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1、《金屬材料與熱處理》教學(xué)項(xiàng)目 項(xiàng)目一金屬材料的力學(xué)性能 一、教學(xué)目標(biāo) 1、理解強(qiáng)度、塑性及衡量指標(biāo)； 2、理解硬度及其測(cè)定方法； 3、了解韌性和疲勞強(qiáng)度。 二、教學(xué)任務(wù) 在機(jī)械設(shè)備及工具的設(shè)計(jì)、制造中選用金屬材料時(shí)，大多以力學(xué)性能為主要依據(jù)，因 此熟悉和掌握金屬材料的力學(xué)性能是非常重要的。 機(jī)械零件或工具在使用過程中，往往要受到各種載荷的作用。金屬材料在載荷作用時(shí) 表現(xiàn)來的性能稱為力學(xué)性能。金屬材料力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。 1、強(qiáng)度：金屬材料抵抗變形和破壞的能力。 金屬材料的強(qiáng)度以金屬試樣拉伸試驗(yàn)來測(cè)定。 強(qiáng)度指標(biāo)： （1）屈服點(diǎn)（bS）:材料產(chǎn)

2、生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力。單位： MPa（兆帕） （2）抗拉強(qiáng)度（bb ）:材料拉斷前所承受的最大的應(yīng)力。單位： MPa（兆帕） bS、bb值越大，材料的強(qiáng)度越大。 練習(xí)與思考 （1）依據(jù)碳素鋼這一章的相關(guān)表格，查出Q 235 45的bS、（rbo （2） 45鋼制造的機(jī)械零件，當(dāng)工作應(yīng)力 b工作＞355 MPa,甚至工乍＞600 MPa將發(fā)生 什么時(shí)候危害？ 2、塑性：金屬材料產(chǎn)生永久變形而不破壞的能力。 塑性指標(biāo)： （1）伸長(zhǎng)率（8 ） （2）斷面收縮率（少） 8、少值越大，材料的塑性越好。 塑性好的材料可以通過壓力加工，制成形狀復(fù)雜的零件，且使用安全。 練習(xí)與思考 （

3、1）依據(jù)碳素鋼這一章的相關(guān)表格完成下表 金屬材料 10鋼 （低碳鋼） 45鋼 （中碳鋼） 60鋼 （高碳鋼） 鑄鐵 ?0 ?0 （2）在低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、鑄鐵、純銅和純鋁中這些金屬材料中，哪些材料的 塑性好？塑性最差是哪一類材料？ 練習(xí)與思考 塑性好的材料在生產(chǎn)中有哪些實(shí)際意義？ 拓展視野 數(shù)控車、數(shù)控銃、普車切削加工塑性好的材料（如碳鋼）其鐵屑為帶狀，而切削加工 塑性差的材料（如鑄鐵）其鐵屑為片狀斷屑。 3、硬度：指金屬材料抵抗其它更硬物體壓入表面的能力。 常用的硬度測(cè)定方法有三種: 硬度測(cè)定法 代號(hào) 硬度值范

4、圍 適用范圍 布氏硬度 HBS <450 適用于測(cè)定硬度不高的原材料、半成品的硬度 。 HRA 20~80 適用于測(cè)定硬度極高的材料和成品。如硬質(zhì)合金。 洛氏硬度 HRB 20~100 適用于測(cè)定硬度較低的材料和成品。如黃銅軸套。 HRC 20~70 適用于測(cè)定硬度較高的材料和成品。如淬火鋼。 維氏硬度 HV 10~1000 主要測(cè)定表面淬硬層和化學(xué)熱處理表面層的硬度 。 硬度值越大，材料的硬度越大。 4、韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。 韌性指標(biāo)： 沖擊功（Ak）單位：J （焦耳） Ak值越大，材料的韌性越大。 韌性

5、材料：Ak>10 J如碳素鋼。 脆性材料：Ak<10 J如鑄鐵。 5、疲勞強(qiáng)度（（T-i）:金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力。 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 鋼鐵材料在交變載荷作用下工作 107次時(shí)的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度； 有色金屬材料在交變載荷作用下工作 108次時(shí)的最大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度。 項(xiàng)目二 碳素鋼 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解碳素鋼的分類； 2、掌握常用碳素鋼的牌號(hào)，了解其性能及典型用途。 二、教學(xué)任務(wù) 碳素鋼：含碳量小于 2.11%的鐵碳合金。由于碳素鋼具有良好的力學(xué)性能和工藝性能, 能滿足一般機(jī)械的使用要求，且冶煉方便，價(jià)格便宜，是應(yīng)用最廣的金屬材料。 1、碳

