汽车机械基础项目十 认识汽车零部件材料课件.pptx
高建平 庞志康 主编,汽车机械基础,目录,目录,10,认识汽车零部件材料,我们的目标是,着手的任务是,1.能说出常用汽车零部件的材料。2.知道金属材料与非金属材料的性能。,1.观察汽车零部件。2.识别汽车零部件材料。,常见汽车金属材料零部件见表10-1。仔细观察各种金属零件的外形和结构。,表10-1常见汽车金属材料零部件,表10-1常见汽车金属材料零部件,一、金属材料的种类金属材料可分为两大部分:钢铁材料和非铁金属。其中,钢铁材料是指以铁为基本元素的合金,包括碳素钢、铸铁及合金钢。钢铁材料以外的金属称为非铁金属。,碳素钢通常是指碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金,除铁、碳和少量的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素。碳素钢的性能主要取决于含碳量,含碳量增加,则钢的强度、硬度升高,塑性、韧性和焊接性降低。碳素钢按含碳量不同,可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢;按材质不同,可分为普通钢、优质钢、高级优质钢、特级优质钢;按用途不同,分为碳素结构钢和碳素工具钢。,铸铁是主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。它是碳的质量分数较高(2%以上)的铁,其质脆,不能锻压,多用来炼钢或铸造。常用的铸铁有灰铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁等。,合金钢就是在碳钢的基础上,为了获得某种特定的性能,有目的地加入一种或多种元素的钢。常用的合金钢有合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢。其中,合金结构钢包括低合金结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、轴承钢等。,非铁金属是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。常用的非铁金属有金、银、铜、铅、锌、铂、镁等。广义的非铁金属还包括非铁合金,它是以非铁金属为基体,加入一种或多种其他元素而构成的合金,常用的有铅合金、镁合金、铜合金、轴承合金等。,二、认识钢铁材料零件1.气缸体气缸体的材料属于铸铁中的灰铸铁,其断口呈灰色,牌号为HT200,具有好的刚度、强度、尺寸稳定性,常用于汽车基础件的制造,如气门导管、减振器壳体、飞轮、离合器壳体、变速器壳、气缸盖等。,2.后桥壳后桥壳的材料属于铸铁中的可锻铸铁,牌号为KT350-10,它具有好的刚度、尺寸稳定性、一定的强度,适合制造一些形状复杂、截面较小,而强度和韧性要求又较高的薄壁零件,如主减速器壳、差速器壳、转向器壳、钢板弹簧吊架和制动蹄等。,3.曲轴曲轴的材料属于铸铁中的球墨铸铁,牌号为QT400-17,它具有良好的耐磨性、减振性和可加工性,强度接近于钢,可用来代替铸钢、锻钢和非铁金属,适合制造高负荷、耐磨损和抗冲击的重要零件,如凸轮轴、齿轮、蜗杆和蜗轮等。,4.气缸套如图10-1所示,气缸套的材料属于合金铸铁,即在灰铸铁或球墨铸铁中加入一定量的合金元素,使铸铁具有耐热、耐酸、耐磨等特殊性能。例如,活塞环、飞轮、凸轮轴、气门座和图10-2所示的液压挺柱等均用此类材料制成。,图10-1气缸套,图10-2液压挺柱,5.油底壳油底壳的材料属于结构钢中的低碳钢,牌号为Q345,它具有一定的强度、刚度和好的韧性、塑性,适合制造汽车上的薄板零件,如车身、车门、油箱、仪表板、衬垫和连杆轴瓦的钢背等。,6.活塞销活塞销的材料为渗碳钢,牌号为20、20CrMnTi,用于制造表面要求具有高的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限,而心部仍保持足够塑性和韧性的零件,如图10-3所示的齿轮,以及凸轮轴、气阀挺杆、拉杆、球头销、球碗、前桥半轴、万向节十字轴等。,图10-3齿轮,7.连杆连杆(图10-4)的材料为调质钢,牌号为45、45Cr,它具有高的硬度、强度、疲劳极限、冲击韧度,适用于受力复杂的机件,如前桥前轴、转向节臂、半轴、曲轴、凸轮轴、连杆螺栓、转向节,以及图10-5所示的缸盖螺栓等。,图10-4连杆,图10-5 缸盖螺栓,8.气门弹簧气门弹簧的材料为弹簧钢,它具有高且稳定的弹性极限、高的强度和疲劳极限,能承受较大的冲击载荷,并具有足够的塑性和韧性,牌号为65Mn、50CrMn,适合制造各种弹簧和弹性元件,如钢板弹簧、离合器膜片弹簧、波形片弹簧,以及图10-6所示的摇臂轴弹簧、图10-7所示的悬挂弹簧等。,图10-6摇臂轴弹簧,图10-7悬挂弹簧,9.轴瓦轴瓦(图10-8)的材料为轴承钢、轴承合金,它具有良好的耐磨性、较高的疲劳极限,牌号有ZchSnSb12-4-10、ZchPbSb16-16-2等,是主要用来制造滑动轴承的材料,如图10-9所示的连杆轴瓦和凸轮轴轴瓦等。常用的轴承合金有锡基轴承合金、铅基轴承合金和铝基轴承合金三类。,图10-8曲轴主轴瓦,图10-9连杆轴瓦,10.