五金基本知识

1、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 2 五金五金 金金 銀銀 銅銅 鐵鐵 錫錫 3 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 4 硬度硬度 HV維氏維氏 HRC洛氏洛氏 HB布氏布氏 5 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 6 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

2、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）越 大，越大硬度越小，用“HB”来 表示。 7 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H

3、RC60HRC60，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120120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。 8 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“HV”HV”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

4、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50s50s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。 9 維氏維氏 H(Hardness)料料.硬硬 1/2H(C2680R- 1/2H 85-145) 1/4H EH 10 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 11 青銅青銅 12 化學成份化學成份 Cu68%Cu68% Pb0.07%Pb0.07% Fe0.05%F

5、e0.05% ZnZn pp 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. . 13 磷銅磷銅 14 化學成份化學成份 Cu96%Cu96% Sn4%Sn4% FeFe ZnZn pp 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. . 15 紅銅紅銅 16 特性特性: : 熱導性熱導性, ,

6、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% SnSn FeFe ZnZn pp 17 材 料 明 細 表 2.鐵鐵 SPHC SPTE 50C SPCC 18 SPTE 1.1.表層鍍錫表層鍍錫 2.2.易生鏽易生鏽 19 SPHC 熱軋單光熱軋單光 JIS-G3131 冷軋單冷軋單(雙雙)光光 JIS-G3141 SPCC 20 50C 1.1.含炭量高含炭量高 2.2.易生鏽易生鏽 21

7、 3.3.鋁材鋁材 A5052A5052 A1050A1050 A1100A1100 22 4.4.不鏽鋼不鏽鋼JISJIS SUS301SUS301 1.1.有彈性有彈性 2.2.導磁導磁 SUS304SUS304 1.1.無彈性無彈性 2.2.不導磁不導磁 23 5.5.電解板電解板JIS-G3313JIS-G3313 1.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 24 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 AST

8、M 1Cr1 7Ni7 301 sus3 01 ST30 1 10Cr 17Ni 7 301 25 表面處理種類表面處理種類: : 26 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. . 27 2.2.防銹防銹. .通過浸泡通過浸泡, ,涂抹防銹油涂抹防銹油 或其它工藝方法達到防止產品或其它工藝方法達到防止產品 表面表面( (含切口含切口) )生銹的一種加工生銹的一種加工 方法方法. . 3.3.振動研磨振動研磨. .為了去除產品切

9、為了去除產品切 口毛刺或滿足其它工藝要求而口毛刺或滿足其它工藝要求而 進行的一種表面處理方法進行的一種表面處理方法. . 28 4.4.拋光拋光. .通過拋光輪與產品的通過拋光輪與產品的 互相摩擦作用互相摩擦作用, ,而使被加工件而使被加工件 表面光潔光亮的一種表面處表面光潔光亮的一種表面處 理方法理方法. . 5.5.熱處理熱處理. .通過各種高溫處理通過各種高溫處理, , 使產品內在組織發生變化而達使產品內在組織發生變化而達 到預期性能的一種工藝方法到預期性能的一種工藝方法. . 29 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

10、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處理後的 產品要測試硬度產品要測試硬度, , 30 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. . 31 6.6.電鍍電鍍. .利用直流電作用從電利用直流電作用從電 解

11、液中析出金屬解液中析出金屬, ,並在物件表並在物件表 面沉積而獲得金屬覆蓋層的方面沉積而獲得金屬覆蓋層的方 法法. . 7.7.烤漆烤漆. .在一定溫度下在一定溫度下, ,通過噴通過噴 涂作業使產品表面附著某種化涂作業使產品表面附著某種化 學涂層的一種表面處理方法學涂層的一種表面處理方法. . 32 電鍍電鍍. .常見的電鍍种類有常見的電鍍种類有: :鍍鎳鍍鎳 鍍錫鍍錫 鍍金鍍金 鍍銀鍍銀 鍍鉻鍍鉻 鍍鍍 鋅鋅 鍍青銅等等鍍青銅等等. . 鍍鎳鍍鎳的主要作用的主要作用: :美觀并防止美觀并防止 生銹生銹; ;焊錫性焊錫性. .鎳層具有很好的鎳層具有很好的 焊錫性焊錫性, ,例如例如: :不銹鋼

