金屬材料與熱處理-4

1、 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁金屬材料與熱處理-7主講主講: 朱明朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員汽車維修高級(jí)考評(píng)員 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁模塊八 有色金屬金屬元素除了鐵、錳和鉻之外，統(tǒng)稱有色金屬。有色金屬種類繁多，本模塊僅介紹銅及銅合金、鋁及鋁合金、軸承合金的分類、編號(hào)方法、性能特點(diǎn)及用途。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁第三套人民幣硬幣第三套人民幣硬幣 1元硬幣： 銅鎳合金 5角硬幣：銅鋅合金 2角硬幣： 銅鋅合金 1角

2、硬幣： 銅鋅合金 第四套人民幣硬幣第四套人民幣硬幣 1元硬幣： 鋼芯鍍鎳 5角硬幣： 銅鋅合金 1角硬幣： 鋁鎂合金 第五套人民幣硬幣第五套人民幣硬幣 1元硬幣： 鋼芯鍍鎳 5角硬幣： 鋼芯鍍銅合金 1角硬幣： 鋁合金 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 新型合金之一儲(chǔ)氫合金： Ti- Fe 、La-Ni儲(chǔ)氫合金可用于以H2為燃料的汽車鈦合金：親生物金屬人造骨頭 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 新型合金之二形狀記憶合金：鈦鎳合金合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金

3、稱為形狀記憶合金。形狀記憶效應(yīng)可用下圖所示的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)演示，原本彎彎曲曲的形狀記憶合金絲（a）經(jīng)拉直后（b），只要放入盛有熱水的燒杯中，合金絲就會(huì)迅速恢復(fù)到和原來一摸一樣的彎彎曲曲的形狀（c）。(a) (a) 原始形狀原始形狀 (b) (b) 拉拉 直直(c) (c) 加熱后恢復(fù)加熱后恢復(fù) 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 形狀記憶合金不僅單次“記憶”能力幾乎可達(dá)百分之百，即恢復(fù)到和原來一模一樣的形狀，更可貴之處在于這種“記憶”本領(lǐng)即使重復(fù)500萬次以上也不會(huì)產(chǎn)生絲毫疲勞斷裂。因此，形狀記憶合金享有“永不忘本”、“百折不撓”等美譽(yù)，被比作一個(gè)人應(yīng)具有的永不變節(jié)、堅(jiān)貞不

4、屈的精神和氣節(jié)。 形狀記憶合金（a）能撐起自重100倍以上的重量，馬達(dá)（b）的驅(qū)動(dòng)力可達(dá)自重的50倍，而螞蟻（c）和人（d）則分別是20倍和2倍。 （a）記憶合金（b）馬 達(dá)（c）螞 蟻（d） 人 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 實(shí)例：用鈦-鎳形狀記憶合金制造的人造衛(wèi)星天線科學(xué)家用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)現(xiàn)不久的形狀記憶合金絲制成了如圖a所示的拋物線形天線。在宇宙飛船發(fā)射之前，首先將拋物面天線折疊成一個(gè)小球，如圖b所示，這樣很容易就能裝進(jìn)宇宙飛船上的登月艙內(nèi)。當(dāng)?shù)窃屡撛谠虑蛏铣晒χ懞螅恍枥锰柕妮椛淠軐?duì)小球加溫如圖c所示，折疊成球形的天線因具有形狀 “ 記憶 ” 功能便會(huì)

5、自然展開，恢復(fù)到原始的拋物面形狀，如圖d 所示 。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁1969年7月20日，乘坐“阿波羅-11號(hào)”登月艙的美國(guó)宇航員阿姆斯特朗在月球上踏下的第一個(gè)人類的腳印，諦聽著這位勇士從月宮里傳回的富于哲理的聲音：“ 對(duì)我個(gè)人來說，這只是邁出的一小步；但對(duì)全人類來說，這是跨了一大步 ”。阿姆斯特朗當(dāng)時(shí)的圖像和聲音就是通過形狀記憶合金制成的天線從月球傳輸回地面的。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁實(shí)例：用鈦-鎳形狀記憶合金制造的醫(yī)用腔內(nèi)支架的應(yīng)用原理示意 （a a）預(yù)壓縮）預(yù)壓縮 （b b）受熱擴(kuò)張后）受熱擴(kuò)張后 （c c

6、）植入腔道內(nèi)效果）植入腔道內(nèi)效果 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 實(shí)例：用鈦-鎳形狀記憶合金在其它領(lǐng)域的應(yīng)用作為一類新興的功能材料，形狀記憶合金的很多新用途正不斷被開發(fā)。記憶合金還可以制成任意變形的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，實(shí)在方便。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁任務(wù)一：選擇材料制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的材料可選用導(dǎo)熱性好的銀、銅、金、鋁等，不過金和銀的價(jià)格較高，而鋁的延

7、展性不如銅，所以在生產(chǎn)中廣泛使用銅合金。見下面的對(duì)比：熱傳導(dǎo)系數(shù)的定義為：每單位長(zhǎng)度、每度K（絕對(duì)溫度），可以傳送多少瓦數(shù)的能量，單位為：“w/mK”，該數(shù)值越大說明導(dǎo)熱性能越好。1.純銀導(dǎo)熱系數(shù)為429。2.純銅導(dǎo)熱系數(shù)為401； 黃銅導(dǎo)熱系數(shù)為108.9/； 鈹銅導(dǎo)熱系數(shù)為195。3.純金導(dǎo)熱系數(shù)為317。4.純鋁導(dǎo)熱系數(shù)為240。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁戰(zhàn)國(guó)初期的曾侯乙編鐘（青銅器）戰(zhàn)國(guó)初期的曾侯乙編鐘（青銅器） 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁司母戊鼎是中國(guó)商代后期（約公元前16世紀(jì)至公元前11世紀(jì)）王室祭祀用的青銅方鼎

8、，1939年3月19日在河南省安陽市武官村一家的農(nóng)地中出土，因其腹部著有“司母戊”三字而得名，現(xiàn)藏中國(guó)國(guó)家博物館。司母戊鼎器型高大厚重，又稱司母戊大方鼎，高133厘米、口長(zhǎng)110厘米、口寬79厘米、重832.84千克，鼎腹長(zhǎng)方形，上豎兩只直耳（發(fā)現(xiàn)時(shí)僅剩一耳，另一耳是后來據(jù)另一耳復(fù)制補(bǔ)上），下有四根圓柱形鼎足，是中國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器。該鼎是商王祖庚或祖甲為祭祀其母所鑄。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁鼎為中國(guó)古代炊食器。中國(guó)鼎文化的起源可以一直追溯到原始社會(huì)新石器時(shí)代，早在7000多年前就出現(xiàn)了陶制的鼎。而其真正的發(fā)展最高峰則出現(xiàn)在商朝和西周時(shí)期，尤其是商