6、素鋼的分類 (1)按含碳量分 類 別 含碳量 力學(xué)性能 低碳鋼 C < 0.25% 塑性、韌性好，強(qiáng)度、硬度低。 中碳鋼 C 0.25%-0.60% 綜合力學(xué)性能好。 高碳鋼 C > 0.60% 強(qiáng)度、硬度高，耐磨塑性、韌性差。 (2)、按質(zhì)量分 硫和磷在碳素鋼中是有害元素， 硫會(huì)使鋼產(chǎn)生熱脆性，磷會(huì)使鋼產(chǎn)生冷脆性。 因此，碳 素鋼按硫、磷含量高低可分為： 普通鋼： SW 0.035% PW 0.035% 如 Q235 優(yōu)質(zhì)鋼： SW 0.030% PW 0.030% 如 45 T10 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： SW 0.020% PW 0.0

7、25% 如 T10A (3)按用途分 結(jié)構(gòu)鋼：CV0.7% 用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)件。 工具鋼：00.7% 用于制造刀具、模具和量具。 (4)按脫氧程度分 類別 代號(hào) 脫氧程度 實(shí)例 鎮(zhèn)靜鋼 Z (也可不寫) 脫氧完全。 10或 10Z 半鎮(zhèn)靜鋼 b 介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間。 10 b 沸騰鋼 F 脫氧不完全。 10 F 2.常用碳素鋼 類 別 牌 號(hào) 牌號(hào)含義 典型用途 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q 195、Q 215、 Q 235、Q 255、 Q275、 Q+數(shù)字一質(zhì)量等級(jí)+脫氧程度 Q235-A.F表示屈服點(diǎn)為 235

8、 Mpa 的A級(jí)沸騰鋼。 Q 195、Q 215:鐵釘、 鐵絲、白(黑)鐵皮。 Q235:螺釘、螺母。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08 10 …45 …75 80 二位數(shù)字——平均含碳的萬分之幾 45表示平均含碳為0.45%的優(yōu) 質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 45:主軸、曲軸 65Mn:彈簧 碳素工具鋼 T7、T8、T9、T10、 T11、 T12、T 13 T數(shù)字——平均含碳的千分之幾 T7表示平均含碳為0.7%的碳素 工具鋼。 T7、T8:錘子、鎏子 T10:手工鋸條 T12、T 13:神刀 鑄造碳鋼 ZG200 400 …… ZG340 640 ZG數(shù)字一數(shù)子 鑄鋼(T

9、S - (T b ZG200 400 表示 bS 為 200Mpa b b為400Mpa鑄造碳鋼。 ZG200 400:變速 箱殼體 拓展視野 麗削鋼介紹： 易切削鋼通常是指含較高硫、磷、鎰或微量鉛、 鈣的低碳或中碳結(jié)構(gòu)鋼。 易切削鋼最大 特點(diǎn)是易于切削加工，但它的鍛造性能和焊接性能都不好， 選用時(shí)應(yīng)注意。易切削鋼主要要 用于制作對(duì)力學(xué)性能要求不高、大批量生產(chǎn)的緊固件和小零件。 易切削鋼牌號(hào)表示方法： ①加硫易切削鋼和加硫、 磷易切削鋼，在符號(hào)“Y和阿拉伯?dāng)?shù)字后不加易切削元素符號(hào)。 例：平均含碳量為 0.15%的易切削鋼，其牌號(hào)表示為 “Y15 ②較高含鎰量的加硫或加硫、

10、磷易切削鋼在符號(hào) "Y和阿拉伯?dāng)?shù)字后加鎰元素符號(hào)。 例：平均含碳量為0.40%,含鎰量為1.20%?1.55%的易切削鋼，其牌號(hào)表示為 “Y40MA ③含鈣、鉛等易切削元素的易切削鋼，在符號(hào) “Y和阿拉伯?dāng)?shù)字后加易切削元素符號(hào)。 例：“Y15P6 "Y45CA 練習(xí)與思考 1 .在牌號(hào) Q235-A.F中，Q表示 ; 235表示; A 表木; F表木 o 2 . 45鋼含碳量為%按含碳量分屬于 鋼，按質(zhì)量分屬于 鋼，按用 途分屬于 鋼。 項(xiàng)目三、鋼的熱處理 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解熱處理加熱、保溫目的和典型的連續(xù)冷卻； 2、理解退火、正火、淬火、回火和表面熱處理工藝和目的。

11、 二、教學(xué)任務(wù) 熱處理在機(jī)械制造工業(yè)中占有十分重要的地位。它不僅能改善工件的加工性能，提高加 工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，更重要的是熱處理能顯著提高鋼的力學(xué)性能， 從而充分發(fā)揮鋼材的潛 力，提高工件的使用性能和使用壽命。 熱處理：將固態(tài)鋼進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需要的組織、結(jié)構(gòu)和性能的工藝。 普通熱處理——退火、正火、淬火、回火。 表面熱處理——表面淬火、化學(xué)熱處理。 加熱目的：獲得高溫組織。大多數(shù)熱處理加熱是獲得奧氏體化或部分奧氏體化。 保溫目的：使工件熱透，組織轉(zhuǎn)變均勻。 典型的連續(xù)冷卻： 連續(xù)冷卻名稱 隨爐冷卻 空氣冷卻 油中冷卻 水中冷卻 平均冷卻速度

