五金基本知识 (2).ppt

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1、常用五金材料常用五金材料基本知識基本知識主講主講:楊祖華楊祖華 NOV.06,2004NOV.06,2004五金五金金金銀銀銅銅鐵鐵錫錫機械性能機械性能抗拉強度抗拉強度硬度硬度膨脹系數膨脹系數延伸率延伸率屈服強度屈服強度其它其它硬度硬度HV維氏維氏HRC洛氏洛氏HB布氏布氏 在制刀在制刀界有一个重界有一个重要指标硬要指标硬度，最常用度，最常用的指标有三的指标有三种：布氏硬种：布氏硬度，洛氏硬度，洛氏硬度和维氏硬度和维氏硬度。度。硬度定義 布氏硬度的含意：用一定直径的淬硬钢球，在一定的载荷（p）作用下，压入试件表面，停留一段时间，然后除去载荷，测量压痕的面积，压痕越小表示抵抗塑性变形能力（即硬度

2、）越大，越大硬度越小，用“HB”来表示。洛氏硬度的含意洛氏硬度的含意：在规定的外：在规定的外加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直加载荷下，将钢球或金刚石压头垂直压入试件表面，产生压痕，测试压痕压入试件表面，产生压痕，测试压痕深度，利用洛氏硬度计算公式深度，利用洛氏硬度计算公式HR=HR=（K-K-H)/CH)/C便可计算出洛氏硬度。简单说就便可计算出洛氏硬度。简单说就是压痕越浅，是压痕越浅，HRHR值越大，材料硬度越值越大，材料硬度越高。用高。用HRCHRC来表示。比如来表示。比如HRC60HRC60，即，即代表在试验载荷为代表在试验载荷为150kg150kg下，使用顶角下，使用顶角为为12012

3、0度的金刚石圆锥压头时，试件的度的金刚石圆锥压头时，试件的压痕深度为压痕深度为0.08mm0.08mm。維氏硬度的含意維氏硬度的含意：是利用顶角：是利用顶角为为136136度的金刚石四方角锥体作压头，度的金刚石四方角锥体作压头，在一定的载荷下压入试件表面，留下在一定的载荷下压入试件表面，留下方形压痕，根据对角线的长度，即可方形压痕，根据对角线的长度，即可查出硬度值，用查出硬度值，用“HVHV”来表示。来表示。一般一般都是用洛氏硬度来衡量刀刃的硬度，都是用洛氏硬度来衡量刀刃的硬度，也就是也就是HRCHRC值，通常一把好刀的刀刃硬值，通常一把好刀的刀刃硬度应在洛氏威尔硬度度应在洛氏威尔硬度50s5

4、0s以上，以上，60s60s以以下，简而言之，硬度越高，抗磨损能下，简而言之，硬度越高，抗磨损能力越高，但脆性也越大。力越高，但脆性也越大。維氏維氏H(Hardness)料料.硬硬1/2H(C2680R-1/2H 85-145)1/4H EH材 料 明 細 表1.銅銅磷銅磷銅鈦銅鈦銅鈹銅鈹銅紅銅紅銅青銅青銅青銅青銅化學成份化學成份Cu68%Cu68%Pb0.07%Pb0.07%Fe0.05%Fe0.05%ZnZnp p特性特性:亮色澤亮色澤,加工性加工性,延展性延展性,易電鍍易電鍍易涂裝易涂裝,焊接性焊接性.工藝品工藝品,燈飾燈飾,各式端各式端子子,插座等插座等.磷銅磷銅化學成份化學成份Cu9

5、6%Cu96%Sn4%Sn4%FeFeZnZnp p特性特性:.具良好具良好的彈性的彈性,持久性持久性及搞蝕及搞蝕性性.開關開關,IC,IC導導板板,接頭接頭,風風箱箱,保險絲等保險絲等.紅銅紅銅特性特性:熱導性熱導性,加工性加工性,延展性延展性,易電鍍易電鍍易涂裝易涂裝,焊接性焊接性,不易脆不易脆.工藝品工藝品,印刷電路板印刷電路板,端子端子,開關等開關等.化學成份化學成份Cu99.6%Cu99.6%SnSnFeFeZnZnp p材 料 明 細 表2.鐵鐵SPHCSPTE50CSPCCSPTE1.1.表層鍍錫表層鍍錫2.2.易生鏽易生鏽SPHC熱軋單光熱軋單光JIS-G3131冷軋單冷軋單(

