第六章 有色金属及粉末冶金材料

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1、第六章第六章 有色金属及粉末冶金材料有色金属及粉末冶金材料6.1 铝及铝合金铝及铝合金6.2 铜及铜合金铜及铜合金6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料 在有色金属中，铝及铝合金是应用最广泛的一类金属结构材料，其在有色金属中，铝及铝合金是应用最广泛的一类金属结构材料，其产量仅次于钢铁，是地壳中储量最多的一种元素。产量仅次于钢铁，是地壳中储量最多的一种元素。一、工业纯铝一、工业纯铝 纯铝是一种具有银白色光泽的金属，它的密度较小纯铝是一种具有银白色光泽的金属，它的密度较小(约为约为2.7g/cm3 )，熔点低，熔点低(660)，其导电、导热性优良，仅次于银、，其导电、导热

2、性优良，仅次于银、铜、金。纯铝呈面心立方晶格，无同素异构转变。因此，铝合金的热铜、金。纯铝呈面心立方晶格，无同素异构转变。因此，铝合金的热处理强化原理与钢不同。处理强化原理与钢不同。 纯铝化学性质活泼，在大气中极易与氧作用，在表面生成一层结纯铝化学性质活泼，在大气中极易与氧作用，在表面生成一层结合牢固致密的氧化膜，防止铝继续氧化，从而使它在大气中具有良好合牢固致密的氧化膜，防止铝继续氧化，从而使它在大气中具有良好的抗蚀性。但在碱和盐的水溶液中，由于铝表面的氧化膜容易被溶解，的抗蚀性。但在碱和盐的水溶液中，由于铝表面的氧化膜容易被溶解，会使铝进一步被腐蚀。会使铝进一步被腐蚀。 6.1 铝及铝合金

3、铝及铝合金下一页下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金 纯铝的强度很低纯铝的强度很低(b= 80100MPa, 20HBS)，但塑性很高，但塑性很高(=35%40 % ,=80%)。容易于通过压力加工制成各种规格。容易于通过压力加工制成各种规格的半成品。通过加工硬化的方法，可以提高纯铝的强度的半成品。通过加工硬化的方法，可以提高纯铝的强度(b=150200 MPa)，但塑性下降，但塑性下降(=50%60 %)。 纯铝的主要用途是纯铝的主要用途是:代替贵重的铜合金，制作电线、电缆代替贵重的铜合金，制作电线、电缆;配制各种配制各种铝合金以及制作要求质量轻、导热性好、耐大气腐蚀但强度要求不高铝合

4、金以及制作要求质量轻、导热性好、耐大气腐蚀但强度要求不高的器具、包覆材料等。的器具、包覆材料等。 工业纯铝分为纯铝工业纯铝分为纯铝(99%wAl99. 85%)两类。纯铝分为铸造纯铝及变形铝两种。按两类。纯铝分为铸造纯铝及变形铝两种。按GB/T 8063-1994规定，铸造纯铝牌号由规定，铸造纯铝牌号由“Z”和铝的化学元素符号及表明铝含量和铝的化学元素符号及表明铝含量的数字组成，的数字组成，例如例如ZA199. 5表示表示wA1= 99. 5%的铸造纯铝的铸造纯铝;按按GB/T 16474-1996规定，原始纯铝用规定，原始纯铝用1A x x表示，牌号的最后两位数字表示最低表示，牌号的最后两位

5、数字表示最低铝百分含量铝百分含量x 100(质量分数质量分数x 100)中小数点后面两位数字，例如，中小数点后面两位数字，例如，牌号牌号1A30的变形铝表示的变形铝表示wA1=99. 30%的原始纯铝，按的原始纯铝，按GB/T3190-1998规定，我国变形铝的牌号有规定，我国变形铝的牌号有1A50 , 1A30等。高等。高纯铝的牌号有纯铝的牌号有1A99、1A97、1A93、1A90、1A85等。等。二、铝合金的分类及热处理二、铝合金的分类及热处理 纯铝的强度较低，不适宜用来制造承受载荷的结构零件。若向铝中纯铝的强度较低，不适宜用来制造承受载荷的结构零件。若向铝中加人适量的硅、铜，镁、锰、锌

6、等合金元素可得到具有较高强度的铝合加人适量的硅、铜，镁、锰、锌等合金元素可得到具有较高强度的铝合金，若再进行冷变形加工或热处理，可进一步提高其强度。金，若再进行冷变形加工或热处理，可进一步提高其强度。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页由于铝合金的比强度由于铝合金的比强度(即强度与其密度之比即强度与其密度之比)高，并具有良好的耐蚀性高，并具有良好的耐蚀性和切削加工性能，因此，广泛应用于航空航大、机械制造、建筑及日和切削加工性能，因此，广泛应用于航空航大、机械制造、建筑及日常用品等领域。常用品等领域。 1.铝合金分类铝合金分类 铝与主加元素的二元相图一般都具有如图铝与主加元素的二元相图一般

7、都具有如图6-1所示的形式。根据相所示的形式。根据相图最大溶解度图最大溶解度D点，可把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。点，可把铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。 图图6-1中中D点是合金元素在。相中的最大溶解度，点是合金元素在。相中的最大溶解度，DF是溶解度随温是溶解度随温度的变化曲线。成分在度的变化曲线。成分在D点左边的合金，在加热时能形成单相的固溶点左边的合金，在加热时能形成单相的固溶体组织，因其塑性好，变形抗力小，适于压力加工，故称为变形铝合体组织，因其塑性好，变形抗力小，适于压力加工，故称为变形铝合金。这类铝合金又可分为两类金。这类铝合金又可分为两类: 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下

8、一页上一页成分在成分在F点以左的合金，由于点以左的合金，由于固溶体成分不随温度而变化，故不能通固溶体成分不随温度而变化，故不能通过热处理方法进行强化，称为不可热处理强化铝合金过热处理方法进行强化，称为不可热处理强化铝合金;成分在成分在FD之间的之间的铝合金，由于铝合金，由于固溶体成分随温度而变化，故可通过热处理方法进行强固溶体成分随温度而变化，故可通过热处理方法进行强化，称为可热处理强化铝合金。化，称为可热处理强化铝合金。 2.铝合金的热处理铝合金的热处理 铝合金的热处理方法主要有退火、淬火与时效。铝合金的热处理方法主要有退火、淬火与时效。 (1)退火铝合金的退火有下列几种。退火铝合金的退火有

9、下列几种。 铝合金低温退火的口的是消除零件在加工过程中产生的内应力，防铝合金低温退火的口的是消除零件在加工过程中产生的内应力，防止零件变形，适当增加塑性，退火的加热温度通常在止零件变形，适当增加塑性，退火的加热温度通常在180300，保温后空冷。保温后空冷。下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金 再结晶退火是将铝合金加热到再结晶温度以上保温一段时间后空再结晶退火是将铝合金加热到再结晶温度以上保温一段时间后空冷。主要用于消除零件在冷变形加工过程中产生的加工硬化，恢复塑冷。主要用于消除零件在冷变形加工过程中产生的加工硬化，恢复塑性，以便继续进行成形加工。性，以便继续进行成形加工。 均匀化退火的

10、口的是消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力，提高塑均匀化退火的口的是消除铸锭或铸件的成分偏析及内应力，提高塑性，通常在高温下进行长时间保温后空冷。性，通常在高温下进行长时间保温后空冷。 (2)淬火与时效可热处理强化的铝合金是通过淬火与时效获得高强淬火与时效可热处理强化的铝合金是通过淬火与时效获得高强度的。铝合金的强化机理与钢不同，由钢的热处理可知，碳的质量分度的。铝合金的强化机理与钢不同，由钢的热处理可知，碳的质量分数较高的钢经淬火后可立即获得很高的硬度，但塑韧性较低。而铝合数较高的钢经淬火后可立即获得很高的硬度，但塑韧性较低。而铝合金进行淬火后，其强度和硬度并不立即升高，并且塑性很好，但将淬金进

11、行淬火后，其强度和硬度并不立即升高，并且塑性很好，但将淬火后的铝合金在室温下或一定的温度下保持一段时间后，火后的铝合金在室温下或一定的温度下保持一段时间后，下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金通过析出弥散分布的第二相质点使铝合金的强度和硬度升高，并且保通过析出弥散分布的第二相质点使铝合金的强度和硬度升高，并且保持时间愈长，强度、硬度愈高，直至趋于某一恒定值。持时间愈长，强度、硬度愈高，直至趋于某一恒定值。图图6-2为为Al4%Cu铝合金淬火后的自然时效曲线。铝合金淬火后的自然时效曲线。 铝合金的淬火是将其加热到铝合金的淬火是将其加热到a相区进行保温得到单一的固溶体组织，相区进行保温得到单

12、一的固溶体组织，然后在水中快冷至室温，使第二相来不及析出，得到过饱和、不稳定然后在水中快冷至室温，使第二相来不及析出，得到过饱和、不稳定的单一的的单一的固溶体，铝合金的这种淬火又称为固溶处理。固溶体，铝合金的这种淬火又称为固溶处理。 淬火后铝合金，若在室温下停留相当长的时间，其强度、硬度才显淬火后铝合金，若在室温下停留相当长的时间，其强度、硬度才显著提高，同时塑性则下降。而在淬火后较短的时间内，其强度、硬度著提高，同时塑性则下降。而在淬火后较短的时间内，其强度、硬度变化并不大，在这段时间内铝合金具有很好的塑性，可以进行各种冷变化并不大，在这段时间内铝合金具有很好的塑性，可以进行各种冷变形加工变

13、形加工(如铆接、弯曲、校正等如铆接、弯曲、校正等)，随后强度、硬度会很快增高。，随后强度、硬度会很快增高。下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金我们将淬火后铝合金在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长，我们将淬火后铝合金在室温或低温加热下保温一段时间，随时间延长，其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象，称为时效强化或沉淀硬化。其强度、硬度显著升高而塑性降低的现象，称为时效强化或沉淀硬化。一般把铝合金在室温下进行的时效称为自然时效一般把铝合金在室温下进行的时效称为自然时效;加热到加热到100以上以上进行的时效称为人工时效。进行的时效称为人工时效。 铝合金时效强化的速度及效果与进行时效的温度

