产品结构设计中常用的五金材料
2025-08-18 16:11:34 # 结构设计

铜合金

材料介绍

铜的密度为8.9g/cm3,常用的有黄铜、青铜、紫铜等。

紫铜:即纯铜,导热、导电性能好,较软,可塑性极好,具有较高的延展性,易于热压和冷压加工。常用牌号T2;

黄铜:铜锌合金,塑性良好,耐腐蚀,易于切削加工。常用牌号H62;

青铜:铜锡合金,耐腐蚀,抗疲劳性好,具有良好的弹性。

机械性能

紫铜:抗拉强度≥215MPa,延伸率≥30%,导电率接近100%;

黄铜:抗拉强度295~355MPa,屈服强度≥150MPa,延伸率≥30%。

冷加工可做轧制、拉伸和冲压等工艺;热加工可做热锻、热轧;成型性良好,易于切削、折弯和成型;可焊接。

表面处理

铜及铜合金电镀性能好,可镀铬、镍,增强耐腐蚀性;还可做抛光、喷漆、喷塑、钝化等。

应用范围

  • 紫铜多用于工业线缆、电子开关、接插件及印刷电路板等;
  • 黄铜可用于机械制造、电子行业如制作电气连接件、接线端子等,以及日用五金如锁具、装饰件等;
  • 青铜常作为弹性材料制作弹片、弹簧等。

不锈钢

材料介绍

不锈钢具有良好的力学性能,如高强度和塑性,耐腐蚀性较好,易于焊接,具有良好的可加工性。其组分中通常添加铬来增强其抗氧化性和耐腐蚀性。

机械性能

抗拉强度可达到5001000MPa,屈服强度200800MPa,延伸率较好,奥氏体不锈钢约40%~60%。

常见牌号

301:延展性好,可用于成型产品,焊接性和抗疲劳性良好;

302:耐腐蚀性与304相当,含碳量相对高,因此强度更高;

303:添加了少量的硫、磷,更容易切削加工;

304(06Cr19Ni10):通用型,耐腐蚀、易加工,应用最广泛,常用于食品设备、厨具、建筑装饰等;

316(06Cr17Ni12Mo2):食品级,耐盐雾和化学腐蚀,常用于医疗器械、厨具等;

表面处理

  • 不易电镀,如果要做电镀需要先喷砂增加附着力
  • 可做喷漆、电泳、喷砂、钝化等

热轧板

高温轧制成型,表面有氧化皮(较粗糙);成本低,但尺寸精度和表面质量较差。

常见牌号:Q235(普通碳素钢)

冲压性较差,适合简单折弯,焊接性能良好

从外观区分镀锌板、冷轧板和热轧板

镀锌板表面有银白色镀层,有花纹

冷轧板表面呈金属原色,较光滑,易生锈如未做防锈处理可能局部出现锈点

热轧板表面有灰黑色氧化皮,触感不光滑,易生锈

冷轧钢板

材料介绍

属普通碳素钢,含碳量≤0.12%,是热轧板经冷轧工艺制成的薄板或钢带,其表面光滑、无氧化皮,尺寸精度高;表面无镀层,需后续防锈处理(如喷涂、电镀等)。常用牌号SPCC。

机械性能

抗拉强度在270MPa~410MPa之间,屈服强度205MPa以上,伸长率可达28%以上,具有良好的延展性;

具有良好的焊接性能,可以使用各种焊接方法;

成型性较好,适合复杂成型,如冲压、拉伸、折弯等。

厚度精度

表面处理

喷漆、喷塑、镀锌、磷化、钝化等

应用范围

  • 常用于汽车车身、底盘等部件;
  • 冰箱空调等家电及电子产品的外壳等。

热镀锌钢板

材料介绍

热镀锌板是将冷轧钢板浸入熔融的锌液中,使板材表面形成均匀且致密的锌层,以达到防腐蚀效果。

表面锌花较大,批量一致性差。

常用牌号:SGCC。

机械性能

抗拉强度:270500MPa,屈服强度:140300MPa,延伸率20~30%。

SGCC具有较好的冲压性能,适用于各种冲压成型工艺;

可焊接,由于锌层的存在,焊接时需要注意控制焊接参数,以避免锌层对焊接质量的影响。

表面处理

做内部件时可不做处理;可使用铬酸盐钝化处理,进一步提高防腐蚀性能;还可做油漆、磷化处理。

应用范围

  • 建筑领域:屋顶板、通风管道等;
  • 家电:冰箱、洗衣机、空调外壳等;
  • 电气设备:电气柜、配电箱等

电镀锌钢板

材料介绍

电镀锌板是通过在冷轧钢板表面电镀一层锌层制成,又称电解板,俗称白铁皮。牌号SECC。

镀层较薄,且均匀致密,抗腐蚀性不如热镀锌板,但批量一致性更好,可靠性更高。

机械性能

抗拉强度≥270MPa,屈服强度≥140MPa,拉伸率≥35%;

冲压性能良好,适合各种冲压成型工艺

表面处理

做内部件时可不做处理;可使用铬酸盐钝化处理,进一步提高防腐蚀性能;还可做油漆、磷化处理。

应用范围

  • 家电行业:冰箱、洗衣机等家电的外壳;
  • 电子产品外壳、电源外壳等

铝合金

材料介绍

金属铝密度约为2.7g/cm3,质轻,熔点660℃左右。具有良好的导热性、导电性,延展性较好,且表面自带一层致密的氧化膜,耐腐蚀性好。

常见牌号

1系纯铝,铝含量99%以上,机械强度低,抗拉强度80150MPa,延伸率30%40%,导电性能良好;

2系铝铜合金,铜含量3%5%,硬度较高,强度好,抗拉强度300500MPa,适合切削加工,但耐腐蚀性较差。常用牌号2024、2A12;

3系铝锰合金,锰含量1%1.5%,机械强度适中,抗拉强度150300MPa。常用牌号3003、3A21;

4系铝硅合金,硅含量4%~12%,强度中等,熔点低,焊接性好。常用牌号4043,用作焊丝;

5系铝镁合金,镁含量3%5%,强度中等,抗拉强度200400MPa。常用牌号5052、5083、5A06;

6系铝镁硅合金,综合性能较好,抗拉强度200~350MPa,易挤压成型。常用牌号6061、6063、6082;

7系铝锌合金,超高强度,抗拉强度500~700MPa。常用牌号7075、7050,用作航空材料。

铝合金的热处理和加工状态

铝合金的机械性能还受到热处理和加工状态显著影响。

铝合金的热处理工艺包括退火、固溶处理、时效处理、淬火等,能提高强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等。1、3、5系铝合金不能热处理,仅能通过退火或加工硬化调整性能。

常用的热处理代号有O、H、T等:

O表示退火态,具有较低的强度,获得高延展性,适合用于深拉伸件,如5052-O;

H表示加工硬化状态,通过冷加工硬化,获得较高的硬度,H后面的数字表示加工硬化程度,如H22、H32等,数字越大,加工硬化程度越高;

T表示经过热处理获得的状态,后面的数字表示不同的热处理方式,如T4表示经过固溶和自然时效处理,以增加延展性;T5表示高温成型后冷却并进行人工时效,以强化硬度和强度;T6表示经过固溶处理后进行人工时效,获得高强度和良好的机械性能。

表面处理

喷涂、喷砂、阳极氧化、拉丝、镭雕等,不适合电镀