6、雙雙)光光JIS-G3141SPCC50C1.1.含炭量高含炭量高2.2.易生鏽易生鏽3.3.鋁材鋁材A5052A5052A1050A1050A1100A11004.4.不鏽鋼不鏽鋼JISJISSUS301SUS3011.1.有彈性有彈性2.2.導磁導磁SUS304SUS3041.1.無彈性無彈性2.2.不導磁不導磁5.5.電解板電解板JIS-G3313JIS-G33131.CC:1.CC:代表一般用途代表一般用途 CD:CD:代表拉伸代表拉伸CE:CE:代表深拉伸用代表深拉伸用2.2.表面鍍鋅表面鍍鋅6.SK5,SK7 不鏽鋼牌號對照表一例中國GB中國台灣CNS日本JIS韓國KS印度IS美國

7、ASTM1Cr17Ni7301 sus301ST30110Cr17Ni7301表面處理種類表面處理種類:1.1.清洗清洗(脫脂脫脂).清洗主要是為清洗主要是為了將附著在產品表面的各種油了將附著在產品表面的各種油污污,臟污去除干凈而進行的一臟污去除干凈而進行的一种表面處理方法种表面處理方法.2.2.防防銹銹.通通過過浸浸泡泡,涂涂抹抹防防銹銹油油或或其其它它工工藝藝方方法法達達到到防防止止產產品品表表面面(含含切切口口)生生銹銹的的一一種種加加工工方法方法.3.3.振振動動研研磨磨.為為了了去去除除產產品品切切口口毛毛刺刺或或滿滿足足其其它它工工藝藝要要求求而而進行的一種表面處理方法進行的一種表

8、面處理方法.4.4.拋拋光光.通通過過拋拋光光輪輪與與產產品品的的互互相相摩摩擦擦作作用用,而而使使被被加加工工件件表表面面光光潔潔光光亮亮的的一一種種表表面面處處理方法理方法.5.5.熱熱處處理理.通通過過各各種種高高溫溫處處理理,使使產產品品內內在在組組織織發發生生變變化化而而達達到預期性能的一種工藝方法到預期性能的一種工藝方法.熱處理熱處理.常見的熱處理常見的熱處理種類有回火種類有回火,退火退火,正火和正火和 熱處理熱處理.熱處理過程中材質熱處理過程中材質中的碳會發生變化生成新的中的碳會發生變化生成新的組織從而達到所須的硬度和組織從而達到所須的硬度和彈性要求彈性要求.因此熱處理後的因此熱

9、處理後的產品要測試硬度產品要測試硬度,並做彎折試驗並做彎折試驗,防止易斷裂防止易斷裂.產品在熱處理過程中會出現應產品在熱處理過程中會出現應力集中力集中,從而造成產品變形從而造成產品變形,彎彎折尺寸變化折尺寸變化,因此熱處理後的因此熱處理後的產品要對各折彎尺寸多加管控產品要對各折彎尺寸多加管控.6.6.電電鍍鍍.利利用用直直流流電電作作用用從從電電解解液液中中析析出出金金屬屬,並並在在物物件件表表面面沉沉積積而而獲獲得得金金屬屬覆覆蓋蓋層層的的方方法法.7.7.烤烤漆漆.在在一一定定溫溫度度下下,通通過過噴噴涂涂作作業業使使產產品品表表面面附附著著某某種種化化學涂層的一種表面處理方法學涂層的一種

