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机械工程文萃-4-08月19日星期六
新材塑料部分:
一、聚醚砜(Polyethersulfone、PES)是具有优异耐热水性的非结晶性塑料。
广泛应用于食品工业零部件及排水零部件、半导体超纯水相关部件、电子零部件、前大灯反射镜、烹饪设备零部件等。也可利用玻纤进行强化。具备如下所示的特征。5. 可溶于有机溶剂。尤其是会受到酯类、酮类和氯仿的侵蚀。聚醚砜棒
二、聚醚醚酮(Polyetheretherketone、PEEK)是由英国威格斯(Victrex)公司开发的芳香族热塑性塑料。
其熔点约330℃,具备优异的耐热性。在很多使用案例中,利用玻璃纤维强化来提升其强度。其用途包括半导体和液晶面板制造设备零件、投影仪的灯泡壳体、电池包装、IC插座、接插件、汽车零部件等。3. 注塑模具的型腔表面温度必须设置为180~200℃的高温。三、聚酰胺-酰亚胺(Polyamide-imide、PAI)是一种荷载挠曲温度约为180℃,在高温下具有高强度的成型材料。 用玻璃纤维、碳纤维、石墨等增强的牌号在高温环境下具有优异的滑动性能。 在工业用途中的应用案例,包括液压设备密封件、继电器、插座、开关、线轴、齿轮、轴承、内燃机部件、喷气发动机部件、SMT零部件等。 四、聚酰亚胺(Polyimide、PI)是种具备优异耐热性的成型材料。
荷载挠曲温度为250-360℃,是塑料材料中的最高水平。最近,还开发出了能够用于注塑成型的产品。 聚酰亚胺包括全芳族聚酰亚胺、半芳族聚酰亚胺和热固性聚酰亚胺。用于注塑成型时,主要是使用半芳族聚酰亚胺。 实际应用案例包括,复印机的加热辊轴承和隔热轴、半导体制造设备的耐热托盘、飞机部件和人造卫星部件等。今后也可能会应用于汽车部件及电子部件。1. | 荷载挠曲温度高达250~360℃。 *耐热性甚至高于焊锡(锡−铅合金)。 |
2. | 优异的耐热劣化性。 |
3. | 良好的恒温强度。 |
4. | 优异的耐化学性。 |
5. | 高吸水性。 |
6. | 优异的电性能和良好的介电性能。 |
五、聚醚醚酮(Polyetheretherketone、PEEK)是由英国威格斯(Victrex)公司开发的芳香族热塑性塑料。 其熔点约330℃,具备优异的耐热性。在很多使用案例中,利用玻璃纤维强化来提升其强度。 其用途包括半导体和液晶面板制造设备零件、投影仪的灯泡壳体、电池包装、IC插座、接插件、汽车零部件等。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!3. 注塑模具的型腔表面温度必须设置为180~200℃的高温。六、间规聚苯乙烯(Syndiotactic Polystyrene,SPS)是使用茂金属催化剂合成的聚苯乙烯。
间规的含义是具有立构规整性,其具备如下的优良特性。 实际应用的例子包括仪器外壳、梳妆台零件、浴室零件、空调零件和汽车电磁阀零件等。这一树脂品种是1985年由出光兴产株式会社开发完成。七、聚甲基戊烯(Polymethylpemtene)是一种立构规整聚烯烃,是透明的成型材料。 是常用于家用电器、医疗设备、食品相关领域的结晶性塑料。多用于洗碗机零部件、耐热微波炉容器、铁质盛水容器、电路板、移液管、注射器、烧杯等。1. 熔点为230~245℃,原始材料的荷载挠曲温度为80~90℃,玻纤强化型的荷载挠曲温度为190℃左右。3. 耐化学性良好,耐酸碱性也很优秀。但是会受到汽油及四氯化碳的侵蚀。5. 耐蒸汽性和耐热水性良好,可用于食品相关和热水相关领域的零部件。6. 由于具有较好的氧气透过性,因此可用于需要氧气透过功能的部件。八、聚醚酰亚胺(Polyether imide、PEI)是运用于电子工业的成型材料。
这是一种非结晶性塑料,在某些情况下也可替代聚碳酸酯和聚合物合金使用。4. 耐酸耐碱性较为良好,但是会受到卤代脂肪烃侵蚀。在某些有机溶剂中也可能因溶剂而引发龟裂。6. 主要用途案例包括办公自动化设备的耐热部件、复印机的耐热部件、电气部件、汽车用耐热部件等。
母材SPCC,低碳钢,普通铁板,易冲压成型,易氧化热浸镀锌钢材(GI)与电镀锌钢材(EG/SECC)的比较:
| 母材 | 前处理 | 镀层 | 机械性能 | 加工性能 |
GI/SGCC白色 | 冷轧全硬钢板 | 热浸 | 有/无锌花,形成铁锌合金,层厚,耐蚀性好 | 材质软 | 简单加工,复杂加工不行 |
EG/SECC灰色,贵 | 冷轧退火钢板 | 电镀 | 无锌花,纯锌镀层,层薄,耐蚀性差 | 与母板相同 | 成型性能好 |
SPCC—冷轧碳素钢:S(材质)P(形状用途)C(加工方法)C(级别)P—(plate)板,T—(tube)管,K--(kogu)工具,U—特殊,W—线,C—铸件,F—锻件SPTE—非磁性材料,但冲压加工次数多,磁性强。遮蔽磁干扰及冲制少零件。表面镀锡可直接焊接。Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。301:延展性好,用于成型产品。抗磨性和疲劳强度优于304。耐蚀性差。弹性好。通过冷变形加工可使钢的强度、硬度提高。焊接性好。广泛用于防EMI上,弹性体上。304:耐腐蚀性,耐热性,机械性能优秀,热处理后不硬化,无磁性。较没弹性。316:添加Mo,耐蚀性比304更好,高温强度好,可在苛酷条件下使用。加工硬化优无磁性。铝合金大体上可分为板材、棒材、管材、线材、型材等拉伸材料和沙范、模具等的铸造材料、压铸材料。根据合金的成分比,其特征各不相同,在JIS中以四位数字表示*。合金类型以千位数字表示,以下信息显示在后两位。例如,纯度为99.7%以上的铝为A1070,铝镁合金为A5052。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!(1)拉伸材料
【表1】铝拉伸材料的种类与特征
合金类 | 特征 | 用途 | 主要合金符号* |
1000 (纯铝类) | 耐腐蚀性、加工性、导电/导热性优秀。表面处理性良好 | 各种容器、电气器具、反射板 | 1070 1100 |
2000 (Al-Cu合金类) | 硬铝合金,强度高、可切削性优秀。耐腐蚀性、表面处理困难。 | 航空器、输送机、机械零件 | 2017 2024 |
3000 (Al-Mn合金类) | 耐腐蚀性不降低,强度良好。冲压加工性能良好,表面处理良好 | 器具、罐头、建筑材料 | 3003 3004 |
4000 (Al-Si合金类) | 熔点低。阳极氧化自然发色合金 | 钎焊材料、焊接材料、建筑材料 | 4043 |
5000 (Al-Mg合金类) | 根据Mg含量不同,有多种不同合金。耐腐蚀性良好、强度高。表面处理性良好 | 建筑材料、构造物、船舶、罐盖、光学器件 | 5005 5052 5056 5083 |
6000 (Al-Mg-Si合金类) | 耐腐蚀性良好、热处理后强度高。良好的挤出性和表面处理性。 | 建筑物窗框、结构用 | 6061 6063 |
7000 (Al-Zn-Mg合金类) | 强度最高的铝合金。焊接性良好 | 航空器、体育用品、铁道车辆、焊接结构材料 | 7075 7204 (7N01) |
(2)铸件用铝合金
【表2】铸件用铝合金的种类
合金类 | 特征 | 主要合金* |
Al-Si类 | 铸造性良好的合金 | AC4A、AC4C、AC9A |
Al-Mg类 | 耐腐蚀性良好的合金 | AC7A、AC7B |
Al-Cu类 | 热处理后具有高强度的合金 | AC1A、AC2A、AC5A |
(3)冲压用铝合金
【表3】冲压用铝合金
合金类 | 特征 | 主要合金* |
Al-Si类 | 铸造性良好的合金 | ADC1、ADC7 |
Al-Mg类 | 耐腐蚀性良好的合金 | ADC5、ADC6 |
Al-Si-Cu类 | 铸造强度良好的合金 | ADC10、ADC12 |
