7.3汽车常用的有色金属（课件）-《汽车机械基础》同步教学（高教版）

第3节 汽车常用的有色金属 定义：黑色金属以外的金属称为有色金属。 性能特点：有色金属具有许多特殊的性能，如较高的导电性和导热性，较低的密度和熔化温度，良好的力学性能和工艺性能。 汽车上常用的有色金属主要有铝、铜及其合金。 一、铝及铝合金 在有色金属及其合金中，铝及铝合金是应用较广泛的金属材料，用量仅次于钢铁。 性能特点：纯铝的导电性和导热性好，和氧的亲和力强，在表面容易形成致密的氧化铝薄膜，能有效地防止金属的继续氧化，在大气中具有良好的耐蚀性。但是，纯铝的强度低、切削性差，在汽车零件上应用较少，而铝合金的强度高，质量小，应用较为广泛。 定义：铝合金是以铝为基础，在冶炼中加入少量的一种或几种合金元素后形成的合金。常用的合金元素有Si、Cu、Mg、Mn等。 分类：铝合金按其成分和工艺特点，分为变形铝合金和铸造铝合金两种。 1.变形铝及铝合金 （1）牌号 变形铝及铝合金可直接引用国际四位字符体系牌号。 四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为大写拉丁字母。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，见下表。 注意：①除了改型合金外，铝合金组别按主要合金元素（6×××系按MgzSi）来确定。 ②主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。 ③牌号第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字。 用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。 （2）纯铝的牌号命名法 铝含量不低于99.00%时为纯铝，其牌号用1×××系列表示。牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。 注意：①当最低铝百分含量精确到0.01%时，牌号的最后两位数字就是最低铝百分含量中小数点后面的两位。 ②牌号第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。 ③如果第二位字母为A，则表示为原始纯铝；如果是B~Y的其他字母，则表示为原始纯铝的改型，与原始纯铝相比，其元素含量略有改变。 （3）铝合金的牌号命名法 铝合金的牌号用2×××~8×××系列表示。 注意：①牌号最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。 ②牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。如果牌号第二位的字母是A，则表示原始合金；如果是B~Y的其他字母，则表示为原始合金的改型合金。 2. 铸造铝合金 铸造铝合金简称铸铝。常用的铸造铝合金有铝-硅系，此外还有铝-铜系、铝-镁系、铝-锌系。 特点：其主要特点是具有良好的铸造性能，且-密度小、耐腐蚀性和力学性能都比较好。 应用：铸造铝合金广泛应用于铸造形状复杂、强度要求较高的耐腐蚀零件，例如汽车上的冷却风扇、离合器外壳、前盖、气缸盖的盖板、外罩、机油滤清器底座、活塞、转子罩、转子体等。 代号：铸造铝合金的代号用“ZL”及三位数表示。 注意：第一位数表示铝合金的类别（1—铝-硅系；2—铝-铜系； 3—铝-镁系；4—铝-锌系），第二、三位数字表示所含合金的顺序号。 举例： ZL103，“1”表示铝-硅系；“03”表示铝-硅系03号铸造合金。 汽车常用铸造铝合金材料的牌号、成分和力学性能见表7-4。 二、铜及铜合金 铜及铜合金分为纯铜、黄铜和青铜三种。 1. 纯铜 纯铜呈紫红色，俗称紫铜。 