10、表面處理方法.電電鍍鍍.常常見見的的電電鍍鍍种种類類有有:鍍鍍鎳鎳 鍍鍍錫錫 鍍鍍金金 鍍鍍銀銀 鍍鍍鉻鉻 鍍鍍鋅鋅 鍍青銅等等鍍青銅等等.鍍鍍鎳鎳的的主主要要作作用用:美美觀觀并并防防止止生生銹銹;焊焊錫錫性性.鎳鎳層層具具有有很很好好的的焊焊錫錫性性,例例如如:不不銹銹鋼鋼很很難難焊焊錫錫,但但鍍鍍鎳鎳後後就就有有很很好好的的焊焊錫錫性性了了,因此鍍鎳產品要做沾錫試驗因此鍍鎳產品要做沾錫試驗.鍍鍍錫錫.常常見見的的有有亮亮錫錫,亞亞錫錫,鉛鉛錫錫幾幾種種.同同樣樣鍍鍍錫錫產產品品要要做做沾沾錫試驗錫試驗.鍍金鍍金銀銀.金是一種貴重金金是一種貴重金屬屬,鍍金一方面會顯得富麗堂皇鍍金一方面會顯

11、得富麗堂皇,很美觀很美觀,另外金銀都具有良好另外金銀都具有良好的尋電性的尋電性,耐腐蝕性而且高溫也耐腐蝕性而且高溫也不會氧化不會氧化.所以彈片和各接觸點所以彈片和各接觸點經常鍍金處理經常鍍金處理.如果鍍金層有壓如果鍍金層有壓痕痕,劃傷等就會造成上述功能的劃傷等就會造成上述功能的喪失喪失.鍍鍍鋅鋅.通通過過不不同同的的工工藝藝方方法法可可獲獲得得黑黑鋅鋅,彩彩鋅鋅,白白鋅鋅,藍藍鋅鋅等各種色彩等各種色彩.鍍鍍鉻鉻.鉻鉻表表面面具具有有較較好好的的光光澤澤性性,所所以以一一般般鍍鍍鉻鉻件件外外觀觀要要求較高求較高.鍍鍍銅銅.常常見見的的有有鍍鍍青青銅銅,亞亞銅銅,鏡面亮銅等鏡面亮銅等.無無論論哪哪

12、一一種種電電鍍鍍,在在電電鍍鍍前前都都必必須須進進行行除除油油,除除銹銹處處理理,除除油油不不凈凈會會成成鍍鍍層層附附著著力力不不足足,生生銹銹會會造造成成電電鍍鍍白白斑斑.因因此此要要電電鍍鍍產產品品也也不不能能有有明明顯顯的的生生銹銹現像現像.常常見見的的電電鍍鍍有有滾滾鍍鍍和和挂挂鍍鍍兩種兩種.滾滾鍍鍍是是一一次次電電鍍鍍很很多多數數量量的的產產品品,在在電電鍍鍍過過程程中中為為了了使使每每一一個個產產品品都都充充分分和和電電鍍鍍液液接接觸觸,必必須須使使產產品品處處於於滾滾動動振振動動狀狀態態.因因此此滾滾鍍鍍會會造造成成電電鍍鍍重重疊疊,變形變形,折變尺寸變化等折變尺寸變化等.挂鍍挂

13、鍍:對一些貴重或較大且對一些貴重或較大且具有孔槽的產品具有孔槽的產品,一般使用挂一般使用挂鍍的方法進行處理鍍的方法進行處理.挂鍍挂鍍,即即通過制做挂具通過制做挂具,把被鍍品一個把被鍍品一個個挂在挂具上個挂在挂具上,然後進行電鍍然後進行電鍍的方法的方法.挂鍍可以有效避免電挂鍍可以有效避免電鍍重疊鍍重疊,變形和折彎尺寸變化變形和折彎尺寸變化.但挂鍍除成本高昂但挂鍍除成本高昂,還要求還要求產品表面必須有挂位產品表面必須有挂位.當當產品較大且挂位單薄的情產品較大且挂位單薄的情況下況下,在產品自重力的作在產品自重力的作用下可能會造成挂位處變用下可能會造成挂位處變形形.電鍍電鍍是利用化學中的置換是利用化學

14、中的置換原理進行處理的原理進行處理的,但這個過程但這個過程並不是均衡的並不是均衡的.常見的情況下常見的情況下,因電鍍膜厚的影響會造成材料因電鍍膜厚的影響會造成材料變厚變厚,孔槽尺寸變小等等孔槽尺寸變小等等.因此因此對電鍍前後尺寸的變化要特別對電鍍前後尺寸的變化要特別加以管控加以管控.膜厚膜厚因客戶要求不同因客戶要求不同,膜厚要求也不同膜厚要求也不同.一般鍍鎳一般鍍鎳必須先打銅底必須先打銅底,鍍金先打銅鍍金先打銅底再打鎳底底再打鎳底.氧化氧化(發藍發藍/發黑發黑):):將鋼鐵放入將鋼鐵放入含有硝酸鹽溶液中處理含有硝酸鹽溶液中處理,使之使之表面生成一層黑道氧化膜表面生成一層黑道氧化膜.電鍍層厚度電