14、有关。时效温度铝合金时效强化的速度及效果与进行时效的温度有关。时效温度增高，会加速时效强化过程的进行，使合金达到最高强度所需的时间增高，会加速时效强化过程的进行，使合金达到最高强度所需的时间缩短，但获得的最高强度值却降低，强化效果不好。如果时效温度过缩短，但获得的最高强度值却降低，强化效果不好。如果时效温度过高、时效时间过长，合金的强度、硬度反而下降，这种现象称为过时高、时效时间过长，合金的强度、硬度反而下降，这种现象称为过时效。效。图图6-3为为Al-4%Cu铝合金淬火后在不同温度下的时效曲线。如铝合金淬火后在不同温度下的时效曲线。如果时效温度在室温以下，原子不容易进行扩散，则时效过程进行很

15、慢。果时效温度在室温以下，原子不容易进行扩散，则时效过程进行很慢。下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金例如，在例如，在-50以下长期放置后，淬火铝合金的力学性能几乎没有变以下长期放置后，淬火铝合金的力学性能几乎没有变化。在生产中，某些需要进一步加工变形的零件化。在生产中，某些需要进一步加工变形的零件(如铝合金铆钉等如铝合金铆钉等)，可在淬火后于低温状态下保存，使其在需要加工变形时仍具有良，可在淬火后于低温状态下保存，使其在需要加工变形时仍具有良好的塑性。好的塑性。 若将已进行自然时效的铝合金重新加热至若将已进行自然时效的铝合金重新加热至200270短时间短时间保温，快速冷至室温，铝合金的

16、性能又会重新变软恢复到淬火状态，保温，快速冷至室温，铝合金的性能又会重新变软恢复到淬火状态，这种处理称为回归处理。经过回归处理的铝合金在室温下放置，则这种处理称为回归处理。经过回归处理的铝合金在室温下放置，则仍能进行时效强化，但时效后的强度有所下降。仍能进行时效强化，但时效后的强度有所下降。三、变形铝合金三、变形铝合金 变形铝合金可按其主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻变形铝合金可按其主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝与锻铝四类。铝四类。下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金其中防锈铝为不可热处理强化铝合金，硬铝、超硬铝与锻铝为可热处其中防锈铝为不可热处理强化铝合金，硬铝、超硬铝与

17、锻铝为可热处理强化铝合金。理强化铝合金。 变形铝合金牌号新的表示方法是按变形铝合金牌号新的表示方法是按GB/T 16474-1996规定，用规定，用xAx x表示，第一、三、四位为数字。牌号中第一位数字是依主要合表示，第一、三、四位为数字。牌号中第一位数字是依主要合金元素金元素Cu , Mn , Si , Mg , Mgt Si , Zn的顺序从的顺序从27来表示来表示变形铝合金的组别，第三、四位数字表示同一组别中的不同铝合金的变形铝合金的组别，第三、四位数字表示同一组别中的不同铝合金的序号。例如序号。例如2A11表示以铜为主要合金元素的变形铝合金。表示以铜为主要合金元素的变形铝合金。 常用变

18、形铝合金的新旧牌号、成分、力学性能如常用变形铝合金的新旧牌号、成分、力学性能如表表6-1所示。所示。1.防锈铝防锈铝 防锈铝合金主要是铝一锰系或铝一镁系合金。防锈铝合金主要是铝一锰系或铝一镁系合金。下一页上一页 6.1 铝及铝合金铝及铝合金这类合金具有很高的抗蚀性，同时具有良好的塑性和焊接性能，但强这类合金具有很高的抗蚀性，同时具有良好的塑性和焊接性能，但强度较低，这类合金的时效强化效果较弱，只有通过冷加工变形才能使度较低，这类合金的时效强化效果较弱，只有通过冷加工变形才能使其强化。一般在退火态或冷作硬化状态下使用。其强化。一般在退火态或冷作硬化状态下使用。 常用的铝一锰系防锈铝合金有常用的铝

19、一锰系防锈铝合金有3A21 (LF21)，其耐腐蚀性能较好，其耐腐蚀性能较好，常用来制造需弯曲、冷拉或冲压的零件，如管道、容器、油箱等。常用来制造需弯曲、冷拉或冲压的零件，如管道、容器、油箱等。 常用的铝一镁系防锈铝合金有常用的铝一镁系防锈铝合金有5A02(LF2) , 5A05 (LFS)等，此等，此类合金有较高的疲劳性能和抗震性，强度高于铝一锰系合金，但耐热类合金有较高的疲劳性能和抗震性，强度高于铝一锰系合金，但耐热性较差。广泛用于航空航大工业中，如制造飞机油箱、管道、铆钉、性较差。广泛用于航空航大工业中，如制造飞机油箱、管道、铆钉、飞机行李架等。飞机行李架等。 2.硬铝硬铝下一页上一页

20、6.1 铝及铝合金铝及铝合金 硬铝合金属于铝一铜一镁系合金，是一种应用较广的可热处理强化的硬铝合金属于铝一铜一镁系合金，是一种应用较广的可热处理强化的铝合金。这类铝合金通过淬火时效可获得相当高的强度铝合金。这类铝合金通过淬火时效可获得相当高的强度(i，可达，可达420 MPa )，故称硬铝，它在淬火时效状态下具有较好的切削加工，故称硬铝，它在淬火时效状态下具有较好的切削加工性，但耐蚀性较差，更不耐海水腐蚀，尤其是硬铝中的铜会导致其抗性，但耐蚀性较差，更不耐海水腐蚀，尤其是硬铝中的铜会导致其抗蚀性剧烈下降。为此，硬铝中需加人适量的锰，对硬铝板材还可采用蚀性剧烈下降。为此，硬铝中需加人适量的锰，对

21、硬铝板材还可采用表面包覆一层高纯铝，以增加其耐蚀性，但在热处理后强度较低。表面包覆一层高纯铝，以增加其耐蚀性，但在热处理后强度较低。 常用的常用的2A11(LY11，标准硬铝，标准硬铝)既有相当高的硬度，又有足够的既有相当高的硬度，又有足够的塑性，退火状态可进行冷弯、卷边、冲压。经淬火时效处理后可提高塑性，退火状态可进行冷弯、卷边、冲压。经淬火时效处理后可提高其强度，常用来制形状较复杂、载荷较低的结构零件，在仪器制造中其强度，常用来制形状较复杂、载荷较低的结构零件，在仪器制造中也有广泛应用也有广泛应用(如光学仪器中口镜框等如光学仪器中口镜框等)。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页 2A

22、12(LY12，高强度硬铝，高强度硬铝)经淬火后，具有中等塑性，成形时变经淬火后，具有中等塑性，成形时变形量不宜过大。由于孕育期较短，一般均采用自然时效。在淬火自然形量不宜过大。由于孕育期较短，一般均采用自然时效。在淬火自然时效后可获得高强度，切削加工性能较好，目前时效后可获得高强度，切削加工性能较好，目前2A12是重要的飞机是重要的飞机结构材料，广泛用于制造飞机螺旋桨、翼肋、翼架等受力构件。结构材料，广泛用于制造飞机螺旋桨、翼肋、翼架等受力构件。 2A01(LY1) , 2A01 (LY10)其强度比较低，但塑性很好，主其强度比较低，但塑性很好，主要作为铆钉材料，因此又称为铆钉硬铝。要作为铆

23、钉材料，因此又称为铆钉硬铝。 3.超硬铝超硬铝 超硬铝合金是铝超硬铝合金是铝-锌锌-镁镁-铜系合金。在铝合金中，超硬铝时效强化铜系合金。在铝合金中，超硬铝时效强化效果最好，室温下的强度最高，效果最好，室温下的强度最高，b可达可达600MPa，超过，超过2A12(LY12)高强度硬铝合金，因此称为超硬铝。高强度硬铝合金，因此称为超硬铝。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页其主要缺点是抗疲劳性能较差，有明显的应力腐蚀倾向，耐热性也低其主要缺点是抗疲劳性能较差，有明显的应力腐蚀倾向，耐热性也低于硬铝合金。于硬铝合金。 目前应用最广的超硬铝合金是目前应用最广的超硬铝合金是7A04(LC4)。通过

24、淬火及人工时。通过淬火及人工时效可提高强度，获得良好的切削加工性能。在飞机上常用于受力较大效可提高强度，获得良好的切削加工性能。在飞机上常用于受力较大的结构零件，如起落架、大梁、翼肋等。的结构零件，如起落架、大梁、翼肋等。 4.锻铝锻铝 锻铝合金可分为铝锻铝合金可分为铝-镁镁-硅硅-铜和铝铜和铝-铜铜-镁镁-铁铁-镍系合金。力学性能镍系合金。力学性能与硬铝相近，但热塑性及耐蚀性较高，更适于锻造，故名锻铝。与硬铝相近，但热塑性及耐蚀性较高，更适于锻造，故名锻铝。 锻铝合金主要用来制造各种锻件和模锻件，在航空工业中用于制锻铝合金主要用来制造各种锻件和模锻件，在航空工业中用于制造航空发动机活塞、直升

25、机的桨叶、飞机操纵系统中的摇臂、支架等造航空发动机活塞、直升机的桨叶、飞机操纵系统中的摇臂、支架等锻件。锻件。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页常用的锻铝有常用的锻铝有6A02(LD2) , 2A50(LDS)、2A70(LD7)等。等。 锻铝在自然时效过程中强化速度较慢，强化效果较低，故一般热处锻铝在自然时效过程中强化速度较慢，强化效果较低，故一般热处理均采用淬火及人工时效。理均采用淬火及人工时效。四、铸造铝合金四、铸造铝合金 铸造铝合金具有良好的铸造工艺性，抗蚀性好，可进行各种成型铸铸造铝合金具有良好的铸造工艺性，抗蚀性好，可进行各种成型铸造，生产形状复杂的零件，因此，在航空航大、

