機(jī)械制造與材料(1)ppt課件

機(jī)械制造與材料 材料的分類及用途 常用材料分兩類金屬材料的加工 非金屬材料的加工 如陶瓷 塑料等 硬度由大到小 不銹鋼 鑄鐵 銅 鋁等 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 是最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼 主要特征 最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼 綜合力學(xué)性能良好 淬透性低 水淬時(shí)易生裂紋 小型件宜采用調(diào)質(zhì)處理 大型件宜采用正火處理 應(yīng)用舉例 主要用于制造強(qiáng)度高的運(yùn)動(dòng)件 如透平機(jī)葉輪 壓縮機(jī)活塞 常用塑料材料及應(yīng)用 亞克力 PMMA 材料特性 PMMA俗稱有機(jī)玻璃 又叫壓克力或亞克力 香港人多叫亞加力 是一種開發(fā)較早的重要熱塑性塑料 具有較好的透明性 化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性 易染色 易加工 外觀優(yōu)美 有機(jī)玻璃產(chǎn)品通?？梢苑譃闈沧?擠出板和模塑料 典型用途 生產(chǎn)光學(xué)鏡片 家用電器 餐具 日用品 儀表表盤 透明蓋 透明壓克力板材具有可與玻璃比擬的透明光率 但密度只有玻璃的一半 此外 它不像玻璃那么易碎 即使破壞 也不會(huì)像玻璃那樣形成鋒利的碎片 亞克力板的耐磨性能與鋁材接近 它不定期耐多種化學(xué)品的腐蝕 亞克力板具有良好的適印性和噴涂性 采用絲印和噴涂工藝 可以賦予壓克力制品 亞克力制品 理想的表面裝飾效果 熱塑性彈性體 ThermoplasticElastomers 簡稱TPE TPE同時(shí)具有傳統(tǒng)熱回型橡膠之功能和性質(zhì) 柔軟 彈性 觸感佳 兼具有一般熱塑性塑料之加工簡易 快速及可回收再使用的雙重優(yōu)點(diǎn) TPE是其功能與性質(zhì)橡膠化的熱塑性塑料 因此 也有人稱其為熱塑性橡膠 ThermoplasticRubbers 簡稱TPR TPR TPE的優(yōu)點(diǎn)1 可用一般的熱塑性塑料成型機(jī)加工 不需要特殊的加工設(shè)備 2 生產(chǎn)效率大幅提高 可直接用橡膠注塑機(jī)硫化 時(shí)間由原來的20min左右 縮短到1min以內(nèi) 由于需要的硫化時(shí)間很短 因此已可用擠出機(jī)直接硫化 生產(chǎn)效率大幅提高 汽車車身的機(jī)械材料 汽車車身外殼絕大部分是金屬材料 鋼板 碳纖維 鋁 強(qiáng)化塑料等 不同用途的汽車外殼 不同部位的材料不同 一般是鋼板 奧迪高檔車是鋁 賽車是碳纖維 悍馬H2的引擎蓋是強(qiáng)化塑料的 早期的轎車車身沿用了馬車車身結(jié)構(gòu) 整個(gè)車身以木材料為主 1912年由愛德華 巴特首次制成了全金屬的車身 1925年文森卓 蘭西亞發(fā)明了承載式車身 車身由鋼板沖壓成型的金屬結(jié)構(gòu)件和大型覆蓋件組成 這種金屬結(jié)構(gòu)的車身一直沿用至今 得到不斷的完善和發(fā)展 古代提取銅鐵的方法 實(shí)際上就是一個(gè)找還原劑的過程 開始用單質(zhì) 如金銀 后來知道炭可以做還原劑后 就能煉制一些還原性較強(qiáng)的大宗金屬 比如說銅 鐵 有了這些金屬就可以用濕法治金煉一些稀有弱還原性金屬 也可以制氫還原 最后人類發(fā)現(xiàn)了電 電化學(xué)粉墨登場 一系列還原性強(qiáng)的金屬被制備 縱觀人類冶金史 就是把金屬活動(dòng)順序表從弱到強(qiáng)來一遍 最后補(bǔ)上 自從有了加速器 直接從無到有 點(diǎn)石成金 材料的演變過程 最古老的材料 木頭 自從飛機(jī)發(fā)明以來 木頭就作為飛機(jī)制造的重要材料之一廣泛存在 一直到30年代 出現(xiàn)全金屬飛機(jī)之后 才逐漸被取代 但木頭作為一種成本低 效果好的材料 目前仍然有飛機(jī)應(yīng)用 而且近幾年 有一些人提出 