15、鍍層厚度(微米微米)分類分類類別鍍銅鍍鎳鍍鋅鍍銀鍍層厚度一類3035152025301215二類202510152025710三類1015710152047四類571015五類710電鍍膜厚標準電鍍膜厚標準一一.光澤錫銅和霧錫鉛正常光澤錫銅和霧錫鉛正常電鍍膜厚電鍍膜厚1.1.銅底厚度銅底厚度:A.A.青銅青銅3u3u以上以上 B.B.鐵材鐵材45u45u C.C.攻牙件攻牙件35352.2.錫鉛厚度錫鉛厚度 (錫含比例錫含比例:85%95%)A.:85%95%)A.銅材銅材:35um(:35um(鉛含比例鉛含比例:5%15%):5%15%)B.B.鐵材鐵材:35um:35umC.C.鐵材返電品

16、及熱處理品鐵材返電品及熱處理品 78um78um二二.鍍銀膜度標準鍍銀膜度標準1.1.銅底厚度銅底厚度:2.53u:2.53u2.2.鍍層厚度鍍層厚度:0.81.0um:0.81.0um三三.端子膜厚標準端子膜厚標準1.1.鐵材銅底厚度鐵材銅底厚度:5u:5u以上以上2.2.銅材銅度厚度銅材銅度厚度:3u:3u以上以上3.3.鍍厚厚度鍍厚厚度:7um:7um4.4.鍍層含鉛比例鍍層含鉛比例:10%15%,:10%15%,含含錫比例錫比例:85%95%:85%95%AQL(Accept Quality Level)允收水准允收水准 四四.霧鉛錫系列產品霧鉛錫系列產品1.1.銅底厚度銅底厚度:2.

17、53u:2.53u2.2.鍍層厚度鍍層厚度:45um:45um3.3.鍍層含錫比例鍍層含錫比例:85%95%,:85%95%,含含鉛比例鉛比例:5%15%:5%15%PDCA五五.鍍銀產品膜厚標準鍍銀產品膜厚標準:1.02.0um:1.02.0um1.1.鐵材鐵材:銅底銅底3u3u以上以上,鍍銀膜厚鍍銀膜厚1.02.0um1.02.0um2.2.銅材銅材:銅底銅底3u3u以上以上,鍍銀膜厚鍍銀膜厚1.02.0um1.02.0um六六.鍍鎳產品膜度標準鍍鎳產品膜度標準Ni:3.04.0umNi:3.04.0um1.1.視要求而定視要求而定,有要求鋼底的有要求鋼底的,Cu:24um,Cu:24um

18、2.2.無要求則不打鋼底無要求則不打鋼底七七.鍍五彩、鍍鋅膜厚標準鍍五彩、鍍鋅膜厚標準 37um37um以上以上八八.電著產品膜厚標準電著產品膜厚標準:一般產一般產品品20um20um以上以上,失打葉類等有要失打葉類等有要求之產品求之產品1820um.1820um.九九.鍍金產膜度標準鍍金產膜度標準:參見參見(鍍鍍金產品膜度標準金產品膜度標準)鍍層的腐蝕與鍍層的腐蝕與五金基本知识一一.腐蝕的概念腐蝕的概念:在一般人的觀念,腐蝕就是指生銹,或者腐蝕就是氧化造成的,其並不那麼單純.銅鐵及其合金的腐蝕現象才能稱之為生銹(生鐵銹),而純的氧(或者是單純的水)是無法腐蝕金屬的.五金基本知识 環境是造成金