9、代以鼎為代表的祭祀用容器的制作，盛行于商周時(shí)期，延續(xù)到漢代。在奴隸制鼎盛時(shí)代，被用作“別上下，明貴賤”，是一種標(biāo)明身份等級(jí)的重要禮器。文獻(xiàn)記載：“天子九鼎，諸侯七鼎，大夫五鼎，元士三鼎或一鼎”，又載“鑄九鼎，像九州”。又有成語一言九鼎、問鼎中原、三足鼎立等。青銅鼎的前身是原始社會(huì)的陶鼎，本來是日用的飲食容器，后來發(fā)展成祭祀天帝和祖先的“神器”，并被籠罩上一層神秘而威嚴(yán)的色彩。在古代,鼎是貴族身份的代表。典籍載有天子九鼎、諸侯七鼎、大夫五鼎、元士三鼎或一鼎的用鼎制度。此外，鼎也是國(guó)家政權(quán)的象征，左傳有載：“桀有昏德，鼎遷于商；商紂暴虐，鼎遷于周”。鼎大多為三足圓形，但也有四足的方鼎。(司母戊鼎便

10、是最負(fù)盛名的四足大方鼎) 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁司母戊鼎是商后期(約公元前十四世紀(jì)至公元前十一世紀(jì))鑄品,原器1939年3月出土于河南安陽侯家莊武官村。此鼎形制雄偉，重達(dá) 832.84公斤，高133厘米、口長(zhǎng)110厘米、口寬79厘米，是迄今為止出土的最大最重的青銅器。司母戊鼎初為鄉(xiāng)人私自挖掘,出土后因過大過重不易搬遷,私掘者又將其重新掩埋。司母戊鼎在1946年6月重新出土。新中國(guó)成立后,于1959年入藏中國(guó)歷史博物館。此鼎器形龐大渾厚,其腹部鑄有“司母戊”3字;是商王祖庚或祖甲為祭祀其母所鑄。司母戊鼎的鼎身和鼎足為整體鑄成,鼎耳是在鼎身鑄好后再裝范澆鑄的。

11、鑄造這樣高大的銅器，所需金屬料當(dāng)在1000千克以上，且必須有較大的熔爐。經(jīng)測(cè)定,司母戊鼎含銅84.77%,錫11.64%,鉛2.79%，其他0.8%。與古文獻(xiàn)記載制鼎的銅錫比例基本相符。司母戊鼎充分顯示出商代青銅鑄造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁一.銅及銅合金銅及其合金是人類應(yīng)用最早的金屬，目前工業(yè)上使用的主要有工業(yè)純銅、黃銅、青銅。 1.工業(yè)純銅 純銅呈玫瑰紅色，因表面經(jīng)常形成一層紫紅色的氧化物，俗稱紫銅、電解銅。其熔點(diǎn)為1083，密度為8.96g/cm3，為面心立方晶格。純銅的性能特點(diǎn)：具有很高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，僅次于銀；化學(xué)穩(wěn)定性高，抗

12、大氣腐蝕性好，無磁性，塑性好，但強(qiáng)度低。牌號(hào)：工業(yè)純銅牌號(hào)為T+順序號(hào)，共有T1,T2, T3,T4；序號(hào)越大，純度越低（見下圖）。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁純銅牌號(hào)純度鉍鉍 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁2.黃銅 黃銅以鋅為主要合金元素的銅基合金。它具有良好的力學(xué)性能、加工成形性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，價(jià)格較低，是有色金屬中應(yīng)用最廣的金屬材料?？煞譃槠胀ê吞厥恻S銅兩類，按加工方式分為壓力加工黃銅和鑄造黃銅。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁3.壓力加工普通黃銅：也叫二元黃銅，是Cu-Zn二元合金。根據(jù)含鋅

13、量，可分為（小于39）單相（）黃銅和（3945）雙相（）黃銅兩種。相是鋅溶于銅中的固溶體，溶解度隨溫度的下降而增大，為面心立方晶格，塑性好，可冷熱加工。相是以電子化合物CuZn為基的固溶體，室溫下較脆，但加熱到450以上時(shí)，塑性良好。其性能隨鋅含量增加，起初強(qiáng)度和塑性都提高，而后由于出現(xiàn)了相，強(qiáng)度繼續(xù)升高，但塑性下降，直至全部為相時(shí)，強(qiáng)度塑性急劇下降，如下頁圖所示。其牌號(hào)為H+銅的名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如H62。而H70、H68又稱為三七黃銅，因強(qiáng)度高，塑性好常用來制作槍彈殼和炮彈筒，有“彈殼黃銅”之稱。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁b黃銅的機(jī)械性能與含鋅量的關(guān)系黃銅的

14、機(jī)械性能與含鋅量的關(guān)系伸長(zhǎng)率抗拉強(qiáng)度 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁單相黃銅的顯微組織單相黃銅的顯微組織 雙相黃銅的顯微組織雙相黃銅的顯微組織 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁4.壓力加工特殊黃銅：在銅鋅二元合金的基礎(chǔ)上加入其它合金元素組成的多元合金。常加入錫、硅、鉛、鋁、錳等，稱為錫黃銅、硅黃銅、鉛黃銅，鋁黃銅。錫能顯著提高耐蝕性，主要用于船舶及汽車的零件；鉛能改善切削加工性能，提高耐磨性，故鉛黃銅用于鐘表零件；硅能顯著提高黃銅的機(jī)械性能、耐蝕性，具良好鑄造性能，用于船舶及化工零件。其牌號(hào)為H+主加元素符號(hào)+銅及各合金元素的名義質(zhì)量分

15、數(shù)，如HPb59-1。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁5.鑄造黃銅：采用鑄造方法來生產(chǎn)的黃銅。其代號(hào)為ZCu+合金元素1的化學(xué)符號(hào)及其名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如：ZCuZn38、ZCuZn40Pb2等。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁6.青銅 除黃銅、白銅以外的銅合金均稱為青銅。工業(yè)上常用的有錫青銅、鋁青銅、鈹青銅等。一般都有高的耐蝕性、較高的導(dǎo)電導(dǎo)熱性及良好的切削加工性。分為壓力加工青銅，代號(hào)為Q+第一個(gè)主加元素的化學(xué)符號(hào)及其名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)-數(shù)字（其它合金元素的名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)），如QSn4-3表示含錫4，含鋅3。鑄造青銅，代號(hào)為ZCu+合金元素1

