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1、会计学1数控加工数控加工(ji gng)机械基础有色金属机械基础有色金属第一页，共19页。课题课题(kt)(kt)四四 有色金属有色金属 通常把铁及其合金（钢、铸铁）称为黑色金属材料，而把非铁金属及其合金称为有色金属材料。与黑色金属相比，有色金属具有许多优良特性，例如铝、镁、钛及其合金具有密度小，比强度高的特点，在飞机，汽车制造等工业中应用十分广泛；又如银、铜、铝及其合金的导电性导热性好，是电器(dinq)，仪表工业不可缺少的材料。虽然有色金属使用量少，在机械制造业中仅占4.5%左右，但它是现代工业中不可缺少的材料。常见的有色金属有铜及其合金、铝及其合金和轴承合金等。第1页/共19页第二页，共
2、19页。一、铜及其合金一、铜及其合金(hjn)n n1 1、工业纯铜、工业纯铜 （又称紫铜）（又称紫铜）n n 物理性能：密度为物理性能：密度为8.93g/cm3 8.93g/cm3，熔点为，熔点为10831083，呈，呈n n面心立方晶格，表现出优异的冷、热压力面心立方晶格，表现出优异的冷、热压力(yl)(yl)加工性能，加工性能，导导n n电、导热性能好电、导热性能好 。强度低，不能作为结构材料使用。强度低，不能作为结构材料使用。n n 应用：电线、电缆等应用：电线、电缆等 第2页/共19页第三页，共19页。2、黄铜、黄铜(hun tn)：化学成分：主要元素是铜和锌。含锌量化学成分：主要元
3、素是铜和锌。含锌量050。呈淡黄色。呈淡黄色。性能特点性能特点(tdin)：强度高（比铝合金高）；耐磨性：强度高（比铝合金高）；耐磨性和耐海水腐蚀性好，都优于铝合金和碳钢。和耐海水腐蚀性好，都优于铝合金和碳钢。第3页/共19页第四页，共19页。黄黄铜铜(hun tn)普通普通(ptng)黄铜黄铜 CuZn合金，合金，H59、H62、H70等等 H黄铜黄铜 数字数字Cu%应用：水管、油管、散热器等。应用：水管、油管、散热器等。特殊黄铜特殊黄铜 普通黄铜基础上加入普通黄铜基础上加入Al Mn Pb Si 进一步提高强度、硬度、耐磨性和进一步提高强度、硬度、耐磨性和 耐蚀性。耐蚀性。牌号：牌号：HP
4、b59-1 表示含铅黄铜，表示含铅黄铜，Cu%=59 Pb%=1 应用：制造船舶、化工中的高强耐应用：制造船舶、化工中的高强耐 蚀零件钟表蚀零件钟表(zhngbio)、机、机械的轴瓦耐械的轴瓦耐 磨零磨零 件等件等分类、牌号及应用：分类、牌号及应用：第4页/共19页第五页，共19页。3、青铜、青铜 主要成分主要成分(chng fn)：Cu-Sn合金，应用最早合金。合金，应用最早合金。近代又发展了含近代又发展了含Al、Si、Be、Mn、Pb的铜合金，习惯上也的铜合金，习惯上也都称为青铜。都称为青铜。特性特性(txng)(txng)：具有极高的耐磨性并耐蚀：具有极高的耐磨性并耐蚀性好。性好。牌号牌
5、号(piho)：Q+元素符元素符号含量号含量 QSn4-3（3Zn）QAl5 ZQSn10-5（5Pb）应用：应用：耐磨件如齿轮、轴套、蜗轮，仪器上的弹簧，耐磨和抗磁零件。司母戊鼎（公元前司母戊鼎（公元前14-1114-11世纪）世纪）第5页/共19页第六页，共19页。主主要要用用途途：电电线线(dinxin)、电电缆缆等。等。特性：特性：1、熔点低，比重小。熔点为、熔点低，比重小。熔点为660.4，密度为，密度为2.72。2、导电性和导热性好，仅次于银、铜、金居第四位。、导电性和导热性好，仅次于银、铜、金居第四位。3、面心立方晶格，强度低（、面心立方晶格，强度低（b=80-100MPa），塑
