公司结构件三防设计规范.docx

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1、公司管理文件结构件三防设计规范文件编号:发送:版本:抄送:保密等级:总页数:18发出部门:附件:无发布日期:D跨部门文件类SJ:主题词:三防设计、结构件口部门内编制人:责任人:审核:批淮:文件变更记录变更日期版本变更条款变更内容责任人文件分发清单分发部门/人数量签收人签收日期分发部门/人数量翁攵人签收日期1.目的为使公司设计的电子设备能够符合业界对于结构件三防技术的一般要求,特制订本规2.范围木规范规定了产品线产品需具备三防能力时的结构设计所要注意的要求。所有技术文件中材料选择、涂料涂覆、金属镀覆和化学处理表示方法应按本规范规定填写。3.定义三防:对“防湿热、防盐雾和防霉菌”的通俗称呼,其最终

2、目的是防止腐蚀。三防等级:产品工作环境分类和三防等级分类参照产品线产品三防技术等级指南。腐蚀:材料受环境介质的化学作用而发生性能卜降,状态改变,直至损坏变质。金属材料在潮湿大气中的腐蚀破坏是电子设备防腐蚀设计重点考虑的问题。非金属材料(主要指高分子材料)在一般大气环境中的老化(大气老化)是电子设备中常见的腐蚀现象.材料选择一公司产品线产品包含的结构件所用材料主要包括:冷轧钢板、铝合金板、电镀锌板、铝型材、铝合金压铸件、锌合金压铸件、塑胶件、铜合金等。I型结构件:指当设备处于工作状态时,零件表面直接暴露在自然环境中,并且会受到雨、冰雹、雪、日光照射和风沙的直接作用的结构件.II型结构件:指当设备

3、处于工作状态时,其零件表面不直接暴露在自然环境中,或不会受到雨、冰直、雪、口光照射和风沙的直接作用的结构件。涂料涂覆:金属、非金属制件表面涂覆,产品线产品结构件用到的涂料被分为两大类:油漆、塑料粉末(混合型)。金属镀覆和化学处理:金属和非金属制件上进行电镀、化学镀、化学处理和电化学处理。4.职费产品线各产品线整机研发部:根据结构件三防设计规范,结构工程师完成结构设计。供应法管理部:根据结构件三防设计规范,完成工艺指导文件;监督、执行设计发布的技术文件、确保外协厂严格按照我司技术规范作业、协助外协厂处理三防质量加工问题。5.工作程序5.1环境当公司产品处于复杂的自然环境因素下时,各种因素会影响箱

4、体内部的微环境和设备本身的性能及可靠性。在配置时,首先要考虑到环境因素,根据使用环境来确定整机布局及箱体材料等基本参数。5.1.1产品面临的环境因素产品线产品在生命周期内面临的自然环境因素可分为以下几类:D气候环境-温度、湿度、气压、太阳幅射、风、降水;2)机械活性物质-砂、漂浮尘、沉降尘:3)化学环境-盐雾、氯化氢、硫化氢、二氧化硫、臭氧等腐蚀性气体;4)生物环境-植物、动物:5)机械环境条件一一地震:6)电磁环境一一雷电;由于雷电的膨响更多是靠防雷器以及电路的保护,因此主要需要考虑前5种因素的作用。产品线产品在寿命周期内面临的工业环境和特殊使用环境(诱发环境)因素可分为以下几类;温度梯度、

5、加速度、高压、高强度噪声、瞬态冲击、电磁场、高能冲击、腐蚀性介质、周期振动、固体粉尘、随机振动。5.1.2各环境因素作用机理与设计关注点5.1.2.1温度温度变化会使电子器件的参数发生漂移(如表1)。高温时多数电子器件的失效率会增大、寿命也会降低;低温时,材料的物理特性发生变化。表1温度乂寸电子器件的影响环境因素环境条件作用机理高温北非、中东、印度等地区499,地频率稳定性变差;电子器件参数漂移;表温度70C低温高纬度或高海拔地区-46C密封器件易损坏;弹性部件强度降低;温度变化温度变化0.5*C/min绝缘材料老化设计关注点:系统中必须配置温度控制设备.通常采用散热片作为主要散热部件,与循环