16、的化學(xué)符號(hào)及其名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)+合金元素2及其名義質(zhì)量分?jǐn)?shù)+如ZCuSn10Zn2。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁錫青銅：以錫為主要添加元素的銅基合金。耐蝕、耐磨、強(qiáng)度高、彈性好，常用牌號(hào)有QSn4-3等，用于彈簧、軸瓦、襯套等耐磨零件。鋁青銅：以鋁為主要合金元素的銅基合金。它有良好的力學(xué)性能，耐蝕、耐磨，有良好的鑄造性能，受沖擊無火花。常用牌號(hào)有QAl9-4，QAl5等，用于軸套、齒輪、蝸輪、管路配件等。鈹青銅：以鈹為主要合金元素的銅基合金。有很高的強(qiáng)度、硬度疲勞極限和彈性極限，耐蝕、耐熱、無磁性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，受沖擊無火花，冷熱加工，鑄造性能均好。常用牌號(hào)有QB

17、e2，主要用于制作高級(jí)精密的彈性元件，如彈簧、膜片。特殊要求的耐磨零件，如鐘表的齒輪和發(fā)條，高速高溫高壓下的軸承、襯套。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 7.本任務(wù)的結(jié)論（課本P129）：根據(jù)對(duì)銅合金性能特點(diǎn)及主要用途的分析，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器使用性能要求，最好選用普通黃銅制造，例如H68。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁任務(wù)二：選擇鋁合金制造內(nèi)燃機(jī)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)上除了火花塞之外，工作環(huán)境最惡劣的了。要求在高溫條件下，承受無限次的周期變速載荷，要求其質(zhì)量輕，又要強(qiáng)度高

18、，還要耐腐蝕，因此選擇材料的范圍很窄。純鋁雖然導(dǎo)熱性好，密度小，但強(qiáng)度很低，顯然不是首選。但是，在純鋁中加入硅、銅、鎂、鋅、錳等合金元素，再經(jīng)過冷變形和熱處理之后，情況就改觀了。下面先介紹純鋁。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁1.工業(yè)純鋁 其熔點(diǎn)為660.37，密度為2.7g/cm3，為面心立方晶格，呈銀白色。強(qiáng)度（80100MPa）和硬度(20HBS)很低，塑性(80)很高，有良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性。工業(yè)純鋁為L(zhǎng)1-L7，其順序數(shù)越大，純度越低。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁2.鋁合金的分類及用途：根據(jù)鋁合金的成分以及生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，鋁合

19、金可分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。鋁合金的一般類型相圖如圖所示，在D點(diǎn)以左的合金，在加熱到DF線以上時(shí)，得到單相固溶體組織，塑性好，適于壓力加工，故稱形變鋁合金；成分在F點(diǎn)以左的合金，冷卻時(shí)組織不隨溫度變化，故不能熱處理強(qiáng)化，因而稱為熱處理不能強(qiáng)化鋁合金；在D點(diǎn)以右為鑄造鋁合金。鋁合金狀態(tài)圖的一般類型鋁合金狀態(tài)圖的一般類型 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 形變鋁合金：在加熱時(shí)能形成單相的固溶體，塑性很好，適于冷熱壓力加工的鋁合金。又可分為：熱處理不能強(qiáng)化的鋁合金和熱處理能強(qiáng)化的鋁合金。鑄造鋁合金：含有低熔點(diǎn)的共晶體，液態(tài)流動(dòng)性較高，適于鑄造的鋁合金。它具有良好的力學(xué)

20、性能，抗蝕性及良好的工藝性能。而且生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)便，成本較低。用途較廣。其合金代號(hào)為ZL+三位數(shù)字，第一位為合金系，1位鋁硅系，2位鋁銅系，3位鋁鎂系，4位鋁鋅系（所謂的“1硅2銅3鎂4鋅”），后兩位為順序號(hào)。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 形變鋁合金 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁鑄造鋁合金 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁3.鋁合金的熱處理鋁合金的熱處理與鋼不同。正如上述所說，鋁合金的熱處理強(qiáng)化是通過固溶強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化達(dá)到的，即將合金元素含

21、量在加熱到相區(qū)的某一溫度，經(jīng)保溫后迅速水冷，在室溫下得到過飽和的固溶體，這種淬火稱為固溶處理。淬火后的鋁合金硬度并不高，但在室溫下放置或低溫加熱后，強(qiáng)度和硬度明顯提高，塑性下降，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效。經(jīng)固溶處理后鋁合金隨時(shí)間發(fā)生的強(qiáng)化現(xiàn)象稱為時(shí)效強(qiáng)化。在室溫下進(jìn)行的時(shí)效稱為自然時(shí)效，在加熱條件下（固溶溫度與室溫之差的15到25）進(jìn)行的時(shí)效稱為人工時(shí)效。請(qǐng)看課本P136的圖：鋁合金經(jīng)過2個(gè)小時(shí)的孕育期而逐漸強(qiáng)化起來。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 固溶時(shí)效處理是有色金屬材料如鋁合金、鈦合金、高溫合金，以及少量鋼鐵材料如不銹鋼以及耐熱鋼等的最重要的強(qiáng)化處理手段。 待處理

22、的有色金屬鑄件待處理的有色金屬鑄件 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 共析鋼和鋁合金淬火時(shí)的組織變化比較示意圖 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 硅鋁明 典型的牌號(hào)為ZL10 x Al-Si合金合金(未變質(zhì)處理未變質(zhì)處理)組織組織 Al-Si合金合金(變質(zhì)處理后變質(zhì)處理后)組織組織 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁4.本任務(wù)的結(jié)論（課本P135)： 為滿足內(nèi)燃機(jī)活塞的使用性能，應(yīng)選用鑄造鋁硅合金或鑄造鋁銅合金，如ZL108、ZL201等。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁任務(wù)三：選擇

23、材料制造車床主軸軸承車床主軸軸承是滑動(dòng)軸承，其材料是軸承合金。所謂軸承合金，即制造滑動(dòng)軸承軸瓦和內(nèi)襯的材料。生產(chǎn)中常用的軸承合金種類較多，性能有很大差異，使用場(chǎng)合也有所不同?；瑒?dòng)軸承在工作時(shí)，承受一定的交變載荷及較大的壓力，并與軸之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦。為保證車床主軸的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，確保軸頸受到最小的磨損，延長(zhǎng)主軸的使用壽命，應(yīng)合理選用軸承合金。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁1.軸承軸承是用來支承軸及軸上零件、保持軸的旋轉(zhuǎn)精度和減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。軸承一般分為兩大類：滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承有著一系列優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用。但是在高速、高精度、重載、特別是結(jié)構(gòu)上要

