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文檔簡介
課程安排:一、材料基礎知識二、螺紋緊固件基礎知識三、RoHS指令和REACH法規(guī)介紹四、材料理化性能測試簡介1材料基礎知識2材料概述:
材料與能源和信息一起構成世界經濟發(fā)展三大支柱。機械工業(yè)所應用的各種材料,按用途劃分主要可分為結構材料、功能材料以及工藝和輔助材料三大類;按化學組成劃分可分為金屬材料、有機高分子材料以及無機非金屬材料三大類。
3黑色金屬:碳素鋼:碳素結構鋼+碳素工具鋼+易切削結構鋼(一).普通碳素結構鋼:GB/T700-2006:Q195、Q215、Q235—A、Q235—B。適用于一般結構件,一般在供應狀態(tài)下使用。在保證鋼材物理性能符合標準要求下,各牌號A級的碳、錳含量和各牌號其它等級鋼的碳、錳含量下限可以不作為交貨條件,但其含量應在質量證明書中注明。Q215:C%:0.09-0.15;Q235—A.F含義:Q—鋼材的屈服點;A—鋼材的質量等級;F—沸騰鋼(Si%不大于0.07)。b—半鎮(zhèn)定鋼(Si%不大于0.17);Z—鎮(zhèn)定鋼(Si%不小于0.12)。(二).優(yōu)質碳素結構鋼:GB/T699-1999:08F、10F、10#、45#、70#、65Mn。供應時既保證化學成分,又保證機械性能。優(yōu)質碳素結構鋼一般經熱處理使用,以提高鋼的機械性能,但也有少數可不經熱處理而直接使用。1.08F鋼由于碳含量低,塑性好,主要用來制造冷沖壓零件。2.10—25#鋼屬低碳鋼,它的強度不高,而塑性、韌性好,有良好的沖壓性和焊接性,可用于受力不大而韌性要求好的零件,如沖壓件、焊接件,螺釘、螺母等;也可用于受力不大的滲碳件。3.35—50#鋼屬中碳鋼,通常經調質處理后應用,以獲得良好的綜合機械性能,用于既要求有一定強度,又要求有適當韌性的零件,如用作熱沖壓件、齒輪、定位銷、螺釘等。54.55—80#鋼含碳量高,強度好,塑性較差,有一定的耐磨性,用作高強度的鋼絲和彈簧等零件。一般小尺寸的螺旋彈簧,可用冷拔彈
簧鋼絲(70—85#),冷卷成型,不需淬火,只進行低溫回火處理(250—350度)以消除應力,穩(wěn)定尺寸;尺寸不大的彈簧片及彈性零件,常
用65Mn制造,經淬火及中溫回火處理。
(三).碳素工具鋼GB/T1298—2008:T8、T9、T10。(四).易切削結構鋼GB8731—88:含P、S、Pb較高,如Y12、Y15。(五)冷鐓鋼GB/T6478-2001:ML15:C%0.12-0.17;Si%≤0.07;Mn%0.2-0.5;ML20。6鋼材的品種:型鋼+鋼管+鋼板+鋼帶+盤條+鋼絲+鋼絲繩
鋼絲:1.碳素彈簧鋼絲GB/T4357—1989;2.重要用途碳素彈簧鋼絲GB/T4358-1995;3.琴鋼絲YB/T5101—93:60#—80#、T8MnA、T9A,經鉛浴淬火后常溫拉制,分G1、G2、F(閥門彈簧)三組。77.滾動軸承鋼:YB9;GCr15:C%:0.95-1.05;Si%:0.15-1.35;Mn%:0.20-0.40;Cr%:1.30-1.65;9黑色金屬合金:1.鐵合金:粉末冶金用還原鐵粉(GB/T4136—94)。2.特殊用途(性能)鐵合金:(1)高溫合金:“GH”作前綴,“G”為“高”、“H”為“合”。(2)精密合金:1J—軟磁合金、2J—變形永磁合金、3J—彈性合金、4J—膨脹合金、5J—熱雙金屬、6J—精密電阻合金。(3)彈性合金:儀表軸尖用合金3J22(Co40)YB/T5252—93:Ni%15—17、Cr%18—20、Co%39—41、W%4—5、Mo%3—4。(4)膨脹合金:a.低膨脹合金4J36(YB/T5241—93);b.高膨脹合金(Ni22Cr3、Ni20Mn6、Mn72Cu18Ni10、Mn75Cu10Ni15)。(5)熱雙金屬:熱雙金屬帶材GB/T4461—92:5J20110、5J1580(15比彎曲K*10∧-6/℃;80電阻率標稱值μΩ·cm)、5J1480、5J1325A、5J1325B。Q/FEPAC1—1999:FPA721—110、FPA223—80。法國殷菲公司:MY—R15、MY—5SP。5J20110、FPA721—110:高敏感、高電阻、中溫用。5J1580、5J1480、FPA223—80:中敏感、中電阻、中溫用。5J1325A、5J1325B:電阻系列、低電阻、高溫用。(6)精密電阻合金:a.高電阻電熱合金GB/T1234—1995(Cr20Ni80、Cr15Ni60、Cr20Ni30、0Cr25Al5)。(7)耐蝕合金:“NS”作前綴。10雙金性能測試:熱雙金屬片是由兩層或兩層以上具有不同熱膨脹系數的金屬或合金,沿整個接觸面牢固結合的復合材料。熱雙金屬片的主要性能有溫曲率、比彎曲、彈性模量、密度、硬度復合強度等其它一些物理、化學性能。雙金屬片測量前必須按規(guī)定經過穩(wěn)定化熱處理,以消除加工應力。11比彎曲(K):是指單位厚度的熱雙金屬試樣,溫度變化1℃時,沿縱向中心線所產生的曲率變化之半。其測試是采用懸臂梁法,一端固定,一端自由,在一定的溫度范圍內,測量其曲率與溫度變化的關系,通過計算得到比彎曲。試樣的制備與溫曲率一致,試驗時將試樣的一端在測撓儀夾持器上夾緊,低膨脹層向上。將測撓儀放入規(guī)定的低溫浴槽中,測得試樣低溫的撓度,再放入高溫浴槽中,測得高溫的撓度。計算公式:K=(△f*δ)/(L2+△f2+△f*δ)*1/(T2-T1)。比彎曲測試樣條:0.3≤δ<0.6,L=50mm,試樣總長度80mm;0.6≤δ<0.8,L=75mm,試樣總長度105mm;
0.8≤δ≤1.25,L=100mm,試樣總長度130mm。彈性模量(E):是指在材料彈性極限之內其應力對其應變之比。其測試是將試樣固定,呈懸臂梁,在試樣自由端加上一個機械負荷,并測量其變化的撓度。試驗時將夾好試樣的試樣架浸入所需的恒溫浴槽,試樣架帶有一只深度千分尺和一根給試樣加負荷的加荷桿,用四級砝碼做負荷,然后分別記錄千分尺所對應的讀數。計算公式:E=4PL3/△fbδ3。彈性模量測試樣條:0.40≤δ<0.56,L=70mm,試樣總長度100mm;0.56≤δ<0.72,L=80mm,試樣總長度110mm;0.72≤δ<0.88,L=90mm,試樣總長度120mm;0.88≤δ<1.04,L=100mm,試樣總長度130mm;1.04≤δ<1.20,L=110mm,試樣總長度140mm;1.20≤δ≤1.40,L=120mm,試樣總長度150mm。
13有色金屬:銀及銀合金+銅及銅合金+鋁及鋁合金+鋅及鋅合金+錫\鉛及合金(一)銅及銅合金:純銅:具有良好的塑性、導電性、導熱性和耐蝕性,但強度較低,不宜作結構零件。黃銅:是銅鋅合金,含鋅20%以下的黃銅,強度較低,但具有良好的抗蝕性;H68黃銅塑性最好,強度適當,宜于制造各種沖壓零件;含鋅40—50%的黃銅,強度最高,宜于制造承受一定載荷的零件(如螺釘)。特殊黃銅:鉛黃銅(HPb59—1)切削性能好,用作銷子、螺釘等;鋁黃銅(HAl59—3—2)耐蝕性能較好。錫青銅:塑性及強度較好,如QSn4—3、QSn6.5—0.1、QSn4—0.3。用于制造耐磨、彈性零件、抗磁元件、熱元件等;硅青銅:如QSi3—1,可用于熱元件。特殊青銅:如鈹青銅(QBe2等),經淬火—時效后,具有很高的強度、硬度和彈性極限,同時具有導熱性、抗蝕性、抗磁性、受沖擊時不產生火花等性能。