6、凤机一起对系统内部的温度进行控制。对于低温环境,系统中须配置合适加热功率的加热器,加热功率的选择取决于产品的热容量和产品的隔热保温措施。箱体内部可以加配隔热棉5.1.2.2湿度绝对湿度较大(大于36gm3)时,容易引起器件绝缘和隔热特性变化,水汽可能会通过渗透作用进入密封绝缘器件的内部,最终导致其失效;而相对湿度较大(4、Ioo%)时,对于空心的或有密封或半密封外壳的结构,水汽可能会通过呼吸作用使其内部产生凝露。在我国南方的夏季和全球的热带雨林地区,恒定湿热情况会经常出现,而交变湿热情况经常会出现在早晚温差大的地区,或雨雾多、温度变化较快的山区。设计关注点:密闭式结构具备较好的湿气防护能力,但

7、成本较高;如果设计为非密闭式,应考虑配置必要的加热设备(如加热膜等),并通过监控单元对相对湿度进行控制。若凝露不可避免,须确保凝露不回流设备内部,对设备产生功能损毁。5.1.2.3太阳辐射在地面上或在高海拔地区使用时,太阳辐射的热效应、光化学效应,会对系统的性能产生影响(如表2),在强紫外光环境中,塑料和橡胶材料的老化速度会加快。表2太阳辐射对电子器件的影响环境因素环境条件作用机理太阳辐射热效应大于1180Wm2稳定性变差,参数漂移,寿命缩短,密封损坏光化学效应紫外线辐射塑胶材料老化,合成橡胶分解设计关注点:设计时应选择具有良好弹性、耐高低温、耐老化性能的橡胶材料,且老化后要易于更换。箱体中的

8、接缝处如果采用密封胶的形式密封,也要选用耐高温、耐老化材质,并避免塑料和橡胶材料直接暴露在太阳光下。可通过增加辐射换热的空间热阻和表面热阻来尽量减少太阳辐射对设备内的温度影响。空间热阻的增加可通过遮阳罩或双层箱体结构等来实现。表面热阻的增加可通过涂覆特定涂料,提高箱体外表面对红外线的反射能力来实现。5.1.2.4降水降水可以分为雨、雪、冰雹三种环境,如果进入到箱体内部,会直接导致电气设备失效,造成严重危害(如表3)。表3降水对电子器件的影响环境因素环境条件作用机理雨最大降水量10mmmin,雨滴直径3mm,雨滴降落速度6ms,吹雨,风速18m/s的暴雨渗入产品内部,腐蚀可能性增大,电气设备失效

9、雪最大积雪深度89cm,最大雪密度:200400kgm3结构破坏,融化雪水渗入产品内部,冰冻后无法打开冰雹密度800kgm3,最大宜径IOmm,质量471g,结构破坏降落速度52m/s,碰撞能量627J设计关注点:主要应该关注于箱体的防水设计,般应该考虑到箱体拼接处、门盖闭合处、线缆接口处、进出风口处等地方的防水设计。应注意密封条及密封胶的选择。产品线户外箱体防水一般按IP代码的外壳防护等级(IEC60529/GB4208)标准进行设计,耍求IPX5以上。5.1.2.5风自然界的风速可达60ms,台风、飓风吹袭时可能使产品晃动、摇摆、严重时甚至倾倒。在美国GR487标准中,就要求对于固定在墙上

10、或是柱子上使用的箱体,应该能够抗拒67ms的风速作用于箱体前面或是后面中间位置-半时产生的力矩。设计关注点:门盖必须设计防风装置.必要时可以为箱体设计和配置辅助的固定部件。5.1.2.6沙尘沙尘的定义为:尘:d150m.沙:d=150850Um。沙尘会导致过滤装置堵塞或者元件表面磨蚀,如果沙尘中的电解质含量较高,会使电气绝缘变差。在北方地区,春秋季风起的时候都会有沙尘伴随。沙尘浓度非常大时就是人们常说的沙尘暴。设计关注点:对于沙尘的防扩I如果产品只在国内销售,则可依据IP代码的外壳防护等级(IEC60529/GB4208)标准进行设计,一般室外箱体要求IP5X以上。但是需要指出,IP防护等级所

