精密機(jī)械零件的常用材料文章目錄[隱藏]

1）鋼2)鑄鐵3）有色金屬4）非金屬材料

5）復(fù)合材料在\o"查看與精密機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的文章"精密機(jī)械設(shè)計(jì)中,正確選用零件的材料和熱處理方法,對(duì)保證和提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量,降低成本,有著十分重要的意義。

在精密機(jī)械中應(yīng)用的材料,按用途可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。結(jié)構(gòu)材料是指工程上要求具有一定\o"查看與強(qiáng)度相關(guān)的文章"強(qiáng)度、\o"查看與剛度相關(guān)的文章"剛度﹑塑性,硬度、耐磨性等力學(xué)性能的材料;功能材料是指具有光、電,聲、熱﹑磁等功能和效應(yīng)的材料。根據(jù)材料的特點(diǎn)及性質(zhì)，一般可分為金屬材料、非金屬材料和復(fù)合材料,其中非金屬材料又可分為無(wú)機(jī)非金屬材料和有機(jī)材料。

金屬材料是精密機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的材料,具體又可分為黑色金屬材料和有色金屬材料兩類,黑色金屬材料是指鐵基金屬合金,包括鋼和鑄鐵。

1）鋼鋼是鐵和碳的合金,有時(shí)也含有其他金屬\o"查看與或非相關(guān)的文章"或非金屬元素。鋼可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。(1）碳素鋼

碳素鋼的性能主要取決于鋼中的碳含量。按碳含量的不同,碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。碳素鋼價(jià)格低廉,容易獲得和加工。通過增﹑減碳含量和進(jìn)行不同的熱處理,可以改善碳素鋼的性能,滿足一般生產(chǎn)上的要求。對(duì)于受力不大,基本上承受靜載荷的零件,可選用普通碳素鋼;當(dāng)零件受力較大,承受變應(yīng)力或沖擊載荷時(shí),可選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼。由于碳素鋼淬透性低,且不能滿足一些特殊的性能要求,如耐熱、耐低溫(低溫下韌度高)、耐腐蝕、耐磨等,因而它的使用受到了限制。

(2）合金鋼

當(dāng)零件受力較大,承受變應(yīng)力,工作情況復(fù)雜,熱處理要求較高時(shí),一般選用合金鋼。合金鋼中含有一定數(shù)量的合金元素。合金元素的加入對(duì)鋼的性能影響很大,可以增加材料的\o"查看與強(qiáng)度相關(guān)的文章"強(qiáng)度﹑硬度﹑延展性和韌度,提高其耐磨﹑耐酸﹑防銹和抗腐蝕等性能。根據(jù)加入合金元素總量的不同,合金鋼可分為低合金鋼、中合金鋼和高合金鋼。2)鑄鐵鑄鐵的抗拉強(qiáng)度﹑塑性和韌度較差,但抗壓強(qiáng)度較高﹐具有良好的鑄造性、切削加工性和減摩性等,且價(jià)格低廉。鑄鐵分為灰鑄鐵和球墨鑄鐵。

(1）灰鑄鐵

灰鑄鐵中的碳主要以自由狀態(tài)的片狀石墨形式存在,斷口呈灰色。灰鑄鐵成本低、鑄造性好,可制成形狀復(fù)雜的零件,且具有良好的減振性能?；诣T鐵本身的抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度,故適用于制造在受壓狀態(tài)下工作的零件。但灰鑄鐵的脆性很大,不宜承受沖擊載荷。

(2）球墨鑄鐵

球墨鑄鐵中的碳主要以球狀石墨形式存在,具有較高的延展性和耐磨性。球墨鑄鐵的強(qiáng)度比灰鑄鐵高,接近于碳素結(jié)構(gòu)鋼,而減振性優(yōu)于鋼,因此多用于制造受沖擊載荷的零件。3）有色金屬工業(yè)上把鐵以外的金屬統(tǒng)稱為有色金屬,以有色金屬為主要元素組成的合金稱為有色金屬合金。有色金屬及其合金具有一些特殊性能,如良好的減摩性,耐蝕性、耐熱性和導(dǎo)電性等，在精密機(jī)械中多作為耐磨﹑減摩、耐蝕或裝飾材料來(lái)使用。