24、求剖分等場(chǎng)合下，滑動(dòng)軸承就體現(xiàn)出它的優(yōu)異性能。因而在汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)中多采用滑動(dòng)軸承。此外，在低速而帶有沖擊的機(jī)器中，如發(fā)電廠的磨煤機(jī)、水泥球磨機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等也采用滑動(dòng)軸承。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁2.潤(rùn)滑狀態(tài)滑動(dòng)潤(rùn)滑的目的是在摩擦表面之間形成低剪切強(qiáng)度的潤(rùn)滑膜，用它來減少摩擦阻力和降低材料磨損，潤(rùn)滑膜可以是由液體或氣體組成的流體膜或者固體膜。根據(jù)潤(rùn)滑膜的形成原理和特征，潤(rùn)滑狀態(tài)可以分為：（1）流體動(dòng)壓潤(rùn)滑；（2）液體靜壓潤(rùn)滑；（3）彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑； （4）薄膜潤(rùn)滑； （5）邊界潤(rùn)滑； （6）干摩擦狀態(tài)。 （見下頁表） 朱

25、明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁各種潤(rùn)滑狀態(tài)所形成的潤(rùn)滑膜厚度不同，但是單純由潤(rùn)滑膜的厚度還不能準(zhǔn)確地判斷潤(rùn)滑狀態(tài)，尚須與表面粗糙度進(jìn)行對(duì)比。下頁的圖列出潤(rùn)滑膜厚度與粗糙度的數(shù)量級(jí)。只有當(dāng)潤(rùn)滑膜厚度足以超過兩表面的粗糙峰高度時(shí)，才有可能完全避免峰點(diǎn)接觸而實(shí)現(xiàn)全膜流體潤(rùn)滑。對(duì)于實(shí)際機(jī)械中的摩擦副，通?？偸菐追N潤(rùn)滑狀態(tài)同時(shí)存在，統(tǒng)稱為混合潤(rùn)滑狀態(tài)。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁潤(rùn)滑膜厚度與粗糙度高度潤(rùn)滑膜厚度與粗糙度高度 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以

26、漁3.建立油膜的條件一般認(rèn)為，混合潤(rùn)滑是建立油膜，必須要有四個(gè)條件：需要潤(rùn)滑的兩個(gè)零件要處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；兩個(gè)零件的進(jìn)油口要有一個(gè)鍥角；潤(rùn)滑油要有一定的黏度；要有足夠的潤(rùn)滑油。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁4.滑動(dòng)潤(rùn)滑的微觀分析： 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁磨損的磨損的軸瓦軸瓦典型的錫基巴氏合金典型的錫基巴氏合金 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁5.典型磨損過程 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁6.軸承合金的性能綜上所述，對(duì)軸承合金提出如下的要求：足夠的強(qiáng)度；摩擦系數(shù)小，耐磨性

27、好；足夠的塑性和韌性，較高的疲勞強(qiáng)度；良好的磨合性；軸瓦和軸頸的結(jié)合表面應(yīng)有微孔；良好的導(dǎo)熱性，較小的膨脹系數(shù)和一定的耐蝕性。下頁圖為常用軸承合金的牌號(hào)、性能。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 7.本任務(wù)的結(jié)論（課本P140) 根據(jù)上述分析，依據(jù)車床主軸軸承的性能要求和工作特點(diǎn)，最好選取錫基軸承合金制造，如ZSnSb11Cu6。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁8.簡(jiǎn)介鈦及鈦合金 鈦及鈦合金具有良好的綜合機(jī)械性能。其突出的特點(diǎn)是比強(qiáng)度很高。且具有較高的耐熱性和優(yōu)良的耐蝕性。鈦

28、合金廣泛用于航天、航空和熱能、化工工業(yè)。 鈦合金常分為（）鈦合金、（）鈦合金和（+ ）鈦合金三種。常用（）鈦合金和（+ ）鈦合金。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁鈦的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng)，這是由于它對(duì)氧的親合力特別大，能在其表面上生成一層致密的氧化膜，可保護(hù)鈦不受介質(zhì)腐蝕。金屬鈦在大多數(shù)水溶液中，都能在表面生成鈍化氧化膜。因此，鈦在酸性、堿性、中性鹽水溶液中和氧化性介質(zhì)中具有很好的穩(wěn)定性，比現(xiàn)有的不銹鋼和其它有色金屬的耐腐蝕性都好，甚至可與鉑比美。 但是，如果在某種介質(zhì)中，能連續(xù)溶解鈦表面氧化膜時(shí)，則鈦在這種介質(zhì)中便會(huì)受到腐蝕。例如，鈦在氫氟酸、濃的或熱的鹽

29、酸、硫酸和磷酸中，由于這些溶液溶解鈦表面氧化膜，所以鈦被腐蝕。如果在這些溶液中加入氧化劑或某些金屬離子時(shí)，則鈦表面氧化膜便會(huì)受到保護(hù)，此時(shí)鈦的穩(wěn)定就趨于增加。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁鈦及其合金的比強(qiáng)度（強(qiáng)度與重量比）在金屬結(jié)構(gòu)材料中是很高的，它的強(qiáng)度與鋼材相當(dāng)，但其重量?jī)H為鋼材的57%。另外，鈦及其合金的耐熱性很強(qiáng)，在500的大氣中仍能保持良好的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，短時(shí)間工作溫度甚至還可更高些。 而鋁在150，不銹鋼在310，就失去原有的機(jī)械性能。當(dāng)飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭高速飛行時(shí)，其發(fā)動(dòng)機(jī)和表面溫度相當(dāng)高，鋁合金已不能勝任，應(yīng)用鈦合金是十分合適的。正是由于鈦及其合金

30、具有強(qiáng)度大、重量輕、耐熱性強(qiáng)的綜合優(yōu)良性能，在飛機(jī)制造中用它來代替其它金屬時(shí)，不僅可延長(zhǎng)飛機(jī)的使用壽命，而且可以減輕其重量，從而大大提高其飛行性能。所以，鈦是航空工業(yè)和宇宙航空工業(yè)中最有前途的結(jié)構(gòu)材料之一。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁鈦及其合金在航空工業(yè)中主要用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)身。一般來講，馬赫數(shù)小于2的飛機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)使用一部分鈦及其合金，機(jī)身一般用鋁合金。馬赫數(shù)為2（即M2）的飛機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)用鈦量增加，而且機(jī)身也部分需要用鈦。M3.5的飛機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)入口溫度已很高，就不能用鈦合金而需用超級(jí)合金了，但其機(jī)身用鈦量則顯著增加。鈦及其合金還具有良好的耐低溫性能

