常用金属材料(有色金属)教案.doc

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1、工程一常用金属材料课题四 有色金属【课题名称】有色金属和非金属材料【教学目标与要求】一、学问目标1） 了解铜、铝等有色金属的分类、牌号及性能。2） 了解常用工程塑料、橡胶、陶瓷和复合材料的组成、分类及特性二、力气目标1） 能看懂有色金属牌号的含义，了解其主要特性。2） 了解常用非金属材料的种类及特性。三、素养目标了解常用机械零件有色金属和非金属材料的种类及主要特性。四、教学要求生疏有色金属的种类、牌号及主要特性，了解非金属材料的主要种类和特性。【教学重点】常用有色金属的牌号及特性，非金属材料的分类及特性【难点分析】有色金属及非金属材料种类繁多，不易记忆，应当抓住常用的几种材料作为讲课重点，其余

2、的材料需要时会查阅相关材料即可。课程讲授的过程中应防止消灭又多又乱的问题。【分析学生】本次课的内容并不困难，但是内容多而乱，应当从常用的材料动身，避开内容过多过乱而没有突出应用的重点。同时，还应当从学生能见到和想到的实际动身，加深印象，到达理论联系实际的效果。【教学思路设计】内容多而不难，属于常识性介绍，要抓住常用的应用材料，理论联系实际来教学，以提高教学效果。应多举学生能见到和想到的实例。【教学安排】2 学时90 分钟【教学过程】一、有色金属钢铁被称为黑色金属，除此之外的金属材料都呈现出其他颜色， 如铝为白色，铜为紫黄色等，被称为有色金属。工业上常用的有色金属为铜、铝、镁、锌 等。1. 铜及

3、铜合金1） 纯铜 由于呈紫色，又名紫铜。其熔点比钢低，为1083 C, 密度比钢大，为 8.9 g/cm3钢的熔点为 1538 C，密度为 7.8 g/cm3，可以感到铜比钢重。纯铜由电解加工得到，主要应用于冶炼铜合金作为原材料。2） 铜合金 是以铜为根底参与锌或锡等金属熔炼而成的。铜合金按其成分不同可分为黄铜、青铜和白铜三种，按加工方法不同可分为压力加工铜合金和铸造铜合金两类。 黄铜 由铜和锌组成。常用的加工黄铜有 H62、H70，H 是“黄” 字汉语拼音的首位字母。H6262 表示含铜量为 62，其余 38为锌。锌的含量越高，黄铜的颜色越白，其硬度越大，但越脆、不易弯曲， 如低价位的黄铜导

4、线很硬且易折断，但其价格较低廉。黄铜常用做电线、板、管材或电气元件。在黄铜中参与锡、硅等其他元素，可作成具有特别性能要求的材料，如参与锡可增加黄铜的耐蚀性。铸造黄铜牌号如 ZCuZn38 、ZCuZn40Mn2， Z 的含义为铸造。ZCuZn40Mn2 表示Zn 含量为 40，锰的含量为 2，其余为铜的铸造黄铜。 青铜 由铜和锡等金属组成。由于呈青色而得名青铜。其牌号用Q 表示，如QSn4-3，表示锡含量为 4，锌含量 3，其余为铜的锡青铜。锡青铜具有较好的塑性和适当的强度，且有较好的耐磨性， 常用来制造滑动轴承和蜗轮的齿面。铸造青铜的牌号如 ZCuSn10Zn2，表示锡含量为 20、锌含量为

5、2，其余为铜的铸造青铜。而压力加工的青铜又按其含不同的金属分为锡青铜、铝青铜、铍青铜和硅青铜等不同种类。青铜以铸造青铜的应用最多。2. 铝和铝合金铝及其合金的应用仅次于钢铁，其密度仅为 2.72 g/cm3，为铁的1/3，是一种银白色的轻金属。铝具有良好的导热性和导电性，且易与氧形成Al O2 3保护薄膜。纯铝由电解方法得到，主要应用于制造铝合金。铝合金是以铝为根底参与多种合金元素如铜、锌、镁等而组成的，。铝合金的强度比纯铝高，所以应用较广，可以分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。1） 变形铝合金 由压力加工制造而成，其外形主要有棒材、管材和板材。按组成的合金元素不同分为防锈铝、硬铝、超硬铝和锻