12、10C/分 10C/秒 150 C/秒 600 C/秒 1、普通熱處理——退火、正火、淬火、回火 名稱 退火 正火 淬火 回火 工藝 將鋼加熱到適當(dāng)溫度， 保溫一定時(shí)間，然后緩 慢隨爐冷卻的工藝。 將鋼加熱到適當(dāng)溫度， 保溫一定時(shí)間，然后空 氣冷卻的工藝。 將鋼加熱到適當(dāng)溫 度，保溫一定時(shí)間， 然后快速冷卻(油冷 或水冷)的工藝。 將淬火鋼加熱到低 于727 ℃,保溫一定 時(shí)間，然后空氣冷卻 的工藝。 目的 ①降低硬度，以利于切 削加工； ②提高塑性，以利于冷 變形加工； ③消除殘余內(nèi)應(yīng)力； ④消除組織缺陷。 與退火目的基本相同。 提高鋼的強(qiáng)度、硬度

13、和耐磨性。 ①消除淬火鋼的內(nèi) 應(yīng)力； ②穩(wěn)定組織； ③調(diào)整結(jié)力學(xué)性能。 (1)回火分類、性能和應(yīng)用 分類 低溫回火 中溫回火 高溫回火 溫度 150 C~250 c 250 c ~500 c 500℃~650℃ 性能 具有高的硬度、耐磨性，有一 定的韌性，內(nèi)應(yīng)力大部分消除。 具有很高的彈性強(qiáng)度和適當(dāng) 的韌性，內(nèi)應(yīng)力基本消除。 綜合力學(xué)性能好。內(nèi)應(yīng)力全 部消除。 應(yīng)用 主要用于高硬度、耐磨件的回 火。如刀具、冷模具、量具、耐 磨件、滲碳件等。 主要用于彈性零件和熱模具 的回火。 廣泛用于受力構(gòu)件的回火。 如主軸、曲軸、連桿等。 (2)調(diào)質(zhì)處理：淬火與高

14、溫回火相配合的熱處理。 例 用T13制造鋰刀，其工藝路線為： 備料一鍛造一退火一切削加工一淬火、低溫回火一精加工 請(qǐng)說明工藝中各種熱處理主要作用。 解答： 退火的主要作用是降低毛坯硬度，以利于切削加工。 淬火的主要作用是提高硬度和耐磨性。 低溫回火主要作用是減少淬火內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織，適當(dāng)提高韌性。 練習(xí)與思考 將45鋼加熱到810七一830 0C,經(jīng)保溫后，然后以下表不同方式連續(xù)冷卻，請(qǐng)?zhí)顚憻崽幚? 名稱。 冷卻方式 隨爐冷卻 空氣冷卻 水中冷卻 熱處理名稱 2、表面熱處理 表面熱處理是使零件表層具有高的硬度和耐耐磨性，而心部具有足夠的塑性和韌性的

15、 熱處理。表面熱處理可分為表面淬火和化學(xué)熱處理。 (1)表面淬火 ①火焰表面淬火 ②感應(yīng)加熱表面淬火 ③激光表面淬火 (2)化學(xué)熱處理 ①滲碳 ②滲氮 項(xiàng)目四、合金鋼 、教學(xué)目標(biāo) 1、了合金鋼的優(yōu)點(diǎn)； 2、掌握典型合金鋼的牌號(hào)，了解其性能主要用途。 、教學(xué)任務(wù) 在碳鋼的基礎(chǔ)上加入其它合金元素的的鋼稱為合金鋼。合金鋼的優(yōu)越性能有力學(xué)性能 好，紅硬性高，易淬透，并具有一些特殊的物理、化學(xué)性能。 1、合金鋼牌號(hào)的表示 ①合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼牌號(hào)的表示 合金工具鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 表布方法 二位數(shù)字 平均含碳的 元素符號(hào) 合金元素 +數(shù)字 合金元素平

16、 一位數(shù)字 平均含碳的 +元素符號(hào) 合金元素 +數(shù)字 合金元素平 萬分之幾 均百分含量 千分之幾 均百分含量 注意：當(dāng)C>1.0%時(shí)，牌號(hào)中不予標(biāo)出。 實(shí) 例40Mn2 表示含C: 0.40% 3Cr2W8V Mn 2.0% 表示含 C: 0.30% , Cr： 2.0%, V: 1.0% 20Cr2Ni4 表示含C: 0.20% Cr12MoV Cr： 2.0%, Ni ： 4.0% 表示含 01.0%, Cr： 12.0%, V: 1.0% 表示含Cr為1.5%的滾動(dòng)軸承鋼。 類 別 常用牌號(hào) 典型用途 普通低

