非铁合金与粉末冶金材料

1、6.1铝及铝合金 6.2铜及铜合金 6.3滑动轴承合金 第6章 非铁合金与粉末冶金材料 6.4粉末冶金材料 1本章重点内容学习目的 通过本章的学习，了解粉末冶金方法及滑动轴承合金的组织特征；掌握常用铝合金、铜合金、硬质合金牌号、性能、用途及强化方法。常用铝合金、铜合金、硬质合金牌号、性能、用途及强化方法。26.1铝及铝合金 工业纯铝 名称纯度用途高纯铝99.93%-99.99%科学研究、制作电器工业高纯铝98.85%-99.9%铝箔、铝合金原料工业纯铝98.0%-99.0%电线、电缆、配置合金纯铝中含有Fe、Si、Zn等元素时，会使性能下降 6.1铝及铝合金 3第6章铝铝合金的特点 密度低，只

2、有2700kg/m3，是除镁和铍外最轻的金属。比强度、比刚度高，无低温脆性，无磁性。核辐射，受冲击不产生火花 优良的物理、化学性能。导电性导热性仅次于Au、Cu和Ag，磁化率低、耐腐蚀等。加工性能好，铸造性能好，易于塑性变形，铝合金经热处理后还具有很高的强度。 工业纯 铝 4纯铝的强度低，不能用作结构材料铝合金纯铝通常制成管、棒、箔等型材，配制合金和脱氧剂 、电线、电缆等第6章 铝合金 5 铝合金 1.铝合金的分类 根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，铝合金可分为变形铝合金和铸造铝合金。请点击 1变形铝合金不可热处理强化铝合金-防锈铝可热处理强化铝合金-硬铝、超硬铝和锻铝 2变形铝合金 铸造

3、铝合金 具有共晶组织，塑性较差，但熔点低，流动性好第6章1时效强化 铝合金 6 2.铝合金的热处理 固溶处理+时效处理将铝合金加热到相区，经保温，使第二相溶入固溶体中，然后水冷，得到过饱和的固溶体固溶处理第6章固溶处理后的铝合金，随时间延长而发生硬化的现象时效 固溶处理后，在自然时效初始阶段，铝合金的强度不高，塑性好，称这段时间为“孕育期强度不高，塑性好 孕育期 冷变形加工请点击2回归处理 铝合 金 7 将已强化的铝合金重新加热，经保温后在水中急冷，使合金恢复到固溶后的状态，这种处理方法叫回归处理。可在回归处理后的软化状态进行各种冷变形。 3退火 铸造铝合金退火消除内应力及成分偏析，稳定组织。

4、变形铝合金退火消除变形加工中出现的加工硬化现象，改善其加工工艺性。 时效规律请点击 第6章 1变形铝合金的分类、代号与牌号3.变形铝合金 铝合金 8分类：防锈铝合金LF、硬铝合金LY、 超硬铝合金LC及锻铝合金LD， 采用四位数字体系和四位字符体系：如3A21 、2A01等。第一位数字表示铝及铝合金的组别 请点击代号与牌号：第6章 第二组数字或字母表示纯铝或铝合金的改型情况，字母A表示原始纯铝，数字0表示原始合金，BY或19表示原始合金改型情况。牌号最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金，纯铝那么表示铝的最低质量分数%。 不能热处理强化的铝合金用“铝和“防二字的汉语拼音第一个字母 “L和“F

5、加顺序号表示，如五号防锈铝用LF5 ( 5A05)表示。 防锈铝 2常用的变形铝合金 铝合金 9第6章Al-Mn系合金 如3A21LF21 耐蚀性和强度比纯铝高，塑性和焊接性良好，切削加工性能不良太软。 主要用于焊接件、容器、管道或需用深延伸、弯曲等方法制造的低载荷零件、制品以及铆钉等。 能热处理强化的铝合金 铝合金 10 硬铝 用“铝和“硬二字的汉语拼音首字母“L和“Y加顺序号表示， 如12号硬铝用LY12 2A12表示。铝-铜-镁系合金第6章Al-Mg系合金 如5A05LF5、5A11LF11 Al-Zn-Mg-Cu系合金 密度比纯铝小，强度比Al-Mn系合金高，耐蚀性和塑性较高，焊接性能

