机械基础 项目三 认识自行车典型零件的制造材料.ppt

新材料补短板，人造太阳终建成“人造太阳”的腔体器壁因温度高达上亿度，其材料是另一个难点。而且虽然有强磁场约束，仍然会有一些高温等离子体逃逸，打在器壁上造成损伤。起初EAST使用的是石墨材料，热负荷能力达到每平方米1兆瓦，随着技术的进步，目前器壁材料已经发展到第三代，改为自主研发的钨铜合金材料，如右图所示，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦。新材料补短板，人造太阳终建成高技术新材料指超导材料、智能材料、生物医用材料、新型结构材料（高温合金、难熔金属、金属间化合物、钛合金、镁合金）。新材料的发展趋势是注重多学科交叉，新材料整体向高性能化、多功能化、复合化、智能化和经济实用化方向发展；结构材料仍然是研究和开发的主题，高技术新材料研究与现有材料提升改造并重，以满足工业经济和国防安全的基础产业的需求，功能材料时21世纪新材料研究与开发的热点；重视材料及制品和生态环境与资源的协调性，先进制造将绿色制造、高技术化、信息化、极端制造方向发展，成为提升产业竞争力的关键技术，例如微电子光刻技术、重大装备制造技术。****3.3.2?认识铝合金（3）超硬铝合金超硬铝合金的主要合金元素是铜、镁、锌。这类铝合金时效强化处理效果最好，强度最高，其比强度相当于超高强度钢，故名为超硬铝合金。这类铝合金的缺点是抗蚀性差，一般采用含锌量1%的铝锌合金或纯铝进行包铝，以提高抗蚀性。另外，耐热性也差，当温度高于120℃时就会软化。主要用于制造质量小、受力较大、工作温度较低的结构件，如飞机大梁、桁架、起落架等。3.3.2?认识铝合金（4）锻造铝合金锻造铝合金的合金元素种类多，但含量较少，多数为铜、镁、硅等。这类铝合金可通过固溶处理及人工时效来强化，但热塑性及耐腐蚀性较高，适用于锻造，故称之为锻铝。主要用做各种形状复杂，比强度要求高，并可在高温下工作的锻件。如发动机风扇叶片、内燃机活塞、汽缸盖、压气机叶轮等。3.3.2?认识铝合金2.铸造铝合金铸造铝合金与变形铝合金相比其力学性能较差，但铸造性能好，可进行各种铸造，以制造形状复杂的零件，如右图所示的汽车轮毂。按所含主要合金元素的不同，铸造铝合金可分为铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系等四个系列。铸造铝合金的代号则由字母“ZL”（即“铸铝”）及其后面的三个数字组成。ZL后面的第一个数字表示合金系列，其中1为铝硅系，2为铝铜系，3为铝镁系，4为铝锌系。后两个数表示顺序号。优质合金在数字后面附加字母A。3.4.1?认识高分子材料塑料塑料是以有机合成树脂为主要成分，再加入添加剂组成的。由塑料颗粒制成塑料产品，如右图所示。高分子材料又称为高分子化合物或高分子聚合物，简称高聚物，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。塑料颗粒和塑料制品3.4.1?认识高分子材料（1）塑料的组成1）合成树脂合成树脂是由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物，如酚醛树脂、聚乙烯等是塑料的主要组成，也起粘结剂作用。2）添加剂为改善塑料的性能而加入的其他组分，主要有填料、增塑剂、稳定剂、固化剂等，还可根据需要加入润滑剂、着色剂、阻燃剂、抗静电剂和发泡剂等3.4.1?认识高分子材料（2）塑料的性能1）物理性能：密度小，不加任何填料或增强填料的塑料，只有钢的1/8~1/4。另外，塑料的电绝缘性好，介质损耗小，因此在电器、电机、电子工业方面应用广泛。2）化学性能：塑料一般能耐酸、碱、油、水及大气等的侵蚀，其中聚四氟乙烯甚至能耐强氧化剂“王水”的侵蚀。塑料广泛用于制造在腐蚀条件下的零部件和化工设备。3）力学性能：塑料的强度和弹性模量都很低，减摩性好，如聚四氟乙烯自摩擦系数只有0.04，具有很好的减摩性。另外，塑料还由于自润滑性能好，所以适合于制造轴承、凸轮、密封圈等要求减摩性好的零件，特别是对在无润滑或少润滑的摩擦条件下工作的零件尤为适合。3.4.1?认识高分子材料（3）常用工程塑料根据树脂的热性能，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。1）热塑性塑料热塑性塑料受热时软化，冷却后固化，再受热时又软化，具有可塑性和重复性。这类塑料主要有聚酰胺、ABS塑料、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、有机玻璃等。3.4.1?认识高分子材料1）热塑性塑料聚酰胺（PA）：聚酰胺通常称为尼龙或锦纶，具有突出的耐磨性和自润滑性能，良好的韧性，耐油、摩擦系数小，抗霉、抗菌、无毒，良好的成形性能等。其缺点是耐热性低，工作温度不超过100℃，蠕变值较大，导热性差，约为金属的1/100，吸水性较大、尺寸稳定性低。在机械工业中多用于制造小型零件，常用来代替青铜使用，以节约较贵重的铜，如制造齿轮、凸轮、导板、螺钉和螺母等。3.4.1?认识高分子材料1）热塑性塑料ABS塑料：