17、合金結(jié)構(gòu)鋼 16Mn 15 MnV 橋梁、汽車大梁、大型廠房 合金滲碳鋼 20CrMnTi 汽車、拖拉機(jī)的變速齒輪 合金調(diào)質(zhì)鋼 40Cr 38CrMoAIA 重要或精密機(jī)床主軸 合金彈簧鋼 50CrVA 65Mn 重要的彈簧 滾動(dòng)軸承鋼 GCr15 滾動(dòng)軸承 ②特專用鋼 滾動(dòng)軸承鋼 GCr15 2、合金結(jié)構(gòu)鋼 3、合金刀具鋼 類 別 常用牌號(hào) 性能 典型用途 低合金刃具鋼 9CrSi CrWMn 強(qiáng)度、硬度較高，耐磨，紅硬性比 碳素工具鋼高。 制造較刀、拉刀、冷模具、量 具等。 高速鋼 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 具有

18、高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性，紅 硬性達(dá)600 Co 主要用于制造車刀、 銃刀、鉆 頭等。 4、不銹鋼 (1)銘不銹鋼 1Cr13 2Cr13 3Cr13 C4r13 (2)銘?zhàn)x不銹鋼 0Cr18Ni9 1Cr18Ni9 拓展視野 與一般鋼材相比，不銹鋼的強(qiáng)度、硬度并不大，甚至還低些。但由于含有大量 Cr、Ni、 等合金元素，導(dǎo)熱系數(shù)低，線膨脹系數(shù)大，加工硬化傾向大，切屑不易卷曲、折斷，切削與 刀具粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，因此，不銹鋼較難加工。 練習(xí)與思考 1. 60Si2Mn鋼中，平均含 C% Si%、Mn% Cr12鋼中平均含C% Cr% 2. GCN5是 鋼，主要用于制作 ,其主有要

19、性能與低合金 刃具鋼相近，故也可以用來制造刀具、冷模具和 具等。 3. W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2屬于 鋼。該類鋼經(jīng)高溫淬火及多次高溫回后具有高的強(qiáng) 度、和,紅硬性溫度達(dá)到 七，故該類主要用于制造切削速度較 高的刀具（如、等）和形狀復(fù)雜、負(fù)荷較重的成形刀具（如、 等）。 項(xiàng)目五、鑄鐵 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解鑄鐵及其優(yōu)良性能； 2、了解常用鑄鐵的牌號(hào)、組織、性能、用途。 二、教學(xué)任務(wù) 鑄鐵是指含碳量大于 2.11%的鐵碳合金。工業(yè)上常用鑄鐵的含碳量在 3.0%~4.5%范圍內(nèi)。 鑄鐵中的碳以碳化物 (Fe3C)形式存在時(shí)生產(chǎn)中很少應(yīng)用，而工業(yè)生產(chǎn)中常用的鑄鐵碳則以 石

20、墨形式存在。常用鑄鐵具有鑄造好、切削加工性好、減摩擦、減震動(dòng)、缺口敏感性低等優(yōu) 越性能。 常用鑄鐵 類 別 灰鑄鐵 可鍛鑄鐵 球墨鑄鐵 牌 號(hào) HT200 …HT3500 表示b b為200 MPa的灰鑄鐵。 KTH300-06 …KTZ00-02 表示。b為300 MPa、S為 6%的可鍛鑄鐵。 QT400-18 …QT900-2 表示。b為400 MPa、S為 18%的球墨鑄鐵。 組 織 金屬基體+片狀石墨 金屬基體+球狀石墨 金屬基體+團(tuán)絮狀石墨 性 能 抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性較差， 但鑄造好，切削加工性好，減 摩擦，減震動(dòng)，缺口敏感性低。 有一定的塑

21、性和韌性，造 好，切削加工性好，減摩擦， 減震動(dòng)，缺口敏感性低。 力學(xué)性能與鋼相媲美，鑄造 好，切削加工性好，減摩擦， 減震動(dòng)，缺口敏感性低。 用 途 用于制造形狀復(fù)雜、受力不 大、受壓減震的零件。如機(jī)床 身、水泵殼體、氣缸體等。 用于制造形狀復(fù)雜受沖擊 載荷的薄壁中小型零件。 如 管道配件、車輪殼。 制造強(qiáng)度、硬度、韌性要求 高，狀復(fù)雜的零件。如動(dòng)機(jī) 曲軸，車床、銃床主軸等。 拓展視野 1、灰鑄鐵為什么易于切削加工？ 這是由于灰鑄鐵組織中的片狀石墨割裂金屬基體的連續(xù)性， 使灰鑄鐵的切屑易脆斷，且 石墨對(duì)刀具有一定的潤(rùn)滑作用，使刀具磨損減小。 2、在車削灰鑄鐵件時(shí)，為