14銅及銅合金材料品種:1.純銅GB/T5231—2001:T2:Cu%≥99.90;T3:Cu%≥99.70;TU2:Cu%≥99.95。2.黃銅GB/T5231—2001:H62:Cu%60.5—63.5;H68:Cu%67.0—70.0;H85:Cu%84.0—86.0;HPb59-1:Cu%57.0-60.0,Pb%0.8-1.9。3.青銅GB/T5231—2001:QSn6.5-0.1:Sn%6.0-7.0,P%:0.10-0.25;QSn4—0.3:Sn%3.5—4.5,P%0.2—0.4;QSn4—3:Sn%3.5—4.5,Zn%2.7—3.3;QBe2:Be%1.8-2.1;QSi3-1:Si%2.7-3.5,Mn%1.0-1.5。4.鑄造銅合金GB1176—87:ZCuZn40Pb2:Cu%58.0-63.0,Pb%0.5-2.5,Al%0.2-0.8。5.康銅、錳銅GB/T6145—1999:6J40;6J12;6J13:Mn%11—13,Ni%2—5。6.發(fā)熱電阻合金JB/T6454—92:NC005(CuNi2)—電阻率0.05μΩm;NC015(CuNi10)、NC030(CuNi23)、NC050(CuNi44)。7.銅觸頭:CCuC3、CCuWC15、CCuWC9C2、CCuW70、CDC.2、MDA—5。8.銅基焊料GB6418—86:BCu93P、BCu80P5Ag。
15鋁及鋁合金材料:1.純鋁GB/T3190—1996:L1:Al%≥99.7;L2:Al%≥99.6。2.鋁合金GB/T3190—1996:防銹鋁(LF2、LF21、LF43):Mg%高;硬鋁(LY2、LY10、LY12):Cu%高;鍛鋁(LD2)可鍛性;超硬鋁(LC3、LC5)。3.鑄造鋁合金GB/T1173—1995:ZL102、ZL105、ZL111、ZL303。4.壓鑄鋁合金GB/T15115—1994:YZAlSi12(YL102)、YZAlSi9Cu4(YL112)。
(三)鋅及鋅合金材料:1.純鋅GB470—83:Zn—1:Zn%≥99.99{金屬薄膜電容器用鋅絲噴金料ZYZP(Q/ZYY004—2002)};Zn—2:Zn%≥99.95;Zn—3:Zn%≥99.90。2.鑄造鋅合金GB/T1175—1997:ZZnAl10—5、ZZnAl4。3.壓鑄鋅合金GB/T13818—1992:ZZnAl4Y。
17(四)錫、鉛及其合金材料:1.鉛錫焊料GB/T3131—2001:HLSn63PbA(Sn%62—64)、HLSn60PbA。2.鑄造鉛錫焊料GB/T8012—2000:ZHLSn63PbA(Sn%62.5—63.5)、ZHLSn60PbA。3.保險鉛絲GB3132—82:鉛銻合金。0.25—1.10A:Sb%1.5—3.0;1.25—2.50A:Sb%0.3—1.5。
(五)銀及銀合金:導電、導熱性優(yōu)良。采用銀合金如Ag—CdO、Ag—Ni、Ag—W、Ag—C、Ag—WC等為了獲得電性能和機械性能的統(tǒng)一。18銀及銀合金材料:1.合金內氧化法銀金屬氧化物電觸頭GB/T13397—1992:Ag-CdO(12)(I.O)、Ag-CdO(12)-T(I.O)、Ag-CdO(15)(I.O)、Ag-CdO(15)—T(I.O)、Ag-ZnO(8)(I.O)、Ag-CuO(10)(I.O)、Ag-SnO2(9)-In2O3(4)—T(I.O)等。2.粉末冶金法銀金屬氧化物電觸頭JB/T8444—1996:AgCdO(12)—T(P.M)、AgZnO(8)(P.M)、AgCuO(10)(P.M)、AgSnO2(10)—T(P.M)等。3.銀鎳合金GB/T5588—2002:CAgNi(10)、CAgNi(30)、CAgNi(40)等。4.銀鎢合金GB/T8320—2003:AgW(50)、AgW(65)等。5.銀碳合金GB/T12940—2008:CAgC(3)、CAgC(4)、CAgC(5)等。6.銀碳化鎢(12)碳(3)JB/T7779—2008:AgWC(12)C(3)。7.純銀GB/T4135—1994:Ag-3:Ag%≥99.90;Ag-2:Ag%≥99.95。8.鉚釘點:AgCdO12/Cu、AgNi10/Cu、AgSnO210/Cu等。9.銀鎳碳合金:CAgNi30C3、CAgNi25C2。10.銀合金焊料GB/T4906—1985:DHLAgCu28、DHLAgCu50。目前公司常用的有Ag25CuP5;Ag50CuZn;Ag25CuZn等。19電導率(導電率、導電度):電導率:是物體傳導電流的能力。電導的基本單位是西門子(S),原來被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,所以標準的測量中用單位S/cm來表示電導率,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導(G)與電導池常數(L/A)的乘積。這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。定義或解釋:電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ;單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米,其它單位有:s/cm,us/cm。1S/m=0.01s/cm=10000us/cm;說明:電導率的物理意義是表示物質導電的性能。電導率越大則導電性能越強,反之越小。%IACS是導電率conductivity(導電度):試樣電導率與某一標準值的比值的百分數稱為該試樣的導電率。1913年,國際退火銅標準確定:采用密度為8.89g/cm'、長度為1m、重量為1g、電阻為0.15328歐姆的退火銅線作為測量標準。在20C溫度下,上述退火銅線的電阻系數為0.017241(或電導率為58.0MS/m)時確定為100%IACS(國際退火銅標準),其他任何材料的導電率(%IACS)可用下式進行計算:
導電率(%IACS)=0.017241/ρ*100%
電阻R的單位為Ω(歐姆,簡稱歐),當一導體兩端的電壓為1V時,如果這導體通有電流1A,則這導體的電阻就規(guī)定為1Ω,即:1Ω=1V/1A
電導G的單位是S(西門子,簡稱西),1S=1/1Ω21磁性材料:軟磁材料+硬磁材料磁性材料的分類和特點:磁性材料按其特性、結構和用途通常可分為軟磁材料、永磁材料、磁記錄材料、磁記憶材料、旋磁材料等。常用的有軟磁與永磁材料。軟磁材料磁性能的主要特點是磁導率高,矯頑力低。常用的軟磁材料品種有:電磁純鐵、硅鋼片、高硬度高電阻高磁導合金、鐵鎳軟磁合金、恒磁導率合金、鐵鋁軟磁合金、磁溫度補償合金、高飽和磁感應強度軟磁合金等。它們主要是作傳遞和轉換能量的磁性零部件或器件。永磁材料磁性能的主要特點是矯頑力高。常用的永磁材料有:鋁鎳鈷、稀土鈷、永磁鐵氧體、釹鐵硼、塑性變形永磁等合金,它們主要是用在能夠產生恒定磁通的磁路中,在一定的空間內提供恒定的磁場,作為磁場源。磁性材料有各向同性和異性之分。各向異性材料的磁性依方向不同而異。
