《汽车材料与金属加工 教学课件 ppt 作者 高美兰 第5章 非铁金属及其在汽车上的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车材料与金属加工 教学课件 ppt 作者 高美兰 第5章 非铁金属及其在汽车上的应用（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,汽车材料与金属加工,Automotive materials and metal processing,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,第5章 非铁金属材料及其在汽车上的应用,5.1 铝及铝合金,5.2 铜及铜合金,5.3 滑动轴承合金,5.4 其他非铁金属简介,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,非铁金属（有色金属）的分类,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,钢铁材料（或黑色金属）,非铁金属（或有色金属）,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,5.1 铝及铝合金,2019年5月22日,第5章 有
2、色金属及其合金,纯铝的特性及应用:,具有银白色金属光泽，为面心立方结构； 密度低（2.7g/cm3）、强度低，但比强度高； 具有良好的导电、导热性能；无磁性、耐腐蚀性好（空气）； 加工性能好（易于铸造、塑性变形）。,工业纯铝的应用:,配制铝合金，制作电线、电缆及日用器皿等， 汽车上常用于垫片、铭牌等。,牌号,用“1A”表示。 后边两位数字表示最低铝的百分含量 第2位字母A（或0）表示原始纯铝。 如1A60表示铝含量为99.60%的原始纯铝。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铝合金在汽车上可用于制造 发动机零件活塞、汽缸体、汽缸盖、连杆 和进气歧管等。 底盘零件轮毂、离合器壳、转
3、向器壳和变 速器拔叉等。 车身、车架等也开始采用铝合金制造。 是实现汽车轻量化的理想材料。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,卫星天线（LF2）,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铝合金的分类:,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,2u 3n 4i 5g 6g2i 7n,变形铝合金,性能,合金元素含量较少，塑性较好，变形抗力较小， 适合通过压力加工成型。,牌号,用“A”表示。,牌号的第一、三、四位为数字，其中第一位数字 是依主要合金元素u、n、i、g、g2i、 n的顺序，表示变形铝合金的组别。 分别标示为2、3、4、5、6、，后两位数字表示 同一组别中不
4、同的序号。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,常用形变铝合金, 防锈铝,抗蚀性、焊接性能好，塑性及低温力学性能良好；易于变形加工，但强度较低，切削性能差。 不能进行热处理强化，常利用加工硬化提高其强度。 主要用于焊接零件、构件、容器、管道、飞机蒙皮，以及深冲和弯曲件。在航空工业中应用广泛,卫星天线（LF2）,汽化器(热交换管为LF21),2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,强度、硬度高，比强度与高强度钢接近。加工性能好，耐蚀性低于防锈铝。 可进行时效强化，也可进行变形强化。 常用硬铝合金如LY11 (2A11)、 LY12 (2A12)等，用于制造冲压件、模锻件和铆接
5、件，如螺旋桨、梁、铆钉等.,硬铝合金,常用形变铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,室温强度最高的铝合金，Rm最高可达680MPa。热态塑性好，耐蚀性差。 时效强化效果超过硬铝合金。 主要用作工作温度较低、受力大的重要结构件和承受高载荷的零件。如飞机大梁、起落架等。,超硬铝合金,飞机主起落架,常用形变铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,具有优良的热塑性，适宜锻造； 铸造性能、耐蚀性较好； 力学性能高（与硬铝相近）。 主要用作航空及仪表业中形状复杂、要求比强度高的锻件。如叶轮、框架、支杆等。,锻铝合金,压气机叶片,常用形变铝合金,2019年5月22日,第5章
6、 有色金属及其合金,超硬铝制造的飞机大梁、起落架,常用形变铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,ZL 合金顺序号（01、02、03） 1：AI-Si 合金类别 2：AI-Cu 3：AI-Mg 铸铝 4：AI-Zn,铸造铝合金,牌号,Z+基体元素符号+主要合金元素符号+合金元素的百分含量,ZAISi7Mg ZAISi12 ZAICu5Mn ZAIMg10,代号,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,应用质轻、壁薄，形状复杂，强度不高的铸件。 汽车发动机活塞、 汽缸体和风扇叶片， 仪表外壳、飞机零件等。 典型的ZL102（ZAISi12）,活塞(裙部为铝硅合金),铸造铝
7、合金的应用,常用铸造铝合金,AI-Si合金（硅铝明）：铸造性能最好，密度小、 导热性和耐蚀性好。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,AI-Cu合金强度较高，耐热性好。 但铸造性、耐蚀性不如AI-Si合金。,应用高温（300） 条件 工作的构件。 汽车、摩托车发动机活塞， 内燃机汽缸盖、活塞等。 典型ZL201（ZAICu5Mn）,汽缸头,常用铸造铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,AI-Mg合金比重最小，强度高，耐腐蚀， 但铸造性差、耐热性低。,应用在腐蚀性介质中工作， 形状不太复杂的构件。 氨用泵体、船舰配件等。 典型ZL301（ZAIMg10）,鼓风机用密
8、封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301),常用铸造铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,AI-Zn合金其比重大，强度高，铸造性好， 价格便宜。但耐热、耐腐蚀性差。,应用形状复杂的零件。 汽车、拖拉机发动机零件， 飞机构件、医疗器械等。 典型的ZL401,大型空压机活塞(ZL401),常用铸造铝合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,活塞 (裙 部为 铝硅 合金),汽缸头Al-Cu,鼓风机密封件等(ZL102、301),大 型 空 压 机 活 塞 (ZL401),铸造铝合金制品,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,美F-117隐身战斗机 (所用材料
