29分鐘學完工作中常見金屬材料

今天講解第一章 常用材料及表面處理的 第一節課 常用的鋼材料 首先來介紹結構鋼 什麼是結構鋼 就是在進行設備設計時 用來搭建結構的鋼材 常用的有這麼三種 第一種Q235 第二種45鋼 第三種就是406 首先來看Q235 它是普通的碳素結構鋼 它屬於低碳鋼 含碳量的話 是在0.14%到0.22%之間 也就是老牌號的A3鋼 那麼Q235 其中的Q代表的是屈服強度 而235代表的是屈服強度爲 235兆帕 成本是比較低的 3.5元每千克的樣子 我們來看應用 它的應用主要有三個方面 第一就是板筋類 比如說我們平時做設計 所使用的這種冷閘板 SPCC基本材料 就是Q235的 還有像這種鍍鉛板 熱氫鍍鉛板 基本材料也是Q235的 那麼在使用的時候 需要做熱處理嗎 不用做的 Q235這個材料 它本身就不適合進行熱處理強化 因爲即使說你做了熱處理 它本身的性能也不會提升很多的 你做了熱處理 反而還浪費處理工藝 所以說一般是不做熱處理強化的 那麼表面處理要做嗎 要做的 如果說不做表面處理的話 會出現生鏽的問題 這裏特指的是冷閘板 那麼常用的表面處理方式 就是噴漆 噴粉 噴塑 或者是烤漆 其實都可以 就是不同的企業標準不一樣 你到家公司之後 就按照這家公司的標準來就行了 像這種鍍鉛板 熱氫鍍鉛板 同樣的不做熱處理 並且也不需要做表面處理 因爲它表面有鍍層 是鍍鉛的 但是有點需要注意 如果說對它進行加工的話 一般在切邊的位置要進行防鏽 因爲它的切邊是沒有鍍層的 那麼應用 像拿這臺設備來講 比如說這個機罩 比如說門板 風板 一些板件的支架 都可以選擇這種冷閘板 那厚度一般是0.5到4毫米的樣子 像這種電控的箱體 會選擇1.5毫米厚度的冷閘板 像這種電控的箱門 會選擇2毫米厚度的冷閘板 就不容易晃 像這種定期遠近板的話 可以選擇這種2.5毫米厚度的熱 氫鍍鉛板來進行設計 這是板件類的應用 我們再來看方通類 比如說設備機架焊接 所使用到的這種方通 其基本材料就是QR35材質的 還有像一些要求比較高的場合 比如說承託模組 我需要比較好的這種剛性 需要比較高的精度 承託模組的結構 也可以使用方通來進行焊接 就是方通立柱 好那麼規格比較多 40x40 60x60 80x80 還有像這種40x80的 60x120的 80x160的規格是非常多的 好 那麼在使用的時候不做熱處理 表面處理的話要做 一般也是噴漆噴粉噴漱烤漆 並且最好是跟板件類同一批次去做 這個表面處理 爲什麼 如果說不是同一批次的話 它容易有色差 就是顏色會有點區別 很多企業它是在意這一點的 所以說最好是同一批次去做表面處理 那麼漆再怎麼調 調不出完全一樣的顏色的 好 再來看機家類 機家類 像比如說設備的大板 對吧 或者說是一般類的零部件 像一些織作 像這種 腳背安裝的板 那麼可以選擇QR35來進行加工 好 我們來看它的應用 像大板 一般會選擇厚度1220毫米厚度的 像這種腳墊板12毫米厚度的 像這種顯示器支架的墊板10毫米 爲什麼說一般的零部件 如果說你對於零部件有要求 我舉個例子 像齒輪需要用它來傳遞轉速扭矩功率 其實用QR35來加工就不合適了 要用誰 鎖鋼會更好一點 對吧 但是像這種一般類的沒什麼要求的零部件 你可以選擇QR35 像這裏就沒什麼要求 它也沒什麼要求 對不對 好 我們再來看 常用的表明處理的方式 就是鍍鑷或者是鍍鑷 不做熱處理的 那麼鍍鑷的話要便宜點 根據你對於表明狀態的要求 去選擇合適的表明處理工藝就行了 側重點不一樣 比如說鍍鑷 它的側重點是在於提高硬度和耐磨性 鍍鑷是提高防腐勢能力 比如說鍍芯主要是提高防鏽能力 好吧 好 這就是QR35的三類應用 杆筋類 方筒類和機甲類 我們再來看第二種結構鋼就是四五鋼 