6、良好，切削加工性能较差。主要用于焊接容器、管道及承受中等载荷的零件及制品，也可作铆钉。 抗拉强度较高，具有优良的耐海水腐蚀性能，较高的断裂韧度，良好的成形工艺性能，适于制造水上飞机蒙皮及其它要求耐腐蚀的高强度钣金零件 铝合 金 11铆钉硬铝 典型牌号2A01LY1、2A10LY10 标准硬铝 典型牌号2A11LY11 高强度硬铝 典型牌号2A12LY12 超硬铝 用“铝和“超二字的汉语拼音首字母“L和“C加顺序号表示，如4号超硬铝用LC47A04表示。铝-锌-镁-铜系合金第6章淬火后冷态下塑性极好，时效强化速度慢，时效后切削加工性能也较好，可利用孕育期进行铆接制作铆钉。 强度较高、塑性较好，退

7、火后冲压性能好。主要用于形状较复杂、载荷较轻的结构件。强度、硬度高，塑性、变形加工性及焊接性较差。主要用于高强度结构件，例如飞机翼肋、翼梁等 超硬铝合金是目前室温强度最高的一类铝合金，其强度达500700MPa，超过高强度的硬铝LY12合金(400 430 MPa)。 应用在航空飞机大梁，起落架等承受重载的零部件。用“铝和“锻二字的汉语拼音首字母“L和“D加顺序号表示， 如5号锻铝用LD52A50表示。 铝合 金 12 锻铝 铝-镁-硅-铜系合金 锻铝合金力学性能与硬铝相近，但热塑性及耐蚀性较高，具有优良的锻造工艺性能，主要用作制作外 形复杂的锻件。 第6章 铝合金 134.铸造铝合金 铸造铝

8、合金的代号用“铸铝二字的汉语拼音首写字母“ZL加三位数字表示 第一位数表示合金系别：1为铝硅系合金； 2为铝铜系合金；3为铝镁系合金；4为铝锌系合金。 第二、三位数字表示合金的顺序号。如ZL111表示11号铝硅系铸造铝合金。 1铸造铝合金的分类、代号及牌号 铸造铝合金的牌号是由“Z+基体金属的化学元素符号+合金元素符号+数字组成 。如ZA1Si12表示wSi12%的铸造合金 第6章ZL101 、 ZL104、 ZL105、 ZL107、ZL109 优良的铸造性、焊接性、抗蚀性以及足够的力学性能 ，塑性较差，变质处理可显著改善其塑性和强度 。 ZAlSi12ZL102常称简单硅铝明，属于共晶成分

9、，致密性较差，不能热处理强化。假设参加Cu、Mg、Mn等合金元素获得多元Al-Si合金也称特殊硅铝明，经固溶时效后强化效果更为显著。适宜制造致密度要求不太高的、形状复杂的铸件。 铝-硅铸造合金 6.1.2 铝合 金 142常用的铸造铝合金第6章ZL201 ZL202 ZL203 铝-铜铸造合金 6. 1 .2 铝合金 15第6章 室温、高温力学性能都很高，加工性能好，外表粗糙度小，耐热性好，可进行时效强化。在铸铝中强度最高，但铸造性能和耐蚀性差，主要用来制造要求较高强度或高温下不受冲击的零件。 铝-镁铸造合金 密度小(2 .55)、耐蚀性最好、强度最高 (抗拉强度可达350MPa) ，塑性好，