26、仪器仪表及机械制造造，生产形状复杂的零件，因此，在航空航大、仪器仪表及机械制造业得到广泛应用。与变形铝合金相比，铸造铝合金力学性能不如变形业得到广泛应用。与变形铝合金相比，铸造铝合金力学性能不如变形铝合金，为保证铸造铝合金具有良好的铸造性和足够强度，铸造铝合铝合金，为保证铸造铝合金具有良好的铸造性和足够强度，铸造铝合金中合金元素含量较多，一般在金中合金元素含量较多，一般在8%25%之间。铸造铝合金的种之间。铸造铝合金的种类很多，根据合金元素种类不同，主要有铝类很多，根据合金元素种类不同，主要有铝-硅系、铝硅系、铝-铜系、铝铜系、铝-镁系镁系及铝及铝-锌系四种，锌系四种， 6.1 铝及铝合金铝及

27、铝合金下一页上一页其中以铝其中以铝-硅系铸造铝合金应用最为广泛。硅系铸造铝合金应用最为广泛。 铸造铝合金的代号用铸造铝合金的代号用“铸铸”、“铝铝”两字的汉语拼音的字首两字的汉语拼音的字首“ZL”及及三位数字表示。第一位数表示合金类别三位数字表示。第一位数表示合金类别(1为铝为铝-硅系，硅系，2为铝为铝-铜系，铜系，3为为铝铝-镁系，镁系，4为铝为铝-锌系锌系);第二位、三位数字为合金顺序号，序号不同，化第二位、三位数字为合金顺序号，序号不同，化学成分也不同。例如，学成分也不同。例如，ZL102表示顺序号为表示顺序号为2号的号的Al-Si系铸造铝合金。系铸造铝合金。若优质合金在代号后面加若优质

28、合金在代号后面加“A。 铸造铝合金牌号由铸造铝合金牌号由“Z”和基体金属铝的化学元素符号、主要合金化学和基体金属铝的化学元素符号、主要合金化学元素符号以及表明合金化学元素名义百分含量元素符号以及表明合金化学元素名义百分含量(质量分数质量分数)x100的数字组的数字组成。如牌号为成。如牌号为ZA1Si7Mg的铸造铝合金。的铸造铝合金。 常用的铸造铝合金牌号、代号、化学成分、性能及用途如常用的铸造铝合金牌号、代号、化学成分、性能及用途如表表6-2所示。所示。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页 (1)铝硅合金这类合金具有优良的铸造性能，流动性好、收缩及铝硅合金这类合金具有优良的铸造性能，流动

29、性好、收缩及热裂倾向小、密度小、耐蚀性能好，有足够的强度。加人铜、镁、热裂倾向小、密度小、耐蚀性能好，有足够的强度。加人铜、镁、锰等元素能形成复杂的强化相。锰等元素能形成复杂的强化相。 典型的铝硅合金中硅的质量分数为典型的铝硅合金中硅的质量分数为wSi=10%13%，属于共，属于共晶成分，通常称为硅铝明。经铸造后的组织是硅溶于铝中形成的。晶成分，通常称为硅铝明。经铸造后的组织是硅溶于铝中形成的。固溶体和硅组成的共晶体，由于硅本身脆性大，又呈粗大针状分布固溶体和硅组成的共晶体，由于硅本身脆性大，又呈粗大针状分布在组织中，故使铝硅合金的力学性能大为降低。为了提高铸造铝合在组织中，故使铝硅合金的力学

30、性能大为降低。为了提高铸造铝合金的力学性能，常采用变质处理，即在浇注前向合金溶液中加人含金的力学性能，常采用变质处理，即在浇注前向合金溶液中加人含有有NaCI, NaF等组成的变质剂进行变质处理。钠能促进硅晶核的等组成的变质剂进行变质处理。钠能促进硅晶核的形成，并阻碍其晶体长大，使结晶后的硅晶体成为极细的粒状，均形成，并阻碍其晶体长大，使结晶后的硅晶体成为极细的粒状，均匀分布在铝基体上。匀分布在铝基体上。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页钠还能使相图中共晶点向右下方移动，使变质后形成亚共晶组织。从而钠还能使相图中共晶点向右下方移动，使变质后形成亚共晶组织。从而获得塑性好的。初晶和细小的

31、共晶组织。获得塑性好的。初晶和细小的共晶组织。图图6-4为经过变质处理后为经过变质处理后ZL102合金的显微组织，图中亮色晶体为初晶。固溶体，暗色基体为合金的显微组织，图中亮色晶体为初晶。固溶体，暗色基体为细粒状共晶体。经变质处理后，细粒状共晶体。经变质处理后，ZL102合金的抗拉强度为合金的抗拉强度为b可达可达180 MPa，伸长率，伸长率=6% ,显著地改善了力学性能。显著地改善了力学性能。 仅含有硅的铝一硅系合金仅含有硅的铝一硅系合金(如如ZL102)，主要缺点是铸件致密程度较，主要缺点是铸件致密程度较低，强度较低低，强度较低(经变质处理后，经变质处理后，b也不超过也不超过 180 MP

32、a )，且不能够热，且不能够热处理强化。处理强化。 为了进一步提高铝硅合金的强度，可在亚共晶为了进一步提高铝硅合金的强度，可在亚共晶(wSi=4%10%)合金中加人一些能形成合金中加人一些能形成Mgt Si , CuA12及及CuMgA12等强化相的等强化相的 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页合金元素合金元素(如铜、镁、锰等如铜、镁、锰等)，如，如ZL101 , ZL105 ,ZL108等合金。等合金。这样的合金在变质处理后还可进行淬火及时效处理，以提高其强度。这样的合金在变质处理后还可进行淬火及时效处理，以提高其强度。 铸造铝硅合金一般用来制造轻质、耐蚀、形状复杂但强度要求不铸造铝硅

33、合金一般用来制造轻质、耐蚀、形状复杂但强度要求不高的铸件，如内燃机的活塞、汽缸体、汽缸套、风扇叶片、电机、高的铸件，如内燃机的活塞、汽缸体、汽缸套、风扇叶片、电机、仪表外壳及形状复杂的薄壁零件。仪表外壳及形状复杂的薄壁零件。 (2)铝铜合金铝铜合金具有较高的耐热强度，可作高温条件工作铝铜合金铝铜合金具有较高的耐热强度，可作高温条件工作的零件。但由于铸造性能差，抗蚀性也不好，口前大部分被其他合的零件。但由于铸造性能差，抗蚀性也不好，口前大部分被其他合金所代用。常用的铝铜合金有金所代用。常用的铝铜合金有ZL201 ,ZL202 , ZL203等。用于等。用于300以下承受较高载荷，形状不复杂的零件

34、，如支臂、活塞等。以下承受较高载荷，形状不复杂的零件，如支臂、活塞等。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金下一页上一页 (3)铝镁合金铝镁合金的特点是密度小、耐蚀性能好、强度高，但铸铝镁合金铝镁合金的特点是密度小、耐蚀性能好、强度高，但铸造性能差，易产生热裂和缩松，多应用于承受冲击、振动载荷和腐蚀造性能差，易产生热裂和缩松，多应用于承受冲击、振动载荷和腐蚀条件下工作的零件，如轮船配件、泵体零件等。常用的铝镁合金有条件下工作的零件，如轮船配件、泵体零件等。常用的铝镁合金有ZL301, ZL302等。等。 (4)铝锌合金铝锌合金强度较高，但耐蚀性能较差，在加人适量的铝锌合金铝锌合金强度较高，但耐蚀性能较

35、差，在加人适量的锰、镁等合金元素后可适当提高耐蚀性。铝锌合金的铸造性能很好，锰、镁等合金元素后可适当提高耐蚀性。铝锌合金的铸造性能很好，价格便宜，可用于制造结构形状复杂的汽车、飞机、仪表及医疗器械价格便宜，可用于制造结构形状复杂的汽车、飞机、仪表及医疗器械等零件。常用的铝锌合金有等零件。常用的铝锌合金有Z L401 , Z L402等。等。 6.1 铝及铝合金铝及铝合金返 回上一页一、工业纯铜一、工业纯铜 铜是人类应用最早的金属材料，至今也是应用最广泛的金属材料铜是人类应用最早的金属材料，至今也是应用最广泛的金属材料之一。纯铜的密度为之一。纯铜的密度为8.96g/cm3，熔点为，熔点为1083

36、，具有面心立方，具有面心立方晶格，无同素异晶转变。工业上使用的纯铜，其含铜量为晶格，无同素异晶转变。工业上使用的纯铜，其含铜量为wCu= 99. 50%99. 95 %，是玫瑰红色的金属，表面氧化后会形成一层氧，是玫瑰红色的金属，表面氧化后会形成一层氧化亚铜化亚铜(Cu2O)膜而呈紫色，因此又称为紫铜。膜而呈紫色，因此又称为紫铜。 纯铜具有优良的导电性、导热性、塑性及良好的耐蚀性。但纯铜纯铜具有优良的导电性、导热性、塑性及良好的耐蚀性。但纯铜的强度不高的强度不高(b=200250 MPa )，硬度很低，硬度很低(4050 HBS )，塑性却很好塑性却很好(= 40%50%)。因此，纯铜可通过挤