6、铝等，如飞机大梁和起落架选用超硬铝，而外壳用硬铝即可。2） 铸造铝合金 用于制造内燃机气缸体、活塞、外壳等零件。其牌号如ZAlSi12，表示硅含量为 12的铸造铝合金。铸造铝合金按成分不同分为 Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系和 Al-Zn 系四类，分别用代号 14 表示。如代号 ZL102 表示铸铁铝合金第一类铝硅系中的02 号铸造铝合金。每一类的特性因合金元素不同而不同，必要时可查阅相关资料。3. 滑动轴承合金滑动轴承合金是指作为滑动轴承轴瓦和内衬的合金，常称为巴氏合金。滑动轴承合金由多种合金组成，耐磨损，摩擦系数小，具有较高的强度和硬度，易储存润滑油和良好的磨合性，目前被广

7、泛应用。二、非金属材料非金属材料在机械零件中的应用越来越广泛，如汽车中的零件有40是由工程塑料制成的。常用的非金属材料有工程塑料、橡胶、陶瓷和复合材料。1. 工程塑料1） 组成 以高分子化合物树脂为根底，参与其他添加剂制成。2） 分类按塑料的功能分为通用塑料(用于制造日常生活用品、包装材料)、工程塑料(用于制造机械零件，如有机玻璃、尼龙、ABS 塑料)和特种塑料如医用塑料。3） 特性质轻、耐腐蚀、绝缘性好，成形简洁。4） 应用 机械零部件、耐磨件、耐蚀件、密封件及透亮件。其用途广泛，可以说生活中离不开塑料，如 PPR 塑料管材已代替传统的镀锌管用做住宅的上下水管，不仅寿命长，而且不易形成水垢，

8、提高了自来水的品质；又如，建筑外墙贴上塑料泡沫，起到保温节约能源的作用。2. 橡胶以生胶自然和合成两种为根底参与协作剂制成。常用的协作剂有硫化剂等，起定型、防老化及软化作用。1） 特性 高弹性是其最主要的特性，耐磨和优良的电绝缘性也是其重要的特性。2） 应用 如轮胎、V 带、管道与输送带、电工绝缘材料和制动件等。3. 陶瓷陶瓷是以自然的硅酸盐泥土为原料，经过成形、烧结而成的。其主要特性是具有极高的硬度和极低的韧性，能承受极高的温度而不变形，可应用于火箭喷嘴等在高温条件下工作的零件。陶瓷的应用极为广泛，在化工、电子、机械等行业中都应用很广。在生活中也离不开陶瓷，如生活用具、水龙头的阀片等。按应用

9、条件不同可将陶瓷分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷三种。4. 复合材料复合材料是由两种以上的材料组合而成的。例如，型自来水铝塑管代替了传统的铁管，它是由铝管外套上一层塑料管组合成的。用于装饰材料的铝塑板不仅能够减轻建筑的重量，而且还不会生锈。复合材料按其组成的成分不同可以分为以塑料为基体、以金属为根本、以橡胶为根本的多种复合材料。复合材料的主要特性依所组合的材料不同而不同，主要具有强度高、减摩性好、抗振性好、吸声效果好和保温性好等优点。使用时应依据工作条件来选择相应的复合材料的种类和牌号。三、小结1） 有色金属以铜和铝的合金应用最广，最常用的是铸造青铜、铸造铝合金及轴承合金，但其价格较高。2） 非金属材料以工程塑料和橡胶应用最广，随着复合材料的应用，其独特的优点在有些地方有代替钢材的趋势。3） 有色金属的分类和牌号很多，使用时可查相关资料。四、布置作业