31、，即使在-250的超低溫下，它仍具有較高的沖擊強(qiáng)度，可耐高壓抗震動(dòng)。因此，鈦及其合金在火箭、導(dǎo)彈和宇宙飛船上不僅用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)外殼和結(jié)構(gòu)部件，而且用于制造高壓容器，如高壓氣瓶、低溫液態(tài)燃料箱等。另外，鈦及其合金在原子能反應(yīng)堆和軍用武器上都有應(yīng)用。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁金屬材料與熱處理-8主講主講: 朱明朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師、工程師高級(jí)技能專業(yè)教師高級(jí)技能專業(yè)教師汽車維修高級(jí)考評(píng)員汽車維修高級(jí)考評(píng)員 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁模塊九 非

32、金屬材料非金屬材料的分類有多種，下頁是其中一種。我對(duì)非金屬材料知之不多，在新科技面前，有時(shí)可能連塑料和橡膠都分不清；只是憑著有不斷看書學(xué)習(xí)的興趣和工作經(jīng)驗(yàn)，了解其中一二，訴諸以下，與大家共同學(xué)習(xí)。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 任務(wù)一：明確高分子材料的特點(diǎn)及應(yīng)用 高分子材料又稱為高聚物即高分子（大分子量）聚合物。聚合者，采用聚合的方法生產(chǎn)出來。通常，高聚物根據(jù)機(jī)械性能和使用狀態(tài)可分為橡膠、塑料、合成纖維、膠粘劑和涂料等五類。各類高聚物之間并無嚴(yán)格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工藝，可以制

33、成塑料，也可制成纖維，比如尼龍就是如此。而象聚氨酯一類的高聚物，在室溫下既有玻璃態(tài)性質(zhì)，又有很好的彈性，所以很難說它是橡膠還是塑料。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 一、塑料 按照應(yīng)用范圍，塑料分為三種。 1通用塑料通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品種。這一類塑料的特點(diǎn)是產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低，它們占塑料總產(chǎn)量的3/4以上，大多數(shù)用于日常生活用品。其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯這四大品種用途最廣泛。 （1）聚乙烯（PE）生產(chǎn)聚乙烯的原料均來自于石油或天然氣，它是塑料工業(yè)產(chǎn)量最大的品種。聚乙烯的相對(duì)密度?。?.

34、910.97），耐低溫，電絕緣性能好，耐蝕性好。高壓聚乙烯質(zhì)地柔軟，適于制造薄膜；低壓聚乙烯質(zhì)地堅(jiān)硬，可作一些結(jié)構(gòu)零件。聚乙烯的缺點(diǎn)是強(qiáng)度、剛度、表面硬度都低，蠕變大，熱膨脹系數(shù)大，耐熱性低，且容易老化。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 （2）聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是最早工業(yè)生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品之一，產(chǎn)量?jī)H次于聚乙烯，廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日用制品。聚氯乙烯耐化學(xué)腐蝕、不燃燒、成本低、加工容易；但它耐熱性差沖擊強(qiáng)度較低，還有一定的毒性。聚氯乙烯要用于制作食品和藥品的包裝，必須采用共聚和混合的方法改進(jìn)，制成無毒聚氯乙烯產(chǎn)品。 （3）聚苯乙烯（PS） 聚苯乙烯是三十年代的

35、老產(chǎn)品，目前是產(chǎn)量?jī)H次于前兩者的塑料品種。它有很好的加工性能，其薄膜具有優(yōu)良的電絕緣性，常用于電器零件；它的發(fā)泡材料相對(duì)密度?。?.33），有良好的隔音、隔熱、防震性能，廣泛應(yīng)用于儀器的包裝和隔音材料。聚苯乙烯易加入各種顏料制成色彩鮮艷的制品，用來制造玩具和各種日用器皿。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 （4）聚丙烯（PP） 聚丙烯工業(yè)化生產(chǎn)較晚，但因其原料易得，價(jià)格便宜，用途廣泛，所以產(chǎn)量劇增。它的優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)密度小，是塑料中最輕的，而它的強(qiáng)度、剛度、表面硬度都比PE塑料大；它無毒，耐熱性也好，是常用塑料中唯一能在水中煮沸、經(jīng)受消毒溫度（130）的品種。但聚丙烯的

36、粘合性、染色性、印刷性均差，低溫易脆化，易受熱、光作用而變質(zhì)，且易燃，收縮大。聚丙烯有優(yōu)良的綜合性能，目前主要用于制造各種機(jī)械零件，如法蘭、齒輪、接頭、把手、各種化工管道、容器等，它還被廣泛用于制造各種家用電器外殼和藥品、食品的包裝等。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 （5）聚苯醚（PPO） 聚苯醚是線型、非結(jié)晶的工程塑料，具有很好的綜合性能。它的最大特點(diǎn)是使用溫度寬（190190），達(dá)到熱固性塑料的水平；它的耐摩擦磨損性能和電性能也很好，還具有卓越的耐水、蒸汽性能。所以聚苯醚主要用作在較高溫度下工作的齒輪、軸承、凸輪、泵葉輪、鼓風(fēng)機(jī)葉片、水泵零件、化工用管道、閥

37、門以及外科醫(yī)療器械等。 （6）聚砜（PSF）砜是硫?；c烴基或芳香基結(jié)合成的有機(jī)化學(xué)物。聚砜是分子鏈中具有硫鍵的透明樹脂，具有良好的綜合性能，它耐熱性、抗蠕變性好，長(zhǎng)期使用溫度為150174，脆化溫度為100。廣泛應(yīng)用于電器、機(jī)械設(shè)備、醫(yī)療器械、交通運(yùn)輸?shù)取?朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁簡(jiǎn)介聚砜聚砜是分子主鏈中含有鏈節(jié)的熱塑性樹脂，（簡(jiǎn)稱PSF或PSU）有聚芳砜聚芳砜和聚醚砜聚醚砜二種。PSF是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學(xué)性能優(yōu)異，剛性大，耐磨、高強(qiáng)度，即使在高溫下也保持優(yōu)良的機(jī)械性能是其突出的優(yōu)點(diǎn)，其范圍為為-100150, 長(zhǎng)期使用溫度為160,