9、大部分是铝合金),高比强铝合金机翼,上天用得最多的材料,铝合金,铝是可以回收利用的金属,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铝具有比强度高、耐腐蚀、适合多种成型方法等优点，是汽车工业应用较多的轻量化金属材料。 由铝合金制造的零件已经遍及汽车的发动机、底盘、车身等各个部分。 发动机活塞、汽缸体、汽缸盖、连杆等； 底盘轮毂、离合器壳、转向器壳、变速器拔叉 车身、车架等,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,5.2 铜及铜合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,纯铜的特性及应用:,呈玫瑰红色金属光泽，为面心立方结构； 具有优良的导电性和导热性； 在大气、淡水和冷凝
10、水中有良好的耐蚀性； 塑性好，强度低，低温下塑性、韧性好；,工业纯铜的应用:,汽车上用于制作电线、电缆和电气接头等电气元件及散热器等导热元件。 此外，还可用于汽缸垫、进排气管垫、轴承衬垫和油管等。,牌号,用“T+顺序号”表示，如T1、T2、T3、T4等牌号， 数字越大则纯度越低。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铝合金的分类:,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铜合金分类:,黄铜,青铜,白铜,纯铜强度低,不宜作结构材料,加入合金元素,铜合金,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,黄铜,黄铜即Cu-Zn合金。分普通黄铜（ Cu-Zn ）和特殊黄铜。,性能,
11、强度、塑性较纯铜高，耐腐蚀性和压力加工性能较好。,牌号,用“H+数字表示” H为“黄”字拼音字首，数字表示铜的质量分数,例如：H68表示平均WCu=68%，其余为锌的普通黄铜。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,H80含铜量高的黄铜，具有良好的耐蚀性， 可用作装饰品、电镀、散热器管等。 H70、H68塑性好，适于形状复杂、耐腐蚀的冲 压件，如弹壳、散热器外壳、导管等。 H62、H59强度较高，热加工性能好，适合热变 形加工，可制造一般机器零件，如铆 钉、垫圈、螺钉、螺帽等。,黄铜,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,常用的黄铜应用,金奖黄铜 - H90-镀层及装饰,弹
12、壳黄铜 - H70 ( H68 ),日用黄铜 - H62 ( H59 ),黄铜,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,黄铜,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,黄铜,特殊黄铜在Cu-Zn基础上再加入其它元素的铜合金,性能,力学性能、耐腐蚀性和某些工艺性都得到了改善。 如：加AI提高黄铜的强度、硬度和耐磨性； 加Si提高黄铜的强度、硬度和铸造性能； 加Mn提高黄铜的力学性能和耐腐蚀性； 加Pb改善黄铜的切削加工性能等。,牌号,用“H+主加合金元素符号+铜的平均质量分数+ 合金元素平均质量分数”表示。,例如：HPb59-1表示平均WCu=59%、WPb=1%， 其余为锌的铅黄
13、铜。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,特殊黄铜制品,黄铜,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,黄铜,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,黄铜,铸造黄铜,牌号,用“Z+铜和合金元素符号+合金元素平均质量 百分数”表示。,例如：ZCuZn38表示WZn=38%，其余为铜的铸造普 通黄铜；,ZCuZn16Si4表示WZn=16%、WSi=4%，其 余为铜的铸造硅黄铜。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,表5-3 常用黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,青铜除黄铜和白铜（Cu-Ni）以外的所有铜合金
14、,青铜,分类,锡青铜、铝青铜、硅青铜、铍青铜等。,牌号,加工青铜,用Q+主加元素符号及平均含量+其它元素 的平均含量表示。,例如：QSn4-3表示含WSn4、WZn3的锡青铜。,铸造青铜,与铸造黄铜相同,例如：ZCuSn5Zn5Pb5 表示含WSn5、WZn5、Wpb5。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,锡青铜即Cu-Sn合金。,青铜,性能,耐蚀、耐磨、强度高、弹性好、铸造性能好， 特别适合于铸造形状复杂的铸件。 如：青铜器,应用,常用锡青铜QSn4-3、ZCuSnl0P1等， 主要用于弹性元件、耐磨及耐蚀零件。,汽车上常用于发动机摇臂衬套、活塞销衬套等。,活塞销衬套,摇臂衬套
15、,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,司母戊大方鼎,越王勾践青铜剑,青铜,锡青铜制品,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铝青铜即Cu-AI合金。,青铜,性能,强度、硬度、耐磨性、耐热性、耐蚀性都高于 黄铜和锡青铜，但其铸造性能、焊接性能较差， 不适宜作形状复杂的零件。,应用,常用铝青铜QAI7、QAI9-2等， 主要用于汽车上的轴套、齿轮、蜗轮、管路配件等在复杂条件下工作的高强度抗磨零件以及弹簧 等耐腐蚀的弹性零件。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铅青铜即Cu-Pb合金。,青铜,性能,减磨性好，疲劳强度高并有良好的热传导性， 是一种重要的高速重载滑动轴承合金。,应用,常用铅青铜ZCuPb30、ZCuPb10Sn10、 ZCuPb15Sn8等。 主要用作高压、高速条件下工作的耐磨零件。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合金,铍青铜即Cu-Be合金。,青铜,性能,很高的强度、硬度、疲劳强度和弹性极限， 且耐蚀、耐磨，导电、导热性好，铸造性能好。 但铍青铜价格较贵，所以应用受到限制。,应用,常用的铍青铜有QBe2、QBe1.5等。 用于高精密的弹性元件：如弹簧、导电弹簧片等； 特殊要求的耐磨零件：如钟表的齿轮和发条。,2019年5月22日,第5章 有色金属及其合