那麼四五鋼它就是優質的碳素結構鋼了 它屬於中碳鋼 我們怎麼去定義中碳鋼 它指的是含碳量在0.25%到0.6%之間的鋼材 都屬中碳鋼 而四五鋼含碳量是0.45% 排號的話 如果用的是國標 那就是45G或者是45G 如果用的是GIS標準的話 那就是S45C 排號不同 但是東西它其實都是一個東西 然後成本跟QR35接近 4元每千克的樣子 那麼它的應用主要就是做技嘉鍵 好 我們來看一下 四五鋼它是適合進行熱處理強化的 在經過熱處理之後 性能方面是能夠提升比較多的 那麼常用的熱處理方式就是調製 在經過調製之後 性能能夠得到比較大幅度的提升 所以說可以進行像齒輪的加工 加工這種軸 這個鍵銷板都是可以的 調製後有優良的這種性能 那麼調製它其實是兩種熱處理方式的 組合 一個是脆火 一個是高溫回火 能夠讓材料獲得一個良好的 綜合性的這種利潤性能 有一定的強度硬度 又有一定的塑性韌性 調製之後 四五鋼能夠達到的硬度 就是30 落實硬度的樣子 硬度不是很高 如果說你需要更高的表面硬度 然後想用一個比較簡單的工藝 來解決這個問題 可以選擇高頻脆火 它是隻針對表面的改加熱 只針對表面的做法方式 能夠提高表面的硬度和耐磨性 在經過高頻脆火之後 四五鋼能夠達到的硬度 差不多就是45 落實硬度硬度就夠用了 那麼表面處理方式常用的 也是我剛剛所提到的 比如說鍍鏤或者是鍍鎳 或者是發黑 這三種的話會用的多一點 以及剛剛有提到的鍍鋅 鍍鋅一般電鍍發黑會用的多一點 好 那麼像發黑的話 其實它所形成的就是一層 鮮花三體的保護膜 這個膜不是特別的厚 可能就是幾微米的樣子 所以說耐磨性一般 防鏽防腐是差一點 如果說你選擇發黑的話 一般要搭配塗油處理的 但是它也有優點 就是膜很薄 所以說不會影響零部件的尺寸 不會影響精度 所以說一個表面處理工藝 它有優點 同時也會有缺點 比如說鍍鏤成本比較高 是吧 好 應用的話 像大板 一般可以用這種四五鋼的金光板 它的厚度有20的有12的 它是經過兩個上下兩個面 經過金膜的4個邊 經過精細的基本的公差 0.02到0.05的樣子 這個精度還是可以的 就是可以直接用 像這種磅料的話 直徑20的 30 45 60毫米的都是有的 也還有其他的這種規格 我就沒有列舉在這個位置了 好吧 好 這是四五鋼 也是我們做設計常用的結構鋼 在一些要求稍微高一點的場合 可以用它 如果說剛剛咱們所談到的 四五鋼經過高頻催火之後的硬度 滿足不了我的需求了 對吧 那就可以換材料了 換誰呢 四磷鏤 四磷鏤它是優質的碳素結構鋼 它屬於中碳合金鋼 有合金元素 露元素 所以說在經過熱處理之後 能夠產生很多的合金化合物 會大幅度的提升這個材料的性能 含碳量大約在0.4%的樣子 然後成本也不是很高 4元每千克左右 那麼應用其實跟四五鋼很接近 就是如果你有更高的要求 可以使用四磷鏤代替四五鋼 做這種技嘉鍵 那麼像做這種齒輪 做這種軸模具都是可以的 因爲它經過熱處理之後 硬度還是比較高的 所以說可以進行模具的設計 那麼常用的熱處理方式 也是這兩種 調製和高頻最火 只不過所達到的硬度 跟四五鋼還是有區別的 調製之後 四磷鏤能夠達到的硬度 差不多是35 洛氏硬度左右 而高頻最火之後能夠達到52 將近是60的洛氏硬度 這個硬度可以滿足絕大多數工坊 我們對於硬度的要求了 所以說可以進行模具的設計 或者說中載情況下的齒輪軸 好 那麼常用的表面處理方式 也是這兩種 以及我剛剛所提到的 鍍鉛或者說是發黑也會有用到 但是像這兩種用的會多一點 那麼我這裏解釋兩個 可能存在爭議的問題 第一個問題就是這個元素 我們怎麼超過它呢 其實標準一點 應該是個 你需要打個才能夠把它打出來 但是你也可以稱之爲弱 爲什麼呢 因爲就是爲了跟另外的一個元素 各進行區分 看習慣怎麼叫都行 好吧 