10、铸造性能差，耐热性低，时效硬化效果甚微，主要用于在腐蚀性介质中工作的零件。ZL301 ZL302 ZL303ZL401 ZL402 6.1.2 铝合金 16 铝-锌铸造合金 第6章 铸造性能好，变质处理和时效处理后强度较高，耐蚀性、耐热性差，是最廉价的一种铸造铝合金。主要用于制造工作温度不超过200、形状复杂的汽车、仪表、飞机零件等 知识就是财富6.2铜及铜合金 6.2.1 工业纯铜 纯铜为紫色，又称紫铜。工业纯铜分为4种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。密度8.9g/cm3，熔点1083。导电性和导热性良好，并具有抗磁性，在大气和淡水中有良好的耐腐蚀性能。强度、硬度不高，塑性、韧

11、性、低温力学性能及焊接性良好，适宜进行各种冷热加工电器工业，电线、电缆、电刷、铜管、散热器、冷凝器、通信器材以及抗磁、防磁仪器，配制铜合金等。纯铜的强度低，不宜用作结构材料 6. 2 铜及铜合金 17第6章 铜及铜合金的特点 优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐蚀等，是抗磁材料。加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。具有某些特殊力学性能。比方优良的减摩性和耐摩性高的弹性极限和疲劳强度。色泽美观。 6. 2.1工业纯 铜 18第6章铜中参加合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能按化学成分 黄铜 青铜 白铜 以Zn为主要合金元素。良好的加工性能，良的铸造性能，耐腐蚀性

12、能也好。以Sn为主要合金元素。用于铸造形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。以Ni为主要合金元素。具有较好的强度和塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。 6. 2.2铜合金 19 6.2.2 铜合金 1.铜合金的分类 第6章 按生产方式 加工铜合金铸造铜合金 6. 2.2铜合金 202.黄铜 1普通黄铜铜锌二元合金第6章2特殊黄铜 铜锌的根底上参加Pb、Al、Sn、Mn、Si等元素 Zn32%时，塑性下降；Zn=40%45%时，强度最高；Zn45%时，塑性和强度均急剧下降。 Zn的质量分数的影响 6. 2.2铜合金 21第6章 6. 2.2铜合金 22普通黄铜的代号及牌号 H62表示Cu的平均

13、质量分数为62%，其余为Zn的普通加工黄铜。ZCuZn38，其含义是wZn38%，其余为Cu的铸造黄铜。H80 金色黄铜， 装饰件，薄管。H62 、H59 强度较高，作零件，标准件，焊接件，冲压件H96 冷凝管、热交换器、散热器，计算机插件等。 H70 “三七黄铜 弹壳、套管和复杂深冲零件H68 普通黄铜的用途第6章2特殊黄铜 6. 2.2铜合金 23合金元素的影响 Pb改善切削加工性和耐磨性；Si改善铸造性能，提高强度和耐蚀性；Al提高强度、硬度和耐蚀性；Sn、Al、Si、Mn提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂。 特殊黄铜的代号、牌号与应用 HSn62-1表示wCu=61%63%， wSn=0.7

14、5%1.1%， 其余为Zn的加工锡黄铜。 ZCuZn40Mn3Fe1，表示wZn40%、wMn3%wFe1%、其余为Cu的铸造特殊黄铜。 第6章消除加工黄铜的加工硬化现象。3黄铜的热处理 去应力退火 ：将黄铜制件加热到200300， 保温后缓冷。消除应力，防止应力腐蚀破裂及切削加工后的变形。 再结晶退火： 一般是将黄铜制件加热到500700， 保温后缓冷. 6. 2.2铜合金 24第6章Pb黄铜：HPb60-1 切削性能好，耐磨性好钟表零件 Sn黄铜：HSn90-1 HSn62-1 耐蚀性好 船舶零件。海军黄铜 Al黄铜 ：HAl77-2 HAl60-1-1耐蚀性好，强度和硬度高船舶零件，机械