12、很難焊錫不銹鋼很難焊錫, , 但鍍鎳後就有很好的焊錫性了但鍍鎳後就有很好的焊錫性了, , 因此鍍鎳產品要做沾錫試驗因此鍍鎳產品要做沾錫試驗. . 33 鍍錫鍍錫. .常見的有亮錫常見的有亮錫, ,亞錫亞錫, , 鉛錫幾種鉛錫幾種. .同樣鍍錫產品要做沾同樣鍍錫產品要做沾 錫試驗錫試驗. . 34 鍍金銀鍍金銀. .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

13、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. . 35 鍍鋅鍍鋅. .通過不同的工藝方法通過不同的工藝方法 可獲得黑鋅可獲得黑鋅, ,彩鋅彩鋅, ,白鋅白鋅, ,藍鋅藍鋅 等各種色彩等各種色彩. . 鍍鉻鍍鉻. .鉻表面具有較好的光鉻表面具有較好的光 澤性澤性, ,所以一般鍍鉻件外觀要所以一般鍍鉻件外觀要 求較高求較高. . 鍍銅鍍銅. .常見的有鍍青銅常見的有鍍青銅, ,亞亞 銅銅, ,鏡面亮銅等鏡面亮銅等. . 36 無論哪一種電鍍無論哪一種電鍍, ,在電鍍前在電鍍前 都必須進行除油都必須進行除油, ,除銹處理除銹處

14、理, ,除除 油不凈會成鍍層附著力不足油不凈會成鍍層附著力不足, , 生銹會造成電鍍白斑生銹會造成電鍍白斑. .因此要因此要 電鍍產品也不能有明顯的生銹電鍍產品也不能有明顯的生銹 現像現像. . 常見的電鍍有滾鍍和挂鍍常見的電鍍有滾鍍和挂鍍 兩種兩種. . 37 滾鍍滾鍍是一次電鍍很多數量的是一次電鍍很多數量的 產品產品, ,在電鍍過程中為了使每在電鍍過程中為了使每 一個產品都充分和電鍍液接觸一個產品都充分和電鍍液接觸 , ,必須使產品處於滾動振動必須使產品處於滾動振動 狀態狀態. .因此滾鍍會造成電鍍重因此滾鍍會造成電鍍重 疊疊, ,變形變形, ,折變尺寸變化等折變尺寸變化等. . 38 挂

15、鍍挂鍍: :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. . 39 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

16、能會造成挂位處變用下可能會造成挂位處變 形形. . 40 電鍍電鍍是利用化學中的置換是利用化學中的置換 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. . 41 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

17、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. . 42 電鍍層厚度電鍍層厚度( (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 43 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

18、材鐵材45u45u C.C.攻牙件攻牙件3535 44 2.2.錫鉛厚度錫鉛厚度 ( (錫含比例錫含比例:85%95%)A.:85%95%)A.銅銅 材材:35um(:35um(鉛含比例鉛含比例:5%15%):5%15%) B. B. 鐵材鐵材:35um:35um C.C.鐵材返電品及熱處理品鐵材返電品及熱處理品 78um78um 45 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:2.53u 2.2.鍍層厚度鍍層厚度:0.81.0um:0.81.0um 46 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

19、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:7um 4.4.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% 47 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:2.53u:2.53u 2.2.鍍層厚度鍍層厚度:45um:45um 3.3.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% 48 PDCA 五五. .鍍銀產品膜厚標鍍銀產品膜厚標 準準:1.02.0um:1.02

20、.0um 1.1.鐵材鐵材: :銅底銅底3u3u以上以上, , 鍍銀膜厚鍍銀膜厚1.02.0um1.02.0um 2.2.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 49 六六. .鍍鎳產品膜度標準鍍鎳產品膜度標準 Ni:3.04.0umNi:3.04.0um 1.1.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 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 50 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

21、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) ) 51 鍍層的腐蝕與鍍層的腐蝕與 52 鍍層的腐蝕 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. 53 鍍層的腐蝕 環境是造成金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

22、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, ,進而進而 影腐蝕的速率影腐蝕的速率, ,空氣中引起腐蝕空氣中引起腐蝕 的主要成份為氧氣、水氣和有害的主要成份為氧氣、水氣和有害 雜質雜質. . 54 鍍層的腐蝕 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. 55 鍍層的腐蝕 因此金屬在干燥空氣 中是不會有腐蝕作用,以

23、及金屬在沒有氧的水中 也不會有腐蝕作用. 56 鍍層的腐蝕 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. 57 鍍層的腐蝕 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. 58 鍍層的腐蝕 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. 59 鍍層的腐蝕 3.3.間隙腐蝕間隙腐蝕: :金屬的隙縫處因滯 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