项目三 任务二 认识常用汽车工程材料（课件）《汽修机械基础》同步精品课堂（机械工业出版社）

项目三 认识力学与材料 汽修机械基础 同步精品课堂——中职专业课 任务二 认识常用汽车工程材料 1 知识目标 1. 了解汽车各机构总成常用的各种材料,会识别汽车发动机和底盘零部件材料及属性; 2. 了解汽车常用金属材料的品种、性能、特点和应用场合,会识别汽车常用金属材料; 3. 了解汽车常用非金属材料的品种、性能、特点和应用场合,会识别汽车常用非金属材料。 能力目标 根据汽车不同零部件选用材料的类型。 情感目标 加强职业道德素养进行培育。 三维目标 任务描述 01 汽车上的零部件采用了4000余种不同的材料加工制造,从汽车的设计、选材、加工制造,到汽车的使用、维修和维护,无一不涉及材料。为了满足汽车的使用性能和零件所需的各项技术要求,在汽车维修中就要合理地选择和使用材料。 知识准备 02 一、认识材料 1、材料的分类 材料的种类多种多样,按照不同的分类标准分成不同的类型,汽车常用的材料可以分成金属材料和非金属材料两大类。 2. 金属材料的性能 金属材料的性能包括使用性能和加工工艺性能两个方面。 (1)使用性能 是指材料在使用过程中所表现出来的性能,包括力学性能、物理性能和化学性能。 1)力学性能。在外力作用下,金属材料所表现出的一系列特性和抵抗破坏的能力,包括强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度等指标。 表3-1 力学性能 2)物理性能。金属材料受自然界中各种物理现象的作用所表现出来的反应。主要检测指标有密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性和磁性。 3)化学性能。金属抵抗氧化或其他介质侵蚀的能力。金属的化学性能主要检测指标有耐蚀性、耐酸碱性和抗氧化性。 (2)加工工艺性能 指材料是否易于加工的性能,主要包括铸造性能、压力加工性能、焊接性、切削性能等。 1)铸造性能。金属是否易于用铸造方法制成铸件或零件的性能。铸造性能好的金属材料(如灰铸铁),其液态时的流动性好,冷凝时的收缩率小,凝固后的偏析小(即凝固后各处化学成分更均匀),铸件的质量较高。图3-28所示为灰铸铁材质的发动机气缸。 2)压力加工性能。金属材料在外力的作用下产生塑性变形或分离并无切屑地成为零件或毛坯的加工方法。塑性好的材料,如低碳钢、铝等对加工工艺要求不高,加工后工件不易出现裂纹、褶皱等缺陷,容易达到质量要求。 3)焊接性。在一定的焊接条件下,被焊金属是否易于获得焊接接头的能力。焊接性好的材料(如低碳钢)对焊接条件的工艺要求不高,便于施工,焊后不易产生焊接缺陷(如夹渣、气孔、裂纹等),焊接接头的力学性能较好。图3-29所示为轿车车身的焊接。 4)切削性能。又称可加工性,指金属材料是否易于被刀具切削加工的能力。切削性能好的材料(如中碳钢)在被切削加工时,其表面质量较好、切屑容易折断且刀具的切削刃不易磨损。图3-30所示为切削加工齿轮。 二、认识常用汽车金属材料 汽车上所用的材料多种多样,归纳起来可分为两大类:一种是金属材料,一种是非金属材料。· 常用的金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。黑色金属指铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金),占工业用材的95%;有色金属则指黑色金属以外的所有金属及其合金,仅占工业用材的5%。 1、黑色金属 (1)钢 指以铁为主要元素,碳的质量分数在2.11%以下,并含有其他元素的材料。 钢按用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等类型。 1)结构钢。其碳的质量分数一般小于0.7%。主要用于制造各种机械零件和工程构件,如车辆的构架等,在工程中应用最多。 优质碳素结构钢按碳的质量分数又可分为低碳钢(碳的质量分数在0.25%以下)、中碳钢(碳的质量分数为0.25%~0.60%)和高碳钢(碳的质量分数0.60%~0.85%)。 合金结构钢按其用途和热处理特点又分为渗碳钢、调质钢。 2)工具钢。其碳的质量分数一般大于0.70%。