五金材料及成型工艺培训b.pptx

一一五金常用金属材料的种类五金常用金属材料的种类 n原来称金、银、铜、铁、锡为五金，亦泛指各种金属。钢铁最常见，我们主要讲钢铁。n1.钢铁是一种合金，主要成分为铁元素，另外有錳(Mn)、铜(Cu)、铬(Cr)等金属以及碳(C)、硅(Si)、磷(P)、硫(S)等非金属元素组成，其中碳所扮演的角色最重要，它决定铁之强度，韧性，延性，展性，焊接性等性质。n2.钢与铁之区別钢与铁之区別n依含碳量多少可分为纯铁、钢、铸铁三类：n纯铁指含碳量在0.02%以下之铁碳合金(尚含少量Mn、P、S、O等杂质)。n钢指含碳量介于0.02至2.0%之铁碳合金尚含有Mn、P、S、Si合称五大元素；n铸铁指含碳量在2.0%以上铁碳合金(碳：2.06.67%)，常见之铸铁在2.53.8%左右。二二五金常用钢铁五金常用钢铁性能及用途性能及用途名称代碼价格Kg/mm)特性常用用途备注热浸锌板SGCC5.25/0.45.45/0.5亚板：基体材质SPCC，表面经热浸镀锌而成，呈塊状花纹或小米状，高亮度、耐腐蚀性与镀层厚成正比、制品可省略表面处理多用于制作平面和简单曲面零件；用于生产各种耐热的零配件，還有用于隔热用的隔热板特性基本相同，只是外观不同，SECC更美观，SGCC成本较低镀锌铁板SECC5.7/0.8表面呈青蓝色、光滑、无亮度，具有优越的耐腐蚀性，制品无需表面处理多用于制作平面和简单曲面零件，特別是无需涂裝的外观部分镀铝铁板SPEC5.4/0.5基体为铁质，表面经热镀铝而成，呈灰白色，手感好；具有良好的耐热性，耐腐蚀性较镀锌材质佳，质较硬，符合食品级主要用于直接与食品接觸的零件镀铝锌铁板5.4/0.5表面有均勻的小花纹，光滑，防腐蚀性及成型性好，热反射性及耐热性较好烤箱反射板；烤肉器反射板等冷軋板SPCCSPCDSPCE4.2/2.0(SPCC)机械性能优良，延展性好，硬度适中，加工成型性好，易生锈，一般要求低温涂裝或电镀度泛用于各种曲面要求的部品SPCC、SPCD、SPCE延展性依次变好铝板3003505222.7/0.5 2.5白色、柔軟、易加工，导热及导电性好，一般要先阳极处理或高温涂裝，符合食品级3003多用于电锅內锅；烤箱反射板5052多用于散热片锌合金9.9韧性好，熔点较低，强度好，用于铸造成型，抗蚀性差马达类合铜座及一些马达类産品的本体不锈钢SUS301SUS302SUS303SUS30421.3(SUS304)1、SUS301：具有良好的弹性。一般用于各种弹片、夾片(但成型时 注意纹路方向性，避免料裂)。3、SUS304：无磁性，也具有良好塑性、冲压性，同时防腐性极优。SUS301多用于制作弹簧等弹性零件SUS304用途很广SUS301304弹性依次变差，而塑性依次变好，不好热处理提供硬度不锈铁SUS410SUS420SUS43015有磁性，具有良好的塑性、冲压性，使用范围度，具有一定的防锈能力剪刀，钳子又名假不锈钢、白铁，跟不锈钢比不含镍三金属成型工艺三金属成型工艺冷冲压的基本原理冷冲压的基本原理：金属或非金属在外力作用下产生变形，當外力超过材料的屈服极限后，开始塑性变形。如果压力再加大，超过了材料的极限强度，金属或非金属便开始断裂、分离。冷冲压就是利用金属這种性质，使材料在常温分离或变形，從而得到所需形状和精度要求的制件。1.1 冷冲压基本工序及模具1.1.冲压工序冲压工序分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定 的轮廓相互分离的工序。的轮廓相互分离的工序。基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等。切、整修等。冲孔、落料冲孔、落料冲孔、剖切冲孔、剖切塑性成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑塑性成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。零件。基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。2.2.模具模具1 1）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能 完成一个冲压工序的模具。完成一个冲压工序的模具。2 2）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同 的工位上同时完成两道或两道以上的工位上同时完成两道或两道以上 冲压工序的模具。冲压工序的模具。电机转子多工位级进模3 3）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一 工位上同时完成两道或两道以上冲工位上同时完成两道或两道以上冲 压工序的模具。压工序的模具。3.3.常见冲压工序及相应模具常见冲压工序及相应模具1 1）分离工序）分离工序 （1 1）冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，）冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下部分为废料。冲下部分为废料。