37、压、压延、。因此，纯铜可通过挤压、压延、拉伸等方法进行成型加工。拉伸等方法进行成型加工。 6.2 铜及铜合金铜及铜合金下一页纯铜不能通过热处理方法进行强化，只能通过冷变形加工的方法提高纯铜不能通过热处理方法进行强化，只能通过冷变形加工的方法提高强度。冷变形后，纯铜的强度可以提高到强度。冷变形后，纯铜的强度可以提高到b= 400500MPa。但。但伸长率急剧下降到伸长率急剧下降到2%左右。左右。 纯铜的主要用途是制作各种导电材料、导热材料及配置各种铜合金。纯铜的主要用途是制作各种导电材料、导热材料及配置各种铜合金。 工业纯铜的代号用工业纯铜的代号用T(“铜铜”的汉语拼音字首的汉语拼音字首)加顺序

38、号表示，共有三加顺序号表示，共有三个代号个代号:T1, T2,T3，代号中数字越大，表示纯度愈低，杂质含量愈多，代号中数字越大，表示纯度愈低，杂质含量愈多，则其导电性越差。则其导电性越差。二、铜合金二、铜合金 1.铜合金分类铜合金分类 纯铜因其强度低而不能作为结构材料使用，工业中广泛使用的是铜纯铜因其强度低而不能作为结构材料使用，工业中广泛使用的是铜合金。铜合金一般按以下方法进行分类。合金。铜合金一般按以下方法进行分类。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 (1)按化学成分铜合金分为黄铜、青铜和白铜三大类。在机械制按化学成分铜合金分为黄铜、青铜和白铜三大类。在机械制造中，应用较广的是黄铜

39、和青铜。造中，应用较广的是黄铜和青铜。 黄铜是以锌为主要合金元素的铜黄铜是以锌为主要合金元素的铜-锌合金。其中不含其他合金元素锌合金。其中不含其他合金元素的黄铜称普通黄铜的黄铜称普通黄铜;含有其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。含有其他合金元素的黄铜称为特殊黄铜。 白铜是以镍为主要合金元素的铜白铜是以镍为主要合金元素的铜-镍合金。镍合金。 青铜是以除锌和镍以外的其他元素作为主要合金元素的铜合金。青铜是以除锌和镍以外的其他元素作为主要合金元素的铜合金。按其所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青按其所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青铜等。铜等。 (2)按生产方法

40、铜合金可分为压力加工铜合金和铸造铜合金两类。按生产方法铜合金可分为压力加工铜合金和铸造铜合金两类。 2.铜合金牌号表示方法铜合金牌号表示方法 (1)加工铜合金。加工铜合金。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 加工黄铜加工黄铜 普通加工黄铜牌号表示方法为普通加工黄铜牌号表示方法为“H”+铜元素含量铜元素含量(质量分质量分数数x100)。例如，例如，H68表示表示wCu=68%、余量为锌的普通黄铜。特殊加工黄铜牌、余量为锌的普通黄铜。特殊加工黄铜牌号表示方法为号表示方法为“H+主加元素的化学符号主加元素的化学符号(除锌以外除锌以外)+铜及各合金元素铜及各合金元素的含量的含量(质量分数质量分

41、数x100)。例如，。例如，HPb59-1表示表示wCu=59%，wpb=1%、余量为锌的特殊黄铜。、余量为锌的特殊黄铜。 加工青铜牌号表示方法为加工青铜牌号表示方法为“Q;(“青青”的汉语拼音字首的汉语拼音字首)+第一主第一主加元素的化学符号及含量加元素的化学符号及含量(质量分数质量分数x 100)+其他合金元素含量其他合金元素含量(质量质量分数分数X100)。例如，。例如，QA15表示表示wpb=5%、余量为铜的铝青铜。、余量为铜的铝青铜。 (2)铸造铜合金铸造黄铜与铸造青铜的牌号表示方法相同，铸造铜合金铸造黄铜与铸造青铜的牌号表示方法相同，下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金它是它

42、是:“Z” +铜元素化学符号铜元素化学符号+主加元素的化学符号及含量主加元素的化学符号及含量(质量分质量分数数x100)+其他合金元素化学符号及含量其他合金元素化学符号及含量(质量分数质量分数x 100)。例如，。例如，ZCuZn38表示表示wZn=38%、余量为铜的铸造普通黄铜；、余量为铜的铸造普通黄铜；ZCuSn10P1表示表示wSn=10%、wP=1%、余量为铜的铸造锡青、余量为铜的铸造锡青铜。铜。三、黄铜三、黄铜 1.普通黄铜普通黄铜 (1)普通黄铜的性能普通黄铜是铜和锌组成的二元合金，锌加人铜普通黄铜的性能普通黄铜是铜和锌组成的二元合金，锌加人铜中提高了合金的强度、硬度和塑性，并且改

43、善了铸造性能。黄铜的组中提高了合金的强度、硬度和塑性，并且改善了铸造性能。黄铜的组织和力学性能与含锌量的关系，如织和力学性能与含锌量的关系，如图图6-5所示。所示。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金由图可看出由图可看出:当当wZn32%后，由于出现脆性的后，由于出现脆性的相，使塑性开始下降，相，使塑性开始下降，但一定数量的但一定数量的相仍起强化作用，使强度继续升高。当相仍起强化作用，使强度继续升高。当wZn45%时，组织中已全部为脆性的时，组织中已全部为脆性的相，致使黄铜强度、塑性急剧下降。所相，致使黄铜强度、塑性急剧下降。所以工业黄铜中的含锌量一般不超过以工业黄铜中的含锌量一般不超过

44、45%。 普通黄铜的耐蚀性与纯铜相近。但当普通黄铜的耐蚀性与纯铜相近。但当wZn7%(尤其是大于尤其是大于20%)并经冷压力加工后的黄铜，因有残余应力的存在，在潮湿的大并经冷压力加工后的黄铜，因有残余应力的存在，在潮湿的大气中，特别是在含氨的气氛中，容易发生自动开裂气中，特别是在含氨的气氛中，容易发生自动开裂(即所谓季裂现象即所谓季裂现象)。黄铜的季裂随含锌量的增加而加剧，采用黄铜的季裂随含锌量的增加而加剧，采用250300，下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金保温保温13h的低温退火，及时消除残余应力可防止季裂现象的发生。的低温退火，及时消除残余应力可防止季裂现象的发生。 (2)常用的

45、普通黄铜常用的普通黄铜牌号、化学成分、力学性能及常用的普通黄铜常用的普通黄铜牌号、化学成分、力学性能及用途如用途如表表6-3所示。普通黄铜主要供压力加工用，按加工特点分为冷所示。普通黄铜主要供压力加工用，按加工特点分为冷加工用。单相黄铜与热加工用加工用。单相黄铜与热加工用+双相黄铜两类。双相黄铜两类。 H90, H80属属单相黄铜，具有优良的耐蚀性、导热性和冷变单相黄铜，具有优良的耐蚀性、导热性和冷变形能力，并呈金黄色，故有金色黄铜之称。常用于导管、冷凝管、散形能力，并呈金黄色，故有金色黄铜之称。常用于导管、冷凝管、散热管、散热片及导电片零件等。热管、散热片及导电片零件等。 H70, H68属

46、属单相黄铜，按成分称为三七黄铜。它具有优良单相黄铜，按成分称为三七黄铜。它具有优良的冷、热塑性变形能适宜用进行深拉延、弯曲等加工，用于制造形状的冷、热塑性变形能适宜用进行深拉延、弯曲等加工，用于制造形状复杂而要求耐蚀的管、套类零件，如弹波纹管、热交换器等，有弹壳复杂而要求耐蚀的管、套类零件，如弹波纹管、热交换器等，有弹壳黄铜之称。黄铜之称。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 H62, H59属属+双相黄铜，它的含锌量多，强度较高，具有一双相黄铜，它的含锌量多，强度较高，具有一定的耐蚀性，但塑性较低，主要用于制作电器上要求导电、耐蚀的结定的耐蚀性，但塑性较低，主要用于制作电器上要求导电、

47、耐蚀的结构件，如螺栓、螺母、垫圈、弹簧及机器中的轴套等，航空工业中主构件，如螺栓、螺母、垫圈、弹簧及机器中的轴套等，航空工业中主要用作封严圈、波纹环、铆钉等零件。要用作封严圈、波纹环、铆钉等零件。 2.特殊黄铜特殊黄铜 为了提高黄铜的耐蚀性能、机械性能、切削加工性能，在普通二元为了提高黄铜的耐蚀性能、机械性能、切削加工性能，在普通二元黄铜的基础上，再加人其他合金元素所组成的多元合金称为特殊黄铜。黄铜的基础上，再加人其他合金元素所组成的多元合金称为特殊黄铜。常加人的元素有锡、铅、铝、硅、锰、铁等。特殊黄铜也可依据加人常加人的元素有锡、铅、铝、硅、锰、铁等。特殊黄铜也可依据加人的第二合金元素命名，

48、如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、硅黄铜、的第二合金元素命名，如铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、锰黄铜、硅黄铜、镍黄铜等。常用特殊黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见镍黄铜等。常用特殊黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途见表表6-3所示。所示。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 (1)铅黄铜铅黄铜铅黄铜铅黄铜HPb59-1切削加工性能良好，具有耐磨、强度高、切削加工性能良好，具有耐磨、强度高、耐蚀性好的特点，可用于衬套、螺钉、螺帽、垫板、电器插头、钟表耐蚀性好的特点，可用于衬套、螺钉、螺帽、垫板、电器插头、钟表零件等，是机械制造中应用最广泛的黄铜。零件等，是机械制造中应用最广泛的黄铜。 (2

49、)铝黄铜黄铜中加人少量的铝能在合金表面形成坚固的氧化膜，铝黄铜黄铜中加人少量的铝能在合金表面形成坚固的氧化膜，提高合金对气体、溶液，特别是对海水的耐蚀性，并且能提高黄铜的提高合金对气体、溶液，特别是对海水的耐蚀性，并且能提高黄铜的强度及硬度。常用的铝黄铜有强度及硬度。常用的铝黄铜有HA177-2,HPb59-3-2等。等。 (3)锰黄铜少量的锰能提高黄铜的强度、硬度和在海水及过热蒸汽锰黄铜少量的锰能提高黄铜的强度、硬度和在海水及过热蒸汽中的抗蚀性。锰黄铜具有良好的冷热加工性能，含铝或铁的锰黄铜广中的抗蚀性。锰黄铜具有良好的冷热加工性能，含铝或铁的锰黄铜广泛用于造船等工业中。泛用于造船等工业中。

