铜及铜合金（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

2023-06-28

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《汽车机械基础》铜及铜合金下一页返回上一页铜及其合金是汽车行业中不可缺少的材料种类。汽车上主要使用的有纯铜、黄铜、青铜。下一页返回上一页 1.纯铜纯铜呈紫红色，有金属光泽，又叫紫铜或红铜。纯铜的密度为8.92g/cm3，熔点为１０８３℃。纯铜突出的优点是导电性、导热性好，在所有金属中，其导电性仅次于银而居第二位，是最常用的导电、导热材料；铜具有良好的塑性，易于冷、热加工成形；在大气及淡水中有良好的抗蚀性能，是抗磁性金属；铜的强度、硬度比较低，抗拉强度仅为２００～２４０ＭＰａ，不适于作结构材料，通过冷变形强化，抗拉强度可以提高到４００～５００ＭＰａ。常用冷加工方法制造电线、电缆、铜管等。工业纯铜中常含有0.05% ～ 0.30%的杂质（主要是Pb、 Bi、O、 S和P等）。杂质的存在对铜的力学性能和工艺性能有很大的不利影响。根据杂质含量的不同，工业纯铜分为T1、 T2、 T3等。“ T” 为“ 铜” 字汉语拼音的第一个字母。其后的数字愈大，铜的纯度愈低。除工业纯铜外，还有无氧铜，其含氧量极低。下一页返回上一页 2.铜合金铜合金是在纯铜中加入适量的 Zn、 Sn、 Al、 Mn 、 Ni等形成的金属材料。它除了仍然具有纯铜的某些优良性能外，还具有较高的强度和硬度。一般将铜合金分为黄铜、青铜和白铜三大类。 1)黄铜以锌作为主要合金元素的铜合金叫黄铜。按化学成分不同，黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜。下一页返回上一页 (1)普通黄铜。普通黄铜是铜－锌二元合金。黄铜的强度和塑性随含锌量的增加均不断提高；当含锌量达到30%～ 32%时，黄铜的塑性最好。普通黄铜的代号用“ 黄” 字汉语拼音的第一个字母“ H” 后面附以数字表示。数字为铜的平均质量分数，余量为锌。如： H70表示含铜为70%、含锌为30%的普通黄铜。铸造黄铜则在前面另加字母“ Z” 来表示。“ Z ” 是“ 铸” 字汉语拼音的第一个字母。例如： ZH62表示铜的质量分数为62%，锌的质量分数为38%的铸造黄铜，如图14所示。下一页返回上一页 (2)特殊黄铜。为了获得更高的强度、抗蚀性和良好的铸造性能，可以在普通黄铜中加入铅、锡、铝、镍、铁、硅、锰等元素，从而形成铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、镍黄铜、铁黄铜、硅黄铜等特殊黄铜。黄铜中加入的锡可改善合金的耐蚀性和耐磨性，硅可改善铸造性能，铅可改善切削加工性能。例如锡黄铜又叫“ 海军黄铜” ，它的强度和耐腐蚀性都极大优于黄铜。下一页返回上一页特殊黄铜也分压力加工黄铜和铸造黄铜。压力加工黄铜的编号，用“ H+主加元素的元素符号（锌除外）+铜的质量分数 +主加元素的质量分数” 表示。例如：HPb59 －1表示含铜59%、含铅1%、其余为锌的铅黄铜，如图15所示。铸造黄铜的编号方法与普通铸造黄铜基本相同。下一页返回上一页 2)常用青铜青铜原来是指铜锡合金。现在工业上习惯把黄铜和白铜（指铜镍合金）以外的所有铜基合金都叫青铜。所以青铜又分为锡青铜、铝青铜、铍青铜、硅青铜等。青铜也可分为压力加工青铜和铸造青铜两类。下一页返回上一页青铜的代号用“ Q+主加元素的元素符号＋主加元素的质量分数＋其他元素的质量分数”表示。“ Q” 是“ 青” 字汉语拼音的第一个字母。例如 QSn4－ 3表示含锡4%、含锌3%、其余为铜的锡青铜，如图16所示； QA17表示含铝7%，其余为铜的铝青铜。铸造青铜的牌号表示方法和铸造黄铜基本相同。下一页返回上一页 3)白铜以镍为主加合金元素的铜合金叫白铜。普通白铜仅含铜和镍，其牌号用“ 白” 字汉语拼音的第一个字母“ B” 加镍的平均质量分数表示。例如， B19表示含镍19%的普通白铜。下一页返回上一页普通白铜中加入锌、锰、铁等元素后分别叫锌白铜、锰白铜、铁白铜。牌号用“ B+其他元素的元素符号＋镍的平均质量分数＋其他元素的平均质量分数” 表示。例如，BZn15 － 20表示含镍15%、含锌20%的锌白铜。下一页返回上一页 3.铜及铜合金在汽车工业上的应用铜和铜合金有良好的力学性能和加工性能，在汽车工业上用途很广。它可以用来制造汽车发动机摇臂衬套、活塞销衬套、制动系统管路、液压装置、齿轮、轴承、刹车摩擦片、配电和电力系统、垫圈以及各种接头、配件和饰件；排气管热密圈外壳、水箱体、暖风散热器的散热管、冷却管、化油器进气阀本体、主量孔、功率量孔、怠速量孔、曲轴

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