常用金属材料基础知识培训讲义-1

主要內容第一篇導論:認識金屬材料第二篇鋼板1冷軋板2鍍鋅鋼板3馬口鐵4不銹鋼第三篇有色金屬1鋁合金2鈦合金3銅合金4鎂合金第四篇模具材料第三篇有色金屬鋁及其合金板材目前公司常用的鋁合金牌號有1100、5052、6061等,主要應用于手機&電腦外殼或內構件,如磁架.前板.后板.分隔板.支撐架.連接架.支架.散熱片﹑手機外殼等.

Q37用鋁特別多

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1.1鋁及鋁合金基本特性!!

質輕:輕量化角色

耐蝕:自然(人工)氧化薄膜,優良耐蝕性易成形性:軟態適於各種成形加工,如燈罩,外殼等

可強化至不同等級:2~60Kg/mm2

表面處理多樣:陽極處理/化成處理/電鍍/涂覆

導電性好:純銅之60%,但成本便宜.

導熱性好:極佳,散熱片,熱交換器

加工性及焊接性:特佳,棒,線,板及各種擠型材

無毒:食品用途方面可再生:回收重熔,為地球上充分且有效利用之資源.31.4調質度之基本定義6781.5調質度之TX(TXY)定義91.6常用鋁材的機械性能(與厚度有關﹐0.5為例)合金狀態抗拉強度MPa屈服強度MPa延伸率,>%彎曲內邊直徑﹐mm1100H16135~165>12014T3003O95~125>35202T5052H32215~265>15552T6061T6>295>245>104T101.7鋁材外觀缺陷《ES03－030鋁板及其沖件外觀檢驗規範》

分級面定義:裝飾面與非裝飾面

檢視方法:

缺陷分析及解釋:裂紋/非金屬壓入物/腐蝕斑點/硝鹽痕/髒污折痕/壓痕/金屬壓入物/刮痕/夾痕/摩擦痕乳液痕/松樹枝狀花紋/氣泡/小黑點色差/黑線/貼膜印痕/毛刺/軋輥及模具112鈦及其合金2.1鈦的基本特性鈦早先應用於航空航天造船醫療行業,它有高純鈦,工業純鈦及鈦合金(α,

α+β

,β)三大類型多種牌號.工業純鈦能被應用於手機外殼主要在於:

鈦的比強度高,可做出薄壁件;

常溫下化學穩定性好,在海水/大氣中抗蝕性好;

膨脹系數小,良好的導電及導熱性;

機械性能類同一般低碳鋼,塑性好容易沖壓成形;

焊接性好等2.2純鈦的分類一般JIS商用純鈦板可分為四個等級：Class1，Class2，Class3及Class4,典型純鈦板化學成分如表1所示，主要是靠調整氧及鐵的含量來控制強度.隨著氧及鐵含量的增加,純鈦板強度上升，延展性下降，沖壓成形性變差。見下表2.3純鈦板的機械性質

典型特徵如下：

強度接近普通低碳鋼;

楊氏係數約為低碳鋼和不銹鋼的一半，降伏強度/楊氏係數比值為表中所列金屬中最大,該比值與成形後回彈有關。

加工硬化指數(n值)較其他金屬小。

塑性異向性應變比r值極大,這是其六方晶系結構特性所決定.

Class1純鈦板較軟且有極佳的成形性，常用以做沖壓成形之用。

同等級純鈦板按退火條件及退火後調質程度，獲致不同機械性質，如Class2分為硬質及軟質。3銅合金及特性

銅fcc結晶構造,電及熱傳導率高、耐蝕性優秀、塑性加工容易,光澤性好,易於電鍍塗裝等.

微量的不純物可使銅的電導率明顯的降低.

銅為反磁性,若含鐵0.04%,既成順磁性.

銅對大氣及水有良好的耐蝕性.銅綠---大氣中CO2、SO2及水分等的作用生成的鹽基性碳酸銅CuCO3Cu(OH)2、鹽基性硫酸銅CuSO4Cu(OH)2等主要成份,形成不溶於水的保護層.18純銅>99.3%Cu,具极佳導電性,用在電線/線纜上193.1黃銅Cu-Zn合金C2xxxZn含量低的合金主要作為美術工藝品及裝飾品等,最常用的合金為30-40%Zn的合金,適於電鍍,深衝用途,

黃銅的性質:

黃銅容易發生局部腐蝕(脫鋅腐蝕).