50、四、青铜四、青铜下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 青铜指以除锌、镍外的元素为主要合金元素的铜合金。包括锡青铜、青铜指以除锌、镍外的元素为主要合金元素的铜合金。包括锡青铜、铝青铜、被青铜、硅青铜等。根据加工产品的形式供应，青铜也分为铝青铜、被青铜、硅青铜等。根据加工产品的形式供应，青铜也分为压力加工青铜和铸造青铜。压力加工青铜和铸造青铜。 青铜具有优良的综合力学性能，较高的导电性、导热性及良好的青铜具有优良的综合力学性能，较高的导电性、导热性及良好的切削加工性能，耐蚀性高于纯铜和黄铜。切削加工性能，耐蚀性高于纯铜和黄铜。 1.锡青铜锡青铜 锡能够溶于铜中形成锡能够溶于铜中形成固溶体，具

51、有良好的塑性，当固溶体，具有良好的塑性，当wSn7%时，由于组织中出现硬而脆的时，由于组织中出现硬而脆的s相，使塑性急剧下降相，使塑性急剧下降;当当wSn20%时，由于时，由于相过多，使合金变得很脆，强度也迅速下降。相过多，使合金变得很脆，强度也迅速下降。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金因此，一般工业用锡青铜的含锡量为因此，一般工业用锡青铜的含锡量为wSn=3%14%。 一般一般wSn= 5%7%的锡青铜，塑性最好，适于冷、热加工用的锡青铜，塑性最好，适于冷、热加工用;wSn7%的锡青铜，强度较高，适用于铸造。的锡青铜，强度较高，适用于铸造。 锡青铜结晶温度范围很宽，故流动性较差，偏

52、析倾向较大，易形锡青铜结晶温度范围很宽，故流动性较差，偏析倾向较大，易形成分散的缩孔，致使铸件的致密度不高。但锡青铜在凝固时体积收缩成分散的缩孔，致使铸件的致密度不高。但锡青铜在凝固时体积收缩很小，能获得复杂型腔形状的铸件。因此，锡青铜适用于铸造形状复很小，能获得复杂型腔形状的铸件。因此，锡青铜适用于铸造形状复杂、壁厚变化较大，而对致密度要求不高的零件。杂、壁厚变化较大，而对致密度要求不高的零件。 锡青铜在氨水、盐酸和硫酸中耐蚀性不理想，但在大气、海水和锡青铜在氨水、盐酸和硫酸中耐蚀性不理想，但在大气、海水和无机盐类溶液中却有极高的耐蚀性。无机盐类溶液中却有极高的耐蚀性。 常用锡青铜的牌号、化

53、学成分、力学性能及应用范围见常用锡青铜的牌号、化学成分、力学性能及应用范围见表表6-4所示。所示。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金2.铝青铜铝青铜 铝青铜是以铝为主加元素的铜合金，属无锡青铜。一般含铝量为铝青铜是以铝为主加元素的铜合金，属无锡青铜。一般含铝量为wAl=5%11%，它具有高的强度、耐蚀性和抗磨能力，并可以进，它具有高的强度、耐蚀性和抗磨能力，并可以进行热处理强化。铸造铝青铜的结晶温度范围很窄，流动性好，形成晶行热处理强化。铸造铝青铜的结晶温度范围很窄，流动性好，形成晶内偏析和分散缩孔的倾向小，能够获得致密的、偏析小的铸件，故其内偏析和分散缩孔的倾向小，能够获得致密的、偏

54、析小的铸件，故其力学性能比锡青铜高，但铝青铜收缩率较大。铝青铜的耐蚀性高于锡力学性能比锡青铜高，但铝青铜收缩率较大。铝青铜的耐蚀性高于锡青铜与黄铜，并具有较高的耐热性。在铝青铜中加人铁、锰、镍等合青铜与黄铜，并具有较高的耐热性。在铝青铜中加人铁、锰、镍等合金元素，能够进一步提高其力学性能金元素，能够进一步提高其力学性能(铸态铸态b可达可达400500 MPa,达达10%20 %)，并有较好的韧性、硬度与耐磨性。，并有较好的韧性、硬度与耐磨性。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 铝青铜是一种用途很广的压力加工及铸造材料，常用于制造仪器中铝青铜是一种用途很广的压力加工及铸造材料，常用于制造

55、仪器中要求耐蚀的零件、弹性元件及制造强度、耐磨性要求较高的摩擦零件，要求耐蚀的零件、弹性元件及制造强度、耐磨性要求较高的摩擦零件，如齿轮、蜗轮、轴套、阀门等。如齿轮、蜗轮、轴套、阀门等。 常用铝青铜牌号、化学成分、力学性能及应用范围如常用铝青铜牌号、化学成分、力学性能及应用范围如表表6-4所示。所示。 3.被青铜被青铜 被青铜是以被为主加元素的铜合金。一般被青铜是以被为主加元素的铜合金。一般wBe=1.6%2.5%,被青铜是目前时效强化效果最好的铜合金，它不仅具有高的强度、硬被青铜是目前时效强化效果最好的铜合金，它不仅具有高的强度、硬度、弹性极限、疲劳极限、耐蚀性、耐磨性、良好的导电性和导热性

56、，度、弹性极限、疲劳极限、耐蚀性、耐磨性、良好的导电性和导热性，而且还具有抗磁、受冲击时不产生火花、耐热性均优于其他铜合金等而且还具有抗磁、受冲击时不产生火花、耐热性均优于其他铜合金等优点。在工艺方面，它承受冷、热压力加工的能力很强。优点。在工艺方面，它承受冷、热压力加工的能力很强。下一页上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金因此被青铜主要用来制作精密仪器、仪表中各种重要用途的弹性元件、因此被青铜主要用来制作精密仪器、仪表中各种重要用途的弹性元件、耐蚀、耐磨零件，如钟表齿轮、航海罗盘、仪器中的零件、防爆工具耐蚀、耐磨零件，如钟表齿轮、航海罗盘、仪器中的零件、防爆工具和电焊机电极等。和电焊机电极等

57、。 被青铜可通过热处理和加工硬化的方法提高其强度、硬度和弹性。被青铜可通过热处理和加工硬化的方法提高其强度、硬度和弹性。被青铜一般是以压力加工后的淬火状态供应，工厂在制成零件后，可被青铜一般是以压力加工后的淬火状态供应，工厂在制成零件后，可不再进行淬火而只进行时效。但被青铜价格昂贵，工艺复杂，因此应不再进行淬火而只进行时效。但被青铜价格昂贵，工艺复杂，因此应用受到限制。用受到限制。 常用被青铜牌号、化学成分、力学性能及应用范围如常用被青铜牌号、化学成分、力学性能及应用范围如表表6-4所示。所示。返 回上一页 6.2 铜及铜合金铜及铜合金 在滑动轴承中，用来制造轴瓦及其内衬的合金称为轴承合金。在

58、滑动轴承中，用来制造轴瓦及其内衬的合金称为轴承合金。 滑动轴承由轴承体和轴瓦两部分构成，与滚动轴承相比，它具有滑动轴承由轴承体和轴瓦两部分构成，与滚动轴承相比，它具有承受压力面积大、工作平稳、无噪声、修理、更换方便等优点，所以承受压力面积大、工作平稳、无噪声、修理、更换方便等优点，所以在汽车、拖拉机、机床等产品上广泛应用。在汽车、拖拉机、机床等产品上广泛应用。一、对轴承合金的性能要求一、对轴承合金的性能要求 轴承是用来支承轴颈的，并作高速运转，在工作过程中轴承要承轴承是用来支承轴颈的，并作高速运转，在工作过程中轴承要承受交变载荷及冲击力的作用，且轴颈和轴瓦之间有剧烈的摩擦，使零受交变载荷及冲击

59、力的作用，且轴颈和轴瓦之间有剧烈的摩擦，使零件温度升高，引起体积膨胀，造成轴承和轴颈咬合，而烧坏轴承。由件温度升高，引起体积膨胀，造成轴承和轴颈咬合，而烧坏轴承。由于轴是设备中的重要零部件，制造困难，成本较高，不易更换，于轴是设备中的重要零部件，制造困难，成本较高，不易更换，下一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金所以在磨损不可避免的情况下，应首先考虑使轴磨损最小，然后再尽量所以在磨损不可避免的情况下，应首先考虑使轴磨损最小，然后再尽量提高轴承的耐磨性，以保证机器能长期正常运转。因此，对于轴承合金提高轴承的耐磨性，以保证机器能长期正常运转。因此，对于轴承合金应该具备以下性能。应该具备以下性能。

60、 具有较高的抗压强度和疲劳强度，以保证能承受轴颈所施加的压力。具有较高的抗压强度和疲劳强度，以保证能承受轴颈所施加的压力。 具有较高的耐磨性、较小的摩擦系数和良好的磨合性能。具有较高的耐磨性、较小的摩擦系数和良好的磨合性能。 具有足够的塑性和韧性，以保证与轴的良好配合，能够抵抗振动和具有足够的塑性和韧性，以保证与轴的良好配合，能够抵抗振动和冲击力的作用。冲击力的作用。 具有良好的耐蚀性和导热性，较小的膨胀系数，防止咬合。具有良好的耐蚀性和导热性，较小的膨胀系数，防止咬合。 制造简便，价格低廉。制造简便，价格低廉。二、轴承合金的组织特征二、轴承合金的组织特征下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动

