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      機械加工常用材料與表面處理

      作者:無錫大智日化裝備科技有限公司 人氣: 時間:2017-10-13 21:51 【
      機械加工中常用材料與表面處理;本人雖是機械專業本科畢業,但是對于機械原理和機械;1.材料;材料大類上可以分為金屬材料和非金屬材料,金屬材料;1.1鋼和鑄鐵;鋼和鑄鐵可以說都是鐵碳合金,以含碳量2.11%為;表格1鋼;鋼(含碳量<2.11%);碳素結構鋼:Q195,Q215,Q235,Q25;碳素鋼(碳鋼):含碳量小于2.11%并含有少量硅;優質碳素結構
       
       
      機械加工中常用材料與表面處理
       
      本人雖是機械專業本科畢業,但是對于機械原理和機械設計的基本知識僅僅是知道點,而機械加工的很多基本知識連知道點都不敢說。其主要原因還是自己上課時沒有好好學習,加之在學校的時候用得少,就造成一無所知了。直到工作后,才陸陸續續的畫了一些的圖紙,但是碰到加工方面的問題總是使自己很窘迫,因為沒搞清楚或不知道而做出來廢品給企業和社會造成的損失和浪費就更加慚愧了。因此查找了一些互聯網上的資料,結合自己少許的經驗,歸納了一些常用的機械加工中常用材料和表面處理的基本知識。一是更進一步了解這些知識點的同時加深印象;二是今后方便查看(書本早已賣掉換錢了);三來如有需要者看到了,或者幫到了他們,就甚是欣慰了。
       
      1.材料
       
      材料大類上可以分為金屬材料和非金屬材料,金屬材料一般都是合金,分類和命名也是根據合金中某種成分的含量進行劃分的;非金屬材料多為塑料,做結構時相對金屬用得少,但是某些特殊的地方用起來優點很多。
       
      1.1 鋼和鑄鐵
       
      鋼和鑄鐵可以說都是鐵碳合金,以含碳量2.11%為分界。鋼又分為碳素鋼和合金鋼(為了獲得某些特殊性能而加入一些合金元素),下面的表是一個關于鋼的大概分類
       
      表格 1 鋼
       
      鋼(含碳量<2.11%)
       
      碳素結構鋼:Q195,Q215,Q235,Q255,Q275,Q345。這些牌號
       
      碳素鋼(碳鋼):含碳量小于2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質的鐵碳合金 含碳量越高,鋼的硬度越大,韌性越小
       
      優質碳素結構鋼:08、10、20、35、40、45、量(萬分之幾) 表示屈服強度
       
      Q235、Q255可用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結構件; 齒輪等; 型鋼結構。
       
      08鋼,含碳量低,塑性好,主要用于制造冷沖壓零件; 焊接件;
       
      35、40、45、50鋼屬中碳鋼,經熱處理后可獲得良好的綜合力學性能,主要用制造齒輪、套筒、軸類零件等。
       
      Q235(以前叫A3鋼)屬工程用鋼,主要用作結構件,如角鋼,槽鋼、工線路的桿塔很多都是鐵塔是鍛鐵組成的。 45鋼屬機械用鋼,塑性較高,強度低,易加工,一般都是表面處理提高強度硬度后用作機械零件
       
      名稱與牌號
       
      用途
       
      說明
       
      Q275用于強度較高轉軸、心軸、字鋼和鋼板等,高壓輸電Q345用于船舶、橋梁、車輛、大Q235鍍鋅的,而埃菲爾
       
      50。這些牌號的表示含碳10、20鋼,常用于制造沖壓件和
       
      1/5
       
      鋼(含碳量<2.11%)
       
      碳素工具鋼:T7~T13。(千分之幾)
       
      T7、T8鋼,用于制造具有較高韌T9、T10、T11鋼,用作要求中等韌性、高硬度的刃具,如鉆頭、絲錐、鋸條等。
       
      T12、T13鋼,用于要求更高硬度、高耐磨性的銼刀、拉絲模具等。
       
      不銹鋼:含17~22%的富鉻氧化物) 牌號:1Cr18Ni9、0Cr19Ni9(中俄標法:
       
      合金鋼:為了提高鋼的力學性能、工藝性能或某些特殊性能(如耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性等),冶煉中有目的地加入一些合金元素(如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等),這種鋼稱為合金鋼
       
      化學元素和成分) 200、300、400、500系列(美國或國際標法)
       
