專案一常用金屬材料
課題四有色金屬
【課題名稱】
有色金屬和非金屬材料
【教學目標與要求】
一、知識目標
1）了解銅、鋁等有色金屬的分類、牌號及效能。
2）了解常用工程塑料、橡膠、陶瓷和複合材料的組成、分類及特性
二、能力目標
1）能看懂有色金屬牌號的含義，了解其主要特性。
2）了解常用非金屬材料的種類及特性。
三、素質目標
了解常用機械零件有色金屬和非金屬材料的種類及主要特性。
四、教學要求
熟悉有色金屬的種類、牌號及主要特性，了解非金屬材料的主要種類和特性。
【教學重點】
常用有色金屬的牌號及特性，非金屬材料的分類及特性
【難點分析】
有色金屬及非金屬材料種類繁多，不易記憶，應當抓住常用的幾種材料作為講課重點，其餘的材料需要時會查閱相關材料即可。課程講授的過程中應防止出現又多又亂的問題。
【分析學生】
本次課的內容並不困難，但是內容多而亂，應當從常用的材料出發，避免內容過多過亂而沒有突出應用的重點。同時，還應當從學生能見到和想到的實際出發，加深印象，達到理論聯絡實際的效果。
【教學思路設計】
內容多而不難，屬於常識性介紹，要抓住常用的應用材料，理論聯絡實際來教學，以提高教學效果。應多舉學生能見到和想到的例項。
【教學安排】
2學時（90分鐘）
【教學過程】
一、有色金屬
鋼鐵被稱為黑色金屬，除此之外的金屬材料都呈現出其他顏色，如鋁為白色，銅為紫黃色等，被稱為有色金屬。工業上常用的有色金屬為銅、鋁、鎂、鋅等。
1. 銅及銅合金
1）純銅由於呈紫色，又名紫銅。其熔點比鋼低，為1083 c,密度比鋼大，為8.9 g/cm3（鋼的熔點為1538 c，密度為7.
8 g/cm3），可以感到銅比鋼重。純銅由電解加工得到，主要應用於冶煉銅合金作為原材料。
2）銅合金是以銅為基礎加入鋅或錫等金屬熔煉而成的。銅合金按其成分不同可分為黃銅、青銅和白銅三種，按加工方法不同可分為壓力加工銅合金和鑄造銅合金兩類。
① 黃銅由銅和鋅組成。常用的加工黃銅有h62、h70，h是「黃」字漢語拼音的首位字母。h6262表示含銅量為62％，其餘38％為鋅。
鋅的含量越高，黃銅的顏色越白，其硬度越大，但越脆、不易彎曲，如低價位的黃銅導線很硬且易折斷，但其**較低廉。黃銅常用做電線、板、管材或電氣元件。在黃銅中加入錫、矽等其他元素，可作成具有特殊效能要求的材料，如加入錫可增加黃銅的耐蝕性。
鑄造黃銅牌號如zcuzn38、zcuzn40mn2，z的含義為鑄造。zcuzn40mn2表示zn含量為40％，錳的含量為2％，其餘為銅的鑄造黃銅。。
② 青銅由銅和錫等金屬組成。由於呈青色而得名青銅。其牌號用q表示，如qsn4-3，表示錫含量為4％，鋅含量3％，其餘為銅的錫青銅。
錫青銅具有較好的塑性和適當的強度，且有較好的耐磨性，常用來製造滑動軸承和蝸輪的齒面。
鑄造青銅的牌號如zcusn10zn2，表示錫含量為20％、鋅含量為2％，其餘為銅的鑄造青銅。而壓力加工的青銅又按其含不同的金屬分為錫青銅、鋁青銅、鈹青銅和矽青銅等不同種類。青銅以鑄造青銅的應用最多。
2. 鋁和鋁合金
鋁及其合金的應用僅次於鋼鐵，其密度僅為2.72 g/cm3，為鐵的1/3，是一種銀白色的輕金屬。鋁具有良好的導熱性和導電性，且易與氧形成al2o3保護薄膜。
純鋁由電解方法得到，主要應用於製造鋁合金。鋁合金是以鋁為基礎加入多種合金元素（如銅、鋅、鎂等）而組成的，。鋁合金的強度比純鋁高，所以應用較廣，可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。
1）變形鋁合金由壓力加工製造而成，其外形主要有棒材、管材和板材。按組成的合金元素不同分為防鏽鋁、硬鋁、超硬鋁和鍛鋁等，如飛機大樑和起落架選用超硬鋁，而外殼用硬鋁即可。