6、性），塑性好好 （=80%），可以通过压力加工成各种型材，与其），可以通过压力加工成各种型材，与其面面 心立方晶体有关。心立方晶体有关。4、抗大气腐蚀好，其表面、抗大气腐蚀好，其表面(biomin)有一层致密的有一层致密的氧化膜。氧化膜。二、二、铝及其合金铝及其合金(hjn)(hjn)1 1、工业纯铝、工业纯铝牌号：牌号：工业纯铝牌号有 L1、L2L7，数字大纯度低；工业高纯铝牌号有L0、L00；高纯铝L01、L02L04，数字大纯度高。第6页/共19页第七页，共19页。2 2、铝合金、铝合金 合金化合金化 在纯铝中加入在纯铝中加入Si、Cu、Mg、Zn、Mn等元素等元素(yun s)，经经
7、热处理可使强度比纯铝提高热处理可使强度比纯铝提高34倍。倍。第7页/共19页第八页，共19页。n n铝合金的分类及特性n n 根据加工工艺特性和合n n金元素含量可分为变形铝合n n金和铸造铝合金两大类。n n n n铸造铝合金：n n 流动性好，宜铸造，不宜压力加工。n n 变形铝合金：n n 具有良好的塑性(sxng)，可进行锻造、轧制、挤压等n n压力加工。美美F-117F-117隐身隐身(yn shn)(yn shn)战斗机战斗机第8页/共19页第九页，共19页。特点：合金特点：合金(hjn)元素少，热处理强化不起作用，只元素少，热处理强化不起作用，只能能 用加工硬化的方法强化。用加工
8、硬化的方法强化。1 1）变形铝合金）变形铝合金 变形铝合金按其性能和用途变形铝合金按其性能和用途(yngt)(yngt)分为：防锈分为：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和锻铝合金。防锈铝合金防锈铝合金 主要合金元素主要合金元素(yun s)：Mn，Mg 常用牌号：常用牌号：LF5、LF11、LF21等等 L-铝铝 F-防锈防锈 数字数字-顺序号顺序号 用途：用途：制造油箱、油管等。第9页/共19页第十页，共19页。硬铝合金硬铝合金 主要合金元素：主要合金元素：Cu Cu Mg Mg常用常用(chn yn)(chn yn)牌号：牌号：LY1 LY1、LY1
9、1LY11等。等。L L铝铝 Y Y硬硬 数字顺序号数字顺序号特点：可用热处理时效强化，也可冷变形加工硬化。特点：可用热处理时效强化，也可冷变形加工硬化。用途：制造铆钉、螺旋桨叶片等。用途：制造铆钉、螺旋桨叶片等。第10页/共19页第十一页，共19页。超硬铝合金超硬铝合金超硬铝合金超硬铝合金n n主要合金元素：主要合金元素：ZnZnMgMgCuCun n常用常用(chn yn)(chn yn)牌号牌号:LC4 LC6:LC4 LC6n n L L铝铝 C C超硬超硬 n n 数字顺序号数字顺序号n n特点：这类铝合金是经固溶处特点：这类铝合金是经固溶处n n 理和时效硬化后强度最理和时效硬化后
10、强度最n n 高的一种铝合金。高的一种铝合金。n n用途：制造飞机大梁、蒙皮等。用途：制造飞机大梁、蒙皮等。第11页/共19页第十二页，共19页。锻铝合金锻铝合金主要合金主要合金(hjn)(hjn)元素：元素：MgMgSiSiCu,CuCu,CuMgMgNiNi常用牌号：常用牌号：LD5 LD7LD5 LD7 L L铝铝 D D锻造锻造 数字顺序号数字顺序号特点：具有良好的锻造成型性，特点：具有良好的锻造成型性，可固溶处理可固溶处理+人工时效强化。人工时效强化。用途：制造直升飞机的叶片、航空发动机活塞。用途：制造直升飞机的叶片、航空发动机活塞。第12页/共19页第十三页，共19页。2 2）铸造
11、）铸造(zhzo)(zhzo)铝合金铝合金 合金系：合金系：AlAlSi AlSi AlCu AlCu AlMg AlMg AlZn Zn 牌号表示方法：字母牌号表示方法：字母“ZL”“ZL”三位数字三位数字 ZL ZL铸铝铸铝;第一位数字表示合金类第一位数字表示合金类别别 1 1表示铝硅系，表示铝硅系，2 2表示铝铜系表示铝铜系 3 3表示铝镁系，表示铝镁系，4 4表示铝锌系表示铝锌系 第第 二、三位数字表示顺序号。二、三位数字表示顺序号。例如：例如：ZL102ZL102、ZL202 ZL202、LZ302LZ302等。等。特点：铸造性能好（特点：铸造性能好（Al-CuAl-Cu合金差）合金
