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钣金结构设计工艺手册
钣金材料的选材
钣金材料是通信产品结构设计中最常用的材料,了解材料的综合性能和正确的选材,对产品成本、产品性能、产品质量、加工工艺性都有重要的影响。
钣金材料的选材原则
选用常见的金属材料,减少材料规格品种,尽可能控制在公司材料手册范围内;
在同一产品中,尽可能的减少材料的品种和板材厚度规格;
在保证零件的功能的前提下,尽量选用廉价的材料品种,并降低材料的消耗,降低材料成本;
对于机柜和一些大的插箱,需要充分考虑降低整机的重量;
除保证零件的功能的前提外,还必须考虑材料的冲压性能应满足加工艺要求,以保证制品的加工的合理性和质量。
几种常用的板材介绍
钢板
1)冷轧薄钢板
冷轧薄钢板是碳素结构钢冷轧板的简称,它是由碳素结构钢热轧钢带,经过进一步冷轧制成厚度小于4mm的钢板。由于在常温下轧制,不产生氧化铁皮,因此,冷板表面质量好,尺寸精度高,再加之退火处理,其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板。常用的牌号为低碳钢08F和10#钢,具有良好的落料、折弯性能。
2)连续电镀锌冷轧薄钢板
连续电镀锌冷轧薄钢板,即“电解板”,指电镀锌作业线上在电场作用下,锌从锌盐的水溶液中连续沉积到预先准备好的钢带表现上得到表面镀锌层的过程,因为工艺所限,镀层较薄。
3)连续热镀锌薄钢板
连续热镀锌薄钢板简称镀锌板或白铁皮,~,钢带先通过火焰加热的预热炉,烧掉表面残油,同时在表面生成氧化铁膜,再进入含有H2、N2混合气体的还原退火炉加热到710~920℃,使氧化铁膜还原成海绵铁,表面活化和净化了的带钢冷却到稍高于熔锌的温度后,进入450~460℃的锌锅,利用气刀控制锌层表面厚度。最后经铬酸盐溶液钝化处理,以提高耐白锈性。与电镀锌板表面相比,其镀层较厚,主要用于要求耐腐蚀性较强的钣金件。
4)覆铝锌板
覆铝锌板的铝锌合金镀层是由55%铝、%%硅在600℃高温下固化而组成,形成致密的四元结晶体
保护层,具有优良的耐腐蚀性,正常使用寿命可达25年,比镀锌板长3-6倍,与不锈钢相当。覆铝锌板的耐腐蚀性来自铝的障碍层保护功能,和锌的牺牲性保护功能。当锌在切边、刮痕及镀层擦伤部分作牺牲保护时,铝便形成不能溶解的氧化物层,发挥屏障保护功能。
上述2) 、3) 、4) 钢板统称为涂层钢板,在国内通讯设备上广泛采用,涂层钢板加工后可以不再电镀、油漆,切口不做特殊处理,便可直接使用,也可以进行特殊磷化处理,提高切口耐锈蚀的能力。从成本分析看,采用连续电镀锌薄钢板,加工厂不必将零件送去电镀,节省电镀时间和运输出费用,另外零件喷涂前也不用酸洗,提高了加工效率。
5)不锈钢板
因为具有较强的耐腐蚀能力、良好的导电性能、强度较高等优点,使用非常广泛,但也要充分考虑它的缺点:材料价格很贵,是普通镀锌板的4倍;材料强度较高对数控冲床的刀具磨损较大一般不合适数控冲床上加工;不锈钢板的压铆螺母要采用高强度的特种不锈钢材料的压铆螺母,价格很贵;压铆螺母铆接不牢固经常需要再点焊;表面喷涂的附着力不高、质量不宜控制;材料回弹较大折弯和冲压不易保证形状和尺寸精度。
铝和铝合金板
通常使用的铝和铝合金板主要有以下三种材料:防锈铝3A21、防锈铝5A02和硬铝2A06。
防锈铝3A21即为老牌号LF21,系AL—Mn合金,是应用最广的一种防锈铝。这种合金的强度不高(仅高于工业纯铝),不能热处理强化。故常用冷加工方法来提高它的力学性能,在退火状态下有高的塑性,在半冷作硬化时塑性尚好。冷作硬化时塑性低,耐蚀性好,焊接性良好。
防锈铝5A02即为老牌号LF2系AL—Mg防锈铝,与3A21相比,5A02强度较高,特别是具有较高的疲劳强度、塑性与耐蚀性高。热处理不能强化,用接触焊和氢原子焊焊接性良好,氩弧焊时有形成结晶裂纹的倾向,合金在冷作硬化时有形成结晶裂纹的倾向。合金在冷作硬化和半冷作硬化状态下可切削性较好,退火状态下可切削性不良,可抛光。
硬铝2A06为老牌号的LY6,是常用的硬铝牌号。硬铝和超硬铝比一般的铝合金具有更高的强度和硬度,可以作为一些面板类的材料,但是塑性较差,不能进行折弯,折弯会造成外圆角部位有裂缝或者开裂。
铝合金的牌号和状态已经有新的标准,牌号表示方法的标准代号为GB/T16474-1996,状态代号GB/T16475—1996,与老标准的对照表如下表1-1所示:
表1-1 铝合金新旧牌号对照表
牌号
状态
新
旧
新
旧
新
旧
新
旧
新
旧
1070A
L1
5A06
LF6
2A80
LD8
2A14
LD10
H12
R
1060
L2
5A12
LF12
2A90
LD9