木頭具有良好的隱身性能 未來會(huì)不會(huì)在軍機(jī)上重新得到廣泛應(yīng)用也不得而知 最常見的材料 鋁合金 塑性好 強(qiáng)度高 易于加工 重量輕 所以自從1915年德國人容克斯 Junkers 制造出第一架全金屬飛機(jī)之后 全世界的飛機(jī)設(shè)計(jì)師和飛機(jī)制造廠都開始廣泛接受這種新型材料 直到現(xiàn)在 絕大多數(shù)飛機(jī)還是以鋁合金為主 缺點(diǎn)是不耐高溫不耐磨 在一些超音速飛機(jī)上顯得不夠用 最堅(jiān)固的材料 鋼 主要是不銹鋼 鋼材成本較低 強(qiáng)度大 耐高溫 但是重量也大 所以在飛機(jī)上并沒有廣泛采用 只是在一些需要承受比較大的負(fù)載和需要耐受高溫的地方少量采用 由于新型材料的出現(xiàn) 鋼材在飛機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)在是越來越少了 最糾結(jié)的材料 鈦合金 鈦合金重量輕 密度大概是鋼的一半 強(qiáng)度大 超過很多鋼材 耐腐蝕 濃硫酸都不怕 耐高溫 在500攝氏度依然能保持高強(qiáng)度 缺點(diǎn)是冶煉和加工特別困難 所以在很長一段時(shí)間里都是少量應(yīng)用 不怕高溫不怕腐蝕 冶煉起來肯定不容易 至于說加工困難 用銼刀打磨鈦合金制品 挫下來的鈦末兒一會(huì)兒就 糊 在銼刀上 能直接把一把銼刀廢掉 由于加工技術(shù)不斷長進(jìn) 越來越多的飛機(jī)開始大量采用鈦合金 比如F 22有40 的結(jié)構(gòu)是鈦合金制作的 最新型的材料 復(fù)合材料 復(fù)合材料其實(shí)是很多種材料的統(tǒng)稱 最典型的就是玻璃鋼 此外還包括碳纖維啊凱芙拉啊陶瓷啊之類的材料 甚至連編織袋刷樹脂都能算復(fù)合材料 由于復(fù)合材料種類實(shí)在太多 所以很難說哪種最好什么的 但總體的特點(diǎn)是重量輕 強(qiáng)度大 由于是類似塑料的材料 耐腐蝕性能肯定也不錯(cuò) 由于幾乎可以任意塑形 加工起來難度也不大 有的材料甚至可以用膠水粘起來 由于相比鈦合金更容易加工 所以也在現(xiàn)代飛機(jī)上廣泛采用 此外還有帆布 伴隨著木頭 曾經(jīng)廣泛作為飛機(jī)的蒙皮使用 但隨著鋁合金的廣泛應(yīng)用 逐漸退出了歷史舞臺(tái) 與木頭不同的是 由于帆布表面粗糙 會(huì)極大的增加飛機(jī)表面的粘性阻力 而且成本不比刷上了樹脂的編織袋便宜 所以機(jī)本上沒人用了 合金材料的分類及其用途 1 鋁合金 鋁是一種輕金屬 比重2 7左右 由于地球的吸引力的作用 要求飛機(jī)質(zhì)量越輕越好 飛機(jī)越輕 飛的越高 越快 越遠(yuǎn) 裝載量越大 但是鋁的強(qiáng)度低 它在空中飛行 不會(huì)碰到別的物體 所以 飛機(jī)的蒙皮大部分是用鋁合金壓制的 還有前機(jī)匣 飛機(jī)框架 肋條等 鋁合金材料占飛機(jī)用料50 70 左右 2 鎂合金 鎂比鋁更輕 比重2 1 2 3左右 熔點(diǎn)300度左右 強(qiáng)度更低 用來制造不承重的部件 殼體 例如各種活門殼體 油泵殼體等 鎂合金材料占飛機(jī)用料5 10 左右 3 鈦合金 鈦也是一種輕金屬 比重4 5左右 比鋁重 但是強(qiáng)度很高 很耐高溫 熔點(diǎn)1660多度 鈦是造飛機(jī)的理想材料 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī) 防彈部位 強(qiáng)化部位 加固部位 燃燒室 渦輪軸 渦輪盤 噴口等 大多數(shù)是用鈦合金材料制造的 現(xiàn)代化的飛機(jī) 鈦合金的用量比重越來越大 4 鑷鉬鎢合金 是造發(fā)動(dòng)機(jī)的理想材料 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度高達(dá)2000多度 一般的材料是不行的 只有鈦鎢鉬合金才能勝任 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)上時(shí) 用石棉布隔熱