2）鑄造鋁合金用於製造內燃機氣缸體、活塞、外殼等零件。其牌號如zalsi12，表示矽含量為12％的鑄造鋁合金。鑄造鋁合金按成分不同分為al-si系、al-cu系、al-mg系和al-zn系四類，分別用代號1～4表示。
如代號zl102表示鑄鐵鋁合金第一類鋁矽系中的02號鑄造鋁合金。每一類的特性因合金元素不同而不同，必要時可查閱相關資料。
3. 滑動軸承合金
滑動軸承合金是指作為滑動軸承軸瓦和內襯的合金，常稱為巴氏合金。滑動軸承合金由多種合金組成，耐磨損，摩擦係數小，具有較高的強度和硬度，易儲存潤滑油和良好的磨合性，目前被廣泛應用。
二、非金屬材料
非金屬材料在機械零件中的應用越來越廣泛，如汽車中的零件有40％是由工程塑料製成的。常用的非金屬材料有工程塑料、橡膠、陶瓷和複合材料。
1. 工程塑料
1）組成以高分子化合物樹脂為基礎，加入其他新增劑製成。
2）分類按塑料的功能分為通用塑料(用於製造日常生活用品、包裝材料)、工程塑料(用於製造機械零件，如有機玻璃、尼龍、abs塑料)和特種塑料（如醫用塑料）。
3）特性質輕、耐腐蝕、絕緣性好，成形簡單。
4）應用機械零部件、耐磨件、耐蝕件、密封件及透明件。其用途廣泛，可以說生活中離不開塑料，如ppr塑料管材已代替傳統的鍍鋅管用做住宅的上下水管，不僅壽命長，而且不易形成水垢，提高了自來水的品質；又如，建築外牆貼上塑料泡沫，起到保溫節約能源的作用。
2. 橡膠
以生膠（天然和合成兩種）為基礎加入配合劑製成。常用的配合劑有硫化劑等，起定型、防老化及軟化作用。
1）特性高彈性是其最主要的特性，耐磨和優良的電絕緣性也是其重要的特性。
2）應用如輪胎、v帶、管道與輸送帶、電工絕緣材料和制動件等。
3. 陶瓷
陶瓷是以天然的矽酸鹽泥土為原料，經過成形、燒結而成的。其主要特性是具有極高的硬度和極低的韌性，能承受極高的溫度而不變形，可應用於火箭噴嘴等在高溫條件下工作的零件。陶瓷的應用極為廣泛，在化工、電子、機械等行業中都應用很廣。
在生活中也離不開陶瓷，如生活用具、水龍頭的閥片等。
按應用條件不同可將陶瓷分為傳統陶瓷、特種陶瓷和金屬陶瓷三種。
4. 複合材料
複合材料是由兩種以上的材料組合而成的。例如，新型自來水鋁塑管代替了傳統的鐵管，它是由鋁管外套上一層塑料管組合成的。用於裝飾材料的鋁塑板不僅能夠減輕建築的重量，而且還不會生鏽。
複合材料按其組成的成分不同可以分為以塑料為基體、以金屬為基本、以橡膠為基本的多種複合材料。
複合材料的主要特性依所組合的材料不同而不同，主要具有強度高、減摩性好、抗振性好、吸聲效果好和保溫性好等優點。使用時應根據工作條件來選擇相應的複合材料的種類和牌號。
三、小結
1）有色金屬以銅和鋁的合金應用最廣，最常用的是鑄造青銅、鑄造鋁合金及軸承合金，但其**較高。
2）非金屬材料以工程塑料和橡膠應用最廣，隨著複合材料的應用，其獨特的優點在有些地方有代替鋼材的趨勢。
3）有色金屬的分類和牌號很多，使用時可查相關資料。
四、布置作業
有色金屬材料 非金屬材料
題4 12 4 20。二 匯入新課 有色金屬是指鋼鐵以處的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有某些獨特的效能，是現代工業中不可缺少的金屬材料。有色金屬應用較廣的是鋁 銅及其合金和軸承合金等。非金屬材料是指金屬材料以外的所有固體材料。非金屬材料 廣泛，成形工藝簡單，又有某些特殊效能，應用日益廣泛，已成為...
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