22常用軟磁材料:電工純鐵:這類材料含碳量小于0.04%,飽和磁感應強度高。冷加工性好,但電阻低,鐵損高,有磁時效現象,適用于直流磁場。電磁純鐵:DT3、DT4。A—高級,E—特高級,C—超高級。電磁棒材GB/T6983—86;電磁純鐵熱軋厚板GB/T6984—86;電磁純鐵冷軋薄板GB/T6985—86。使用時須進行磁性退火。組織為鐵素體:碳在α—Fe中的固溶體,保持α—Fe的體心立方晶格。屬體心立方晶格有α—Fe、鉻、鎢、鉬、釩、鈮等。而屬面心立方晶格有γ—Fe(912—1394℃)、銅、鋁、金、鎳、鉛等。屬密排立方晶格有鎂、鋅、鈹、鎘、鈦等。原材料Hc(A/m)絕對測量樣條:圓鋼:Φ6—Φ12,長120;厚板:尺寸相當于圓鋼;需進行磁性退火。零件Hc相對測量。23硅鋼片(包括冷軋電工鋼(片)、電工用熱軋硅鋼薄板、家用電器用硅鋼薄鋼片)::這類材料是在鐵中加入0.8%—4.5%的硅,它與電工純鐵相比,電阻率增高,鐵損降低,磁時效基本消除,但導熱系數降低,硬度提高,脆性增大。冷扎電工剛帶GB/T2521—1996(30Q150、35W270、50W470、50W350);熱扎電工硅鋼薄板GB/T5212—86(DR510—50、DR490—50)。P10/50、P15/50、P17/50:表示當用50Hz反復磁化和按正弦形變化的磁感應強度最大值為1.0T、1.5T、1.7T的總單位鐵損。B25、B50、B100:表示當磁場強度(A/m)等于字母后面相應數值時,基本換向磁化曲線上的磁感應強度。硅鋼材料磁性能測試樣條:(1)100*100單片;(2)300*30長條24或28片,重量0.5kg以上。取向硅鋼片需注明取向的方向。25常用永磁材料:鋁鎳鈷:這類材料剩磁較大,磁感應溫度系數很小,居里溫度高,組織結構穩(wěn)定。可分為粉末狀燒結和鑄造鋁鎳鈷系。前者與后者相比不產生鑄造缺陷,磁體表面光潔,密度小,原料消耗低。但磁性能略低。鑄造鋁鎳鈷永磁合金GB4753—84:LNG34、LNGT28。硬磁材料一般技術條件GB/T17951—2000:AlNiCo12/6磁性檢測項目:最大磁能積(BH)max(kJ/m3)、剩磁Br(T)、矯頑力Hc(kA/m)、相對回復磁導率μrec、密度D(g/cm3)。稀土鈷:這類材料具有優(yōu)異的磁性能。但與鋁鎳鈷相比,居里溫度低,磁感應溫度系數較大,價格較高。工作溫度不宜高于200℃。該材料只有各向異性系列。稀土鈷永磁材料GB4180—84:XGS80/36。永磁鐵氧體:矯頑力很高,回復磁導率較小,密度小,電阻率大,其最大磁能積不大,但最大回復磁能積卻較大。宜作在動態(tài)條件下工作的永磁體。永磁鐵氧體合金SJ/T10410—1993:YN10。26電線電纜:綜合產品的結構、性能、制造工藝與使用特點,可將電線電纜分為裸電線、繞組線(電磁線)、電氣裝備用電線電纜等三大類。繞組線(電磁線):
是指具有絕緣層的導電金屬線。在電機中其作用是通過電流產生磁場或切割磁力線,實現電能與磁能的相互轉換。繞組線廣泛用于電機、電器、儀表、電信裝置、變壓器等的繞組及元件。繞組線的導電線芯有圓線、扁線等,目前多數采用銅線,鋁線用量還不大。繞組線的絕緣層除部分采用天然材料(如絕緣紙、天然絲等)外,主要采用有機合成高分子化合物(如縮醛、聚脂、聚胺脂、聚脂亞胺、樹脂等)和無機材料(如玻璃絲等)。為了提高絕緣層的性能,有的繞組線采用復合絕緣或組合絕緣,復合絕緣是用兩種或兩種以上材料組合在一起,取長補短,如在聚脂、聚胺脂等漆包線表面再用聚酰胺酰亞胺作為外涂層,組合成復合層漆包線,可顯著提高漆膜耐刮性和耐化學性能。組合絕緣,如玻璃絲包漆包線由玻璃絲和膠粘絕緣漆的組合絕緣層;紙包線一般浸在絕緣油中使用,實際上是油紙組合絕緣。29根據絕緣層的特點和用途,繞組線分為:漆包線、繞包線。漆包線:漆包線的絕緣層是漆膜,有漆包圓線和漆包扁線。漆包線的技術性能有:力學性能、電性能、熱性能、化學性能及其他性能。漆包線的力學性能主要有柔軟性、伸長率、漆膜耐刮性和彈性。柔軟性好的漆包線可使線圈卷繞更緊密,柔軟性以漆包線回彈角大小表示,回彈角小,柔軟性好;伸長率是反映漆包線柔軟性的另一參數指標,含義同于裸導線的伸長率;漆膜的耐刮性能是反映漆包線在繞制等過程中,漆膜經受摩擦、彎曲、拉伸和壓縮等作用的能力;漆膜的彈性是反映了漆包線在卷繞過程中,漆膜經反復拉伸和壓縮而不致破壞的能力。以漆膜被刮破時的次數表示。漆包線的電性能主要有直流電阻、漆膜的擊穿電壓和介質損耗角正切值。直流電阻的含義同裸電線;漆膜的擊穿電壓反映漆膜承受過電壓的能力;中高頻電器、儀表中繞組用的漆包線要求漆膜的介質損耗角正切值小(tanδ),以避免產生過熱現象。30
漆包線的熱性能主要有漆膜的軟化擊穿、熱老化和熱沖擊性能。漆膜的軟化擊穿性能表示漆膜在一定壓力條件下,耐熱變形的能力,用漆膜因熱變形而產生電壓擊穿時的溫度表示;熱老化性能是反映漆膜經受較短時間熱作用后保留彈性的能力,以卷繞不裂倍徑表示,不裂倍徑小,熱老化性能好;熱沖擊性能是反映漆包線在烘焙、浸漬過程中漆膜承受熱沖擊(急冷、急熱)而不破裂的能力,也以卷繞不裂倍徑表示,不裂倍徑小,熱沖擊性好。漆包線的化學性能主要有耐有機溶劑等的性能。耐有機溶劑性能是要求漆包線在一定的化學溶劑作用下,用“H”級鉛筆推不破漆膜為合格。漆包線的其他性能主要有針孔、自粘性和直焊性等。針孔是指線徑為1.60mm及以下的漆包線,由于導線的表面有毛刺等缺陷,或涂復漆膜不連續(xù),使漆膜出現針孔,以針孔數量表示;自粘性是指漆包線接頭時,不需刮漆,在一定溫度下可以自行粘合成型;直焊性是指將漆包線放入鉛錫合金的焊接溶液內一定時間,漆膜能自行揮發(fā)并直接焊接的性能。漆包線的熱壽命主要取決于漆膜長期耐熱特性,是決定漆包線耐熱等級既長期允許工作溫度的依據。在繞組線的分類中,把耐熱溫度在180℃及以上的,如:聚胺亞胺漆包線、聚酰胺酰亞胺漆包線、復合層漆包線等稱為耐高溫漆包線。
31繞組線(電磁線):1.漆包銅圓線GB/T6109.1—23)(2008版標準):QA、QY、QZ、QZN、QAN、QZY/X、QZY/XY。2.漆包銅扁線GB/T7095.1—7):3.玻璃絲包繞組線GB/T7672.1—6:SBEB/155、SBELB/130。SB—玻璃絲包線、SBE—雙玻璃絲包線、L—鋁導體、B—扁導體。4.紙包繞組線GB/T7673.1—3:ZA、ZALB。Z—紙包繞組線、A—50kV變壓器匝間絕緣紙、L—鋁導體、B—扁導體。5.絲包銅繞組線GB/T11018.1—3:用天然絲或滌綸絲(D)緊密、均勻、平整的繞包在漆包線上。分單絲(S)、雙絲(SE)。裸電線:分為圓單線、軟接線和裸型線三類。圓單線:是指銅、鋁及鍍銀圓線。大部分用作電線電纜的導體,在電機電器中制作導電制品等零件。其中的鍍層銅線還用于電線電纜的編織層。軟接線:有連接電刷用的銅電刷線,有電氣裝置或元件用的銅編織線和銅絞線。裸型線:是指用于電機、電器線圈或繞組的銅、鋁扁線和母線以及銅帶。1.電工銅編織線JB/T6313.1—3:斜紋銅編織線TZX—15(36)25JB**:TZ—電工銅編織線;X—鍍錫;15—單線直徑0.15mm;36—36錠;25—標稱截面積。直紋銅編織線TZZ—1035JB**:Z—直紋;10—型號;35—標稱截面積。2.3電工軟銅絞線GB/T2970.1—4:軟銅絞線TJRX11.0mm2GB**:T—銅,J—絞線;R—軟結構;X—鍍錫;1—柔軟程度。銅電刷線TSR(TSX)1.0mm2GB**:R—軟;X—鍍錫。