排气门排气门(图10-10)的材料为耐热钢,牌号为4Cr10Si2Mo,它在高温下具有良好耐氧化能力,且具有较高的高温强度。耐热钢的种类有锅炉用钢、汽轮机叶片用钢等。,图10-10排气门,11.排气歧管排气歧管的材料为不锈钢,它具有较高的室温和高温强度、持久强度、硬度和耐磨性,以及良好的耐燃气腐蚀性和耐氧化性,能保持尺寸稳定和不变形,并具有高的导热系数。例如,溢流管、催化转化器、图10-11所示的消声器、图10-12所示的排气尾管等零件均用此类材料制成。,图10-11消声器,图10-12排气尾管,三、认识非铁金属零件1.活塞图10-13所示活塞的材料为高硅铝合金,牌号为ZL108、ZL110等,它具有高温强度高及膨胀系数小的特点,适合制造强度要求高而重量轻的零件,如图10-14所示的气缸盖、散热器、风扇叶片、客车车身覆盖件和装饰件等。,图10-13活塞,图10-14气缸盖,2.进、排气歧管垫图10-15所示的排气歧管垫的材料为纯铜(俗称紫铜),它具有良好的导电性、耐蚀性和很好的塑性,在汽车上除用来制造电气零件和导线外,还用于制造图10-16所示的气缸垫、轴承垫片和密封件等。,图10-15排气歧管垫,图10-16气缸垫,3.连杆小头衬套连杆小头衬套的材料为黄铜,它是铜与锌的合金,其颜色随含锌量的增加由黄红色逐渐变为淡黄色,其力学性能也随其含锌量的变化而变化。黄铜在汽车上主要用于制造汽油滤清器滤芯、图10-17所示的油管、图10-18所示的油管接头和转动销轴的衬套等。,图10-17油管,图10-18油管接头,常见汽车非金属材料零部件见表10-2。仔细观察各种非金属零件的外形和结构。,表10-2常见汽车非金属材料零部件,表10-2常见汽车非金属材料零部件,非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等。,1.轮胎图10-19所示轮胎的外胎材料一般为天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶,内胎材料一般为丁基橡胶。橡胶是在使用温度范围内处于高弹性状态的高分子材料,广泛应用于弹性元件、密封元件、减振元件和传动元件,在工业生产中有着重要的地位。橡胶也是汽车工业中常用的一种重要材料,具有一定的强度,优异的抗疲劳性,良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等性能。轮胎是汽车上的主要橡胶件,此外还有各种橡胶软管、密封件和减振垫等,约300余种。一辆轿车上的橡胶件重量占车重的10%以上。,图10-19轮胎,汽车中常用的橡胶件还有图10-20所示的输送管(部分油管也由橡胶制成)、图10-21所示的橡胶密封件(气门室垫片也属于此类)、传动带等。,图10-20输送管,图10-21橡胶密封件,2.汽车顶盖汽车顶盖的材料一般为聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、ABS塑料、聚氨酯(PUR)、酚醛塑料(PF)和聚碳酸酯(PC)等塑料。塑料是一种以有机合成树脂为主的高分子材料,它通常可在加热、加压条件下被注射或固化成型,故称为塑料。汽车用塑料按照用途可分为内饰件用塑料、工程塑料和外装件用塑料,常用于门内板人造革、图10-22所示的油箱、图10-23所示的汽车保险杠、翼子板衬里、挡泥板、仪表板、图10-24所示的车轮罩、转向盘、座椅、图10-25所示的分电器盖、水泵壳体、油泵壳体、正时齿轮罩盖、图10-26所示的车灯玻璃涂层等。,图10-26车灯,图10-25分电器盖,图10-24车轮罩,图10-23汽车保险杠,图10-22自动变速器油箱,3.火花塞火花塞的材料为陶瓷。陶瓷是用无机粉状物料经过成形塑造和高温烧结而制成的无机非金属材料,具有耐高温、硬度高等特点,用于制造图10-27所示的氧传感器,以及爆燃传感器、温度传感器等零件。,图10-27氧传感器,4.汽车制动摩擦片图10-28所示制动蹄的材料为汽车用摩擦材料,是汽车上的消耗性材料之一,主要起到传递动力、制动减速、停车制动等作用,对汽车的安全性、使用性及操纵稳定性起着十分重要的作用。摩擦材料具有良好的冲击韧度、抗压强度、抗剪强度及良好的导热性、耐热性,其性能随温度的变化小,汽车离合器摩擦片等采用了该材料。,图10-28制动蹄,5.滑动轴承滑动轴承的材料为无铅铜基自润滑复合材料。复合材料是由两种或两种以上不同材料组合而成的材料,它在强度、刚度、耐蚀性等方面比单一的金属材料、陶瓷材料和聚合物材料等都优越。,6.轿车后风窗玻璃轿车后风窗玻璃采用钢化玻璃制成。钢化玻璃的耐冲击能力是普通平板玻璃的69倍,能耐上百度的高温,而且一旦碎裂,其碎片呈蜂窝状的小块,不易伤人,有较好的安全性。,7.轿车前风窗玻璃轿车前风窗玻璃采用夹层玻璃制成。夹层玻璃在两层玻璃中间夹了一层安全膜,从而将两层玻璃牢固地结合起来。当汽车发生碰撞时,玻璃发生碎裂,其碎片会粘在安全膜上,安全膜有一定的韧性,在受到撞击时会弯曲拱起,吸收一部分撞击能量,其强度超过了钢化玻璃。,其他高分子材料也在汽车上有较广泛的应用,如胶粘剂是能把两种材料粘接在一起的新型材料,汽车用胶粘剂具有粘接、密封等作用。合成纤维主要用于制造坐垫、安全带、内饰等。,谢谢观看,