38、短期使用溫度為 190,熱穩(wěn)定性高,耐水解,尺寸穩(wěn)定性好,成型收縮率小, 無毒,耐輻射,耐燃,有熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性能?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好，除濃硝酸、濃硫酸、鹵代烴外，能耐一般酸、堿、鹽，在酮、酯中溶脹。耐紫外線和耐候性較差。耐疲勞強(qiáng)度差是主要缺點(diǎn)。 PSF成型前要預(yù)干燥至水份含量小于0.05。PSF可進(jìn)行注塑、模壓、擠出、熱成型、吹塑等成型加工，熔體粘度高，控制粘度是加工關(guān)鍵，加工后宜進(jìn)行熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力?？勺龀删艹叽缰破贰?朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 （7）聚四氟乙烯（F4） 聚四氟乙烯是氟塑料中的一種，具有很好的耐高、低溫，耐腐蝕等性

39、能。聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)藥品的腐蝕，它的化學(xué)穩(wěn)定性超過了玻璃、陶瓷、不銹鋼，甚至金、鉑，俗稱“塑料王”。由于聚四氟乙烯的使用范圍廣，化學(xué)穩(wěn)定性好，介電性能優(yōu)良，自潤(rùn)滑和防粘性好，所以在國(guó)防、科研和工業(yè)中占有重要地位。 （8）有機(jī)玻璃（PMMA） 有機(jī)玻璃的化學(xué)名稱是“聚甲基丙烯酸甲酯”。它是目前最好的透明材料，透光率達(dá)到92%以上，比普通玻璃好，且相對(duì)密度?。?.18），僅為玻璃的一半。有機(jī)玻璃有很好的加工性能，常用來制作飛機(jī)的座艙、弦艙，電視和雷達(dá)標(biāo)圖的屏幕，汽車風(fēng)擋，儀器和設(shè)備的防護(hù)罩，儀表外殼，光學(xué)鏡片等。有機(jī)玻璃的缺點(diǎn)是耐磨性差，也不耐某些有機(jī)溶劑。 朱明工作室朱明工作室授人以魚

40、不如授人以漁授人以魚不如授人以漁簡(jiǎn)介“塑料王”聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫為PTFE。商品名為“特氟隆” 。被美譽(yù)為“塑料之王”。聚四氟乙烯廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的,它本身對(duì)人沒有毒性，但是在生產(chǎn)過程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認(rèn)為可能具有致癌作用。聚四氟乙烯相對(duì)分子質(zhì)量較大，低的為數(shù)十萬，高的達(dá)一千萬以上，一般為數(shù)百萬。一般結(jié)晶度為9095，熔融溫度為327342。聚四氟乙烯分子中CF2單元按鋸齒形狀排列，由于氟原子半徑較氫稍大，所以相鄰的CF2單元不能完全按反式交叉取向，而是形成一個(gè)螺旋狀的扭曲鏈，氟原子幾乎覆蓋了整個(gè)高分子鏈的表面。這種分子結(jié)構(gòu)解釋了聚四

41、氟乙烯的各種性能。溫度低于19時(shí)，形成136螺旋；在19發(fā)生相變，分子稍微解開，形成157螺旋。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁雖然在全氟碳化合物中碳-碳鍵和碳-氟鍵的斷裂需要分別吸收能量346.94kJmol和484.88kJmol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol（摩爾升)四氟乙烯僅需能量171.38kJ。所以在高溫裂解時(shí)，聚四氟乙烯主要解聚為四氟乙烯。聚四氟乙烯在260 、370和420時(shí)的失重速率（）每小時(shí)分別為110-4、410-3和910-2?？梢姡鬯姆蚁┛稍?260長(zhǎng)期使用。由于高溫裂解時(shí)還產(chǎn)生劇毒的副產(chǎn)物氟光氣和全氟異丁烯等，所以要特別注意安全防護(hù)

42、并防止聚四氟乙烯接觸明火。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁力學(xué)性能：它的摩擦系數(shù)極小，僅為聚乙烯的15，這是全氟碳表面的重要特征。又由于氟-碳鏈分子間作用力極低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。它在250的溫度下不熔化，在-260的超低溫中不發(fā)脆。聚四氟乙烯光滑異常，連冰都比不過它；它絕緣性能特別好，報(bào)紙厚的一層薄膜，便足以抵擋1500V的高壓電。聚四氟乙烯在-196260的較廣溫度范圍內(nèi)均保持優(yōu)良的力學(xué)性能，全氟碳高分子的特點(diǎn)之一是在低溫不變脆。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁耐化學(xué)腐蝕和耐候性：除熔融的堿金屬外，聚四氟乙烯幾乎不受任何化

43、學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無變化，也幾乎不溶于所有的溶劑，只在300以上稍溶于全烷烴（約0.1g100g）。聚四氟乙烯不吸潮，不燃，對(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁電性能：聚四氟乙烯在較寬頻率范圍內(nèi)的介電常數(shù)和介電損耗都很低，而且擊穿電壓、體積電阻率和耐電弧性都較高。耐輻射性能：聚四氟乙烯的耐輻射性能較差（104拉德），受高能輻射后引起降解，高分子的電性能和力學(xué)性能均明顯下降。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁可降解塑料的降解過程初放時(shí)初放時(shí)1個(gè)月個(gè)

44、月2個(gè)月個(gè)月2.5個(gè)月個(gè)月3個(gè)月個(gè)月 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 2工程塑料 工程塑料是指能作為結(jié)構(gòu)材料在機(jī)械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)中使用的塑料。它們的機(jī)械性能較好，耐熱性和耐腐蝕性也比較好，是當(dāng)前大力發(fā)展的塑料品種。這類塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯、ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。 （1）聚酰胺（PA） 聚酰胺又叫尼龍或錦綸，是最先發(fā)現(xiàn)能承受載荷的熱塑性塑料，在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用比較廣泛。它的機(jī)械強(qiáng)度較高，耐磨、自潤(rùn)滑性好，而且耐油、耐蝕、消音、減震，大量用于制造小型零件，代替有色金屬及其合金。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如

45、授人以漁（2）聚甲醛（POM）甲醛是沒有側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物，性能比尼龍好，但耐候性較差。聚甲醛按分子鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)不同分為均聚甲醛和共聚甲醛。聚甲醛（ POM ）是一種性能優(yōu)良的工程塑料，在國(guó)外有“超鋼”之稱。 POM具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度和鋼性，在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤(rùn)滑性、良好的耐疲勞性，并富于彈性，此外它還有較好的耐化學(xué)品性。POM以低于其他許多工程塑料的成本，正在替代一些傳統(tǒng)上被金屬所占領(lǐng)的市場(chǎng)，如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件，自問世以來，POM已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在很多新領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器

