汽车配件与物流管理课件.ppt
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1、本次课主要内容本次课主要内容第二章第二章 常用汽车材料及常见易损件常用汽车材料及常见易损件汽车车身常用材料汽车运行材料汽车轮胎滚动轴承与油封汽车油漆汽车美容养护用品汽车常见易损件学习目标学习目标学习学习目标目标解汽车常用材料的总体分类及基本性能,掌握汽车解汽车常用材料的总体分类及基本性能,掌握汽车常用金属和非金属材料的不同特征常用金属和非金属材料的不同特征。技能技能目标目标理解汽车轮胎的种类,了解汽车油漆用品在汽车材理解汽车轮胎的种类,了解汽车油漆用品在汽车材料中的地位,识别滚动轴承的结构和代号,掌握油料中的地位,识别滚动轴承的结构和代号,掌握油封的作用和相关技术参数的要求封的作用和相关技术参
2、数的要求。熟练掌握汽车运行材料的性能、分类、使用注意事熟练掌握汽车运行材料的性能、分类、使用注意事项,领会汽车美容业巨大的利润空间和市场潜力,项,领会汽车美容业巨大的利润空间和市场潜力,对常见的汽车易损件有正确的了解和认识。对常见的汽车易损件有正确的了解和认识。能力能力目标目标 第二章第二章 常用汽车材料及常见易损件常用汽车材料及常见易损件 汽车上每个零部件的生产制造都涉及到材料问题。据统计,汽车上的零部件采用了4千余种不同的材料加工制造。从汽车的设计、选材、加工制造,到汽车的使用、维修和养护无一不涉及到材料。材料是汽车工业的基础材料是汽车工业的基础现代汽车要满足现代汽车要满足:安全、舒适、自
3、重轻、污染排放低、能耗小、价格安全、舒适、自重轻、污染排放低、能耗小、价格低等要求低等要求.材料是首要考虑方面。材料是首要考虑方面。1.1.汽车工程材料汽车工程材料:(包括分类包括分类,性能性能,牌号牌号,热处理工艺及应用热处理工艺及应用)2.2.汽车运行材料汽车运行材料汽车应用材料的组成汽车应用材料的组成 1.1.汽车工程材料的分类汽车工程材料的分类 金属材料金属材料(纯金属及合金)黑色金属黑色金属(钢铁钢铁 )有色金属有色金属 (Cu(Cu、AlAl、TiTi、Mg Mg)非金属材料非金属材料 有机高分子材料有机高分子材料(主要成分、)(主要成分、)塑料、橡胶、塑料、橡胶、合成纤维等合成纤
4、维等 无机材料无机材料 玻璃、水泥、陶瓷等玻璃、水泥、陶瓷等 复合材料复合材料玻璃纤维增强塑料等例1 典型零部件材料应用:例2 金属材料在汽车零部件中的应用:例例3 3 非金属材料在汽车零部件中的应用:非金属材料在汽车零部件中的应用:以现代轿车用材为例,按照重量来换算,以现代轿车用材为例,按照重量来换算,钢材占汽车自重的钢材占汽车自重的55%-60%55%-60%,铸铁占铸铁占12%-5%12%-5%,有色金属占有色金属占6%10%6%10%,塑料占塑料占8%12%8%12%,橡胶占,橡胶占4%4%,玻璃占,玻璃占3%3%,其他材料(油漆、各种液体等)占其他材料(油漆、各种液体等)占12%6%
5、12%6%。2.汽车材料的应用 车用汽油车用汽油 燃料燃料 轻柴油轻柴油 其它代用燃料其它代用燃料 发动机油发动机油 车辆齿轮油车辆齿轮油 润滑油润滑油 液力传动油液力传动油 液压油液压油 润滑脂润滑脂 制动液制动液 工作液工作液 减振器液减振器液 发动机冷却液发动机冷却液 制冷剂制冷剂 轮胎轮胎汽车运行材料汽车运行材料3.汽车运行材料汽车运行材料(一)金属材料性能 金属材料的性能,一般为分两类:一类是使用性能,它反映金属材料在使用过程中所表现出来的特性,包话机械性能、物理性能和化学性能,它决定了金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命;另一类是工艺性能,它反映金属材料在加工制造过程中的各种特
6、性。包括铸造性能、锻压性能、焊接性能和切削加工性能等。工艺性能决定了金属材料制造零件时的难易程度。1)强度 强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的一种能力,金属材料的强度越高,表示所能承受的外力越大。2)塑性 塑性是指金属在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。汽车许多零件在加工过程中要求材料有较好的塑性。衡量材料塑性好坏的指标是延伸率()和断面收缩率()。塑性可以通过拉伸试验的方汉测得。3)冲击韧性 金属材料抵抗冲击负荷的能力,叫做冲击韧性。所谓冲击负荷就是以很大的速度作用于零件上的负荷,冲击载荷作用的速度快,应力及变形分布不均匀,因而其对材料的破坏作用远大于静载荷。如汽车的悬挂机构,在