61、轴承合金 根据以上性能要求，口前常用的轴承合金的显微组织是软基体上分布根据以上性能要求，口前常用的轴承合金的显微组织是软基体上分布硬质点和硬基体上分布着软质点两种组织类型。硬质点和硬基体上分布着软质点两种组织类型。 1.在软的基体上分布着硬质点在软的基体上分布着硬质点 在这类轴承合金中约有在这类轴承合金中约有13%30%颗粒状的硬质点分布在软的基颗粒状的硬质点分布在软的基体上体上(如如图图6-6所示所示)，工作时硬的颗粒承受载荷，软的组织磨凹后，以，工作时硬的颗粒承受载荷，软的组织磨凹后，以利于润滑油的储存，除可减少轴颈与轴承的摩擦外，还使轴和轴承间形利于润滑油的储存，除可减少轴颈与轴承的摩擦

62、外，还使轴和轴承间形成一层连续的油膜，保证理想的润滑条件和低摩擦系数。由于基体软，成一层连续的油膜，保证理想的润滑条件和低摩擦系数。由于基体软，不仅抗振动、抗冲击能力较强，同时还具有良好的磨合性，能够保证机不仅抗振动、抗冲击能力较强，同时还具有良好的磨合性，能够保证机构的安全运行。但这类组织难以承受高的载荷，一般运转温度低于构的安全运行。但这类组织难以承受高的载荷，一般运转温度低于110。属于这类组织的有铅基和锡基轴承合金，一般称之为巴氏合金。属于这类组织的有铅基和锡基轴承合金，一般称之为巴氏合金。 2.在硬的基体上分布着软质点在硬的基体上分布着软质点下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承

63、合金 当轴承处于高转速、高载荷的工作条件下，就要求轴承合金具有较高当轴承处于高转速、高载荷的工作条件下，就要求轴承合金具有较高的强度，通常采用有较硬基体的强度，通常采用有较硬基体(硬度低于轴颈硬度低于轴颈)的轴承合金。这类组织的轴承合金。这类组织的轴承合金同样具有低的摩擦系数，但其磨合性较差。属于这类组织的的轴承合金同样具有低的摩擦系数，但其磨合性较差。属于这类组织的轴承合金有铝基轴承合金和铜基轴承合金等。轴承合金有铝基轴承合金和铜基轴承合金等。三、常用的轴承合金三、常用的轴承合金 常用的轴承合金按主要成分可分为锡基轴承合金、铅基轴承合金、常用的轴承合金按主要成分可分为锡基轴承合金、铅基轴承合

64、金、铜基轴承合金、铝基轴承合金等。铜基轴承合金、铝基轴承合金等。 轴承合金牌号的表示方法为轴承合金牌号的表示方法为:“Z ”(“铸铸”字汉语拼音的字首字汉语拼音的字首)+基体基体元素化学元素符号元素化学元素符号+主加合金元素符号主加合金元素符号+主加元素含量百分数主加元素含量百分数+辅加合辅加合金元素符号金元素符号+辅加元素含量百分数。辅加元素含量百分数。下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金例如例如:ZSnSb11Cub表示铸造锡基轴承合金，其中主加合金元素锑为的表示铸造锡基轴承合金，其中主加合金元素锑为的质量分数为质量分数为11%，辅加合金元素铜的质量分数为，辅加合金元素铜的质量分

65、数为6%。 1.锡基轴承合金锡基轴承合金(锡基巴氏合金锡基巴氏合金) 锡基轴承合金是以锡为基础元素，加人少量的锑、铜等元素组成的合锡基轴承合金是以锡为基础元素，加人少量的锑、铜等元素组成的合金。它的基体组织金。它的基体组织是锑溶于锡所形成的是锑溶于锡所形成的固溶体，硬度较低固溶体，硬度较低(2430HBS );硬质点是以化硬质点是以化合物合物SnSb为基的为基的固溶体，硬度较高固溶体，硬度较高(约约110HBS )，以及，以及Cu3Sn, Cu6Sn5等化合物。等化合物。 锡基轴承合金的主要优点是摩擦系数和膨胀系数小，塑性和导热性好，锡基轴承合金的主要优点是摩擦系数和膨胀系数小，塑性和导热性好

66、，抗腐蚀性高。主要缺点是抗疲劳强度较差，因锡较稀缺，故这种轴承合抗腐蚀性高。主要缺点是抗疲劳强度较差，因锡较稀缺，故这种轴承合金价格较高。金价格较高。下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金这种合金常用作重要的轴承，如高速蒸汽机、汽轮机、发动机、压气机这种合金常用作重要的轴承，如高速蒸汽机、汽轮机、发动机、压气机等巨型机器的高速轴承。锡基轴承合金的牌号、化学成分、性能及用途等巨型机器的高速轴承。锡基轴承合金的牌号、化学成分、性能及用途见见表表6-5所示。所示。 2.铅基轴承舍金铅基轴承舍金(铅基巴氏合金铅基巴氏合金) 铅基轴承合金是以铅为基础元素，并加人锡、锑、铜等元素的合金。铅基轴承合

67、金是以铅为基础元素，并加人锡、锑、铜等元素的合金。它的软基体是锑溶于铅中形成的。固溶体和铅溶于锑中形成的它的软基体是锑溶于铅中形成的。固溶体和铅溶于锑中形成的p固溶体固溶体所组成的所组成的(+)共晶体共晶体(硬度为硬度为78HBS )，硬质点是加人锡后形成，硬质点是加人锡后形成SnSb，并且锡能大量溶于铅中而强化基体，故可提高铅基合金的强度，并且锡能大量溶于铅中而强化基体，故可提高铅基合金的强度和耐磨性。加铜能形成和耐磨性。加铜能形成Cu2Sb硬质点，可减少比密度偏析。硬质点，可减少比密度偏析。 铅基轴承合金的强度、塑性、韧性及导热性、耐蚀性均较锡基轴承铅基轴承合金的强度、塑性、韧性及导热性、

68、耐蚀性均较锡基轴承下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金合金低，且摩擦系数较大，不能承受大的压力，但价格较便宜。因此，铅合金低，且摩擦系数较大，不能承受大的压力，但价格较便宜。因此，铅基轴承合金常用来制造承受中、低载荷的中速轴承。如汽车、拖拉机的曲基轴承合金常用来制造承受中、低载荷的中速轴承。如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承及电动机轴承。一般将其镶铸在钢的轴瓦轴、连杆轴承及电动机轴承。一般将其镶铸在钢的轴瓦(一般为一般为08号钢冲号钢冲压成形压成形)上，形成一层薄而均匀的内衬，构成所谓的双金属轴承。上，形成一层薄而均匀的内衬，构成所谓的双金属轴承。 铅基轴承合金的牌号、化学成分、性能及用

69、途见铅基轴承合金的牌号、化学成分、性能及用途见表表6-6所示。所示。 3.铜基轴承合金铜基轴承合金 常用的铜基轴承合金有铅青铜、锡青铜等。常用的铜基轴承合金有铅青铜、锡青铜等。 铅青铜是以铅为基本合金元素的铜基合金。铅青铜中的硬基体是铜，由铅青铜是以铅为基本合金元素的铜基合金。铅青铜中的硬基体是铜，由于铅几乎不溶于铜而成为软质点均匀分布在铜基体中，形成了硬基体加软于铅几乎不溶于铜而成为软质点均匀分布在铜基体中，形成了硬基体加软质点组织，当铅被磨掉后形成空洞能储存润滑油，从而降低摩擦系数，质点组织，当铅被磨掉后形成空洞能储存润滑油，从而降低摩擦系数，下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金

70、因此铅青铜可以在很高的压力和速度下工作，并具有较高的疲劳强度，因此铅青铜可以在很高的压力和速度下工作，并具有较高的疲劳强度，也能在较高的温度也能在较高的温度(如如250)以下工作。故广泛用于制造高速、高压下以下工作。故广泛用于制造高速、高压下工作的轴承，如制造航空发动机、高速柴油机和其他高速机械的主要轴工作的轴承，如制造航空发动机、高速柴油机和其他高速机械的主要轴承。承。 铅青铜本身强度较低，因此常浇注在钢管或薄钢板上制成所谓双金属铅青铜本身强度较低，因此常浇注在钢管或薄钢板上制成所谓双金属轴承，由于铜和铅的密度相差悬殊，铅青铜容易产生比密度偏析。因此，轴承，由于铜和铅的密度相差悬殊，铅青铜容

71、易产生比密度偏析。因此，在浇注前应充分搅拌，浇注后要快速冷却，这样才可获得颗粒细小而均在浇注前应充分搅拌，浇注后要快速冷却，这样才可获得颗粒细小而均匀的组织。匀的组织。 常用的铅青铜有常用的铅青铜有ZCuPb30等。等。 4.铝基轴承合金铝基轴承合金下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金 铝基轴承合金是铝基轴承合金是20世纪世纪60年代发展起来的一种新型减磨材料。铝基轴年代发展起来的一种新型减磨材料。铝基轴承合金具有密度小、导热性好、疲劳强度高和耐蚀性好，能在较大的压承合金具有密度小、导热性好、疲劳强度高和耐蚀性好，能在较大的压力与速度下运行，并具有原料丰富，价格低廉等优点，但它的线膨

72、胀系力与速度下运行，并具有原料丰富，价格低廉等优点，但它的线膨胀系数较大，抗咬合性不如巴氏合金，运转时容易与轴咬合，通常需表面镀数较大，抗咬合性不如巴氏合金，运转时容易与轴咬合，通常需表面镀锡以改善轴承的适应性。口前使用较多的铝基轴承合金有高锡铝基合金锡以改善轴承的适应性。口前使用较多的铝基轴承合金有高锡铝基合金和铝锑和铝锑镁合金两种。我国已逐步推广使用它来代替巴氏合金与铜基轴承合金。镁合金两种。我国已逐步推广使用它来代替巴氏合金与铜基轴承合金。 常用的铝基轴承合金有常用的铝基轴承合金有ZA1Sn6Cu1 Nil和和ZA1Sn20 Cu两种合金。两种合金。它是以铝为基体元素，锡为主加元素所组成