46、械等方面，POM也表現(xiàn)出較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 （3）聚碳酸酯 聚碳酸酯是新型熱塑性工程塑料，品種很多，工程上常用的是芳香族聚碳酸酯，其綜合性能很好，近年來發(fā)展很快，產(chǎn)量?jī)H次于尼龍。聚碳酸酯的化學(xué)穩(wěn)定性也很好，能抵抗日光、雨水和氣溫變化的影響，它的透明度高，成型收縮率小，制件尺寸精度高，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、儀表、電訊、交通、航空、光學(xué)照明、醫(yī)療器械等方面。如波音747飛機(jī)上就有2500個(gè)零件用聚碳酸酯制造，其總重量達(dá)二噸。 （4）ABS塑料 ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種組元所組成，三個(gè)單體量可以任意變化，制成各種品級(jí)的樹脂。ABS具有

47、三種組元的共同性能，丙烯腈使其耐化學(xué)腐蝕，有一定的表面硬度，丁二烯使其具有韌性，苯乙烯使其具有熱塑性蘇聯(lián)的加工特性，因此ABS是具有“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”的材料。ABS塑料性能好，而且原料易得，價(jià)格便宜，所以在機(jī)械加工、電器制造、紡織、汽車、飛機(jī)、輪船、化工等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁簡(jiǎn)介尼龍的歷史： 人們對(duì)尼龍并不陌生，在日常生活中尼龍制品比比皆是，但是知道它歷史的人就很少了。尼龍是世界上首先研制出的一種合成纖維。 二十世紀(jì)初，企業(yè)界搞基礎(chǔ)科學(xué)研究還被認(rèn)為是一種不可思議的事情。1926年美國(guó)最大的工業(yè)公司杜邦公司的出于對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的興趣，建

48、議該公司開展有關(guān)發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)研究。1927年該公司決定每年支付25萬美元作為研究費(fèi)用，并開始聘請(qǐng)化學(xué)研究人員，到1928年杜邦公司成立了基礎(chǔ)化學(xué)研究所，年僅32歲的卡羅瑟斯（18961937)博士受聘擔(dān)任該所有機(jī)化學(xué)部的負(fù)責(zé)人。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁卡羅瑟斯，美國(guó)有機(jī)化學(xué)家。1896年4月27日出生于美國(guó)愛荷華州威爾明頓。1937年4月29日卒于美國(guó)費(fèi)城。1924年獲伊利諾伊大學(xué)博士學(xué)位后，先后在該大學(xué)和哈佛大學(xué)擔(dān)任有機(jī)化學(xué)的教學(xué)和研究工作。1928年應(yīng)聘在美國(guó)杜邦公司設(shè)于威爾明頓的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行有機(jī)化學(xué)研究。他主持了一系列用聚合方法獲得高分子量

49、物質(zhì)的研究。1935年以己二酸與己二胺為原料制得聚合物，由于這兩個(gè)組分中均含有6個(gè)碳原子，當(dāng)時(shí)稱為聚合物66。他又將這一聚合物熔融后經(jīng)注射針壓出，在張力下拉伸稱為纖維。這種纖維即聚酰胺66纖維，1939年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后定名為耐綸（Nylon），是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的合成纖維品種。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁尼龍的合成奠定了合成纖維工業(yè)的基礎(chǔ)，尼龍的出現(xiàn)使紡織品的面貌煥然一新。用這種纖維織成的尼龍絲襪既透明又比絲襪耐穿，1939年10目24日杜邦公在總部所在地公開銷售尼龍絲長(zhǎng)襪時(shí)引起轟動(dòng)，被視為珍奇之物爭(zhēng)相搶購，人們?cè)谩跋笾虢z一樣細(xì)，象鋼絲一樣強(qiáng)，象絹絲一樣美”的詞

50、句來贊譽(yù)這種纖維，到1940年5月尼龍纖維織品的銷售遍及美國(guó)各地。從第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)直到1945年，尼龍工業(yè)被轉(zhuǎn)向制降落傘、飛機(jī)輪胎簾子布、軍服等軍工產(chǎn)品。由于尼龍的特性和廣泛的用途，第二次世界大戰(zhàn)后發(fā)展非常迅速，尼龍的各種產(chǎn)品從絲襪、衣著到地毯，漁網(wǎng)等，以難以計(jì)數(shù)的方式出現(xiàn)，是三大合成纖維之一。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁簡(jiǎn)介聚碳酸酯PC是一種無色透明的無定性熱塑性材料。耐酸，耐油，不耐紫外光，不耐強(qiáng)鹼。 抗沖擊，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機(jī)械性能。聚碳酸酯的耐沖擊性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加劑就具有阻燃性能。但是與聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)

51、玻璃）相比，聚碳酸酯價(jià)格較低，并可通過本體聚合的方法生產(chǎn)大型的器件。隨著聚碳酸酯生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，聚碳酸酯與有機(jī)玻璃之間的價(jià)格差異在日益縮小。但是，聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨損用途的聚碳酸酯器件需要對(duì)表面進(jìn)行特殊處理。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁生產(chǎn)與應(yīng)用：聚碳酸酯是日常常見的一種材料。由于其無色透明和優(yōu)異的抗沖擊性，日常常見的應(yīng)用有光碟，眼睛片，水瓶，防彈玻璃，護(hù)目鏡、銀行防子彈之玻璃、車頭燈等等。聚碳酸酯還被用來制作登月太空人的頭盔面罩。蘋果公司的ipod音樂播放器和ibook筆記本電腦外殼也使用聚碳酸酯制作。由于它的清晰和韌性，食物貯存器具制造商

52、喜歡聚碳酸酯纖維。當(dāng)與矽土玻璃比較，聚碳酸酯器具較輕和不易碎的突出優(yōu)點(diǎn)。目前，聚碳酸酯纖維多用于一次性塑料水瓶和重用塑料水瓶。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁簡(jiǎn)介ABS塑料 化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。 比重：1.05克/厘米3， 成型收縮率:0.4-0.7。成型溫度：200-240，干燥條件：80-90 2小時(shí)。 特點(diǎn)： 1.綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好. 2.與有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。 3.有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 4.流動(dòng)比PMMA、PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一

53、般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 4特種塑料 具有某些特殊性能，滿足某些特殊要求的塑料。這類塑料產(chǎn)量少，價(jià)格貴，只用于特殊需要的場(chǎng)合，如醫(yī)用塑料等。下圖是注射機(jī)。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 塑料件的成形塑料按其成形本質(zhì)不同而分為熱塑性塑料和熱固性塑料。所采用的成形方法也不同。 熱塑性塑料的成形方法主要有注射成型、擠出成型、壓延成型和吹塑成型等工藝方法。下面是注射成型原理示意圖 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以