32電氣裝備用電線電纜:基本結構為:導線、絕緣層、屏蔽層和護層。但有的僅有導體和絕緣層。線芯材料一般采用圓銅線、鍍錫圓銅線及圓鋁線等。目前,移動使用的電線電纜主要用銅作為導電的線芯材料,固定敷設用的電線電纜,除特殊場合外,一般采用鋁導線。絕緣層是主要結構部分,是包覆在導電線芯外的,具有保證產品良好的電氣性能的作用。護層(護套)的作用是保護絕緣層。屏蔽層的作用是防止電場、電磁場對電線電纜的干擾。屏蔽層的材料一般采用鍍錫銅線編織或薄膜繞包。1.額定電壓450/750v及以下聚氯乙烯絕緣電纜固定布線用無護套電纜(GB5023.3-1997):227IEC01(BV)4mm∧2;227IEC02(RV)2.5mm∧2。2.額定電壓450/750v及以下聚氯乙烯絕緣電纜固定布線用護套電纜(GB5023.4-1997):227IEC10(BVV)2*2.0mm∧2。3.額定電壓450/750v及以下聚氯乙烯絕緣電纜軟電纜(軟線)(GB5023.5-1997):227IEC53(RVV)2*1.5mm∧2。4.額定電壓450/750v及以下聚氯乙烯絕緣電纜固定布線用電纜(JB8734.2-1998):BV4mm∧2;BLV2.5mm∧2;BVR4.0mm∧2;BVVB2*4.0mm∧2(B)。33絕緣材料:絕緣材料的大量使用是電工產品的主要特點之一,絕緣材料的性能高低直接影響著產品的性能及安全等級,因此,絕緣材料是電器產品的關鍵材料。絕緣材料又稱電介質。它在直流電壓作用下,只有微小的電流通過。其電阻率大于10∧7Ω·m。絕緣材料的品種很多,可分為氣體絕緣材料,如空氣、氮氣等;液體絕緣材料,如變壓器油、電容器油、硅油等;固體絕緣材料,也就是通常所說的絕緣材料,我國一般把它分為六大類,分別是:絕緣漆、樹脂和橡膠;浸漬纖維制品;層壓材料;模塑粉;云母制品;薄膜、粘帶和復合材料。在電工電器產品中主要使用了絕緣漆、樹脂、橡膠和模塑粉等。絕緣材料所涉及的面很廣,根據產品的特點,用途最廣泛的絕緣材料—塑料。塑料是以合成樹脂為主要成分的有機高分子材料,在適當的溫度和壓力下,能塑造成各種形式的制品。它具有質輕、絕緣、耐磨、自潤滑、耐腐蝕等特點。除樹脂外,還有各種添加劑:(1)增塑劑:提高柔軟性和成型加工性;(2)填料:改善尺寸穩(wěn)定性和減摩耐磨、自潤滑性;(3)增強材料:提高機械強度;(4)防老化劑:防止塑料在加工及使用過程中,因受熱、光、氧等的影響過早老化;(5)熱固性材料須加固化劑,才能固化成型。此外,還有特殊目的的添加劑,如發(fā)泡劑、防靜電劑、阻燃劑等。34熱固性材料:特點:優(yōu)點:無冷流性、抗蠕變性強、受壓不易變形;耐熱性較高,即使超過使用極限溫度,只在表面產生碳化層而不失去原有骨架形狀。缺點:性質較脆、機械強度不高,必須加入填料或增強材料以提高強度;成型工藝復雜,大多采用模壓或層壓法,生產效率低。1.酚醛摸塑料GB/T1404—1995:PF2A2(141)、PF2A4(161)、PF2C3(耐熱)。2.不飽和聚酯玻璃纖維增強模塑料JB/T7770—1995:DMC—1—3;SMC—1—3。3.緣用酚醛玻璃纖維增強摸塑料JB/T5822—91:4330—1、4330—2(性能要求高)。4.氨基模塑料GB13454—1992:UF1P—A(尿素甲醛樹脂)、MF1P—A(三聚氰胺甲醛樹脂)。35熱塑性材料:熱塑性塑料的優(yōu)點是:成型工藝簡便,生產效率高,可直接注射、擠壓或吹塑成所需形狀的制品,而且具有一定的物理力學性能。缺點是:耐熱性和剛性一般都較差,最高使用溫度一般只有120℃左右,且使用時不能超過其使用溫度極限,否則會引起變形。熱塑性塑料又可分為通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料。通用塑料的特點是產量大、價格低、通用性強,用途廣泛,品種包括聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)等。工程塑料是指塑料力學性能較好,可代替金屬用作工程結構材料的一類塑料,它在各種環(huán)境下(如高溫、低溫、腐蝕、機械應力等)均能保持優(yōu)良的性能,并有很好的機械強度、韌性和剛性,有的塑料還有很好的耐腐蝕性、耐磨性、自潤滑性以及尺寸穩(wěn)定性好等特點,其品種包括聚酰胺(PA)、聚甲(POM)、聚碳酸酯(PC)、ABS、聚砜(PSF)等。耐高溫塑料是指適用于耐高溫及其他特殊用途的塑料品種,其特點是耐熱性好,大都可以在150℃以上工作,有的還可在200~250℃下長期工作,但一般價格都比較高,品種包括有機硅、聚酰亞胺、芳香尼龍、聚芳砜等。
36常用品種:1.懸浮法通用型聚氯乙烯(PVC)GB/T5761—1993:PVC—SG1、PVC—SG5。2.聚苯乙烯(PS):3.低密度聚乙烯(PE)樹脂GB11115—1989:PE—FSB—23D012。4.高密度聚乙烯樹脂GB11116—1989:PE—EA—57D003。5.丙烯睛—丁二烯—苯乙烯(ABS):是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物,代號即三種單體名稱代號的縮寫。由于具有三種組分,而賦予了其很好的性能:丙烯腈賦予ABS樹脂的化學穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛性和硬度;丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高;苯乙烯使其具有良好的介電性能和光澤,并呈現良好的加工特性。丙烯睛—丁二烯—苯乙烯(ABS)樹脂GB12672—90:ABS—1,GN,095—15—150—205。6.聚丙烯(PP):聚丙烯樹脂GB12670—90:PPH—M—012。7.聚苯硫醚(PPS):聚苯硫醚是一種其分子主鏈上帶苯硫基(-
-S-)的熱塑性工程塑料,分子量10000—50000,是一類具有支鏈,無結晶熔點,高黏度聚合物。378.聚酰胺(PA):聚酰胺俗稱尼龍,英文簡稱PA,是主鏈上含有酰胺基團(—NHCO—)的高分子化合物?,F有的品種很多,有聚酰胺4、5、6、7、8、9、11、12、13、66、610、1010等,其中聚酰胺1010由我國獨創(chuàng)。尼龍6、尼龍66產量大且用途多,而尼龍46具有優(yōu)異的耐熱性而得到迅速的發(fā)展。尼龍?zhí)攸c是有良好的力學性能、絕緣性能,機械強度高,韌性好;良好的耐熱性,PA46高結晶性尼龍的熱變形溫度很高,可在150℃下長期使用,PA66經過玻璃纖維增強以后,其熱變形溫度達到250℃以上;自潤性、耐摩擦性好,具有很好的自潤性,摩擦系數小,從而,作為傳動部件其使用壽命長;尼龍吸水性大,飽和水可達到3%以上。在一定程度影響制件的尺寸穩(wěn)定性。PA—6:聚己內酰胺,俗名卡普龍,呈半透明或不透明的乳白樹脂。有高的耐彎曲性、抗沖性及耐磨性和自潤滑性,但易吸水,使強度下降,尺寸穩(wěn)定性差。PA—66:聚己二酰己二胺,是己二胺與己二酸的縮聚高分子化合物。PA—46:1,4—二氨基丁烷和己二酸反應化合物,熔點300℃,耐熱性好,且拉伸、沖擊強度高。
PA56:聚對苯二甲酰對苯胺(PPTA)。增強尼龍:加二硫化鉬作填料的尼龍,結晶性較高、較硬、強度較大,熱膨脹率較小、耐磨壽命較長,內部潤滑劑也增加了潤滑性。用玻璃纖維填充的尼龍,除具有一般尼龍性能外,還有較強的韌性和較大的抗張強度。玻璃纖維增強聚酰胺6樹脂Q/YSS08—1997;聚酰胺66樹脂Q/YSS07—1997;聚酰胺1010樹脂HG2349—92。389.聚碳酸酯樹脂(PC):O║聚碳酸酯分子主鏈含有[—O—R—O—C—]鏈節(jié)的線型高分子化合物。根據碳酸酯結構中所帶酯基種類不同,可分為脂肪族、脂環(huán)族、芳香族等類型,目前用作工程塑料的均為芳香族聚碳酸酯。聚碳酸酯透明度達90%,剛硬而有韌性,具有高抗沖擊性,高度的尺寸穩(wěn)定性和范圍很寬的使用溫度、良好的電絕緣性及耐熱性和無毒性,可通過注塑及擠出成型。聚碳酸酯樹脂(PC)HG/T2503—1993:熔融法、溶劑法。短切玻璃纖維增強聚碳酸酯粒料Q/GHPG7—1995:TG—20、TG—30。10.聚砜(PSF):聚砜分子主鏈中含砜基及芳核的高分子化合物,非結晶性,主鏈含:O║[—