19、屬腐蝕的大因環境是造成金屬腐蝕的大因素素,人們常接觸的環境是大氣人們常接觸的環境是大氣,即即使單純的大氣也因鄉村、都市工使單純的大氣也因鄉村、都市工業區、沙漠、寒帶、熱帶、海上業區、沙漠、寒帶、熱帶、海上(海邊海邊)等而有很大的差異等而有很大的差異,進而影進而影腐蝕的速率腐蝕的速率,空氣中引起腐蝕的主空氣中引起腐蝕的主要成份為氧氣、水氣和有害雜質要成份為氧氣、水氣和有害雜質.五金基本知识 金屬在大氣中的腐蝕過程是一种電化學過程,當大氣中水氣附著在金屬表面成薄薄的水膜(成為電解液),如果再吸收大氣中的氧及有害雜質(如SO2、C1-)以後,就會使金屬在電化學腐蝕加速的進行.五金基本知识 因此金屬在

20、干燥空氣中是不會有腐蝕作用,以及金屬在沒有氧的水中也不會有腐蝕作用.五金基本知识二二.腐蝕的形態腐蝕的形態:絕大產部份金屬的腐蝕過程均有電子的移轉行為,因此可以視為一种化學反應.腐蝕的分類法很多,在經就以Fontana式的第四分類,來簡說明其八大腐蝕形象.五金基本知识 1.1.均勻腐蝕均勻腐蝕:這是最簡單的一种腐蝕,金屬表面出現一層均勻的腐蝕產物一般銅鐵在大氧中的生銹均屬均勻腐蝕.五金基本知识 2.伽凡尼腐蝕:或稱之為異种金屬腐蝕,兩种不同金屬偶和接觸時,化性質活潑的金屬會加速腐蝕,惰性比較大的金屬則減慢腐蝕,電鍍層所產生的腐蝕即是屬於此類.五金基本知识3.3.間隙腐蝕間隙腐蝕:金屬的隙縫處因

21、滯流不通,缺少氧氣,形成氧濃度差電池特別容易腐蝕.如銅管凸緣和墊圈接觸地主,如果有鹽為滲入則間隙腐蝕會加速惡化.4.4.孔穴腐蝕孔穴腐蝕:簡稱孔蝕,它發生在純化金屬(如不銹鋼),在五金基本知识 氯離子溶液(海上或海邊)會發生極度集中的腐蝕,在有面形成四處散步的孔穴.原因其一是氯離子半徑很小,很竄易穿過保護膜(氧化膜造成腐蝕).其二氯離子的水和很不,容易被金屬吸著,陰礙金屬與氧化劑的作用.五金基本知识5.5.晶界腐蝕晶界腐蝕:金屬晶界附的化學活性比較強,因此容易發生腐蝕.如金屬銲接處困受高溫而原有晶格變異.6.6.選擇性侵蝕選擇性侵蝕:合金中的某一無素被選擇性的侵蝕,通常是化學性活潑的成份被淬取

22、出來,如黃銅為鋅銅合金,在一般水溶液環境,其中的鋅因腐蝕而單了獨析出.五金基本知识7.7.衝磨腐蝕衝磨腐蝕:金屬然流動的腐蝕環境中,因為衝擊而產生的加速腐結果.如金屬管之轉彎道處.8.8.應力腐蝕應力腐蝕:當應力與腐蝕環境同時存在,金屬將會逐漸在達到斷裂之前提早破裂.如振動的振幅是一种應力的存在,它會加速腐蝕的進行.五金基本知识三三.腐蝕的因素腐蝕的因素:對電鍍層之腐蝕可以說大部分為伽凡尼腐蝕效應所致,然而在電鍍層的抗腐蝕之高低則決定下列四項因素:五金基本知识1.鍍層本身化學性質:如果鍍層的活性比底層大,則鍍層本身易遭受腐蝕.2.2.鍍層之厚度鍍層之厚度:鍍層之抗性常為鍍層厚度之線性函數,鍍層厚度越厚,抗蝕性越好.五金基本知识3.3.鍍層的孔隙度鍍層的孔隙度:鍍層雖然為一肉眼觀之完整密緻之金屬膜,但是放大觀之,仍有許多裂縫孔穴.4.4.鍍層身處的環境鍍層身處的環境:再小的、再少的孔隙度之鍍層,再厚之鍍層,若遇上惡劣的環境(潮氣、氧氣、游離酸霧等),一樣抵噹不了腐蝕.ENDEND