73、的合金。由于锡在铝中溶解它是以铝为基体元素，锡为主加元素所组成的合金。由于锡在铝中溶解度极少，其实际组织为硬的铝基体上分布着软的粒状锡质点。度极少，其实际组织为硬的铝基体上分布着软的粒状锡质点。下一页上一页 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金这种合金也应在钢的轴瓦上挂衬，由于它与钢的粘结性较差，故需先将这种合金也应在钢的轴瓦上挂衬，由于它与钢的粘结性较差，故需先将其与纯铝箔轧制成双金属板，然后再与钢一起轧制，最后形成由钢一铝其与纯铝箔轧制成双金属板，然后再与钢一起轧制，最后形成由钢一铝一高锡铝基轴承合金三层所组成轴承。口前铝基轴承合金已在汽车、拖一高锡铝基轴承合金三层所组成轴承。口前铝基轴承合金

74、已在汽车、拖拉机、内燃机车上广泛使用。拉机、内燃机车上广泛使用。 除上述轴承合金外，珠光体灰铸铁也常作为滑动轴承材料使用。它的除上述轴承合金外，珠光体灰铸铁也常作为滑动轴承材料使用。它的显微组织是由硬基体显微组织是由硬基体(珠光体珠光体)与软质点与软质点(石墨石墨)构成，且石墨还有润滑作构成，且石墨还有润滑作用。但是铸铁轴承能够承受较大的压力，价格低廉，但摩擦系数较大，用。但是铸铁轴承能够承受较大的压力，价格低廉，但摩擦系数较大，导热性差，故只适宜制造低速运行的轴承。导热性差，故只适宜制造低速运行的轴承。 6.3 滑动轴承合金滑动轴承合金返 回上一页 不经过熔炼和铸造而直接用几种金属粉末或金属

75、与非金属粉不经过熔炼和铸造而直接用几种金属粉末或金属与非金属粉末金属粉末做原料，通过配料、压制成形、烧结而制成的具有末金属粉末做原料，通过配料、压制成形、烧结而制成的具有一定强度、多孔性的材料，称为粉末冶金材料。这种工艺过程一定强度、多孔性的材料，称为粉末冶金材料。这种工艺过程称为粉末冶金法。称为粉末冶金法。一、粉末冶金法及其应用一、粉末冶金法及其应用粉末冶金法是制取具有特殊性能金属材料的一种方法，也是一粉末冶金法是制取具有特殊性能金属材料的一种方法，也是一种精密的、少切削或无切削加工的方法。它可使压制品达到或种精密的、少切削或无切削加工的方法。它可使压制品达到或极接近于设计要求的零件形状、尺

76、寸精度与表面粗糙度，使生极接近于设计要求的零件形状、尺寸精度与表面粗糙度，使生产效率、材料利用率大为提高，生产成本降低，并可减少切削产效率、材料利用率大为提高，生产成本降低，并可减少切削加工用的设备等。加工用的设备等。 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料下一页 粉末冶金材料种类较多，应用也很广泛，常用的粉末冶金材料有减摩材粉末冶金材料种类较多，应用也很广泛，常用的粉末冶金材料有减摩材料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔金属材料料、结构材料、摩擦材料、硬质合金、难熔金属材料(如钨丝等如钨丝等)、过滤、过滤材料材料(如水、空气、液体燃料和润滑油的过滤等如水、空气、液体燃料和润滑油的过滤等)、磁性材

77、料、耐热材料、磁性材料、耐热材料等。等。 粉末冶金法由于受到压制设备大小及模具制造的限制，还只能生产尺粉末冶金法由于受到压制设备大小及模具制造的限制，还只能生产尺寸较小及形状不太复杂的制件。寸较小及形状不太复杂的制件。二、机械制造中常用的粉末冶金材料二、机械制造中常用的粉末冶金材料 1.硬质合金硬质合金 硬质合金是以碳化钨硬质合金是以碳化钨(WC)或碳化钨与碳化钦或碳化钨与碳化钦(TiC) ,碳化担碳化担(TaC)等高熔点、高硬度的碳化物为主要成分，并加人钻等高熔点、高硬度的碳化物为主要成分，并加人钻(或镍或镍)作为粘结剂通作为粘结剂通过粉末冶金法制得的一种粉末冶金材料。过粉末冶金法制得的一种

78、粉末冶金材料。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料主要用来制造高速切削刃具，以及某些不受冲击、振动的高耐磨零件主要用来制造高速切削刃具，以及某些不受冲击、振动的高耐磨零件(如如冷作模具、量具等冷作模具、量具等)。 (1)硬质合金的性能特点主要体现在以下几个方面。硬质合金的性能特点主要体现在以下几个方面。 硬度高、红硬性高、耐磨性好在常温下，硬度可达硬度高、红硬性高、耐磨性好在常温下，硬度可达8693 HRA (相当于相当于6981 HRC )，红硬性可达，红硬性可达9001000。与高速工具钢。与高速工具钢相比，硬质合金刃具在使用时，其切削速度、耐磨性及使用寿命都比高相比，硬质合金刃

79、具在使用时，其切削速度、耐磨性及使用寿命都比高速钢有显著提高，其切削速度比高速工具钢高约速钢有显著提高，其切削速度比高速工具钢高约47倍，使用寿命高约倍，使用寿命高约580倍。倍。 抗压强度高硬质合金的抗压强度可达抗压强度高硬质合金的抗压强度可达6 000 MPa，但抗弯强度较，但抗弯强度较低低(只有高速工具钢的只有高速工具钢的1/31/2左右左右)、韧性较差、韧性较差(约为淬火钢的约为淬火钢的30%50%)。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料 在大气、酸、碱等介质中具有良好的耐蚀性及抗氧化性。在大气、酸、碱等介质中具有良好的耐蚀性及抗氧化性。 线膨胀系数小。线膨胀系数小。 (2)

80、常用的硬质合金常用的硬质合金按成分与性能特点可分为三类，常用的硬质合金常用的硬质合金按成分与性能特点可分为三类，其牌号、成分及性能见其牌号、成分及性能见表表6-6所示。所示。 钨钻类硬质合金它的主要成分为碳化钨及钻。其牌号用钨钻类硬质合金它的主要成分为碳化钨及钻。其牌号用“硬硬”、“钻钻”两字的汉语拼音的字首两字的汉语拼音的字首“Y , G”加数字表示，数字表示钻的加数字表示，数字表示钻的含量含量(质量分数质量分数x100)。例如。例如YG6，表示钨钻类硬质合金，表示钨钻类硬质合金，wCo= 6%，其余为碳化钨。，其余为碳化钨。 钨钻钦类硬质合金它的主要成分为碳化钨、碳化钦及钻。其牌号钨钻钦类

81、硬质合金它的主要成分为碳化钨、碳化钦及钻。其牌号用用“硬硬”、“钦钦”两字的汉语拼音的字首两字的汉语拼音的字首“Y, T”加数字表示，数字加数字表示，数字表示碳化钦含量表示碳化钦含量(质量分数质量分数x100)。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料例如例如YT15，表示钨钻钦类硬质合金，表示钨钻钦类硬质合金，wTiC=15%，其余为碳化钨及钻。，其余为碳化钨及钻。 钨钦担钨钦担(妮妮)类硬质合金这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质类硬质合金这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金，它是以碳化担合金，它是以碳化担(T&a)或碳化妮或碳化妮(Nba)取代钨钻钦类硬质合金中的取代钨钻钦

82、类硬质合金中的部分碳化钦。其成分由碳化钨、碳化钦、碳化担部分碳化钦。其成分由碳化钨、碳化钦、碳化担(或碳化妮或碳化妮)和钻组成。和钻组成。这类硬质合金适用于切削各种钢材，特别对于不锈钢、耐热钢、高锰钢这类硬质合金适用于切削各种钢材，特别对于不锈钢、耐热钢、高锰钢等难于加工的钢材，切削效果更好。其牌号用等难于加工的钢材，切削效果更好。其牌号用“硬硬”、“万万”两字的汉两字的汉语拼音的字首语拼音的字首“Y”、“W”加顺序号表示，如加顺序号表示，如YW1、YW2。 (3)硬质合金的应用硬质合金的硬度很高，脆性大，除电加工硬质合金的应用硬质合金的硬度很高，脆性大，除电加工(电火电火花、线切割等花、线切

83、割等)及磨削外，不能用一般的切削加工方法成型，及磨削外，不能用一般的切削加工方法成型，下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料因此，冶金厂将其制成一定规格的刀片供应，使用前用焊接、劲接或机因此，冶金厂将其制成一定规格的刀片供应，使用前用焊接、劲接或机械固紧的方法将其固定在刀体或模具体上使用。硬质合金主要用来制造械固紧的方法将其固定在刀体或模具体上使用。硬质合金主要用来制造高速切削及加工高硬度材料的刃具，也可用于制造某些冷作模具、量具高速切削及加工高硬度材料的刃具，也可用于制造某些冷作模具、量具及不受冲击、振动的高耐磨零件及不受冲击、振动的高耐磨零件(如磨床顶尖等如磨床顶尖等)。 在硬质合

84、金中，碳化物的含量越多，钻含量越少，则合金的硬度、在硬质合金中，碳化物的含量越多，钻含量越少，则合金的硬度、红硬性及耐磨性越高，但强度及韧性越低。当含钻量相同时，红硬性及耐磨性越高，但强度及韧性越低。当含钻量相同时，YT类合类合金由于碳化钦的加人，具有较高的硬度与耐磨性。同时，由于这类硬质金由于碳化钦的加人，具有较高的硬度与耐磨性。同时，由于这类硬质合金表面会形成一层氧化钦薄膜，切削时不易劲刀，故具有较高的红硬合金表面会形成一层氧化钦薄膜，切削时不易劲刀，故具有较高的红硬性。但其强度和韧性比性。但其强度和韧性比YG类合金低。因此，类合金低。因此，YG类合金适宜加工脆性材类合金适宜加工脆性材料料