1xxx指纯铝系列:纯度可达99.0%以上,1070(反光板,电镀品质与表面亮度均佳),1100(热交换器),散热材料,1230(最常用)2xxx指铝铜合金系列:硬铝,航空铝材,常规工业中不常用。20243xxx指铝锰合金系列:防锈铝。3003(厨具),3A214xxx指铝硅合金系列:耐热耐磨。4343,40455xxx指铝镁合金系列:密度低,抗拉强度高,延伸率高。5005,5052(散热片,传动支架,表面易氧化需做表面处理)6xxx指铝镁硅合金系列:抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。容易涂层,加工性好。6063,60617xxx指铝含锌系列合金: 超硬铝合金,有良好的耐磨性。航空铝材。常用压铸铝:ADC10,ADC12(日本,相当中国YL113,废旧铝再生),A380,ZLD102,ZLD104ADC10与ADC12比,抗拉强度,廷伸率降低,硬度上升。压铸铝合金 | 特性及应用 |
A356,LM25 | 良好致密性,流动性,抗热裂性及耐腐蚀性。主要用于制造承受高负荷的大尺寸金属件,如传动机匣,汽缸等 |
ADC3,A360,LM9 | 良好耐腐蚀性、流动性高及高抗热裂性能,易于压铸 |
ADC10,A380,LM24 | 机械特性高,适用于家具配件,如吸尘机、汽车配件及马达箱等 |
ADC12,LM2 | 具良好加工及电镀特性 |
强度 切削加工性 氧化性能 塑性
6061中 好 好 一般
6063 一般 一般 好 好常用浇铸铝锭,ZLD102,ZLD104,ZLD107,A356密度小,比强度高,散热好,耐疲劳,消震性好,承受冲击载荷能力比铝合金大,电磁屏蔽效果好。耐蚀差,易氧化烧损,力学性能(特别是韧性和塑性)较差1、镁合金比铝合金轻,一般情况下镁合金的密度是铝合金的2/3;
2、镁合金在熔炼与铸造过程中需要保护气与熔剂进行保护,而铝合金则不需要
3、镁合金的耐腐蚀性较差,铝合金则较好,不过也有一些新研制的镁合金其耐腐蚀性能可与铝合金相当;
4、镁合金的减震性能等较铝合金强;
5、镁合金的力学性能较铝合金的差,但也有一些通过加入一些强化合金元素,可以达到或接近铝合金的水平;
6、铝合金废料一般可以直接回收利用,镁合金则不能;1.紫铜:红铜/纯铜,很好的导电性和导热性,强度低,塑性极好,易于加工。良好的耐蚀性,焊接性。T2(中) C11000(美) C1100(日) 导电用TU1(无氧铜) C10200 C1020 真空仪表TP1(磷脱氧铜) C12000 C1201 焊接用2.黄铜:铜锌合金,较硬,耐磨,耐蚀性强,加工性能好,常做成需受力大、经常运动摩擦的工件。铅黄铜的切削性能优良,耐磨性好,广泛用于制造钟表零件,轴瓦和衬套。
锡黄铜的耐腐蚀性能好,广泛用于制造海船零件。
铝黄铜中的铝能提高黄铜的强度和硬度,提高在大气中的抗蚀性,铝黄铜用于制造耐蚀零件。
硅黄铜中的硅能提高铜的力学性能、耐磨性的耐蚀性,硅黄铜主要用于制造海船零件及化工机械零件HPb63-3(铅黄铜) C34500 C3560HAl60-1-1(铝黄铜) C67000 C6782
3.青铜:与紫铜比,青铜强度高且熔点低,铸造性好,耐磨且化学性质稳定。磷青铜:导电性佳,弹性高,耐磨。主要用作电气开关/端子之弹片,耐磨零件和弹性元件。锡青铜:铸造性能、减摩性能好和机械性能好,适合於制造轴承、蜗轮、齿轮。耐磨、弹性、抗蚀、抗磁铝青铜:强度高,耐磨性和耐蚀性好。特种铝青铜有着比合金钢更加高的强度和接近合金钢的硬度。力结构件,传动件。铍青铜:除具有高的强度、弹性、硬度、耐磨性和耐疲劳性外,还有优良的导电性、导热性、耐蚀性、无磁、冲击时不产生火花,并有优良的工艺性能。重要弹簧、钟表齿轮、高速高压下工作的轴承、衬套。
4.白铜:以镍为主要添加元素的铜合金。显著提高强度、耐蚀性、硬度。白铜较其他铜合金的机械性能、物理性能都异常良好,延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀。 普通白铜,铁白铜,锌白铜,铝白铜。洋白板(铜镍合)铜的种类主要是指铜单质以及铜的各种合金,包括紫铜(铜单质)、黄铜、白铜、青铜、磷铜等,它们有着不同的特性及用途:
纯铜:柔软的金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽、延展性好、导热性和导电性高。
纯铜的最普遍用途在于制造电线,通常现时所用的电线都是由纯铜制成,这是因为它的导电性和导热性都仅次于银,但却比银便宜得多。而且铜很容易加工,透过熔解、铸造、压延等工序改变形状,便可制成汽车零件以及电子零件。
黄铜:指以铜为基体金属, 锌为主要合金元素的类似金属的物质.