主要用于制造各种刃具、模具和量具等。 3)特殊性能钢 具有某种特殊物理、化学性能的钢,如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。主要用于一些特殊场合,如不锈钢餐具、耐热锅炉等。 (2)铸铁 碳的质量分数大于2.11%、小于6.69%的铁碳合金称为铸铁。铸铁具有良好的铸造性能、耐磨性、切削加工性能及一定的力学性能,而且成本低廉,所以在汽车制造及其他工业制造中广泛应用。按质量计算,汽车中铸铁零件占50%~70%。 2、有色金属及其合金 (1)铜及其合金 纯铜是用电解法获得的,故又称电解铜。纯铜导电性、导热性优良,耐蚀性和塑性很好,但强度低,广泛应用于制造电线、电缆等各种导电材料。 汽车制造业主要使用铜合金。铜合金比纯铜强度高,且具有许多优良的物理化学性能。常用的铜合金是青铜和黄铜。 (2)铝及铝合金 纯铝呈银白色,具有导电性、导热性好,强度低,塑性好,易加工成形,熔点低的特点,有良好的耐蚀性,主要用于做导电、导热材料或耐蚀零件。纯铝价格较低,资源丰富,是目前工业中用量最大的有色金属。现在汽车散热器、蒸发器、油冷却器多用铝制作;另外纯铝还可做装饰件、铭牌等。 图3-32 铝合金活塞 图3-33 变速器壳体 三、认识汽车非金属材料 1、玻璃 (1)钢化玻璃 是将普通玻璃加热到一定温度急速冷却而产生预应力的高强度玻璃。它的耐冲击能力是普通平板玻璃的6~9倍,而且能耐100℃以上的高温。 (2)夹层玻璃 是在两层玻璃中间夹一层安全膜,从而将两层玻璃牢固地结合起来。 当汽车发生碰撞时,玻璃碎裂,但其碎片会粘在安全膜上,而且安全膜有一定韧性,在受到撞击时会弯曲拱起,吸收一部分撞击能量,其强度超过钢化玻璃。 图3-34 轿车前风窗玻璃 图3-35 轿车前风窗玻璃 2、橡胶 橡胶是以生胶为基础加入适量的配合剂而组成的高分子材料。橡胶广泛应用于弹性材料、密封材料、减振防振材料和传动材料,在工业生产中有着重要地位。汽车用的橡胶具有高弹性、高耐磨性等特点,主要用于制造汽车轮胎(图3-36)、内胎、防振橡胶、软管、密封圈(图3-37)、输送带等零部件。 图3-36 汽车轮胎 图3-37 密封圈 3、塑料 塑料一般以合成树脂(高聚物)为基础,再加入各种添加剂而制成。用于制造汽车部 件的塑料主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。汽车保险杠(图3-38)、转向 盘、座椅缓冲垫、头枕、车门内饰板表皮(图3-39)、车门内饰板表皮隔离层等都是塑料 制品。 图3-37 汽车保险杠 图3-38 车门内饰板表皮 4、陶瓷 陶瓷是指以天然或人工合成的各种化合物为基本原料,经原料处理、成形、干燥、高温 烧结而成的一种无机非金属固体材料。现代汽车中,一部分陶瓷则作为结构性部件,如火花 塞(图3-40)、机械密封件、催化剂容器等;另一部分用作功能性材料,如爆燃传感器、氧 传感器等(图3-41)。 图3-40 火花塞 图3-41 氧传感器 5、摩擦材料 摩擦材料是汽车上的消耗性材料之一,主要起到传递动力、减速、停车等作用,是汽车 制动系统与行车系统的重要组成部分。采用摩擦材料制造的零部件主要包括汽车离合器摩擦片(图3-42)、汽车制动蹄片(图3-43)等。汽车摩擦材料对于汽车的安全性、使用性能及操纵稳定性起着十分重要的作用。 图3-2 汽车离合器摩擦片 图3-38 汽车制动蹄片 6、复合材料 由两种或两种以上物理、化学性质不同的物质,经人工合成而成的多相固体材料称为复 合材料。 复合材料在汽车上应用最多的为纤维增强型复合材料,由于它能减轻汽车质量、降低能 耗、提高载重能力,如增强橡胶材料制成的轮胎;玻璃纤维塑料复合材料制作的车身、顶 棚、车体结构件等;无机纤维塑料制作的制动摩擦片、离合器片、电热水箱等。 实施任务 03 1 说出常用金属材料的类型。 2 根据汽车不同零部件采用的材料类型。 3 讲一种新型材料。 布置任务 小组讨论 任务要求： 1 能够完整地说出金属材料的类型。 2 说出汽车的零部件尽量地多，种类齐全。 3 对新的材料有一定的了解。 课堂小结 04 作业布置 05 查阅资料了解新型材料的一些应用，在汽车行业新型材料。 拓展 任务 感谢观看 $$