可塑性 （3）良好的黏着性（4）良好的绝缘性 此外，橡胶还具有良好的耐寒、耐蚀和不渗漏水、气等性能。橡胶的缺点是导热性差、硬度和拉伸强度不高等，尤其是容易老化。2、橡胶的组成 橡胶主要是以生胶为原料，加入适量的配合剂制成的。3、橡胶在汽车中的应用 橡胶在汽车上用量最大的制品是轮胎（图5-16），目前全世界生产的橡胶约有80为制造轮胎所用。此外，橡胶还广泛用于各种胶带、胶管（图

12、5-17）、减振配件以及耐油配件等。图5-16 轮胎图5-17 橡胶水管 胶粘剂胶粘剂 胶粘剂又称为黏合剂，它是两种材料黏结在一起，或填补零件裂纹，孔洞等缺陷的材料。1、特性较高的黏结强度和良好的耐水、耐腐蚀、电绝缘等，工艺简单、成本低，不会使零件引起变形和组织发生变化等。 2、在汽车上的应用车体、装饰型材、顶棚、车门等。 陶瓷材料陶瓷材料 陶瓷是天然或人工合成的无机粉状物料，经过成型和高温烧结而制成的一种无机非金属固体材料。 1、性能 高硬度、高耐磨性、几乎没有塑性。 2、分类 传统陶瓷指以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经粉碎混炼成形煅烧等过程制成的各种制品 精细陶瓷以氧化物、氮化物、碳化

13、物等为原材料经过配制、烧结而成的新型材料。 3、在汽车上的应用玻璃 玻璃是陶瓷材料的一种，以石英、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，加入某些金属氧化物等辅料，在高温窑中煅烧至熔融后，经成型、冷却得到的非金属材料。 1、特性 硬度仅低于陶瓷，塑性小，抗拉强度高等。常见玻璃类型常见玻璃类型（1 1）普通平板玻璃）普通平板玻璃 普通平板玻璃的特点： 透光透视，有一定的隔声作用，保温性和机械强度耐风压、雨淋擦洗和酸碱和腐蚀。质脆怕敲击，强震受急冷急作用易碎热。（2)钢化玻璃钢化玻璃的特点：机械强度高，弹性好，热稳定性好。（3）夹丝玻璃 又称为防碎玻璃，在玻璃中间有一层金属网。夹死玻璃的强度不高，不易破损。 复合材料复合材料 由两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到一种多相固体材料。1、特性 （1）抗疲劳性好 （2) 减震性好 （3）耐高温性好 （4)断裂安全性好2复合材料在汽车上的应用（1）玻璃纤维增强塑料：又称玻璃钢，是20世纪40年代开始发展起来的一种工程材料。它是以玻璃纤维作为增强材料，以工程塑料作为基体材料制成额复合材料。玻璃纤维