(1)銅和銅合金

銅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性﹑耐蝕性和延展性。常用的銅合金有黃銅﹑青銅等。黃銅是銅與鋅的合金,可鑄造也可鍛造,有良好機(jī)械加工性能。青銅是在銅合金中加入錫﹑鉛等元素形成的。加入元素以錫為主的稱為錫青銅,錫青銅的強(qiáng)度、硬度、耐磨性及耐腐蝕性都比黃銅高,具有良好的彈性,導(dǎo)電性﹑切削性能和壓力加工性能。銅合金中加入的主要元素不是鋅和錫的合金,稱為無(wú)錫青銅,如銅合金中加入鋁、鍍、鉛等元素,分別形成鋁青銅﹑鍍青銅、鉛青銅。鋁青銅的強(qiáng)度比黃銅和錫青銅都高,且價(jià)格便宜,常用來(lái)制造承受重載、耐磨的零件。鍍青銅經(jīng)淬火和人工時(shí)效處理后,強(qiáng)度、硬度、彈性極限和疲勞極限均有較大的提高,具有良好的耐蝕性,導(dǎo)電和導(dǎo)熱性,而且其無(wú)磁性,是制造某些彈性元件的極好材料,但成本較高。

(2）鋁合金

鋁合金是在鋁中加入銅、鎂、錳、鋅、硅等形成的。鋁合金分為鑄鋁合金和硬鋁合金兩種。鑄鋁合金的鑄造性能良好﹐切削性能較差,具有足夠的強(qiáng)度、良好的塑性和耐蝕性,常用于制造光學(xué)儀器和精密機(jī)械的殼體和支座。硬鋁合金經(jīng)軋制成材,廣泛用于制造精密機(jī)械中的結(jié)構(gòu)零件。鋁合金不耐磨,可用鍍鉻的方法提高其耐磨能力。鋁合金使用時(shí)不產(chǎn)生電火花,故可用作儲(chǔ)存易燃易爆物的容器材料。

(3）鈦合金

鈦合金中主要加人的元素有鋁、鉻、錳、鐵、鉬、釩等。鈦和鈦合金的密度都較小,高﹑低溫性能較好,強(qiáng)度高﹐并具有良好的耐蝕性,所以在航空、造船、化工等工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。4）非金屬材料在精密機(jī)械和儀器儀表中,除了大量應(yīng)用各種金屬材料外,還經(jīng)常使用各種非金屬材料，如橡膠、工程塑料、人工合成礦物等。

(1）橡膠﹑橡膠除具有較大的彈性和良好的絕緣性之外,還有良好的耐磨損、耐化學(xué)腐蝕和耐放射性等性能,應(yīng)用非常廣泛。

(2）工程塑料﹑工程塑料是以天然樹脂或人造樹脂為基礎(chǔ),加人填充劑﹑增塑劑、潤(rùn)滑劑等制成的高分子有機(jī)物。其密度小,質(zhì)量小,耐腐蝕性能好﹑容易加工,可用注塑、擠壓成型的方法制成各種形狀復(fù)雜、尺寸精確的零件。

工程塑料按其成形工藝的特點(diǎn),可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。常用的熱塑性塑料有:聚酰胺(尼龍)聚甲醛、聚碳酸酯、氯化聚醚、有機(jī)玻璃等。常用的熱固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料等。

(3)人工合成礦物

常用的人工合成礦物有石英和剛玉。石英的主要成分為二氧化硅，石英是透明的,有天然與人工合成的兩種。石英晶體是一種六棱柱形多面體,兩端呈角錐形。石英是各向異性體,具有壓電效應(yīng)。電子鐘、電子表及各種頻率計(jì)中的晶體振蕩器都是由石英晶體制成的。

剛玉俗稱寶石,硬度僅次于鉆石,其主要成分是三氧化二鋁。純凈的寶石無(wú)色,但由于雜質(zhì)的滲入會(huì)呈現(xiàn)紅﹑藍(lán)﹑黑、褐等不同顏色。如滲入氧化鉻和二氧化鈦的剛玉呈紅色,即為紅寶石;滲入氧化鈦和氧化鐵的剛玉呈藍(lán)色,即為藍(lán)寶石。儀器儀表和鐘表行業(yè)一般使用紅寶石來(lái)制造微型軸承,如一些航空儀表、百分表和鐘表等中的寶石軸承。

5）復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的金屬材料\o"查看與或非相關(guān)的文章"或非金屬材料,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行定向處理或復(fù)合而得到的一種新型材料。常見的復(fù)合材料有纖維復(fù)合材料,