—S—
—]║O有:普通雙酚A型聚砜;改性聚砜—雙酚A型聚砜與聚甲基丙烯甲酯及ABS的共聚物;非雙酚A型的聚芳砜(或稱聚苯醚砜);聚醚砜(或稱聚芳醚)。聚砜(PSF)塑料Q/GHPH01—1992:S—110、S—210;阻燃型聚砜塑料Q/GHPH02—1992:S—310、S—380。3911.對苯二甲酸丁二醇酯(PBT):是對苯二甲酸與1,4-丁二醇的縮聚物。可由酯交換法或直接酯化法經縮聚制得,今后的發(fā)展趨勢為直接酯化法生產。PBT具有優(yōu)良的機械性能,機械強度高,耐疲勞性和尺寸穩(wěn)定性好,蠕變也小,這些性能在高溫條件下也極少有變化;優(yōu)良的電氣性能,體積電阻率及介電強度高,耐電弧性優(yōu)良,吸濕性極小,在潮濕及高溫環(huán)境下,也能保持電性能穩(wěn)定;且易于阻燃,與阻燃劑親和性能好,耐熱老化性優(yōu)異,耐溶劑性好,無應力開裂,是制造電子、電氣零件的理想材料。PBT遇水易分解,在高溫、高濕環(huán)境下使用需謹慎。301—G30阻燃增強聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料HG2001—1991。40絕緣材料測試項目:1.密度:在一定溫度下,試樣的質量與同體積水之質量比值。塑料的密度一般在0.9~2.3g/cm3。2.吸水性(率):規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度(一般為25±2℃)的蒸餾水中,經過一定時間(一般要求是24h)所吸收的水量,以mg表示。吸水量與試樣質量之比為吸水率,以%表示。試樣:φ(50±1)×(3±0.2)mm413.沖擊強度:試樣受沖擊破斷時單位面積上所消耗的功。對某些沖擊強度高的塑料,常在試樣中間開有規(guī)定尺寸的缺口,這樣可以降低破斷時所需的功,這就是缺口沖擊強度。沖擊強度還分為簡支梁沖擊強度(kJ/m∧2)和懸臂梁沖擊強度(J/m),簡支梁沖擊強度分無缺口和缺口沖擊強度,而懸臂梁就只有缺口試樣,簡支梁沖擊強度是單位面積所消耗的能量,而懸臂梁沖擊強度是單位寬度所消耗的能量,都是用來衡量材料的沖擊韌性。簡支梁A型缺口平向試樣:L=120±2mm;d=10±0.5mm;r=缺口底部半徑0.25±0.05mm;b=15±0.5mm;dk=試樣缺口剩余厚度8±0.4mm。懸臂梁A型缺口試樣:L=63.5±0.5mm;d=12.700.15mm;r=缺口底部半徑0.25±0.025mm;b=6.35(12.7)00.15mm;dk=試樣缺口剩余厚度10.16±0.05mm。簡支梁無缺口平向沖擊強度試樣:(120±2)×(15±0.5)×(10±0.5)mm424.耐熱性:塑料在一定應力作用下,在等速升溫環(huán)境下而發(fā)生變形的溫度范圍。最常用的測試方法有熱變形溫度、維卡軟化點和馬丁耐熱實驗三種方法,它們適用于控制質量和作為鑒定新品種熱性能的一個指標,并不代表其使用溫度。熱變形溫度、馬丁耐熱溫度試樣:(120±2)×(10±0.5)×(4±0.2)mm(120±2)×(15±0.5)×(10±0.5)mm(首選)維卡軟化點溫度試樣:φ(26.5±0.3)×(3.5±0.2)mmφ(50±1)×(3±0.2)mm5.體積電阻(Ω)、體積電阻率(Ω·cm):在試樣的相對兩表面上放置的兩電極間所加直流電壓與流過兩個電極之間的穩(wěn)態(tài)電流之商,該電流不包括沿材料表面的電流。體積電阻率是指直流電場強度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商,即單位體積內的體積電阻。6.表面電阻(Ω)、表面電阻率(Ω):在試樣的某一表面上兩電極間所加電壓與經過一定時間后流過兩電極間的電流之商。該電流主要是流過試樣表層的電流,也包括一部分流過試樣體積的電流成分。表面電阻率是指表面層的直流電場強度與線電流密度之商,即單位面積內的表面電阻。體積(表面)電阻率試樣:φ(100±1)×(3±0.25)mm437.絕緣電阻(Ω):與試樣接觸或嵌入試樣的兩個電極之間的絕緣電阻,是加在電極上的直流電壓與施加電壓一定時間后電極間總電流之比。它取決于試樣的體積電阻和表面電阻。由于并沒有把體積電阻和表面電阻區(qū)分開來,更接近于材料的使用狀態(tài),因此也是絕緣材料重要的參數之一。一般熱固性材料測試其絕緣電阻,而熱塑性材料測試其體積、表面電阻率。絕緣電阻測試試樣:75×50×(3±0.25)mm,電極中心距離(25±1)mm8.工頻電氣強度(MV/m):在一定的環(huán)境下(一般在90℃的恒溫油槽里),以一定的升壓方式對試樣施加電壓致使試樣擊穿,擊穿電壓值與試樣厚度之比為電氣強度,一般在工頻50或60Hz下測定的,故稱為工頻電氣強度。試樣一般要在油槽中浸一段時間,而且升壓方式有連續(xù)升壓和逐級升壓兩種方式。介電強度試樣:φ(100±1)×(3±0.25)mm449.相對介電常數(εr):如果在兩電極之間為真空(在標準大氣壓下,不含二氧化碳的干燥空氣的相對介電常數等于1.00053;因此用空氣電容代替真空電容有足夠的精度),當加上交流電壓時測得其電容為C0,保持電極尺寸、形狀不變,電極間填以某電介質時其電容為C,C總比C0大,εr=C/C0,即為這種電介質的相對介電常數。上述填充入電介質后電容量增大的原因,是由于電介質極化造成的。電介質極化的結果使靠近電介質表面處出現束搏電荷,相應地使極板上的自由電荷也增加,造成電容量增加。εr是表征在交流電場下介質極化程度的一個量。εr值一般在2—10之間。用作電容器的電介質,要求εr盡可能的大,以便使同樣體積的電容器具更大的電容;一般要求絕緣材料有小的εr。有時為了改善絕緣結構內的電場分布須選擇合適εr的絕緣材料。相對介電常數試樣:φ(26.5±0.3)×(3.5±0.2)mmφ(50±1)×(3±0.2)mm4510.介質損耗因數(tanδ):絕緣材料作為介質的電容器上所施加的電壓與流過該電容器的電流間的相位余角為該絕緣材料的介質損耗角。而介質損耗角的正切值即為介質損耗因數。接在交流電源上的電容器,當介質是理想絕緣時,則在電量的儲存和回流過程中不消耗電能,而若介質不是理想的絕緣體時,就會有泄漏電流通過,此泄漏電流轉變?yōu)闊崮苁菇^緣體發(fā)熱,就有一部分電流被消耗了,這種消耗的電能稱之為介質損耗。如果沒有介質損耗則施加于絕緣體上的電壓與通過的電流間相角應為直角,但實際上由于各種絕緣材料的介質損耗關系,使電壓與電流間的相角必小于直角,倆者之差稱為介質損耗角,因此介質損耗因素值越小則絕緣性能越好。tanδ越小,產生的損耗越小,即發(fā)熱越小。介質損耗因數還受到頻率、溫度、濕度等外界因素的影響。
介質損耗因數試樣:φ(26.5±0.3)×(3.5±0.2)mmφ(50±1)×(3±0.2)mm4611.相比電痕化指數(CTI)和耐電痕化指數(PTI):電痕化是指固體絕緣材料表面在電場和電解液的聯(lián)合作用下形成導電通路的過程。相比電痕化指數即CTI是表面能經受住50滴電解液而沒有形成漏電起痕的最高電壓值,而耐電痕化指數即PTI是表面能經受住50滴電解液而沒有形成漏電起痕的耐電壓值,因此一般絕緣材料的CTI值比PIT值都要大,而材料標準里一般也就規(guī)定了材料的PIT值。耐電痕化指數(PTI)、相比電痕化指數(CTI)試樣:φ(100±1)×(3±0.25)mm12.拉伸強度ób(MPa):在一定的溫度、濕度和拉伸速度下,沿試樣縱軸方向施加拉伸負荷,試樣破環(huán)時的最大負荷與試樣的橫截面積之比為拉伸強度。拉伸彈性模量E(GPa),彈性模量是應力與應力引起變形的比率即應力/應變。(應力:試驗過程中的力除以試樣原始橫截面積的商;應變:試驗標距內單位長度的伸長,mm/mm。)在給定應力的條件下,彈性模量越大,變形就越小。13.斷裂伸長率:在一定溫度和濕度下,在拉伸負荷作用下試樣發(fā)生斷裂后,增長度與原試樣長度之比值,以%表示。