22、什么會(huì)發(fā)出清脆的尖叫聲？ 在加工車削灰鑄鐵件時(shí)，常常會(huì)發(fā)出清脆的尖叫聲，這是因?yàn)榛诣T鐵件組織中存在硬度 很高的白口鑄鐵(FaC)的緣故。 項(xiàng)目六、鋁及鋁合金 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解純鋁的優(yōu)良性能； 2、了解常用鋁合金的牌號(hào)、組織、性能和用途。 二、教學(xué)任務(wù) 1、純鋁 鋁是大自然賜予人類的寶物，它的具有密度小、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好、塑性好等優(yōu)良性能。 但人們對(duì)鋁的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了較為漫長(zhǎng)的過程，在自然界，鋁以穩(wěn)定的化合態(tài)存在，如氧化鋁 (AI2O3),因而早期制備鋁比較困難。19世紀(jì)中期，鋁十分昂貴，甚至超過了當(dāng)時(shí)黃金的價(jià) 格。1886年，電解法制鋁工藝的發(fā)明，使鋁在生產(chǎn)、生活中得以迅速

23、普及?，F(xiàn)今，鋁已廣泛 地用來制造電線、電纜、生活用品和配制鋁合金。 2、鋁合金 鋁合金具有密度小、比強(qiáng)度高、塑性好、制造成本簡(jiǎn)單、成本低、抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 常用的鋁合金的種類、牌號(hào)、性能和用途 類 別 牌 號(hào) 性 能 用 途 防銹鋁 LF5 LF21 具有很好的耐腐蝕性，塑性 優(yōu)良，拋光性好。 制造耐腐蝕、保光澤的零件。 如裝飾材料，日用器具、飛機(jī)車 輛的防銹蒙皮。 硬鋁 LY11 LY12 強(qiáng)度、硬度較高，比強(qiáng)度與高強(qiáng) 度鋼相當(dāng)，耐腐蝕性差。 主要用一般的的受力構(gòu)件。 如鐘釘、螺栓。 超硬鋁 LC4 LC6 有很高的強(qiáng)度，比強(qiáng)度與超高強(qiáng) 度鋼相當(dāng)，耐

24、腐蝕性差。 主要用于受力大的構(gòu)件。如 飛機(jī)大梁、螺旋槳。 鍛侶 LD7 LD10 可鍛造，力學(xué)性能與硬鋁相近。 用于制造質(zhì)量輕，且強(qiáng)度要求較 高的鍛件、沖壓件。 鑄造鋁合金 ZL101 ZL201 具有很好的鑄造性。 鑄造質(zhì)輕，耐腐蝕、腐蝕復(fù)雜， 但強(qiáng)度要求不高的零件。如儀表 外殼、內(nèi)燃機(jī)活塞。 項(xiàng)目七、銅及合銅金 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解純銅的優(yōu)良性能； 2、了解常用黃銅、青銅的牌號(hào)、組織、性能和用途。 二、教學(xué)任務(wù) 1、純銅 銅是人類使用最早的金屬，人類的歷史就曾經(jīng)經(jīng)歷了以它命名的青銅器時(shí)代。 人類最早 利用的單質(zhì)銅直接來自于自然界少量的單質(zhì)銅。 銅在自然

25、界中主要以化合態(tài)存在， 常見的的 銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS)、孔雀石〔主要成分為 CuCOCu(OH2〕等。現(xiàn)代工業(yè)主 要采用調(diào)溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到銅，含銅量為 99.5%?99. 7%, 還含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要達(dá)到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅還必須經(jīng)過電解精煉，電解精煉得 到的銅，含銅量高達(dá) 99. 95%?99. 98%。 銅的新鮮斷面是玫瑰紅色，但表面形成 CuOt外觀呈紫紅色(俗稱紫銅)。銅具有優(yōu)良 的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，耐腐蝕性，塑性優(yōu)良。銅廣泛用于國防工業(yè)和電氣工業(yè)。約有一半的銅 用于制造電線、電纜等導(dǎo)電體。 2、銅合金——黃銅、青銅、白

26、銅 (1)黃銅 黃銅是銅與鋅組成的合金。因色黃而得名。根據(jù)化學(xué)成分的不同黃銅以分為普通黃銅和 特殊黃銅。 ①普通黃銅 普通黃銅是僅由銅和鋅組成的合金。 它的力學(xué)性能需求比純銅高， 價(jià)格便宜，在一般情 況下不易腐蝕，塑性好，能進(jìn)行熱壓力加工和冷壓力加工。 普通黃銅是一種應(yīng)用廣泛的銅合 金。下表是介紹的是普通黃銅幾種典型用途。 普通黃銅牌號(hào) H90 H80 H7O H62 黃銅產(chǎn)品 藝術(shù)品體育獎(jiǎng)杯 子彈彈殼 螺釘螺母墊圈 ②特殊黃銅 特殊黃銅是普通黃銅中加入其它合金元素組成的銅合金。如鉛黃銅( HPb59-1)、鋁黃 銅(HMn 58-2 ) (2)青銅

