机械制造技术(第二版)
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1.6 有色金属及其合金

在工业生产中,通常把铁及其合金称为黑色金属,除黑色金属以外的其他金属称为有色金属。常用的有色金属有铝及铝合金、铜及铜合金、滑动轴承合金等。

1.6.1 铝及铝合金

1.6.1.1 工业纯铝

工业纯铝的纯度为99.7%~99.80%,是一种银白色的轻金属,具有良好的导电性和导热性。纯铝的强度很低,塑性很好,易塑性变形加工成材;熔点低,可铸造各种形状的零件;与氧的亲和力强,在大气中表面会形成一层牢固致密的氧化膜,可以阻止进一步氧化,从而使它在大气和淡水中具有良好的耐蚀性。

纯铝的牌号有1070A、1060A、1050A、1035、1200等。工业纯铝主要用于制造电缆电线的线芯和导电零件、耐蚀器皿、生活器皿以及配制铝合金和做铝合金的包覆层等。

1.6.1.2 铝合金的分类

由于纯铝的强度低,向铝中加入硅、铜、镁、锌、锰等合金元素制成铝合金,具有较高的强度,并且还可用变形或热处理方法,进一步提高其强度,而仍保持其密度小、耐腐蚀的优点,在航空工业中得到广泛应用。

铝合金按其成分和工艺特点不同,分为铸造铝合金与变形铝合金两类。

(1)铸造铝合金

铸造铝合金具有良好的铸造性,但塑性较差,常用变质处理和热处理的办法来提高其力学性能。铸造铝合金按主要合金元素的不同分为铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金四种。

(2)变形铝合金

变形铝合金又可分为不能热处理强化的铝合金(防锈铝合金)和能热处理强化的铝合金(包括硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金)两种。

1.6.2 铜及铜合金

1.6.2.1 工业纯铜

工业纯铜的纯度为99.50%~99.90%,俗称紫铜。它具有优良的导电性、导热性及良好的耐蚀性,强度不高,硬度很低,塑性很好。

工业纯铜分为四种:T1、T2、T3和T4。“T”为铜的汉语拼音字头,编号越大,纯度越低。工业纯铜主要用于制作电线、电缆、电器开关及配制各种铜合金等。

1.6.2.2 铜合金

铜合金按其化学成分可分为黄铜、青铜和白铜三大类。

(1)黄铜

铜锌合金或以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。黄铜具有良好的塑性和耐蚀性,良好的变形加工性能和铸造性能。

(2)青铜

青铜原指在纯铜中加入锡或铅的合金,但逐渐地把除锌以外的其他元素的铜基合金,也称为青铜。因此青铜包含锡青铜、铝青铜、铍青铜和硅青铜等。

(3)白铜

白铜是以镍为主要添加元素的铜基合金,呈银白色,有金属光泽,故名白铜。白铜性能良好,塑性好、硬度高、耐腐蚀。

1.6.3 滑动轴承合金

轴承合金是指制造滑动轴承中轴瓦及内衬的合金。为了减少轴承对轴颈的磨损,确保机器的正常运转,轴承合金应具有足够的强度和硬度、良好的耐磨性和减磨性。

最常用的轴承合金是锡基或铅基轴承合金,亦称“巴氏合金”。

(1)锡基轴承合金

锡基轴承合金膨胀系数小,减摩性好,并且具有良好的导热性、塑性和耐蚀性,适应于制造汽车、拖拉机、汽轮机的高速轴瓦,但其疲劳强度差。

(2)铅基轴承合金

铅基轴承合金的硬度、强度和韧性比锡基轴承合金低,但由于价格便宜,铸造性能好,常做低速、低负荷的轴承使用,如汽车、拖拉机的曲轴轴承及电动机轴承等。