      餐具,卡尺,醫療器械,家電等
       
      一元硬幣是鋼心鍍鎳
       
      奧氏體304
       
      (0Cr18Ni9)是一種很常見的不銹鋼,雷總的小米4的就是它,詳見“一塊鋼板的藝術”。
       
      機械制圖時若無特殊要求,可以直接材料欄中寫不銹鋼
       
      彈簧鋼:非合金彈簧鋼 65Mn
       
      合金彈簧鋼 60Si2Mn
       
      由于在淬火和回火狀態下的彈性,而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼
       
      彈簧鋼更像一種熱處理方法
       
      高速工具鋼:以鎢、鉬、用于制造高效率的切削刀具 鉻、釩,有時還有鈷為主要合金元素的高碳高合金萊氏體鋼 W18Cr4V W6Mo5Cr4V2
       
      又稱白鋼,美國人1898創制
       
      加工彈簧時用到,材料欄也直接寫彈簧鋼
       
      名稱與牌號
       
      用途
       
      說明
       
      牌號的數字也表示含碳量性的工具,如沖頭、鑿子等。
       
      鉻。(不生銹原因:表面需要不銹鋼的地方
       
      注:表的分類方法偏向于用途且并不完全,僅僅是基于機械加工中用得多的,如合金鋼還有硅鋼和軸承鋼等。
       
      1.2 鋁合金
       
      鋁合金的應用十分廣泛,自己作圖時也盡量使用鋁合金,因為加工容易,密度小,不生銹
       
      1.3 銅合金
       
      銅合金在機械結構中用得相對較少,主要原因還是價格相對鋼和鋁偏高,只有在難以替代的時候會考慮使用銅合金。
       
      表格 4 銅合金
       
      3/5
       
      注:此表所描述的都是普通的黃銅、青銅和白銅(二元合金),都可以在此基礎上加入其他合金元素,形成復雜的三元合金,如錫黃銅
       
      1.4 非金屬
       
      非金屬種類很多,但是能用來機械加工的并不多,自己接觸到的有聚四氟乙烯(塑料王),尼龍,膠木,碳纖維等幾種,由于加工的量少,一般都是選擇性能比較好的聚四氟乙烯。
       
      關于加工材料的選擇,個人認為不要總是考慮成本,尤其是單件小批量加工時,主要還是注重工件結構的優化,即使某些情況下難以確定選擇什么材料,可以直接問有經驗的人或聯系加工廠商來確定。
       
      2.金屬表面處理
       
      金屬表面處理的方法十分多,隨著技術的發展也是在不斷變化的,本節也僅僅是一幫機械加工中常用到的,此處我也把常用熱處理在這用表格進行歸納:
       
      表格 7 表面處理方法
       
      4/5
       
      表面處理
       
      噴涂,刷涂
       
      噴砂:利用高速砂流的沖擊作用
       
      機械
       
      清理和粗化基體表面的過程 噴塑:噴塑是將塑料粉末噴涂在零件上的一種表面處理方法。 發藍或發黑:將鋼在空氣中加熱或直接浸於濃氧化性溶液中,使
       
      化學
       
      其表面產生極薄的氧化物膜的材料保護技術
       
      電鍍:(鍍鉻,鍍鋅)在電解質
       
      電化學
       
      溶液中,工件為陰極,在外電流作用下,使其表面形成鍍層的過程,稱為電鍍
       
      陽極氧化:在電解質溶液中,工
       
      表面著色,提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度,保護金屬表面
       
      陽極氧化是鋁合金表面處理運用最廣泛最成功的。如iphone5s的外殼
       
      化學熱處理(滲碳) 熱浸鍍(熱鍍鋅)
       
      工件與化學物質接觸、加熱,在高溫態下令某種元素進入工件表面的過程
       
      金屬工件放入熔融金屬中,令其表面形成涂層的過程
       
      防銹作用(鐵塔) 提高表面硬度
       
      改善表面性能,防銹,美觀 防止金屬表面被腐蝕
       
      表面經“發藍”處理后所形成的氧化膜,其外層主要是四氧化三鐵,內層為氧化亞鐵。
       
      防銹,表面更光潔
       
      方法
       
      噴涂防銹漆
       
      有利于金屬與橡膠粘接
       
      作用
       
      備注
       
      件為陽極,在外電流作用下,使其表面形成氧化膜層的過程
       
      注:表中的表面處理方法不完善,只是一幫機械加工常用到的
       
      機械加工其實十分復雜,而且工藝設備等不斷發展,本文只是簡單的歸納了一般機械加工中材料和表面處理的基本知識,而且還不全面。機械設計這個行業還是十分需要經驗,而且不是簡單設計圖紙,還有一個缺點是(相對軟件工程師)想法和圖紙的實現成本和復制成本都比較高,圖紙中小的錯誤很可能導致不可修復的廢品。

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