27、青銅是指除黃銅和白銅以外的銅合金。 根據(jù)化學(xué)成分的不同可分為錫青銅和無錫 (特殊) 青銅。人類在青銅器時(shí)代使用的大多是錫青銅。 類 別 錫青銅 特殊青銅 典型牌號(hào) QSn4-3 QSn4-4_4 QAI7 QBe2 主要性能 具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和 鑄造性。 大多數(shù)特殊青銅都比錫青銅具有 更好的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性。 (3)白銅 白銅是銅饃合金。因色白而得名。它表面膜光亮，不易銹蝕，主要用于制造精密儀器、 儀表中耐蝕零件及電阻器、熱電偶等。 項(xiàng)目八、硬質(zhì)合金 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解硬質(zhì)合金的性能； 2、了解常用硬質(zhì)合金的分類、牌號(hào)、用途。 二、教學(xué)

28、任務(wù) 硬質(zhì)合金是以一種或幾種高硬度的難熔碳化物的粉末為主要成分 ，加入金屬鉆作粘結(jié) 劑，用粉末冶金方法制得的金屬材料。它的性能特點(diǎn)是： ①硬度高（HRA86?93）,紅硬性高（900 C - 1000 C）,耐磨性好，抗壓強(qiáng)度高； ②抗彎強(qiáng)度低（只有高速鋼的 1/2?1/3）,韌性差（只有淬火鋼的 30%- 50%）,導(dǎo)熱 性差； ③耐腐蝕性好，抗氧化性良好； ④線膨脹系數(shù)小。 硬質(zhì)合金切削切削速度比高速鋼高 4倍?7倍，刀具壽命高5倍?80倍。可切削50HRC 左右的硬質(zhì)材料。 常用的硬質(zhì)合金種類、牌號(hào)、成分、用途 類 別 牌 號(hào) 成 分 硬基體 粘結(jié)劑 用 途

29、 鴇鉆類硬質(zhì)合金 YG3 YG6X YG3X YG6 YA6 YG8 碳化率烏 鉆 適用于加工脆性材料。 如鑄鐵 鴇鈦鉆類硬質(zhì)合金 YT30 YT15 YT5 碳化率烏 碳化鈦 鉆 適用于加工塑性材料。 如一般碳鋼45鋼 通用硬質(zhì)合金 YW1 YW2 碳化鴇碳化鈦 碳化鋁或碳化鋰 鉆 適用于加工不銹鋼、耐 熱鋼、高鎰鋼 牌號(hào)說明： Y—硬質(zhì)合金； G ——鉆，其后數(shù)字表示含鉆量； X一細(xì)顆粒合金； A—含碳化鋁或碳化鋁的鴇鉆類硬質(zhì)合金； T一碳化鈦，其后數(shù)字表示碳化鈦含； W一通用合金。 拓展視野 硬質(zhì)合金刀具使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)： 硬質(zhì)

30、合金切削刀具材料具有硬而脆的特性，故在精加工時(shí)務(wù)必使用金剛石砂輪磨削。 硬質(zhì)合金切削刀具材料具有硬而脆的特性，故在受到?jīng)_擊或夾緊力太大時(shí)會(huì)產(chǎn)生崩刃或碎裂。 硬質(zhì)合金的熱膨脹系數(shù)較小，故用作熱套或冷套件的產(chǎn)品，若使用溫度與設(shè)計(jì)值有顯著差異（或高或低 時(shí)）會(huì)產(chǎn)生裂紋。 在貯存硬質(zhì)合金切削刀具時(shí)注意要放在干燥處，因切削液或其他液體會(huì)使其腐蝕，而降低刀具強(qiáng)度。 硬質(zhì)合金刀具刃磨后，必須仔細(xì)檢查有否產(chǎn)生裂紋。 如用電加工硬質(zhì)合金切削刀具后，須檢查刀具表面是否有殘留裂紋，否則將會(huì)影響刀具強(qiáng)度，必要時(shí) 通過精磨來消除刀具表面裂紋 硬質(zhì)合金刀具磨削是應(yīng)注意的事項(xiàng)： 硬質(zhì)合金切削刀具在磨削加工時(shí)

31、會(huì)產(chǎn)生較高的切削溫度和粉塵、氣霧。當(dāng)粉塵、汽霧接觸到眼睛或皮 膚，以及被人體吸入都會(huì)產(chǎn)生危害。故對(duì)硬質(zhì)合金切削刀具進(jìn)行磨削或刃磨時(shí)， 推薦您使用局部吸塵裝置、 帶口罩、眼睛和手套等保護(hù)措施。若手上沾上粉塵，應(yīng)用肥皂和水徹底清洗干凈。 切勿在工作地就餐，餐前應(yīng)將手洗干凈。應(yīng)用吸塵器或洗滌方法去除衣服上的粉塵，切勿用手拍粉塵。 長(zhǎng)期或反復(fù)接觸粉塵會(huì)影響皮膚、呼吸道和心臟等。 項(xiàng)目九、金屬切削加工性能 一、教學(xué)目標(biāo) 1、了解金屬的切削加工； 2、了解金屬材料的切削加工性。 二、教學(xué)任務(wù) 1、切削加工 金屬材料的切削加工是車、包1J、銃、鉆、磨及鉗工加工。 2、切削加工性 切削