85、(如铸铁等如铸铁等)，而，而YT类合金则适宜于加工塑性材料类合金则适宜于加工塑性材料(如钢等如钢等)。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料同一类合金中，含钻量较高者适宜制造粗加工刃具同一类合金中，含钻量较高者适宜制造粗加工刃具;含钻量较低者，则适含钻量较低者，则适宜制造精加工刃具。宜制造精加工刃具。 2.含油轴承材料含油轴承材料 含油轴承材料是一种多孔性的烧结减摩材料，它是将粉末压制成轴承含油轴承材料是一种多孔性的烧结减摩材料，它是将粉末压制成轴承后，再浸在润滑油中，由于粉末冶金材料的多孔性，在毛细现象作用下，后，再浸在润滑油中，由于粉末冶金材料的多孔性，在毛细现象作用下，吸附大量润

86、滑油吸附大量润滑油(一般含油率为一般含油率为12%30% )，故又称为含油轴承。，故又称为含油轴承。工作时由于轴承发热，使金属粉末膨胀，孔隙容积缩小，再加上轴旋转工作时由于轴承发热，使金属粉末膨胀，孔隙容积缩小，再加上轴旋转时带动轴承间隙中的空气层，降低了摩擦表面的压强，在粉末孔隙内外时带动轴承间隙中的空气层，降低了摩擦表面的压强，在粉末孔隙内外形成了一定的压力差，迫使润滑油流向工作表面。停止工作后，润滑油形成了一定的压力差，迫使润滑油流向工作表面。停止工作后，润滑油又会受到粉末孔隙内外压力差的作用而返回到孔隙中，故含油轴承有自又会受到粉末孔隙内外压力差的作用而返回到孔隙中，故含油轴承有自动润

87、滑的作用。动润滑的作用。 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料下一页上一页它一般用作中速、轻载荷的轴承，特别适宜不能经常加油的轴承，如纺它一般用作中速、轻载荷的轴承，特别适宜不能经常加油的轴承，如纺织机械、食品机械、家用电器织机械、食品机械、家用电器(电扇、电唱机电扇、电唱机)等轴承，在汽车、拖拉机、等轴承，在汽车、拖拉机、机床中也有广泛的应用。机床中也有广泛的应用。 常用的含油轴承材料有铁基和铜基两类。常用的含油轴承材料有铁基和铜基两类。 (1)铁基含油轴承材料常用的有铁铁基含油轴承材料常用的有铁-石墨石墨(wG为为0. 5%3%)粉末冶粉末冶金和铁金和铁-硫硫(wS为为0.5%1%)-石墨石墨

88、(wG为为1%2%)粉末合金。铁粉末合金。铁-石墨粉末合金硬度为石墨粉末合金硬度为30110HBS，组织是珠光体，组织是珠光体(40% )+铁素体铁素体+渗碳体渗碳体(5%)+石墨石墨+孔隙。铁孔隙。铁-硫硫-石墨粉末合金除有与前者相同的石墨粉末合金除有与前者相同的几种组织外，还有硫化物，组织中的石墨、硫化物起固体润滑剂的作用，几种组织外，还有硫化物，组织中的石墨、硫化物起固体润滑剂的作用，可进一步改善摩擦条件，硬度为可进一步改善摩擦条件，硬度为3570HBS。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料 (2)铜基含油轴承材料常用的是由青铜粉末铜基含油轴承材料常用的是由青铜粉末+石墨粉末制

89、成的粉末合金。石墨粉末制成的粉末合金。它具有较好的导热性、耐蚀性、抗咬合性，但承压能力较铁基含油轴承它具有较好的导热性、耐蚀性、抗咬合性，但承压能力较铁基含油轴承小。小。 3.铁基结构材料铁基结构材料 铁基结构材料是用碳钢或合金钢粉末为主要材料，并采用粉末冶金方铁基结构材料是用碳钢或合金钢粉末为主要材料，并采用粉末冶金方法制成的金属材料或直接制成结构零件。法制成的金属材料或直接制成结构零件。 这类材料制造的结构零件具有制品精度较高、表面光洁，不进行或只这类材料制造的结构零件具有制品精度较高、表面光洁，不进行或只需进行少量的切削加工，可以节省材料，提高生产率的特点需进行少量的切削加工，可以节省材

90、料，提高生产率的特点;也可以通过也可以通过热处理方法强化来提高耐磨性热处理方法强化来提高耐磨性;同时由于制品具有多孔性，可吸附润滑油，同时由于制品具有多孔性，可吸附润滑油，因此，可以改善摩擦条件，减少磨损，并有减振、消音的作用。因此，可以改善摩擦条件，减少磨损，并有减振、消音的作用。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料 铁基结构材料广泛用于机床、汽车、拖拉机等机械中零件的制作，如调铁基结构材料广泛用于机床、汽车、拖拉机等机械中零件的制作，如调整垫圈、调整环、法狡盘、偏心轮、油泵齿轮、差速器齿轮、止推环、整垫圈、调整环、法狡盘、偏心轮、油泵齿轮、差速器齿轮、止推环、传动齿轮、活塞环等。

91、传动齿轮、活塞环等。 对于长轴类、薄壳类及形状过于复杂的结构零件，则不适宜采用粉末对于长轴类、薄壳类及形状过于复杂的结构零件，则不适宜采用粉末冶金材料。冶金材料。 4.烧结摩擦材料烧结摩擦材料 摩擦材料广泛应用于机械设备上的制动器、离合器等，如摩擦材料广泛应用于机械设备上的制动器、离合器等，如图图6-7所示。所示。它们都是利用摩擦片之间的摩擦力相互传递能量的，尤其是制动器在制它们都是利用摩擦片之间的摩擦力相互传递能量的，尤其是制动器在制动时，要将大量的动能转变成摩擦热，使摩擦表面的温度急剧升高动时，要将大量的动能转变成摩擦热，使摩擦表面的温度急剧升高(温度温度可达可达1000左右左右)，摩擦材

92、料极易磨损。因此，对摩擦材料性能的要求，摩擦材料极易磨损。因此，对摩擦材料性能的要求如下。如下。下一页上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料 足够的强度，以承受较高的工作压力及速度。足够的强度，以承受较高的工作压力及速度。 较好的耐磨性。较好的耐磨性。 较大的摩擦系数。较大的摩擦系数。 良好的磨合性、抗咬合性。良好的磨合性、抗咬合性。 通常摩擦材料由强度高、导热性好、熔点高的金属通常摩擦材料由强度高、导热性好、熔点高的金属(如用铁、铜如用铁、铜)作为作为基体成分，并加人能提高摩擦系数的摩擦物质基体成分，并加人能提高摩擦系数的摩擦物质(如如Al2O3 , SiO2及石棉及石棉等等)，以及能抗咬

93、合、提高减摩性的润滑物质，以及能抗咬合、提高减摩性的润滑物质(如铅、锡、石墨、二硫化如铅、锡、石墨、二硫化钥等钥等)制成的粉末冶金材料。其中铜基烧结摩擦材料常用于汽车、拖拉机、制成的粉末冶金材料。其中铜基烧结摩擦材料常用于汽车、拖拉机、锻压机床的离合器与制动器等锻压机床的离合器与制动器等;而铁基烧结摩擦材料多用于各种高速重载而铁基烧结摩擦材料多用于各种高速重载机器的制动器等。机器的制动器等。返 回上一页 6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料表表6-1 常用变形铝合金的代常用变形铝合金的代号、成分、力学性能号、成分、力学性能下一页返 回上一页表表6-1 常用变形铝合金的代常用变形铝合金的代号、成分、

94、力学性能号、成分、力学性能表表6-2 部分铸造铝合金牌号、部分铸造铝合金牌号、代号、化学成分、性能代号、化学成分、性能下一页上一页返 回表表6-2 部分铸造铝合金牌号、部分铸造铝合金牌号、代号、化学成分、性能代号、化学成分、性能表表6-3 常用黄铜的牌号、化常用黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途学成分、力学性能及用途下一页返 回上一页表表6-3 常用黄铜的牌号、化常用黄铜的牌号、化学成分、力学性能及用途学成分、力学性能及用途表表6-4 常用青铜的代号、成分、力学性常用青铜的代号、成分、力学性能及应用范围能及应用范围下一页返 回上一页表表6-4 常用青铜的代号、成分、力学常用青铜的代号、成分、

95、力学性能及应用范围性能及应用范围表表6-5 铸造轴承合金牌号、铸造轴承合金牌号、化学成分及常用范围化学成分及常用范围下一页表表6-5 铸造轴承合金牌号、铸造轴承合金牌号、化学成分及常用范围化学成分及常用范围返 回上一页返 回表表6-6 常用硬质合金的代号、成分及性能常用硬质合金的代号、成分及性能图图6-1 铝合金分类示意图铝合金分类示意图返 回图图6-2 Al4%Cu合金自然时效曲线合金自然时效曲线返 回图图6-3 Al4%Cu合金在不同合金在不同温度下的时效曲线温度下的时效曲线返 回图图6-4 变质处理后变质处理后ZL102合金的显微组织合金的显微组织返 回图图6-5 锌对铜合金力学性能的影响锌对铜合金力学性能的影响返 回图图6-6 滑动轴承理想组织示意图滑动轴承理想组织示意图返 回图图6-7 制动器示意图制动器示意图返 回1销轴销轴;2制动片制动片;3摩擦材料摩擦材料;4被制被制动的旋转体动的旋转体;5弹簧弹簧表表6-4 常用青铜的代号、成分、力学性常用青铜的代号、成分、力学性能及应用范围能及应用范围下一页返 回上一页表表6-4 常用青铜的代号、成分、力学常用青铜的代号、成分、力学性能及应用范围性能及应用范围