黃銅常因冷卻加工等的殘留應力,引起時效破裂.(若接觸阿摩尼亞或銨鹽,則結晶粒間遭受局部腐蝕而引起應力集中,在使用中或儲藏中發生破裂。)

黃銅係材料在常溫加工,若在室溫放置,各種性能逐漸變化,此現象稱為經年變化。稍軟化;退火處理予以減輕.

20各種黃銅合金95Cu-5Zn

與純銅差不多,容易壓印,稱為鍍金銅。90Cu-10Zn(丹銅),用於拉壓加工,稱為商用黃銅。85Cu-15Zn質軟,耐蝕性佳,用於建築配件,稱為redbrass。80Cu-20Zn可用做可撓軟管,有時稱為lowbrass。70Cu-30Zn(七三黃銅0,容易冷加工,廣供深壓拉用。65Cu-35Zn與七三黃銅同為深壓拉加工用銅材。60Cu-40Zn又稱六四黃銅,組織為(+)黃銅,常溫延展性不如七三黃銅,但強度較大,耐蝕性差,容易脫鋅腐蝕,大多做為螺栓、螺帽等。213.2洋白銅洋白又稱洋銀,為添加鎳的黃銅,色澤近於銀.彈簧特性佳、耐蝕性優秀、可為彈簧、化學機械用材料。通常用10-20%Ni,15-30%Zn的組成。223.3Cu-Sn-P合金磷青銅為銅錫合金,並含微量磷,耐疲勞強度,加工性好,耐蝕性優於黃銅,耐磨耗性良好.

磷添加量,使合金中的磷量達約0.05-0.5%時,改善液流,同時,增高合金的硬度與強度,改善耐磨耗性,彈性.極少量磷固溶,此外成硬脆的Cu3P相存在合金中.錫固溶液也因含磷而下降,鑄造組織中的相增加,有增高硬度的效果.23C52100性能TemperGrade1/2HHEHSymbolC5210-1/2HC5210-P-HC5210-PEHTensile

TestThickness(mm)0.2min.0.2min.0.2min.TensileN/mm2470to610590to705685to785Elongation%27min.20min.11min.BendTestThickness(mm)1.6max.1.6max.1.6max.BendAngle180

orW180

orW180

orWInsideRadiusTX1TX1.5TX3ElasticLimitThickness(mm)0.2min.1.60.2min.1.60.2min.1.6ElasticN/mm2

245min.390min.460min.HardnessHV140to205185to235210to260243.4Cu–Be合金鈹銅約在2%Be左右彈簧特性、導電率優秀,具良好耐腐蝕性,加工性.254壓鑄鎂合金4.1鎂合金特性熔液的流動性良好,可以鑄造薄壁之鑄件,但有高溫脆性,容易破裂,壓鑄性不良;

由于熔液甚易氧化,且接觸空氣會引起燃燒,需加以保護,防止合金在675度以下之氧化.

鎂合金的切削性非常好;

耐蝕不良.8.5~9.5Al,0.17~0.40Mn,0.45~0.90Zn,0.05maxSi,0.025maxCu,0.001maxNi,0.004maxFe4.2鎂合金的優勢Mg與其它金屬材料比較Mg與工程塑膠材料比較★

比重低(為Al的2/3,Fe的1/4)★

高剛性及抗撓曲性★

質地硬,強度較高★

散熱性佳☆成形性及加工性良好★

電磁遮蔽性佳☆耐蝕性一般★優良吸震性,抗衝擊性及抗疲勞性☆

吸振能力佳☆不易磨耗,質感佳☆韌性高☆

尺寸穩定性及抗潛變性佳☆技術門檻高

☆回收性佳

3C電子產品使用鎂合金的理由!!!

強度/重量比佳,重量輕,剛性好

耐沖擊,耐磨

環保法規要求

耐熱,散熱性佳

吸振性,電磁遮蔽性佳

產品潮流

成本適當

制造技術成術

無可燃性鎂合金的耐鹽水腐蝕性能模具鋼廠商•傳統-真空除氣--電渣重溶--粉末冶金•國內材料與國外材料的比較•不同廠商相同品牌的鋼材比較•售后的技術服務與支持第四章模具材料29模具材料類別•冷作模具鋼:工作過程中，刃口受到強烈的摩擦和擠壓作用,有此模具還受到較大的衝擊力SKD11,SLD,Cr12MoV,DC53•塑膠模具鋼:易加工,高效益