32、加工性是指切削加工工件材料的難易程度。 (1)最佳切削硬度 影響金屬材料切削加工性的因素很多，主要的有硬度、塑性、 耐熱性、導(dǎo)熱系數(shù)及對(duì)刀 具的磨擦能力等，其中硬度對(duì)金屬的切削加工性影響最大。 金屬材料的最佳切削硬度是 170~230 HBS。硬度過高不但難以加工，而且刀具容易磨 損，能量耗費(fèi)多；但硬度過低時(shí)切削加工中易“粘刀”，使刀具發(fā)熱和磨損，且表面光潔度 也很差。 (2)金屬材料的切削加工性分類 ①很容易切削材料：銅合金、鋁合金、鋅合金。 ②易切削材料：易切削鋼( Y12鋼)、退火15Cr鋼、正火30鋼。 ③普通材料：一般鋼材(Q 235鋼45鋼)、灰鑄鐵。 ④難切削材

33、料：調(diào)質(zhì)合金鋼(45Cr鋼)、不銹鋼、鈦及鈦合金、高鎰鋼。 (3)機(jī)械制造中采用熱處理改善材料切削加工性方法 高碳鋼可采用退火降低硬度，改善切削加工性； 低碳鋼可采用正火或調(diào)質(zhì)處理降低硬度，改善切削加工性。 拓展視野 切削速度選擇原則： 主要考慮切削加工的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)確保刀具壽命，且切削負(fù)荷不應(yīng)超過機(jī)床的額定功 率。通常的原則是： ①刀具的耐熱性好，切削速度可高些； ②工件材料的強(qiáng)度、硬度高，或塑性太大和太小，切削速度均應(yīng)取低些； ③加工帶外皮的工件時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低切削速度； ④要求得到較小的表面粗糙度時(shí)，切削速度應(yīng)避開積屑瘤的生成速度范圍；對(duì)硬質(zhì)合 金刀具，可取較高的切削速

34、度；對(duì)高速鋼刀具，宜采用低速切削； ⑤斷續(xù)切削時(shí)，應(yīng)取較低的切削速度； ⑥工藝系統(tǒng)剛性較差時(shí)，切削速度應(yīng)當(dāng)減??； ⑦在切削速度最后確定前，須驗(yàn)算機(jī)床電動(dòng)機(jī)功率 Pe是否足夠。 項(xiàng)目十切削刀具常用材料 一、教學(xué)目標(biāo) 了解切削刀具材料和性能。 二、教學(xué)任務(wù) 切削刀具材料：碳素工具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、、陶瓷、 CB凝結(jié)體及金 剛石燒結(jié)體、電沉積金剛石等為刀具材料的總稱。 刀具的切削部分不但要承受切削過程中的高溫、 高壓及沖擊載荷，而且還要承受切屑及 工件的強(qiáng)烈磨擦。因此，作為刀具切削部分材料必須具備較高的硬度、 耐磨性、耐熱性及足 夠強(qiáng)度、韌性，此外還必須有較

35、好的冷、熱加工性。下表介紹的是目前使用最廣泛的切削刀 具材料。 切削刀具材料 用 途 硬度 維持工作的 最高溫度 切削 速度 碳素工具鋼 T7、T8、…T12、T 13 手動(dòng)工具：神刀、鋸條、板牙、絲錐。 加工輕合金的的機(jī)動(dòng)刀具。 HRC 60~65 200 c 5 米/秒 低合金刃具鋼 9CrSi CrWMn 手動(dòng)工具：板牙、絲錐。 形狀復(fù)雜的低速機(jī)動(dòng)工具。 HRC 60~65 250 c 8 米/秒 高速鋼 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2 切削速度較高的刀具（如車刀、銃刀） 和形狀復(fù)雜、載荷較重的成型刀具（如 齒輪銃刀、拉刀）。

36、HRC 62~69 600 c 16 米/秒 硬質(zhì)合金 鴇鉆類、鴇鈦鉆類 廣泛應(yīng)用于高速切削和對(duì)高硬度或高 韌性材料的切削刀具中。 HRA 86~93 1000 c 32 米/秒 高溫耐磨陶瓷 陶瓷車刀適用于連續(xù)切削的 精加工及半精加工。 HRA 91~94 1200 c > 32 米/秒 熱壓氮化硅 氮化硅刀具適用于高硬度 材料的精加工及半精加工。 HV 2000 1300 c > 32 米/秒 立方氮化硼 氮化硅刀具適用于制作高硬度、 高強(qiáng)度材料的精加工車刀。 HV 9000 1400 c > 32 米/秒  拓展視野