15、及电机零件。 Si 黄铜 HSi80-3 耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好船舶零件，机械及化工零件锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件 6. 2.2铜合金 25第6章4黄铜的用途 3.青铜 加工青铜的代号如QSn4-3表示wSn=3.5%4.5%、 wZn =2.7%3.3%，其余为Cu的加工锡青铜。 6. 2.2铜合金 26第6章 除黄铜和白铜以外的其他铜合金称为青铜。 按生产方式，还可分为加工青铜和铸造青铜。 含锡元素的称为普通青铜锡青铜，不含锡元素的称为特殊青铜也叫无锡青铜。1青铜的代号及牌号铸造青铜的牌号ZCuSn10Pb1表示平均wSn =9.0%11.5%、wPb=0.

16、5%1%，余量为Cu的铸造锡青铜。 6. 2.2铜合金 27Sn的质量分数的影响 wSn7%以后， 强度继续升高， 塑 性急剧下降； wSn20%时，合金变脆，强度显著降低。第6章2普通青铜锡青铜锡青铜的性能及用途 6. 2.2铜合金 28第6章 在大气、海水、淡水以及蒸气中的耐蚀性比纯铜和黄铜好，在盐酸、硫酸和氨水中的耐蚀性较差；具有良好的减摩性，无磁性、无冷脆现象。 铸造锡青铜形状复杂，外形尺寸要求严格，致密性要求不高的耐磨、耐蚀件，如轴瓦、轴套、齿轮、蜗轮、蒸汽管等。 加工锡青铜仪表上要求耐磨、耐蚀的零件及弹性 零件、滑动轴承、轴套及抗磁零件等。3特殊青铜无锡青铜 铝青铜 QAl9-4

17、、QAl7 耐蚀性优于黄铜和锡青铜，铸造性和耐磨性优于锡青铜，力学性能好。 QAl10-3-1.5 飞机、船舶用高强度、高耐磨抗蚀零件。 QAl9-4 船舶及电气零件，耐磨件。 QSn4-3，QSn6.5-0.1, 耐蚀性优于黄铜，铸造性好，耐磨性好，有弹性，用于造船、化工、机械、仪表中的耐磨件，耐蚀件、弹性元件，抗磁件。 6. 3.2镁及镁合 金 29第6章QAl7 重要的弹簧及弹性元件。 铍青铜 耐蚀性、耐磨性、弹性、抗磁性、抗疲劳都很好，耐寒，冲击无火花。 QBe2 重要的弹簧及弹性元件、耐磨件、高压高速高温轴承，防爆工具，钟表件。 硅青铜 耐蚀件、弹簧、涡轮、蜗杆等。 6. 2.2铜合

18、金 30第6章6.3滑动轴承合金 轴承合金的工作条件及性能要求 较高的抗压强度和疲劳强度；高的耐磨性，良好的磨合性和较小的摩擦数；足够的塑性和韧性；良好的耐蚀性和导热性，较小的膨胀系数和良好的工艺性。 制造轴承中的轴瓦及内衬。工作时，承受强烈的摩擦和周期性载荷。并要考虑使轴磨损最小。 6. 3 滑动轴承合金 31第6章 1.软基体上均匀分布着硬质点 2.硬基体上均匀分布着软质点 具有较好的磨合性，耐冲击与振动，但承载能力不高。摩擦系数低，承载能力高，但磨合性差。 轴承合金的组织特征 6. 3.2轴承合金的组织特征 32软基体贮存润滑油；承受冲击和振动，嵌藏外来小硬物。 硬质点支撑轴颈，承受载荷