7、汽车起步、制动或改变速度时,钢板弹簧、钢板吊耳均要受到冲击。4)硬度 硬度是指金属材料抵抗比它更硬物体压入其表面的能力,也可以说是材料抵抗局部的变形能力。硬度值是通过硬度试验机测定的。根据测定方法的不同,硬度可分为布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)和显微硬度(HL)四种。汽车板料的硬度多用布氏硬度和洛氏硬度两种方法表示。5)疲劳强度 许多汽车零件是在重复或交变应力作用下工作的,如传动轴、连杆、弹簧等。所谓重复或交变应力,是指应力的大小和方向随时间周期性的变化。在多次重复或交变应力作用下,使金属材料在远较金属的屈服强度为低时即发生断裂的现象,称为“疲劳”。1)金属材料的冲压性能
8、 金属在冷或热的状态时,在压力作用下,进行塑性变形的能力,叫做冲压性能,即金属可进行热锻、冷冲压、冷镦、冷挤压等的能力。如汽车车身、搪瓷制品的胎料及许多日用品都是用冲压方法制成的。2)金属板材的焊接性能 焊接性能是指金属材料对焊接加工的适应性。金属材料的焊接性能好,则说明该金属材料易于用一般焊接方法与工艺施焊,而且焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷,其接头强度可与母材相近。焊接性能差的材料必须用特定的方法与工艺进行焊接。3)切削加工性能 切削加工性能是指金属材料被切削加工的难易程度。金属材料的切削加工性,不仅与材料本身的化学成分、内部组织有关,还与刀具的几何参数等因素有关。工件硬度过高,刀具
9、易磨损,切削加工困难;硬度过低,容易粘刀,且不易断屑,加工后表面粗糙。所以硬度过高或过低、韧性过大的材料,其切削性能较差。1钢铁材料(1)钢 碳是决定钢性能最主要的元素,钢中的杂质对钢性能也有一定的影响。在含碳量小于0.8的碳钢中,随着含碳量的增加,钢的强度、硬度不断提高,塑性、韧性不断降低。含碳量大于0.8的碳钢,随着含碳量的增加,钢的强度不再增加,但硬度还有提高,塑性、韧性继续降低。钢可按化学成分、质量、用途等来分类。钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种多样,其主要方法
10、有如下七种:1)按品质分类 普通钢(P0.045%,S0.050%)优质钢(P、S均0.035%)高级优质钢(P0.035%,S0.030%)2)按化学成份分类 碳素钢:a.低碳钢(C0.25%);b.中碳钢(C0.250.60%);c.高碳钢(C0.60%)。合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量5%);b.中合金钢(合金元素总含量510%);c.高合金钢(合金元素总含量10%)。3)按成形方法分类(1)锻钢;(2)铸钢;(3)热轧钢;(4)冷拉钢。4)按金相组织分类 退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗体)
11、。正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。无相变或部分发生相变的 5)按用途分类 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。结构钢 a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。b.弹簧钢 c.轴承钢 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。专业用钢如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢
12、、农机用钢等。6)综合分类 普通钢 a.碳素结构钢:(a)Q195;(b)Q215(A、B);(c)Q235(A、B、C);(d)Q255(A、B);(e)Q275。b.低合金结构钢。c.特定用途的普通结构钢。优质钢(包括高级优质钢)a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。7)按冶炼方法分类 按炉种分 a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。b
13、.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或(a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。c.电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。按脱氧程度和浇注制度分a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。碳素结构钢 碳素结构钢的含碳量一般小于0.7,可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢,它要求有较高的强度、塑性和韧性。常用于制造工程结构件(如建筑的屋架、桥梁、车辆等)以及机械零件(如螺钉、螺母、冲压零件、齿轮、轴、连杆等)。碳素工具钢 碳素工具钢的含碳量在0.71.4。由于含碳量高,故硬度偏高,但红硬性差。主要用于制造各种
14、手工具,一般都需经热处理后才可使用。合金结构钢与合金工具钢 合金结构钢和合金工具钢的用途与碳素结构钢和碳素工具钢相仿,但其性能优于碳素钢。如40号钢经调质其抗拉强度b1000MPa。调质后,在硬度相同的情况下,40Cr钢的塑性和韧性均优于40号钢。铸铁是汽车制造及其它工业制造中广泛应用的一种材料。铸铁可以制造许多类型的汽车零件,如汽车上的气缸体、气缸套、活塞环、飞轮、带轮、后桥壳等。根据其含碳形式及石墨形状不同,主要分以下几类。见表2-1。1.1.薄钢板薄钢板 薄钢板薄钢板通常是指用冷轧或热轧方法生产的厚度在4mm以下的钢板。按国家标准规定供应的薄钢板,其厚度为0.24mm,宽度为600200
15、0mm,长度为12006000mm。薄钢板是汽车钣金构件的主要材料。1)冷轧薄钢板冷轧薄钢板 (GB708-2006)冷轧薄钢板是普通碳素结构钢冷轧板的简称,俗称冷板。它是由普通碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺寸精度高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板,在许多领域里,特别是家电制造领域,已逐渐用它取代热轧薄钢板。适用牌号:Q195、Q215、Q235、Q275。见表2-2。2)热轧优质薄钢板 (GB709-2006)同冷轧普通薄钢板一样,冷轧优质碳素结构钢薄钢板也是冷板中使用最广泛的薄钢板
16、。冷轧优质碳素薄钢板是以优质碳素结构钢为材质,经冷轧制成厚度小于4mm的薄板。适用牌号:08、08F、10、10F。热轧薄钢板品种见表2-3。(2)镀层薄钢板 镀层(镀膜)薄钢板俗称白铁皮,是在冷轧或热轧薄钢板上镀一层有 色金属(锌、锡、铅)膜而成。按镀层不同分为:镀锌、镀锡和镀铅薄钢板三种。镀锌薄钢板也称白锌板,它具有抗腐蚀性好及表面美观的特征,表面发白,分平光和花纹两种。镀锌薄钢板分为冷轧连续热镀锌薄钢板和单张热镀锌薄钢板两种,其规格见表2-4。(3)镀铅薄钢板也叫白铅板,它具有抗腐蚀性能强的特点,最适合做耐酸容器。因铅有毒,所以镀铅薄钢板不能做食品容器和罐头盒,通常用它做燃油箱、贮油容器
17、及其他防腐蚀性零件,镀铅薄钢板又称热镀铅合金冷轧碳素薄钢板,其规格见表2-5。厚度/mm0.50.90.91.01.01.21.21.21.21.21.52.0宽度/mm9 00800100010001000850880 950 1000101010001000长度/m 1.81.55 2.01.64 2.01.71.6351.842.01.62.02.0表面质量、表2-5 镀铅薄钢板规格2 2特殊钢板特殊钢板 常用的特殊钢板有特殊复合钢板和花纹钢板等。特殊金属复合钢板又称双金属板,它是以一种金属材料为基体,再复合上另一种金属材料,以达到降低成本或用作特殊需要的目的。花纹钢板表面有高低不平的菱