（2 2）落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条）落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为制件。料，冲下部分为制件。（3 3）切断：用剪刃或模具切断板料或条料的部分）切断：用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边，并使其分离。周边，并使其分离。（4 4）切口：用切口模将部分材料切开，但并不）切口：用切口模将部分材料切开，但并不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。（5 5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来。下来。（6 6）剖切：用剖切模将坯件）剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件弯曲件或拉深件)剖成两部分或几部分。剖成两部分或几部分。（7 7）整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余）整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。外缘整修外缘整修内孔整修内孔整修2 2）塑性变形工序）塑性变形工序（1 1）弯曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和）弯曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。尺寸要求的一种塑性成形工艺。压弯：用弯曲模将平板压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件或丝料、杆件)毛坯压弯毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。扭弯扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。分扭转成一定的角度。（2 2）拉深）拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模：将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺寸的冷冲压加工方法。寸的冷冲压加工方法。变薄拉深变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。（3 3）成形）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的工序的总称。状和尺寸的工序的总称。胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺寸的冷冲压工艺方法。寸的冷冲压工艺方法。起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。生局部凸起（或凹下）的冲压方法。翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。翻成竖立的直边的冲压工序。缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工序。模具将其口部缩小的冲压工序。整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工序。不大的塑性变形的冲压工序。校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。平的冲压工序。单工序模、复合模和连续模的特点比较单工序模、复合模和连续模的特点比较项目项目单工序模单工序模复合模复合模连续模连续模冲压精度冲压精度一般较低一般较低中、高级精度中、高级精度中、高级精度中、高级精度原材料要求原材料要求不严格不严格除条料外，小件也除条料外，小件也可用边角料可用边角料条料或卷料条料或卷料冲压生产率冲压生产率低低较高较高高高实现操作机械化实现操作机械化自动化的可能性自动化的可能性较易，尤其适合于较易，尤其适合于在多工位压力机上在多工位压力机上实现自动化实现自动化难，只能在单机上难，只能在单机上实现部分机械操作实现部分机械操作容易，尤其适合于在单容易，尤其适合于在单机上实现自动化机上实现自动化生产通用性生产通用性好，适合于中、小好，适合于中、小批量生产及大型件批量生产及大型件的大量生产的大量生产较差，仅适合于大较差，仅适合于大批量生产批量生产较差，仅适合于中、小较差，仅适合于中、小型零件的大批量生产型零件的大批量生产冲模制造的复杂冲模制造的复杂性和价格性和价格结构简单，制造周结构简单，制造周期短，价格低期短，价格低结构复杂，制造度结构复杂，制造度大，价格高大，价格高结构复杂，制造和调整结构复杂，制造和调整难度大，价格与工位数难度大，价格与工位数成比例上升成比例上升五金属材料的表面防锈处理五金属材料的表面防锈处理电镀（镀铜、镀锌、镀铬、镀镍电镀（镀铜、镀锌、镀铬、镀镍)酸洗磷化酸洗磷化钝化钝化抛光抛光 烤漆烤漆喷砂喷砂发黑发黑/发蓝发蓝 静电粉末喷涂静电粉末喷涂铝阳极氧化铝阳极氧化 电镀电镀n原理：原理：利用电解使金属或合金沉积在制件表面,形成均勻、致密、结合力良好的金属层的过程n目的目的：1.