19、，抵抗磨损。 软质点贮存润滑油，硬基体承受载荷并抵抗磨损。 第6章 牌号：“Z+基体合金元素符号+主添加合金元素符号+数字+辅添加元素符号+数字组成。元素符号后的数字是以名义百分数表示的该元素的质量分数。 如ZSnSb11Cu6表示wSb11%、wCu6%，余量为锡的铸造锡基轴承合金。 轴承合金的分类及牌号 6. 3.3轴承合金的分类及牌号 33分类：锡基、铅基、铝基、铜基等第6章 常用的轴承合金 6. 3.4常用的轴承合金 34 1.锡基轴承合金锡基巴氏合金 摩擦系数和膨胀系数小，具有良好的塑性、减摩性、耐蚀性、导热性、耐冲击性和工艺性，抗咬合能力强制作航空发动机、汽轮机、内燃机等大型机器的

20、高速轴瓦。典型牌号ZSnSb11Cu6。第6章 2.铅基轴承合金铅基巴氏合金强度、硬度、韧性、导热性、耐蚀性及减摩性均比锡基轴承合金低，工作温度120，但价格较廉价制造汽车、拖拉机、轮船、减速器等承受中、低载荷 的中速轴承。典型牌号有ZPbSb16Sn16Cu2。 4.铝基轴承合金 密度小，导热性、耐热性、耐蚀性好，疲劳强度高，价格低，但膨胀系数大，抗咬合性差。高锡铝基轴承合金，制造高速、重载汽车、拖拉机和内燃机车上的发动机轴承。典型牌号ZAlSn6Cu1Ni1。 6. 3.4常用的轴承合金 35第6章 铅青铜疲劳强度、承载能力高，具有优良的耐磨性、导热性和低的摩擦因数，能在250左右温度下工

21、作，制造高速、重载轴承。典型牌号ZCuPb30。 锡青铜适于制造高速度、高载荷的柴油机轴承。典型牌号ZCuSn10Pb1。3.铜基轴承合金6.4 粉末冶金材料粉末冶金材料是用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结和后处理等工艺过程而制成的材料。生产粉末冶金材料的方法称为粉末冶金法。 粉末冶金材料的应用 6. 4 粉末冶金材料 36第6章1、粉末冶金减摩材料滑动轴承含油轴承 可实现自动润滑，一般用于中速、轻载荷的轴承，尤其适宜制造不能经常加油的轴承，如食品机械、电影机械、纺织机械、家用电器如电风扇、电唱机轴承等。 6. 4.1 粉末冶金材料的应用 372、粉末冶金摩擦材料

22、 铁基摩擦材料：承受较大压力，在高温、高载荷下摩擦性能优良，多用于各种高速重载机器的制动器。 铜基摩擦材料：工艺性较好，摩擦系数稳定，抗粘、抗卡性好，湿式工作条件下耐磨性优良 ，常用于汽车、拖拉机、锻压机床的离合器与制动器 。 根据工作条件不同，还分为干式和湿式材料，湿式材料宜在油中工作。3、粉末冶金结构材料 铁基结构材料：零件精度较高，粗糙度值小，无屑和少屑加工，生产率高，制品多孔，可浸润滑油，减摩、减振、消声。 第6章 铜基结构材料比铁基结构材料抗拉强度低，但塑性、韧性较高，具有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，可进行各种镀涂处理。 1.常用硬质合金的类别、成分和牌号 硬质合金 一种或几种难熔碳化物如碳化钨、碳化钛等粉末，参加起粘接作用的金属粉末，用粉末冶金法制得的材料。成分：WC+Co。牌号：如 YG6表示wCo6%， 余量为WC的钨钴类硬质合金。1钨钴类硬质合金 6. 4.2 硬质合金 38第6章成分：WC+TiC+Co牌号：如 YT15表示wTiC15%的钨钛钴类硬质合金。 3钨钛 类硬质合金万能硬质合金或通用硬质金 6. 4.2 硬质合金 39铌钽 高的抗压强度、耐蚀性和抗氧化性，常温下硬度可达8693HRA相当于6981HRC；热硬性高，可达9001000；耐磨性好；2.硬质合金的性能 2钨钛钴类硬质合金成分： WC+TiC+ TaC +Co 或WC+TiC+ NbC