12、差）用途：铸造铝合金主要用于制造重要的形状用途：铸造铝合金主要用于制造重要的形状(xngzhun)(xngzhun)复杂的铝复杂的铝 合金零件，例如汽车、拖拉机发动机的活塞合金零件，例如汽车、拖拉机发动机的活塞等。等。第13页/共19页第十四页，共19页。3 3、轴承合金、轴承合金 用于制造滑动轴承用于制造滑动轴承(hu dn zhu(hu dn zhu chn)chn)及其内衬的合金及其内衬的合金 1 1）性能要求）性能要求(yoqi)(yoqi)要求要求(yoqi)(yoqi)轴承合金必须具有足够的抗轴承合金必须具有足够的抗压强度和疲劳强度。压强度和疲劳强度。足够的塑性和韧性。足够的塑性和
13、韧性。低的摩擦系数低的摩擦系数 良好的导热性和小的膨胀系数。良好的导热性和小的膨胀系数。第14页/共19页第十五页，共19页。n n 理想的轴承合金的组织应理想的轴承合金的组织应是软基体上均匀分布着硬质点。是软基体上均匀分布着硬质点。软的基体被磨损下凹，可贮存软的基体被磨损下凹，可贮存(zhcn)润滑油并形成连续的油润滑油并形成连续的油膜；硬质点则凸起来支撑轴颈，膜；硬质点则凸起来支撑轴颈，使轴承和轴颈的实际接触面积小，使轴承和轴颈的实际接触面积小，减小摩擦。如图示：减小摩擦。如图示：第15页/共19页第十六页，共19页。2 2）分类）分类(fn li)(fn li)及主要成分及主要成分 锡基
14、轴承合金锡基轴承合金 Sn+Sn+锑（锑（SbSb）铅基轴承合金铅基轴承合金 Pb+Sb+Sn+Cu Pb+Sb+Sn+Cu 还有铝基、铜基轴承合金等还有铝基、铜基轴承合金等 3 3）牌号表示方法：）牌号表示方法：ZCh+ZCh+基本元素符号主加元素符号基本元素符号主加元素符号 含量辅加元素平均含量含量辅加元素平均含量 例：例：ZChSnSb11-6ZChSnSb11-6 ZCh ZCh铸造铸造(zhzo)(zhzo)轴承轴承 Sn Sn基本元素是锡基本元素是锡 Sb11 Sb11锑含量为锑含量为1111 6 6铜含量铜含量6 6第16页/共19页第十七页，共19页。4）工业）工业(gngy)
15、中常用的轴承合金中常用的轴承合金 工业工业(gngy)上称巴氏合金上称巴氏合金 （巴比特合金）（锡基和铅基轴承合金）（巴比特合金）（锡基和铅基轴承合金）锡锑合金锡锑合金 ZchSnSb11-6 铅锑合金铅锑合金 ZChPbSb16-16-2 (16%Sb,16%Sn,2%Cu)用途用途(yngt)(yngt)：浇注大型机器的轴瓦，如气轮机发：浇注大型机器的轴瓦，如气轮机发动机等高动机等高 速轴瓦。巴氏合金熔点和强度均较低，承受速轴瓦。巴氏合金熔点和强度均较低，承受 不了大的压力，生产上常用离心浇注法将它不了大的压力，生产上常用离心浇注法将它 们镶铸在们镶铸在08F08F钢轴瓦上，制成所谓钢轴瓦上，制成所谓“双金属双金属”轴承。轴承。第17页/共19页第十八页，共19页。4 4、钛及其合金、钛及其合金(hjn)(hjn)纯钛是灰白色轻金属，密度为4.507g/cm3,熔点为1668。钛在固态下有两种晶体结构，882.5 以上为 Ti呈体心立方晶格，882.5 以下为-Ti呈密排六方晶格。这种转变对钛合金的强化具有重要的意义。钛合金具有重量轻、比强度高，耐蚀性好，耐高低温性能好等优点，在航空、宇航(yhng)、造船机械化工等方面都有广阔发展前景。例如制造人造卫星外壳、火箭发动机壳体、宇宙飞船船舱等。第18页/共19页第十九页，共19页。