3.2 有色金属及其在汽车中的应用（课件）-《汽车机械基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

同步精品课程——中职专业课 第3章 构件的承载能力分析 3.2 有色金属及其在汽车中的应用 《汽车机械基础》（第2版） 机工版 1 知识目标 掌握铜及铜合金、 铝及其合金、 钛及钛合金、镁及镁合金和铅、锡及其合金的特点及应用。 教学目标 导入情景 有色金属包括纯金属及有色合金。有色纯金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类，具体见表3-1。 汽车制造业中常用的有色金属有铜、铝、铁、钛、铅、锡及其合金。 01 新知学习 3.2.1 铜及铜合金 铜是人类最早发现和使用的金属材料。铜的熔点低，易合金化，是人类使用的最古老的金属之一。铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、耐蚀性，易于加工，且外表美观，广泛应用于机械、电子、电气、化工、交通、能源、建筑、信息通信等领域。据统计，每辆汽车用铜可达10~21kg，小轿车中铜及铜合金占自重的6%-9%。在汽车制造业中，铜及铜合金主要用于散热器、制动系统，液压装置，轴承、制动器摩擦片、垫圈以及各种接头、配件等。其中用铜量比较大的是散热器。 02 新知学习 钢及铜合金的分类如图3-2所示。 02 新知学习 1. 黄铜 黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金，铜锌二元合金称为普通黄铜或简单黄铜。为了改善普通黄铜的性能，常添加其他元素，如铝、镍、锰、锡、硅、铅等。三元以上的黄铜称为特殊黄铜或复杂黄铜。黄铜具有良好的塑性，可用压力加工方法制成各种型材。黄铜的牌号用“H+数字”表示，H后面的数字表示铜的质量分数，如H90、H80、H68、H65、H62分别表示铜的质量分数为90%、80%、68%、65%、62%，锌的质量分数为10%、20%、32%、35%、38%的黄铜。黄铜的耐蚀性随锌的质量分数的提高而降低，一般把锌的质量分数高于30%的黄铜称为高锌黄铜，把锌的质量分数为20%~30%的黄铜称为中锌黄铜，把锌的质量分数低于20%的黄铜称为低锌黄铜。其中 H65、H68黄铜具有良好的综合力学性能和可加工性，通常用于制作冲压拉伸件，广泛用于机械、仪器、电信、车辆、乐器等领域。H62的机械强度高，适于加工，主要用于螺钉、铜网、弹簧、垫片等机械零件的制造。汽车同步器齿环、散热器均由黄铜制造。 02 新知学习 2. 青铜 青铜是铜与除了锌、镍以外的其他元素形成的合金。通常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名称，如锡青铜、铅青铜、铝青铜等。锡青铜的铸造性能、减摩性能和力学性能好，适合于制造轴承、蜗轮、齿轮等。针青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料。铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，用于铸造承受高载荷的齿轮、轴套。 02 新知学习 3.2.2 铝及其合金 1. 纯铝 1)纯铝的密度小 (ρ=2.7g/m3)，大约是铁的1/3，熔点低(660℃)，沸点为2467℃。 2)铝具有很高的塑性和低的强度，易于加工，可制成各种型材、板材。 3)具有良好的延服性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性，无磁性，无来，耐低温。 4)纯铝在空气中易氧化，在表面形成一层致密华固的氧化膜，因而耐大气腐蚀性好。 5)纯铝还具有良好的低温塑性，直到-253℃时其塑性和初性也不降低，且其硬度低，不适于制作受力的机械件。 02 新知学习 2. 铝合金 在纯铝中加入合金元素就得到了铝合金。铝合金是汽车上应用得最快、最广的轻金属。 铝合金有两大类:铸造铝合金和变形铝合金。汽车中应用的主要是铸造铝合金。 铸造铝合金可分为 Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系。 02 新知学习 1)Al-Si系铸造铝合金：具有良好的力学性能、耐蚀性和中等的可加工性。 2)Al-Cu系铸造铝合金:良好的可加工性和焊接性，但铸造性能和耐蚀性差。 3) Al-Mg系铸造铝合金:密度小，强度、韧(塑)性好，耐蚀性和可加工性也较好。 4) Al-Zn系铸造铝合金:强度好。 3. 铝及其合金在汽车中的应用 1)底盘行驶系统:横梁、上下壁、转向机壳、制动分泵売、制动钳、车轮、操纵机构等。 2)传动系统:变速器壳、离合器壳、连接过滤板、换档拨叉、变速器换档端盖。 3)发动机:发动机缸体、缸盖、活塞、逃气管、水泵売、发动机壳、起动机壳、摇臂、摇臂盖、滤清器底座、发动机拖架、正时链轮盖、发动机支架、分电器座等。 4)其他系统部件:离合器踏板、制动踏板、转向盘、转向节、发动机架、ABS系统部件。 02 新知学习 3.2.3 镁及镁合金 镁是一种轻质的银白色金属，在镁中添加一些其他的金属元素，例如铝、锌或铝、锰等它就会变成一种具有较高强度和刚度、良好的铸造性能和减振性能的轻质合金材料。金属镁及镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料，因此将镁合金应用在汽车中可极大地减轻结构件的质量。 早在20世纪30年代，大众汽车就使用了铁合金，后来因镁的价格上升才停止了使用。20世纪8