18、形或扁豆形花纹。花纹钢板具有防滑作用,用于制造扶梯、汽车踏板等。3.3.厚钢板厚钢板厚钢板指厚度在4 mm以上的钢板通常称为厚钢板。通常把4.525 mm 厚的钢板称为中板;2560 mm厚的钢板称为厚板;超过60 mm的钢板称为特厚板。4钢管 钢管分无缝钢管和有缝钢管两大类。(1)无缝钢管 无缝钢管由整块金属轧制而成,断面上无接缝。根据生产方法,无缝钢管又分为热轧管、冷轧管、挤压管;按断面形状分圆形和异形两种。异形钢管有方形、椭圆形、三角形、星形和带翅管等各种复杂形状;根据壁厚不同分厚壁管和薄壁管等。(2)有缝钢管 有缝钢管又称焊接钢管,用钢带成形后焊接而成。有镀锌和不镀锌两种。镀锌管又称白
19、铁管,不镀锌管称为黑铁管。镀锌的有缝钢管因其外表镀有锌,可以防止生锈,常用作水管。不镀锌的有缝钢管用于普通低压或无压力的管道系统。5铜板类 常用钣金薄铜板分冷轧纯铜板和冷轧铜合金板两种。1)纯铜薄板 纯铜薄板呈紫红色,故又称紫铜板,熔点为1083,密度为8.9 g/cm3,具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性,还有良好的塑性和延展性,但抗拉强度较低,适于压力加工。纯铜价格较贵,在汽车上主要用于气缸垫、进(排)气管垫片、轴承垫片和散热器管、制动管等。2)铜合金薄板 铜合金薄板主要指黄铜薄板。黄铜塑性好,比纯铜强度高,价格便宜。这种薄板材适合各种成形加工和手工制作各种钣金零件,如汽车散热器、暖风散热
20、管等。纯铜和黄铜都可以进行焊接,常用气焊和钎焊。6铝板类 常用钣金铝材有纯铝板和铝合金板两种。(1)纯铝薄板 纯铝薄板是银白色的轻金属,熔点为660,密度为2.7g/cm3,并具有良好的塑性、延展性、导电性、导热性和耐腐蚀性。一般用于制作耐腐蚀容器、油桶和各种形状的拉伸件和压弯件。由于铝板的抗拉强度较低,所以不宜制作承受大载荷的构件。(2)铝合金薄板 铝合金薄板是在纯铝中加入镁、锰、硅、铜等合金元素轧制而成的。其强度和耐腐蚀性能比纯铝显著提高,并保持了高塑性等一系列原有的良好性能。适合制作较重要的拉伸件和各种钣金件,如客车外表覆盖件、装饰件、铆钉及其他零件。铝合金板有防锈铝合金板、硬铝合金板、
21、一般铝合金板等几种。金属热处理是工件制造过程中的一道重要工序。其目的就是利用加热再冷却的方法使金属内部的组织发生改变,从而获得所需的机械性能,如提高材料强度、硬度、塑性和韧性等。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以对浮动粒子进行间接加热。金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表
22、面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐或真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,其中最主要的是冷却速度的控制。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。1整体热处理 整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。退火和正火的操作方法是将材料加热到某一温度范围,保温一定时间,然后冷却至室温。不同点是正火冷却速度稍快,正火后的组织比退火细,硬度和强度稍有提高。将金属加热到一定温度,
23、保温一段时间,然后在水或油中急速冷却的过程叫淬火。其目的是提高工件的硬度和耐磨性。将淬火后的零件加热到一定温度后保温,然后在空气中或油中冷却,这种热处理方法叫回火。其目的是消除零件因淬火而产生的内应力和脆性,改善零件的机械性能。淬火以后进行高温回火称为调质,其目的是为获得较高的强度、硬度,特别是较好的冲击韧性。2表面热处理 表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热
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