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1、,五金材料及成型工艺简介 2009- 3- 12,一五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.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
2、%以上铁碳合金(碳：2.06.67%)，常见之铸铁在2.53.8%左右。,二五金常用钢铁性能及用途,三金属成型工艺,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.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、剖切,塑性成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑性变形
3、，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。,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。,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。,电机转子多工位级进模,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。,3.常见冲压工序及相应模具,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。,（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。,（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。
4、,（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。,（5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来。,（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。,（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,内孔整修,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。,卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。,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。,（2）拉深：将一定
5、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。,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。,（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。,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。,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。,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。
6、,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。,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。,单工序模、复合模和连续模的特点比较,五金属材料的表面防锈处理,电镀（镀铜、镀锌、镀铬、镀镍)酸洗磷化钝化抛光 烤漆喷砂发黑/发蓝 静电粉末喷涂铝阳极氧化,电镀,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：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：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：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
7、形表、面积等來决定。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,颜色：玫瑰紅色、金黄色1.氰化铜电镀液:优点: (1) 镀层细致(2)可直接镀在钢铁上(3)均一性良好缺点: (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. 酸性铜电镀液优点: (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: (1)镀层结晶粗大 (
8、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,(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,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
9、点: 硬度高,耐磨性好,光反射性强 缺点: 太硬易脆,易脫落.,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，,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.,三抛光,机械抛光、化学抛光和电解抛光等 机械抛光是在抛光机上装上抛光轮，
10、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,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：将成批零件与磨削介质一起在滚
11、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,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。,六.发黑/发蓝,六.发黑/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,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
12、。,八静电粉末喷涂,它是利用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,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。,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.,48,可编辑,感谢下载,