54、魚不如授人以漁 二、橡膠 橡膠是具有高彈性的輕度交聯(lián)的線型高聚物，它們?cè)诤軐挼臏囟确秶鷥?nèi)處于高彈態(tài)。一般橡膠在4080范圍內(nèi)具有高彈性，某些特種橡膠在100的低溫和200高溫下都保持高彈性。橡膠的彈性模數(shù)很低，只有1MN/m2，在外力作用下變形量可達(dá)1001000，外力去除又很快恢復(fù)原狀。橡膠有優(yōu)良的伸縮性，良好的儲(chǔ)能能力和耐磨、隔音、絕緣等性能，廣泛用于制作密封件、減振件、傳動(dòng)件、輪胎和電線等制品。 純彈性體的性能隨溫度變化很大，如高溫發(fā)粘，低溫變脆，必須加入各種配合劑，經(jīng)加溫加壓的硫化處理，才能制成各種橡膠制品。硫化劑加入量大時(shí)，橡膠硬度增高。硫化前的橡膠稱為生膠，硫化后的橡膠有時(shí)也稱為橡

55、皮。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁橡膠成形工藝 大多數(shù)橡膠制品為模塑制品，一般按以下流程加工成形，也可以用擠出、注射等工藝成形。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 三、合成纖維 凡能保持長(zhǎng)度比本身直徑大100倍的均勻條狀或絲狀的高分子材料稱為纖維，包括有天然纖維和化學(xué)纖維。其中，化學(xué)纖維又分為人造纖維和合成纖維。人造纖維是用自然界的纖維加工制成，如叫“人造絲”、“人造棉”的粘膠纖維和硝化纖維、醋酸纖維等。合成纖維以石油、煤、天然氣為原料制成，發(fā)展很快。 滌綸又叫的確良，高強(qiáng)度、耐磨、耐蝕、易洗快干，是很好的衣料。 尼龍?jiān)谖覈?guó)稱為錦綸，

56、強(qiáng)度大、耐磨性好、彈性好，主要缺點(diǎn)是耐光性差。腈綸在國(guó)外稱為奧綸、開司米綸，它柔軟、輕盈、保暖，有人造羊毛之稱。 維綸的原料易得，成本低，性能與棉花相似且強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是彈性較差，織物易皺。 丙綸是后起之秀，發(fā)展快，纖維以輕、牢、耐磨著稱， 缺點(diǎn)是可染性差，日曬易老化。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 四、合成膠粘劑 膠粘劑統(tǒng)稱為膠，它以粘性物質(zhì)為基礎(chǔ)，并加入各種添加劑組成。它可將各種零件、構(gòu)件牢固地膠結(jié)在一起，有時(shí)可部分代替鉚接或焊接等工藝。由于膠粘工藝操作簡(jiǎn)便，接頭處應(yīng)力分布均勻，接頭的密封性、絕緣性

57、和耐蝕性較好，且可連接各種材料，所以在工程中應(yīng)用日益廣泛。 膠粘劑分為天然膠粘劑和合成膠粘劑兩種，漿糊、蟲膠和骨膠等屬于天然膠粘劑，而環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠等則屬于合成膠粘劑。通常，人工合成樹脂型膠粘劑由粘劑（如酚醛樹脂、聚苯乙烯等）、固化劑、填料及各種附加劑（增韌劑、抗氧劑等）組成。根據(jù)使用要求選擇不同的配比。 膠粘劑不同，形成膠接接頭的方法也不同。有的接頭在一定的溫度和時(shí)間條件下由固化形成；有的加熱膠接，冷凝后形成接頭；還有的需先溶入易揮發(fā)溶液中，膠接后溶劑揮發(fā)形成接頭。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 五、涂料 涂料就是通常所說的油漆，這是一種有機(jī)高分子膠體的混

58、合溶液，涂在物體表面上能干結(jié)成膜。涂料主要有三大基本功能：一是保護(hù)功能，起著避免外力碰傷、摩擦，防止腐蝕的作用；二是裝飾功能，起著使制品表面光亮美觀的作用；三是特殊功能，可作為標(biāo)志使用，如管道、氣瓶和交通標(biāo)志牌等。 涂料是由粘接劑、顏料、溶劑和其它輔助材料組成。其中，粘接劑是主要的膜物質(zhì)，一般采用合成樹脂作粘接劑，它決定了膜與基體層粘接的牢固程度；顏料也是涂膜的組成部分，它不僅使涂料著色，而且能提高涂膜的強(qiáng)度、耐磨性、耐久性和防銹能力；溶劑是涂料的稀釋劑，其作用是稀釋涂料，以便于施工，干結(jié)后揮發(fā)；輔助材料通常有催干劑、增塑劑、固化劑、穩(wěn)定劑等。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚

59、不如授人以漁 1.酚醛樹脂涂料是應(yīng)用最早的合成涂料，有清漆、絕緣漆、耐酸漆、地板漆等。2.氨基樹脂涂料的涂膜光亮、堅(jiān)硬，廣泛用于電風(fēng)扇、縫紉機(jī)、化工儀表、醫(yī)療器械、玩具等各種金屬制品。 3.醇酸樹脂涂料涂膜光亮，保光性強(qiáng)，耐久性好，廣泛用于金屬、木材的表面涂飾。環(huán)氧樹脂涂料的附著力強(qiáng)，耐久性好，適用于作金屬底漆，也是良好的絕緣涂料。 4.聚氨脂涂料的綜合性能好，特別是耐磨性和耐蝕性好，適用于列車、地板、艦船甲板、紡織用的紗管以及飛機(jī)外殼等。 5.有機(jī)硅涂料耐高溫性能好，也耐大氣、耐老化、適于高溫環(huán)境下使用。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁任務(wù)二：了解陶瓷材料與復(fù)合

60、材料的特點(diǎn)及應(yīng)用本任務(wù)簡(jiǎn)介陶瓷材料、復(fù)合材料和超導(dǎo)材料。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以漁 一、陶瓷材料 1.陶瓷材料：以共價(jià)鍵和離子鍵為主的材料。 2.性能特點(diǎn)：熔點(diǎn)高、硬度高、耐腐蝕、脆性大。 3.陶瓷材料分類：傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三類。 4.傳統(tǒng)陶瓷：又稱普通陶瓷，是以天然材料（如黏土、石英、長(zhǎng)石等）為原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。 5.特種陶瓷：又稱精細(xì)陶瓷，是以人工合成材料為原料的陶瓷，常用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。 6.金屬陶瓷：金屬與各種化合物粉末的燒結(jié)體，主要用作工、模具。 朱明工作室朱明工作室授人以魚不如授人以漁授人以魚不如授人以