47拉伸Ⅰ型試樣(啞鈴形):單位:mm4814.彎曲強度(óbb):試樣放在兩支點上,施加集中負荷,使試樣變形直至破壞時單位面積上承受的應力,以Mpa表示。彎曲彈性模量(Ef)
,單位:GPa。彎曲強度試樣:(120±2)×(10±0.5)×(4±0.2)mm15.壓縮強度(óbc)(MPa);壓縮彈性模量(Ec)GPa。壓縮強度試樣:圓柱體φ(12±0.01)×30mm16.硬度:是塑料材料抵抗其它較硬物體壓入的性能。塑料硬度一般用塑料洛氏硬度計測量,有HRR,HRM,HRL,HRE標尺。17.燃燒性能實驗:此類方法一般規(guī)定了材料實驗條件下的燃燒性能,故其結果不能用于評定實際使用條件下著火的危險性。方法有熾熱棒法、垂直燃燒法、水平燃燒法、氧指數法等。垂直燒性能試驗試樣:(130±3)×(13.0±0.3)×(3.0±0.2)mm阻燃性(灼熱絲)試驗(960℃,30s):試樣:φ(100±1)×(3±0.25)mm18.耐電弧試驗:試樣:φ(100±1)×(3±0.25)mm19.塑料持久蠕變試驗:拉伸(GB11546)、壓縮、彎曲。20.塑料高、低溫試驗:49塑料的性能指標還有很多,比如成型收縮率、脆化溫度、透光度、老化等性能指標,這些項目可以在有相應特殊要求也可采用,一般情況下,上述指標基本上概括了塑料的電性能、熱性能、機械物理性能和燃燒性能,對不同的絕緣材料,它的性能指標上側重有所不同,但一般大體一致。21、塑料球壓試驗:外部零件:(75±2)℃;支撐帶電部件的零件:(125±2)℃。加熱1h,取出試樣后10s內將試樣浸入冷水,冷卻至大約室溫,測出鋼球壓痕的直徑,此直徑不得超過2mm。符合標準GB4706.1-98,GB2099.1-96和IEC884-1中相應條款的要求,用于測試電器及電器附件塑料外殼的耐熱性能。R=2.5mm,壓力:20N。50塑料DSC分析:差示掃描量熱儀(DSC),差示掃描量熱法(DSC)是使樣品處于程序控制的溫度下,觀察樣品和參比物之間的熱流差隨溫度或時間的函數。差示掃描量熱儀DSC測量的是材料內部與熱轉變相關的溫度、熱流的關系,應用范圍非常廣,特別是材料研發(fā)、性能檢測與質量控制。材料的特性,如玻璃化轉變溫度、冷結晶、相轉變、熔融、結晶、產品穩(wěn)定性、固化/交聯(lián)、氧化誘導期等,都是DSC的研究領域。51DSC分析(藍色產品08年與09年)52DSC分析(灰色產品)53DSC測試:升溫到290℃,檢測材料的物理變化。從第一次升溫看,藍色08年與09年產品測試的熔點都在250~260℃左右,可判斷其材料為PA66材料,灰色產品熔點也在250~260℃左右,其材料均PA66。藍色08年與09年產品降溫段在290℃左右出現放熱峰,是因為材料在290℃發(fā)生分解現象。所以第二次升溫因為材料的分解所以造成熔點只有200℃。結論:藍色與灰色產品的材料均為PA66,藍色產品在290℃出現分解現象。所以藍色材料的熱穩(wěn)定性比灰色產品差。分解:就是材料的分子鏈斷裂,一種材料分解成兩種或以上物質了。是一個不可逆的過程。54塑料TG分析:熱重分析法(TG,TGA)是在升溫、恒溫或降溫過程中,觀察樣品的質量隨溫度或時間的函數。廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、藥品、催化劑、無機材料、金屬材料與復合材料等各領域的研究開發(fā)、工藝優(yōu)化與質量監(jiān)控。測量與研究材料的如下特性:熱穩(wěn)定性、吸附與解吸、成分的定量分析、水分與揮發(fā)物、分解過程、氧化與還原、添加劑與填充劑影響、反應動力學。55TG分析56TG分析:升溫到750℃,檢測材料的分解過程與熱穩(wěn)定性。從測試結果看,藍色產品的分解起始溫度在311.1℃,灰色產品的分解起始溫度在373.5℃結論:藍色產品熱穩(wěn)定性比灰色產品差。熱穩(wěn)定性:就是材料的耐熱性,耐熱老化性。57包裝紙板、箱:1、瓦愣紙箱的空箱承壓強度:GB/T4857.4《運輸包裝件基本試驗壓力試驗方法》。2、瓦愣紙箱的耐沖擊強度:GB/T4857.5《運輸包裝件基本試驗垂直沖擊跌落試驗方法》。3、瓦愣紙板的破裂強度試驗:GB/T6545-1998《瓦楞紙板耐破強度的測定方法》;GB/T1539《紙板耐破度的測定法》。4、瓦愣紙板的沖壓強度試驗:GB/T2679.7-2005《紙板戳穿強度的測定法》。5、瓦愣紙板的邊壓強度試驗:GB/T6546-1998《瓦楞紙板邊壓強度的測定法》、GB/T2679.17-1997瓦楞紙板邊壓強度的測定(邊緣補強法)、6、瓦愣紙板的平壓強度試驗:GB/T2679.6-1996瓦楞原紙平壓強度的測定7、紙板的環(huán)壓強度試驗:GB/T2679.8-1995紙和紙板環(huán)壓強度的測定8、膠合強度試驗:GB/T6544-2008附錄B瓦楞紙板粘合強度的測定法。6、單位面積重量:GB/T6544-2008《瓦愣紙板》、GB/T13024-2003《箱紙板》。7、紙板的含水量:GB/T462-2003紙和紙板水分的測定法。58電鍍技術基礎知識:1.電鍍的分類和應用:電鍍的目的在于使電極表面沉積出致密的、結合牢固因而能夠實用的鍍層。電鍍方法包括:(1)外加電流的電鍍方法:在電解質內置入電極丙通以電流。在電極與介質的界面上產生電化學反應,陰極表面上離子被還原,陽極表面上離子被氧化。(2)無外加電流的電鍍方法:利用不同電位的材料來與鍍件接觸,通過產生的內電流進行沉積。(3)表面轉化:利用失去電子或俘獲電子時所發(fā)生的氧化或還原過程形成表面的防護膜層。電鍍應用:(1)防護裝飾性電鍍;(2)功能性電鍍:指能夠使材料表面具備某種特殊功能的鍍層。2.典型電鍍工藝流程:(1)拋光;(2)溶劑脫脂;(3)裝、掛;(4)電解除油;(5)熱水清洗;(6)冷水清洗;(7)酸弱腐蝕;(8)冷水清洗;(9)中和或專項處理(視需要);(10)冷水清洗;(11)電鍍;(12)冷水清洗;(13)熱水清洗
(視需要);(14)鈍化、填充、去氫或其他附加處理(視需要);(15)卸裝及清洗;(16)脫水或干燥;(17)防銹;(18)包裝與轉運。593.電鍍工藝類型:(1)固定渡槽(掛鍍):電鍍溶液盛于固定的渡槽內,鍍件浸入,和陽極面對,通過作導電和固定用的掛具來通電。(2)滾鍍:適用于大量小零件的加工。零件在滾動中相互接觸并摩擦,從匯流板或槽體上得到電流,陽極可置入滾筒內或槽外。(3)刷鍍:將陽極表面裹上柔軟的能含吸鍍夜的多孔性材料,通上電流并在被鍍表面上摩擦,從而鍍上鍍層。(4)高速電鍍:通過零件運動及利用強制對流或噴射以令鍍夜高速流動來承載高達每平方分米數百安的強電流達到高鍍速。使零件快速運動的流水線輔以適宜的遮擋或僅作局部的噴射,適合于大量的小件的局部電鍍。局部選擇性的鍍覆,對于鍍貴金屬,例如電氣接插件,可以節(jié)約貴金屬90%以上。(5)連續(xù)電鍍:用于板材、線材的預鍍覆。(6)特種工藝。4.常用單一鍍層種類:(1)鍍鋅(Zn);(2)鍍銅(Cu);(3)鍍銀(Ag)、鍍金(Au);(4)鍍錫(Sn);(5)鍍鉻(Cr);(6)鍍鎳(Ni);5.