37、 切削刀具的使用注意事項(xiàng): 刀具種類 易發(fā)生的事故 清除方法 由于刀刃很鋒利，因此直接用手觸及有 碰傷的可能。 特別是從套殼中取出時(shí)或?qū)⑵?安裝在機(jī)床上時(shí)，請(qǐng)使用手套等保護(hù) 用品。 使用錯(cuò)誤的方法或使用條件不恰當(dāng)，可 導(dǎo)致刀具破損飛出，造成碰傷的危險(xiǎn)。 請(qǐng)使用安全罩，保護(hù)眼睛。請(qǐng)使 用推薦的切削條件，并請(qǐng)仔細(xì)閱讀使 用說明書及樣本資料。 由于沖擊負(fù)荷，刀具過度磨損，使切削 力劇增，導(dǎo)致刀具破損飛濺，而有傷害操作 人員的危險(xiǎn)。 請(qǐng)使用安全罩，保護(hù)眼睛。 請(qǐng)及時(shí)更換磨損的刀具。 所有切削刀具 局溫的切屑6濺及過長(zhǎng)切屑排出， 口」造 成傷害及燙傷操作人員。 請(qǐng)

38、用保護(hù)手套等保護(hù)用具。 切削過程產(chǎn)生高溫，切莫直接觸摸加工 完的刀具或工件，以避免燙傷的危險(xiǎn)。 請(qǐng)使用安全罩，保護(hù)眼睛。在除 去切屑時(shí)應(yīng)關(guān)停機(jī)床，并帶上手套采 用鉗子或夾子等工具。 切削中產(chǎn)生的火花和劇烈磨擦的刀具 產(chǎn)生高溫及高溫的切屑，都有可能引發(fā)火災(zāi) 的危險(xiǎn)。 切削中產(chǎn)生的火花和劇烈磨擦 的刀具產(chǎn)生高溫及高溫的切屑，都有 可能引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。 在使用非水溶性切削液時(shí)應(yīng)采 用防火措施。 在局速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如機(jī)床夾具等平衡性能 差，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)及顫振，使刀具破碎而發(fā)生 危險(xiǎn)情況。 請(qǐng)便用安全罩，保護(hù)眼睛。必須 對(duì)機(jī)床進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，并確認(rèn)沒有振動(dòng) 或顫振等異常聲音后再正式操作。

39、 工件上產(chǎn)生毛刺等缺陷，直接用手觸摸 有受傷的危險(xiǎn)。 請(qǐng)不要裸手觸摸工件。 切削刀具 若未把刀片與有關(guān)零件夾緊，在切削中 有脫落或飛出的可能，造成傷害事故。 安裝刀片的定位面和緊固零件 上，不允許有雜物粘附，應(yīng)仔細(xì)檢查 后認(rèn)為可靠再安裝刀片。 請(qǐng)使用附帶的專用扳手夾固刀 片與零件，專用扳手決不允許作其它 用途。 （帶可轉(zhuǎn)位刀片） 用通用套筒扳手等輔助工具時(shí)，若夾緊 力太大時(shí)，會(huì)造成刀片產(chǎn)生微裂紋等缺陷， 產(chǎn)生事故隱患。 只允許用附帶的專用扳手夾緊 刀片等零件。 刀具高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力，刀片有 可能飛出的危險(xiǎn)。 請(qǐng)參照產(chǎn)品使用說明書和樣本， 在推薦的范圍內(nèi)使用。

40、各種銃刀及 其它旋轉(zhuǎn)刀具 銃刀類刀具，由于刃口鋒利直接用手觸 摸可能碰傷手。 請(qǐng)用保護(hù)手套等防護(hù)用品。 刀具因偏心旋轉(zhuǎn)，不平衡等因素引起顫 振，振動(dòng)等并由于刀具破碎而飛濺，會(huì)造成 傷害事故。 工件旋轉(zhuǎn)加工通孔時(shí)，當(dāng)鉆通時(shí)切剩部 分常會(huì)高速飛出，這種飛出物呈圓盤狀且很 鋒利，十分危險(xiǎn)易造成事故。 旋轉(zhuǎn)速度按推薦的條件選擇。 為防止因軸承磨損引起的偏心 回轉(zhuǎn)振動(dòng)等，應(yīng)定期檢查回轉(zhuǎn)部分的 精度和調(diào)整平衡。 請(qǐng)使用安全罩，保護(hù)眼睛等防保 用具，并在夾持部分裝上外罩。 鉆頭 焊接刀具 極小直徑的鉆頭其頂部是尖形，十分銳 禾，用手接觸不小心易刺傷。鉆頭折斷在工 件內(nèi)將難以取出，還有可能折斷飛出，易造 成傷害事故。 有刀片脫落，破碎造成受傷的危險(xiǎn)性。 操作時(shí)必須充分注意安全，請(qǐng)使 用保護(hù)手套，保護(hù)眼睛。 使用前要確認(rèn)已牢靠焊上。 在可能產(chǎn)生高溫的條件下請(qǐng)勿 使用。 其他 在規(guī)定用途以外使用時(shí)，會(huì)招致機(jī)床或 請(qǐng)遵守規(guī)定的使用方。 刀具的損壞，非常危險(xiǎn)。