五金材料及成型后期处理工艺课件.ppt

统统 计计 预预 测测中南大学中南大学 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学一．一．五金常用金属材料的种类五金常用金属材料的种类 •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•1.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•2.2.钢与铁之区別钢与铁之区別•依含碳量多少可分为纯铁、钢、铸铁三类：•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)•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；•铸铁—指含碳量在2.0%以上铁碳合金(碳：2.0—6.67%)，常见之铸铁在2.5—3.8%左右统统 计计 预预 测测中南大学中南大学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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学镀铝铁板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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学锌合金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SUS301～304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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学三．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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学1.1 冷冲压基本工序及模具1.冲压工序分离工序：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基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等冲孔、落料冲孔、落料冲孔、剖切冲孔、剖切统统 计计 预预 测测中南大学中南大学塑性成形工序：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、尺寸和精度要求的零件。

基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等统统 计计 预预 测测中南大学中南大学2.模具1）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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学2）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 冲压工序的模具统统 计计 预预 测测中南大学中南大学电机转子多工位级进模统统 计计 预预 测测中南大学中南大学3）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 压工序的模具统统 计计 预预 测测中南大学中南大学3.常见冲压工序及相应模具统统 计计 预预 测测中南大学中南大学1）分离工序 （1）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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（2）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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（3）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。

统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（4）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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（6）剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件)剖成两部分或几部分统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（7）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外缘整修外缘整修内孔整修内孔整修统统 计计 预预 测测中南大学中南大学2）塑性变形工序（1）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压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲统统 计计 预预 测测中南大学中南大学卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形统统 计计 预预 测测中南大学中南大学扭弯：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（2）拉深：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。

统统 计计 预预 测测中南大学中南大学变薄拉深：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学（3）成形：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学起伏成形：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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学翻边：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学缩口：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学整形：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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序统统 计计 预预 测测中南大学中南大学单工序模、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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学五．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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学电镀电镀•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•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。

•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•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•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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学镀铜•颜色：玫瑰紅色、金黄色•1.1.氰化铜电镀液氰化铜电镀液: :•优点优点: : (1) 镀层细致(2)可直接镀在钢铁上(3)均一性良好•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 •2. 2. 酸性铜电镀液酸性铜电镀液•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• (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•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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学镀镍•(2): 镀镍: 银白色发黃、乌亮色•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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学镀铬 •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•铬镀层优点: 硬度高,耐磨性好,光反射性强• 缺点: 太硬易脆,易脫落.统统 计计 预预 测测中南大学中南大学镀锌 •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 。

•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•镀锌表面都是有点青色的，统统 计计 预预 测测中南大学中南大学二．酸洗磷化二．酸洗磷化•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•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.•品质要求:表面无腐蚀痕,生锈,膜层均勻无粗糙.统统 计计 预预 测测中南大学中南大学三．抛光三．抛光•机械抛光、化学抛光和电解抛光等 •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 •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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学抛光抛光•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 •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）•此外还有 超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光、手工抛光统统 计计 预预 测测中南大学中南大学四．喷砂四．喷砂•(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.•(2)工艺:喷砂去除表面轻微划伤痕,100#玻璃砂.•(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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学六六. .发黑发黑/ /发蓝发蓝 •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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学七．烤漆七．烤漆 •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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学八．静电粉末喷涂八．静电粉末喷涂•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180～220℃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统统 计计 预预 测测中南大学中南大学九.钝化•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•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 统统 计计 预预 测测中南大学中南大学十．铝阳极氧化十．铝阳极氧化 •目的: 美观,防护,提高表面性能•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.•品质要求:氧化膜均勻,连续完整,色泽符合樣品.统统 计计 预预 测测中南大学中南大学48可编辑感谢下感谢下载载。