黄铜种类很多, 其中铜锌二元合金是最简单的一种黄铜, 故称简单黄铜或普通黄铜. 一般牌号有H62(62%的铜) H65(65%的铜) H70 .....H90等等.
除了普通黄铜外, 还有铅黄铜(如HPb59-1), 铁黄铜, 铝黄铜, 锡黄铜等等.可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳、水龙头等。黄铜敲起来声音好听,因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。
白铜: 指以铜为基体金属, 镍为主要合金元素的类似金属的物质.
白铜种类也很多, 有普通白铜(如B10 B30 B40等),还有锌白铜(BZn15-20等),被广泛使用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域,并还是重要的电阻及热电偶合金。
青铜: 指以铜为基体金属, 非锌非镍为主要合金元素的合金, 即除了黄铜及白铜外,均为青铜.
青铜种类也非常多,有锡青铜(锡磷青铜是其中一种,也就是你说的磷青铜硅锰青铜, 铝青铜, 铬青铜等等. 你所说的磷铜是指铜磷合金, 从理论说也是青铜的一种. 主要用于焊接行业.难以加工.性质硬脆.
青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能,且硬度大。用于制造精密轴承、高压轴承、船舶上抗海水腐蚀的机械零件以及各种板材、管材、棒材等。 除了从成分上区别外, 可以从性能\外观方面判断:
磷青铜:铜、锡与磷的合金,其中含有锡2%-8%,含有磷2-8%,其余成分余为铜。坚硬,可制弹簧。铸件可用于齿轮、蜗轮、轴承等机械部件。青铜是一个大种类, 包括磷青铜及磷铜.其坚硬,可制弹簧。铸件可用于齿轮、蜗轮、轴承等机械部件。
七、弹簧材料
1.碳素弹簧钢丝(SWC/SWB):65#,70#、65Mn、82B、72A、72B钢丝,特点是可塑性低,耐蚀性差。主要用于要求精度不高,电子,电器,玩具中一般要求的各种表态弹簧。价格低。60Si2Mn钢是应用最广泛的合金弹簧钢,强度、淬透性、耐回火性都比碳素弹簧钢高,工作温度达250℃,缺点是脱碳倾向较大。50CrVA钢的力学性能与60Si2Mn钢相近,但淬透性更高,钢中Cr和V能提高弹性极限、强度、韧性和耐回火性,常用于制作承受重载荷、工作温度较高及截面尺寸较大的弹簧。30W4Cr2VA是高强度的耐热弹簧,用于500℃以下工作的锅炉主安全阀弹簧、汽轮机汽封弹簧等。3.琴线(SWPA/SWPB):非常好的强度和弹性,耐疲劳性佳。综合力学性能好。主要用于电子,电器,玩具中对机械性能要求高的弹簧(动态弹簧)。82B(中),价格高。4.磷青铜:具有良好的导电性和耐腐蚀性,但硬度和强度及耐疲劳度差。主要用于导电性能较高的场合。C5191W(日本),C51900(美),QSn6.5(中)。价格较高。5.SUS304:具有良好的耐腐蚀性,耐热性,低温强度机械特性,无磁性,韧性大,易成形。主要用电池片弹簧、家庭用品容器中的压力弹簧等。(最广泛的不锈钢)。价格中6.SUS316:耐蚀性和高温强度特别好,可在苛刻条件下使用,无磁性。适于海水用设备、化学行业中弹簧等。7.铍铜线:耐蚀性佳,于时效硬化处理前,富于展性时效三角化处理后增加耐疲劳性。C1720W。价格特高。声明:部分内容来源于网络,仅供学习、交流。版权归原作者所有。如有不妥,请联系删除。
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