电镀可使制品美观，防止生锈，避免磨耗，提高导电性，提高表面的润滑性及强度、耐热性等。n分类分类：电镀有电解电镀、化学镀、溶融镀、氣相镀等。可以多层电镀。n电镀作业电镀作业：小物件主要采用滾桶电镀，大物件采用挂镀，根据镀件品质要求，镀件形表、面积等來决定。n镀前处理包括研磨和前处理镀前处理包括研磨和前处理。研磨是将制品表面的划伤、污垢及鏽去除作平滑研磨，前处理是将金属表面油脂、氧化物、氫氧化物等进行清洗处理。镀铜n颜色：玫瑰紅色、金黄色n1.氰化铜电镀液氰化铜电镀液:n优点优点:(1)镀层细致(2)可直接镀在钢铁上(3)均一性良好n缺点缺点:(1)毒性强,废液处理麻煩 (2)价格貴,设备费用高(3)镀液较不安定,需加热 (4)电流效率低 (5)电流密度小,生产效率低 n2.酸性铜电镀液酸性铜电镀液n优点优点:(1)成份简单(2)镀液安定不需加热 (3)价廉,设备费低n (4)毒性小,废液处理容易 (5)电流效率高 (6)高电流密度,生产效率高n缺点缺点:(1)镀层结晶粗大 (2)均一性差 (3)不能直接镀在钢铁上 配合以上两种配方优点一般采用氰化铜打底,再镀酸性铜镀镍n(2):镀镍:银白色发黃、乌亮色n电解镍有较高的硬度，大气中化学性稳定不易变色,在60度以上才被氧化,碱液中不被溶解，镍抗蚀性比铜 强,铜制品宜镀上镍；镍易于拋光可做为电镀中間层；镍镀层的性质及外观能被控制而且操作范围很度,所以广泛被应用于裝飾性产品 镀铬 n银白色略帶蓝色 其镀层具有保护性，在潮濕大气中很安定能長久保持顏色 平滑,鏡面光泽的特性；在碱,硝酸,硫化物,碳酸盐及有机酸中易溶于盐酸及热浓硫酸；铬镀层耐热性佳,在480度以上不变色500度以上才开始氧化700度則硬度下降n铬镀层优点:硬度高,耐磨性好,光反射性强n 缺点:太硬易脆,易脫落.镀锌 n镀锌：热镀锌包括热浸锌和热渗锌，其常见的加工方法是把待镀锌物浸入锌液池中，由于与钢铁工件产生渗入层，且镀层较厚，抗锈蚀能力强。n冷镀锌即电镀，其镀锌层较热镀光亮，但较薄，抗锈蚀能力较弱n镀锌表面都是有点青色的，二酸洗磷化二酸洗磷化n钢铁在某些酸试磷酸盐（如锌、锰、铁、钙等）为主的溶液中处理，使其表面沉积，形成一层不溶于水结晶型磷酸盐转化膜的过程称为钢铁的磷化n工艺:先将碱液将铁盤表面油脂去除干淨,然后经过磷化形成化膜.n品质要求:表面无腐蚀痕,生锈,膜层均勻无粗糙.三抛光三抛光n机械抛光、化学抛光和电解抛光等 n机械抛光机械抛光是在抛光机上装上抛光轮，当抛光轮高速旋转时，基体与布轮摩擦产生的高温使基体塑性提高。在抛光力作用下，基体表面产生塑性变形。并使周围大气氧化下瞬间形成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来，从而变得越来越光亮。n化学抛光化学抛光是通过添加剂控制化学反应，使金属表面微观突起部分的溶解速度大于微观凹洼的溶解速度，从而使表面抛光完成。因此，抛光液的组成对抛光质量起着决定的作用。抛光抛光n电解抛光电解抛光是以被抛光工件为阳极，不溶性金属为阴极，两电极同时浸入电化学抛光机槽中，通过直流电产生有选择性的阳极溶解，阳极表面光亮度增大，这个过程与电镀过程正好相反。（即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分，使表面光滑。）n滚光滚光：将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对进行光饰处理的过程。（小零件，比如指甲剪）n此外还有 超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光、手工抛光四喷砂四喷砂n(1)目的:去除表面轻微划伤,氧化缺陷,增强表面粗糙度,增加涂裝附著力.n(2)工艺:喷砂去除表面轻微划伤痕,100#玻璃砂.n(3)外观:表面色泽均勻无色差，类似毛玻璃的粗燥质感，细的砂型同样可以表现出高档的产品。同时使用遮罩可以形成局部喷砂效果，比如蠕虫状的形状、规则形和其他不规则形。六六.发黑发黑/发蓝发蓝 n六六.发黑发黑/发蓝发蓝：采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀七烤漆七烤漆 n在基材上打底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘恒温烤房，烘干。八静电粉末喷涂八静电粉末喷涂n它是利用静电静电发生器使塑料粉末带电,吸附在铁板表面,然后经过180220的烘烤,使粉末熔化黏附在金属表面,喷塑产品多用于户内使用的箱体,漆膜呈现平光或哑光效果。喷塑粉主要有丙烯酸粉末、聚酯粉末等。九.钝化n所谓“钝化”，是指一些金属经阳极氧化或其它化学方法（如与强氧化剂反应）处理后，由活泼态转化为不活泼态的过程。n工艺：1.将金属浸在浓硝酸、浓硫酸等介质里钝化；2.把金属最为电极（阳极），通过电流使它发生氧化，当电流密度达到一定程度时，金属就能被钝化。十铝阳极氧化十铝阳极氧化 n目的:美观,防护,提高表面性能n工艺:表面在电流作用下,形成一层氧化物膜,堅硬耐抗蚀性强.n品质要求:氧化膜均勻,连续完整,色泽符合樣品.