還有一個可能存在爭議的點 就是我剛剛所提到的一個熱處理方式 脆火 我的習慣叫脆火 但是很多企業裏面它會稱之爲戰火 稱之爲戰火 那主要的原因是什麼呢 主要的原因就是爲了跟另外一個熱處理工藝 退火 進行區分 因爲一般做熱處理的企業裏面 這個噪音是比較大的 對吧 如果說你稱之爲脆火的話 大家可以念一下 跟退火口型完全一樣 容易弄混 所以說爲了跟退火區分 就稱之爲戰火了 也跟它的工藝有關 就是它的工藝是放在液體中冷卻 放在液體中站一下 所以說就稱之爲戰火了 然後剛剛還有提到一點 就是含碳量 那麼含碳量 它對於這個材料的影響是什麼 我寫在這裏 含碳量 它對於材料的影響 主要是4個方面 第一 硬度 大家記一下含碳的越高 硬度就越高 含碳的越低 硬度就越低 含碳量影響硬度 然後第二個影響就是韌性 含碳的越高 剛剛說了硬度越高 對不對 反之韌性就越差 含碳的越低 硬度越低 反而韌性它會越好 好 還有就是切削性 這個好理解 硬度越高 越不好加工 是吧 硬度越低的話 越好加工一些 還有就是 焊接性 含碳的越高 它越不好焊接 含碳的越低 越好焊接一些 比如說我剛剛所提到的Q235 它有個應用 就是方通類 設備機架焊接所使用的方通基本材料 就是Q235的 爲什麼用Q235 就是因爲它含碳的低 焊接性能是很好的 好吧 這一點大家稍微再記一下 然後結構鋼 咱們就介紹完了 再來看不鏽鋼 不鏽鋼的話 常用的也就這麼4種 先說304 爲什麼先說304 因爲它是最常用的 最常見的 像我之前在接觸的時候 其實更多的是板筋鍵 機架鍵的話都少一點 它的成本12元每千克的樣子 好 先來說板筋鏈 板筋鏈 一般表面會選擇拉絲 或者拋光的這種表面處理工藝 看客戶的需求 如果說需要靜明效果的話 就選擇拋光 如果沒有提的話 一般都是表面做拉絲 對吧 可以做這種板筋的支架 拉絲面板 厚度的話 一般是2.5毫米的厚度 做這種杆擋片 做這種拖鏈槽也是可以的 厚度一般是1.5毫米的樣子 好 那麼機架類的話要少一點 因爲不鏽鋼304 它的硬度韌性是很好的 對吧 所以說加工起來容易廢刀 除非說你有要求 零部件不能做表面處理 同時要要求防鏽防腐蝕 你可以選擇304 來進行零部件的加工 好吧 板筋件多一些 機架件的話少一點 好 如果說此時我需要的是 更好的耐腐蝕能力 304它的耐腐蝕能力 滿足不了我的需求了 那用誰呢 用306 306的話 它添加了木元素 所以說耐腐蝕能力要更強 特別是耐氯粒子腐蝕 它的成本比較高 22元每天可得 應用的話 主要是做這種機架類 我剛剛提到了 它特別耐氯粒子腐蝕 所以說可以做這種手術器械 用在食品醫療行業 可以做這種傳播零部件 對吧 這是它的一個應用 但是還是不常用 除非說有比較高的要求 纔會用到的 好 如果說我設計一個板筋支架 但是不管是用304 還是316 都有點貴 我想省成本 那麼可以選擇補鏽鋼的201 它的優點就在於成本低 但是防鏽防腐是差一點 如果要求不高 用它是沒問題的 成本低7元每千克的樣子 那麼應用主要是做板筋類 像咱們剛剛提到的二系列 三系列 都屬於傲視體補鏽鋼 就是沒有磁性 或者帶輕微的磁性 像4系列 它屬於馬式底部鏽鋼 就有磁性了 什麼時候會用到4系列 如果你需要的是更高的硬度 就可以選擇440了 它的優點在於硬度高 成本也比較高 42元每千克的樣子 那麼又可以稱之爲高強度的 韌鋸鋼 可以做這種導套 可以做這種刀具 它的含碳量要多一些 那麼應用主要做這種技嘉類 然後在使用的時候 因爲剛剛咱們提到 它屬於馬式底部鏽鋼 有磁性 在技術要求中 要填寫好 進行退磁處理 它是有磁性的 好吧 好 這是獨鏽鋼 咱們瞭解這麼多 其實也夠用了 好 還有就是一些特殊的鋼材 特殊鋼材的話 更多的是我們買的標準件 它是這種材料的 所以說你不用去研究 