性能特点：纯铜具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和很好的塑性。但纯铜的强度不高，硬度较低。 应用：在汽车上纯铜主要用于制作油管、电气接头、气缸垫、进出气管垫等。 2. 黄铜 黄铜是纯铜中加入锌合金而得到的。黄铜的颜色随着锌含量的增加由黄红色逐渐变为淡黄色，其力学性能也随着锌含量的增加而变化。 分类：按化学成分不同，黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜两种。 （1）普通黄铜 成分：普通黄铜的化学成分仅由铜和锌组成。 牌号：普通黄铜的牌号用“黄铜”的汉语拼音字头首位“H”和数字表示。 举例：H70，表示铜的质量分数为70%，其余为锌合金。 应用：在汽车上普通黄铜用于制作螺钉、管接头、垫圈、化油器零件、分水管、散热管、冷却管、水箱、进水管、水箱盖、通风管等。汽车上常用的黄铜牌号有H90、H68、H62、HPb59-1、HSn90-1。 （2）复杂黄铜 成分：复杂黄铜的化学成分除了铜以外，还有多种合金元素。常用的合金元素有锡、硅、锰、铅和铝。 分类：以加入的合金元素不同分为为黄铜、硅黄铜、锰黄铜、铅黄铜和铝黄铜。 牌号：复杂黄铜牌号用“H+元素符号+数字”组成。 举例：HSn90-1，表示锡的质量分数为1%的复杂黄铜。 应用：在汽车上复杂黄铜用于制作耐磨损的零件，如化油器配针、主量孔、功率量孔、放水阀本体、安全阀座、行星齿轮等。 3. 青铜 定义：除了黄铜和白铜（铜和镍的合金）以外的所有铜合金都称为青铜。 性能特点：青铜具有很好的耐磨性和耐腐蚀性。 分类：按加入的合金元素不同，青铜分为锡青铜和无锡青铜两种。 （1）锡青铜 成分：锡青铜加入的合金元素以锡为主。 性能特点：锡青铜具有良好的强度、硬度、耐腐蚀性和铸造性。 应用：适用于铸造较大的零件，最常用于铸造滑动轴承。锡青铜在机械制造中应用很广。 牌号：锡青铜的牌号用“青”字汉语拼音字母首字“Q”和数字表示。 举例：QSn4-4-2.5，表示锡的质量分数为4%，含锌约4%，含铅约2.5%的锡青铜。 （2）无锡青铜 成分：无锡青铜中不含锡元素，而加入其他元素，如硅、锰、铅、铝、镍、铍等。 性能特点：无锡青铜具有较高的强度、耐磨性和耐腐蚀性。 牌号：无锡青铜的牌号与锡青铜相似。 应用：在汽车上青铜用于制作耐磨损的零件，如各种衬套、阀套、滑动轴承、轴瓦、垫圈、轴承垫等。汽车上常用的青铜牌号有QSn4-4-2.5、QCuSn5Pb5Zn5、QSi3-1、ZCuPb30。 三、轴承合金 轴承合金是制造滑动轴承的最好材料，应用较多的轴承合金是锡基轴承合金，它以锡为基础，加入适量的锑、铜等元素熔化而成。 注意：锡基轴承合金通常称为锡基巴氏合金。 1. 锡基轴承合金 成分：锡基轴承合金以锡为基础，加入适量的锑和铜元素。 性能特点：摩擦系数小，硬度适中，具有较好的塑性和韧性。 应用：应用于高速、重载的场合。 2. 铅基轴承合金 成分：铅基轴承合金以铅为基础，加入适量的锑、锡、铜元素。 铅基巴氏合金：铅基轴承合金通常称为铅基巴氏合金。 性能特点：硬度、塑性、硬度和韧性都低于锡基轴承合金，但价格较低。 应用：应用于中速、中载的场合。 3. 铜基轴承合金 成分：铜基轴承合金以铜为基础，加入适量的铅、锡、锌、磷和锰元素。 性能特点：摩擦系数较低，润滑作用较好，抗压强度和硬度都很高。应用：应用于高速、重载、高温的场合。 4. 铝基轴承合金 性能特点：铝基轴承合金具有较好的耐磨性、减摩性和抗腐蚀性。 应用：常用于制造汽车内燃机曲轴的滑动轴承。 结论： 常用的轴承合金牌号有ZSnSb12Pb10Cu4、ZPbSb16Sn16 Cu2、ZCuSn5Pb5 Zn5、ZAlSn6Cu1Ni1。其中“ZSn”表示铸造锡基轴承合金，其后面的英文字母和数字表示合金元素及含量。 小结： 1.铝及铝合金的性能及应用。 2.铜及铜合金的性能及应用。 3.轴承合金的性能及应用。 $$