復合(多層鍍層);Fe-Cu-Ni;Fe-Cu-Ni-Cr。6.合金鍍層:(1)鍍黃銅;(2)鍍青銅:可代替鎳、鉻、銀鍍層,高錫青銅拋光后白亮,不易變暗,抗酸堿性較好,硬度較高,耐磨性較好。Sn%≤10,保持銅色外觀;含Sn達15%,鍍層開始發(fā)黃;含Sn超過20%,鍍層成白色。含錫低(5%-15%)的青銅用于打底;含錫高(40%-50%)的青銅用于代鉻。607.鍍層檢測:物理測試:(1)外觀:外觀狀態(tài)、顏色、光澤度、反光率、粗糙度等。確認標準樣件。(2)結合力:定性檢查常用彎、繞、擦、刷、刮、磨、沖擊等;薄、長零件可拉伸;結實零件可敲打或拋光;明顯結合不好的加熱會起泡,可用加高溫后淬冷;定距劃格子。(3)厚度:電解測厚、X射線熒光光譜測厚。(4)孔隙率:用貼紙、浸漬、涂膏等利用溶液反應顯色。(5)力學特性:鍍層的強度、硬度、脆性、耐磨、應力等。內應力用螺旋儀或薄試樣彎曲法。(6)基礎物理特性:磁性、電導、熱導、表面電阻等?;瘜W測試:耐蝕性測試。恒溫恒濕或濕溫循環(huán)、點滴、介質浸泡或間隙浸沉、腐蝕膏檢查、電解、各種介質或氣氛的規(guī)定濃度浸泡或熏蒸等。重要的產品常要求做人工氣候或戶外暴曬。交付鑒定以鹽霧試驗首推。61鹽霧的腐蝕機理:
腐蝕是材料或其性能在環(huán)境的作用下引起的破壞或變質。大多數的腐蝕發(fā)生在大氣環(huán)境中,大氣中含有氧氣、濕度、溫度變化和污染物等腐蝕成分和腐蝕因素。鹽霧腐蝕就是一種常見和最有破壞性的大氣腐蝕。這里講的鹽霧是指氯化物的大氣,它的主要腐蝕成分是海洋中的氯化物鹽——氯化鈉,它主要來源于海洋和內地鹽堿地區(qū)。鹽霧對金屬材料表面的腐蝕是由于含有的氯離子穿透金屬表面的氧化層和防護層與內部金屬發(fā)生電化學反應引起的。同時,氯離子含有一定的水合能,易被吸附在金屬表面的孔隙、裂縫排擠并取代氯化層中的氧,把不溶性的氧化物變成可溶性的氯化物,使鈍化態(tài)表面變成活潑表面。造成對產品極壞的不良反應。
62鹽霧試驗及與實際的聯(lián)系:
鹽霧試驗是一種主要利用鹽霧試驗設備所創(chuàng)造的人工模擬鹽霧環(huán)境條件來考核產品或金屬材料耐腐蝕性能的環(huán)境試驗。它分為二大類,一類為天然環(huán)境暴露試驗,另一類為人工加速模擬鹽霧環(huán)境試驗。人工模擬鹽霧環(huán)境試驗是利用一種具有一定容積空間的試驗設備——鹽霧試驗箱,在其容積空間內用人工的方法,造成鹽霧環(huán)境來對產品的耐鹽霧腐蝕性能質量進行考核。它與天然環(huán)境相比,其鹽霧環(huán)境的氯化物的鹽濃度,可以是一般天然環(huán)境鹽霧含量的幾倍或幾十倍,使腐蝕速度大大提高,對產品進行鹽霧試驗,得出結果的時間也大大縮短。如在天然暴露環(huán)境下對某產品樣品進行試驗,待其腐蝕可能要1年,而在人工模擬鹽霧環(huán)境條件下試驗,只要24小時,即可得到相似的結果。
人工模擬鹽霧試驗又包括中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、銅鹽加速醋酸鹽霧試驗、交變鹽霧試驗。(1)中性鹽霧試驗(NSS試驗):是出現最早目前應用領域最廣的一種加速腐蝕試驗方法。它采用5%的氯化鈉鹽水溶液,溶液PH值調在中性范圍(6~7)作為噴霧用的溶液。試驗溫度均取35℃,要求鹽霧的沉降率在1~2ml/80cm2.h之間。GB/T10125-1997:適用于各鍍層。(2)醋酸鹽霧試驗(ASS試驗):GB/T10125-1997,是在中性鹽霧試驗的基礎上發(fā)展起來的。它是在5%氯化鈉溶液中加入一些冰醋酸,使溶液的PH值降為3左右,溶液變成酸性,最后形成的鹽霧也由中性鹽霧變成酸性。它的腐蝕速度要比NSS試驗快3倍左右。63(3)銅鹽加速醋酸鹽霧試驗(CASS試驗)是國外新近發(fā)展起來的一種快速鹽霧腐蝕試驗,試驗溫度為50℃,鹽溶液中加入少量銅鹽—氯化銅,強烈誘發(fā)腐蝕。它的腐蝕速度大約是NSS試驗的8倍。GB/T10125-1997:主要適用于銅-鎳-鉻、鎳-鉻鍍層。(4)交變鹽霧試驗是一種綜合鹽霧試驗,它實際上是中性鹽霧試驗加恒定濕熱試驗。它主要用于空腔型的整機產品,通過潮態(tài)環(huán)境的滲透,使鹽霧腐蝕不但在產品表面產生,也在產品內部產生。它是將產品在鹽霧和濕熱兩種環(huán)境條件下交替轉換,最后考核整機產品的電性能和機械性能有無變化。(5)防銹試驗:GB10963.1-2005。(6)輕工產品金屬鍍層和化學處理層的抗變色腐蝕試驗方法硫化氫試驗法GB5943—86:適用于銅和銅合金鍍層以及銀和銀合金鍍層。(7)輕工產品金屬鍍層和化學處理層的耐腐蝕試驗方法二氧化硫試驗法GB5942—86:適用于銅錫—鉻、銅—鎳—鉻、鎳—鉻等鍍層。(8)鋼鐵件熱鍍鋅層硫酸銅試驗GB2317—85:適用于檢查熱浸鍍鋅法鍍成的鍍鋅層均勻性。
64表面、熱處理工藝:滲碳(氮)、退火、淬火、回火。651、鋼的熱處理是指鋼在固態(tài)范圍內進行加熱、保溫和冷卻,以改變鋼的內部組織,從而獲得所需性能的一種工藝。2、亞共析鋼:含C%<0.77,組織為鐵素體+珠光體;共析鋼:含C%=0.77,組織為珠光體;過共析鋼:含C%>0.77,組織為珠光體+Fe3C;電工純鐵:組織為鐵素體。3、鋼在加熱時的組織轉變:由鐵碳合金狀態(tài)圖可知,任何成分的碳鋼加熱到臨界點A1(727℃)以上時,都會發(fā)生珠光體向奧氏體的轉變;當加熱到A3點或Acm點以上時,可全部轉化成均勻的奧氏體組織,這個過程稱為奧氏體化。4、奧氏體中含碳量的增加,晶粒長大的傾向增加。奧氏體形成后,溫度越高,晶粒長大越明顯;在一定溫度下,保溫時間越長,晶粒越粗大。665、鋼在冷卻時的組織轉變:(1)等溫冷卻:將奧氏體化的鋼迅速冷卻到臨界點A1以下的給定溫度進行保溫,使奧氏體發(fā)生轉變。A1—550℃:奧氏體轉變?yōu)橹楣怏w;550—240℃:奧氏體轉變?yōu)樨愂象w(硬度高,韌性好,具較好的綜合機械性能);240—(-50)℃:奧氏體轉變?yōu)轳R氏體。(2)連續(xù)冷卻:將奧氏體化的鋼,以某種速度冷卻,使奧氏體在臨界點A1以下的不同溫度下發(fā)生轉變。6.滲碳:將零件放在滲碳劑中,加熱到高溫(900—950度)后保溫,使碳原子滲入零件表面,以獲得高碳的表層組織。目的:使零件表面具有高硬度和耐磨性。為了保證零件心部具有高的韌性,滲碳用鋼含碳量為0.15—0.25%的低碳鋼和低合金鋼。7.滲氮:使氮原子滲入零件表面的過程。目的:提高表面硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗腐蝕性等。8.鋼的退火:將鋼加熱到高于或低于臨界點,保溫一定時間,然后慢慢冷卻(一般隨爐冷卻),以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。679.鋼的淬火:將鋼加熱到臨界點以上30—50度,保溫一定的時間,然后快速冷卻的熱處理工藝。目的:強化鋼件,提高鋼的強度、硬度、耐磨性、彈性、韌性、疲勞強度等。10.表面淬火:通過快速加熱工件表面達到淬火溫度,不等熱量傳到心部就立即冷卻的熱處理工藝。目的:使表面獲得高的硬度和耐磨性。11.鋼的回火:將淬火鋼重新加熱至臨界點A1以下某一溫度,保溫一段時間,然后在空氣(或水、油)中冷卻的熱處理工藝。目的:(1)降低脆性,消除或降低應力;(2)穩(wěn)定組織;(3)獲得所要求的機械性能。12.電工純鐵磁性退火:在N2等保護氛圍下,隨爐升溫到800℃,后以≤50℃/h的升溫速度,升溫到900±20℃,保溫4h。