對它有所瞭解 就可以了 來 我們看一下 工具鋼 比如說T8 T10 含碳量的話 0.8 1.0% 0.8到1.0之間 那麼屬於高碳鋼 對吧 所以說有很好的硬度和耐磨性 但是它的熱硬性比較差 什麼意思 溫度升高 硬度會隨之降低 脆透性也比較差 脆化之後容易出現變形開裂的問題 所以說一般用來進行工具設計 錘子 鑿子 起子 扳手 或者是進行模具設計 因爲它硬度高 對吧 但是做模具更多的是模具鋼 這裏要稍微的介紹一下 兩種SKD11和SKD61 那麼SKD11它是屬於耐磨戰士 就更耐磨 SKD61它是耐熱的精英 就更耐熱一些 好 那麼SKD11是冷做模具鋼 這是國標 洛十二MV 它屬於高碳高鏤鋼 所以說側重於硬度和耐磨性 但是它的韌性是比較差的 硬度的話 58到62的洛氏硬度 這個硬度就夠用了 所以說它可以做這種刀具切刀 熱處理之後 硬度高 耐磨性極佳 但是高溫性能差 什麼意思 溫度升高 它的硬度就會隨之降低了 200度左右的樣子 好 那麼主要的用途就是進行模具設計 這種衝壓膜 衝裁膜 擠壓膜 拉伸膜 都是在溫度不是很高的情況下使用的 好 還有像這種滑塊 它能夠抵抗磨損 像這種刀具能夠防止崩刀 像這種涼鋸能夠保持形狀 不會變形 對吧 那麼SKD61的話 它就是熱做的模具鋼 這是國標 它屬於中碳高熱鋼 側重於熱強度 有比較好的韌性 那麼硬度的話 40-54的熱勢硬度 它的硬度偏低一點 但是也很高了 其實 高溫下性能更穩定 比如說你溫度上升到500度 對於SKD61的硬度不會有什麼影響的 所以說在高溫情況下 61它更耐磨一些 好 那麼熱處理之後 硬度適中 高溫下硬度保持好 耐磨性能良好 高溫下要優於SKD61 而且高溫性能強 500度硬度不變 主要的用途就是模具設計 看一下壓鑄 注射 熱擠壓膜 熱鍛造膜 都是在高溫情況下的 像一些高溫零件 那麼可以防止出現這種開裂的問題 可以設計高溫零件的 好 這是兩種模具鋼 還有像這種彈簧鋼 6瓦 那麼含碳量的話 0.7%左右 也屬於高碳鋼了 但是它的優點在於彈性好 主要做什麼 彈簧 卡簧 彈片 像這種軸承鋼 比如說軸承的內圈 外圈 對吧 滾珠 尖軸承外部進入殼 裏面擋輪軸 很多都是軸承鋼材質的 G螺15 這是國標 GS標準就是SUG2 含碳量的話 0.95%到1.05% 這幾種特種鋼 大家瞭解一下就可以了 不用太去研究的 好 那麼還要說兩種軸 比如說我們看到這裏有種軸 是吧 它是做什麼動呢 做支撐作用 對吧 好 那來看看 還有沒有其他的這種軸 這裏是 這裏是絲桿 不是軸 好 這裏我們能看到 有兩杆軸 對吧 這兩種軸是不一樣的 我來給大家介紹一下 第一種叫鍍鏤鎊 鍍鏤鎊的話 它長的材料就是四五杆 然後鍍鏤層的厚度 0.02到0.05毫米 扁棉粗糙度的話是很好的 2A 0.4到0.8 很光滑 那麼經過了熱處理嗎 沒有的 扁棉的硬度差不多20 洛氏硬度的樣子 它主要的作用是做什麼 做支撐 像我們剛剛所看到的 這裏主要的作用是做支撐作用 對吧 好 那麼像這種 氣缸兩側的這種軸 它主要是做什麼 做導向 它叫晶光軸 長的材料有四五杆的 也有這種軸承鋼材質的 那麼鍍鏤層的厚度 扁棉粗糙度 跟鍍鏤鎊都是一樣的 外徑的公差一般是H7或者是G6 是經過了熱處理的 高頻脆弧 那麼表面的硬度很高 60洛氏硬度左右 所以說它的主要作用是做什麼 做導向 或者說表面有耐磨要求的這種廠 首先來看鋁合金 那麼鋁合金常用的牌號 也就這麼三種 第一種5052 第二種6001 第三種7075 現在介紹一下5052 它屬於鋁鎂合金 就是鎂的含量要多一點 那麼這種材料的特點 就是它的硬度要比6001 還有7075要低一些 所以說需要貼這種保護膜 防止刮傷 那麼它的焊接性是比較好的 並且我們也可以稱之爲防鏽鋁