在900℃—700℃,以≤50℃/h的速度降溫;700℃以下,隨爐降溫;500℃以下,出爐。13.鋼的正火:將鋼件加熱到Ac3和Accm以上30—50度,保溫適當時間,待奧氏體化后,在空氣中均勻冷卻,以獲得珠光體類組織的熱處理工藝。目的:(1)對普通結構鋼零件,以正火作為最終熱處理;(2)在調質處理前作為預先熱處理;(3)改善切削加工性能。68螺紋緊固件基礎知識691.螺紋是一種在固體外表面或內表面的截面上,有均勻螺旋線凸起的形狀。根據其結構特點和用途可分為三大類:(1)普通螺紋:牙形為三角形,用于連接或緊固零件。普通螺紋按螺距分為粗牙和細牙螺紋兩種,細牙螺紋的連接強度較高。(2)傳動螺紋:牙形有梯形、矩形、鋸形及三角形等。(3)密封螺紋:用于密封連接,主要是管用螺紋、錐螺紋與錐管螺紋。2.螺紋配合等級:螺紋配合是旋合螺紋之間松或緊的大小,配合的等級是作用在內外螺紋上偏差和公差的規(guī)定組合。螺紋70公制螺紋,外螺紋有三種螺紋等級:4h、6h和6g,內螺紋有三種螺紋等級:5H、6H、7H。在公制螺紋中,H和h的基本偏差為零。G的基本偏差為正值,e、f和g的基本偏差為負值。如圖所示:
公差GH內螺紋偏差 基本中徑外螺紋fghe(1)H是內螺紋常用的公差帶位置,一般不用作表面鍍層,或用極薄的磷化層。G位置基本偏差用于特殊場合,如較厚的鍍層,一般很少用。(2)g常用來鍍6-9um的薄鍍層,如產品圖紙要求是6h的螺栓,其鍍前螺紋采用6g的公差帶。(3)螺紋配合最好組合成H/g、H/h或G/h,對于螺栓、螺母等精制緊固件螺紋,標準推薦采用6H/6g的配合。螺紋713.螺紋標記:M10×1–5g6gM10×1–6H頂徑公差代號中徑和頂徑公差代號(相同)中徑公差代號4.機械螺紋的主要幾何參數:(1)大徑/牙外徑(D(內)、d):為外螺紋牙頂或內螺紋牙底重合的假想圓柱直徑。螺紋大徑基本代表螺紋尺寸的公稱直徑。(2)中徑(D2、d2):D2=d2=D(d)-2x3H/8,式中H為原始三角形高:H=(√3/2)P=0.866025P(60O牙山角);H=0.960491P(55O牙山角)(3)小徑/牙底徑(D1、d1):為外螺紋牙底或內螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑。
螺紋72(4)螺距(P):為相鄰牙在中徑線上對應兩點的軸向距離或相鄰牙山或兩相鄰牙谷間的距離。在英制中以每一英寸(25.4mm)內的牙數來表明牙距(如下表)。
螺紋規(guī)格粗牙細牙極細牙M30.50.35M40.70.5M50.80.5M61.00.75M71.00.75M81.251.00.75M101.51.251.0M121.751.51.2573(5)牙型半角(α/2):牙側與螺紋軸線的垂線間的夾角,普通螺紋牙型半角為60O/2,韋氏牙(BSW)螺紋牙型半角為55O/2。一般木螺絲牙山角度為60O,尾尖角度60O。(6)螺紋旋合長度:為兩相配合螺紋,沿螺紋軸方向相互旋合部分的長度。5.自攻螺紋的主要幾何參數:(1)大徑/牙外徑(d1),為螺紋牙頂重合的假想圓柱直徑。螺紋大徑基本代表螺紋尺寸的公稱直徑。(2)小徑/牙底徑(d2):為螺紋牙底重合的假想圓柱直徑。(3)牙距(p):為相鄰牙在中經線上對應兩點的軸向距離。在英制中以每一英寸(25.4mm)內的牙數來表明牙距。下表列舉常用規(guī)格的牙距(公制)牙數(英制)螺紋規(guī)格ST1.5
ST1.9ST2.2ST2.6ST2.9ST3.3ST3.5ST3.9ST4.2ST4.8ST5.5ST6.3ST8.0ST9.5牙距0.50.60.80.91.11.31.31.31.41.61.81.82.12.1741.種類常用的螺紋緊固件有螺栓、雙頭螺柱、螺釘、螺母和墊圈等,如下圖所示。常用螺紋緊固件的種類及標記752.螺紋的標注:由于螺紋采用規(guī)定畫法,因此各種螺紋的畫法都是相同的。所以國家標準規(guī)定,標準螺紋應在圖上注出相應標準所規(guī)定的螺紋標記。螺紋標記的標注形式一般為:
注意:(1)粗牙螺紋允許不標注螺距;(2)單線螺紋允許不標注導程與線數;(3)右旋螺紋省略“右”字,左旋時則標注LH;(4)旋合長度為中等時,“N”可省略。公稱直徑以mm為單位的螺紋,其標注應直接注在大徑的尺寸線上或其引出線上。管螺紋,其標注應注在引出線上,引出線由大徑處引出(如下表示)。
常用螺紋緊固件的種類及標記76
常用螺紋緊固件的種類及標記
77常用螺紋緊固件的種類及標記常用螺紋緊固件的規(guī)定標記常用螺紋緊固件的圖例螺栓GB/T5782-2000M12×80表示:螺紋規(guī)格d=M12、公稱長度l=80mm、性能等級為8.8級、A級的六角頭螺栓。螺柱GB/T897-2000AM10×50表示:兩端均為粗牙普通螺紋、螺紋規(guī)格d=M10、公稱長度l=50mm、性能等級為4.8級、A型、bm=d的雙頭螺柱。螺釘GB/T65-2000M5×20表示:螺紋規(guī)格為d=M5、公稱長度l=20mm、性能等級為4.8級的開槽圓柱頭螺釘。78常用螺紋緊固件的種類及標記螺釘GB/T68-2000M8×25表示:螺紋規(guī)格為d=M8、公稱長度l=25mm、性能等級為4.8級的開槽沉頭螺釘。螺母GB/T6170-2000M12表示:螺紋規(guī)格D=M12、性能等級為10級、不經表面處理、A級的1型六角螺母.墊圈GB/T97.1-2000-8-140HV表示:公稱尺寸d=8mm、性能等級為140HV、不經表面處理的平墊圈。標記形式:名稱標準代碼牙型代號公稱直徑×公稱長度標記示例:螺釘GB71-2000-M5×12
791、熱處理方式:根據對象及目的不同可選用不同熱處理方式。調質鋼:淬火后高溫回火(500-650℃)彈簧鋼:淬火后中溫回火(420-520℃)滲碳鋼:滲碳后淬火再低溫回火(150-250℃)2、熱處理流程:(1)調質鋼:退火(珠光體型鋼)a.預熱處理:正火高溫回火(馬氏體型鋼)正火目的:細化晶粒,減少組織中的帶狀程度,并調整好硬度,便于機械加工,正火后,鋼材具有等軸狀細晶粒。b.淬火:將鋼體加熱到850℃左右進行淬火,淬火介質可根據鋼件尺寸大小和該鋼的淬透性加以選擇,一般可選擇水或油甚至空氣淬火。處于淬火狀態(tài)的鋼,塑性低,內應力大。c.回火:為使鋼材具有高塑性、韌性和適當的強度,鋼材在400-500℃左右進行高溫回火,對回火脆性敏感性較大的鋼,火后必須迅速冷卻,抑制回火脆性的發(fā)生。若要求零件具有特別高的強度,則在200℃左右回火,得到中碳回火馬氏體組織。熱處理:80熱處理:(2)彈簧鋼:a.淬火:于830-870℃進行油淬火。b.回火:于420-520℃左右進行回火,獲得回火屈氏體組織。(3)滲碳鋼:a.滲碳:化學熱處理的一種,指在一定溫度下,在含有某種化學元素的活性介質中,向鋼件表面滲入C元素。分預熱(850℃)滲碳(890℃)擴散(840℃)過程b.淬火:碳素和低合金滲碳鋼,一般采用直接淬火或一次淬火。c.回火:低溫回火以消除內應力,并提高滲碳層的強度及韌性。攻牙螺絲回火溫度為360℃左右,自鉆螺絲(自攻螺釘)回火溫度為200℃左右,之后分別冷卻至34-35℃和39-40℃。81表面處理:
1.表面處理種類:表面處理即是通過一定的方法在工件表面形成覆蓋層的過程,其目的是賦以制品表面美觀、防腐蝕的效果,進行的表面處理方法都歸結于以下幾種方法:(1)電鍍:將接受電鍍的部件浸于含有被沉積金屬化合物的水溶
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