11、考虑的环境因素仅限于沙尘和水,因此按前述标准进行设计的户外系统不具有防爆的特性,相比较而言,美国NEMA250、UL508和加拿大CSACS22.2No.94等外壳防护标准中,对于安全(爆炸、着火等)、其它环境(雨雪、冰冻、纤维类尘、腐蚀物质、耐油浸等)有着更高的要求。5.1.2.7盐雾海岛的含盐大气的组成近似于天然海水的构成,这种盐雾腐蚀的环境对产品长期使用的可靠性会产生非常大的影响。盐雾对电子器件的影响如表4所示,同时还会导致箱体板材生锈等问题。产品的结构设计和加工工艺要考虑必要的防护措施。表4盐雾对电子器件的影响环境因素环境条件作用机理盐雾颗粒盐雾浓度一般在2m以下海洋上空5.00mgm

12、3沉降电路板上可能,造成短路失效,金日沉降量海岛和沿海地区890mg/(m2day)属部件受到腐蚀设计关注点:主要关注于防腐蚀设计,另外需要对户外箱体的版本进行规划,开发特别针对海岛环境的户外箱体。需要从散热形式、结构形式、表面处理及材质等方面全面考虑防腐性能提升。5.1.2.8腐蚀性气体大气中存在的腐蚀性气体可能的组成有CI2、H2S、No2、SO2等,其作用机理主要是与湿度、温度等因素综合发生作用,进而导致金属腐蚀以及塑料、橡胶材料的老化变形等.野外的白然环境中,空气中腐蚀性气体污染物含量很低,值得重点关注的是城市工业区和人口密集区域,那里一般气体污染物含量较高,有必要时可参考当地环保部门

13、发布的有关报告。设计关注点:主要关注于防腐蚀设计。产品设计时,如选择钢质材料,需进行多层防腐处理(例如热镀锌板加户外粉),如果选用铝合金材料,表面可采用阳极氧化加户外粉。5.1.2.9植物、动物植物影响主要体现在设备由于霉菌、真菌等的影响而发霉,影响外观,而如果绝缘材料(如线缆的绝缘层)成为菌类的生长基质,则会影响到产品的电气安全性能。野外的啮齿类小动物(老鼠等)进入机柜内部,也会对设备造成不可估量的损害。设计关注点:如果系统内部环境有稳定的温湿度控制,霉菌就很难生长。箱体外部的颜色应避免使用对野生动物有刺激性的色系,所有孔洞及线管等均应采取防止小动物进入内部的措施(例如防鼠袋、防火泥等)。5

14、.1.2.10地震地震的主要原因是大陆的断层错动。根据GB17740T999,将地震划分为12个烈度等级。此外需要注明的是,全国主要城市基本烈度为9度的有下关、西昌、东川等地,国际业务建议参考IEC60721-2-6或GR63、EN300019-1-3选取里氏震级大于7级。设计关注点:通过对系统进行静拉力测试,可以初步判断其结构强度能否满足有关震级的要求,通过扫频振动测试检查系统的共振点,可以发现产品结构上的薄弱环节,帮助改进柜体结构设计。5.1.3防腐蚀设计防腐蚀设计,主要集中在结构形式、基体材料和表面处理方法的选择上,进一步引中,还涉及到生产工艺方法、物流运输、包装防护、工程安装规范性等方

15、面。箱体外部百叶窗口撕裂处、棱边处、底座过线处等部位也应注意喷涂质量。5.2结构设计原则第一类措施是减轻损害的根源。如减小发热、振动,减少腐蚀介质的排出量或降低腐蚀介质的浓度等。第二类措施是隔离。如把发热源与设备工作部分隔开,把腐蚀介质与有关机械部件隔开,把产生噪声的振动源与发声部分隔开,把产生噪声的设备与人员隔开等。第三类措施是提高抗损坏能力。如加强散热措施,采用耐热、耐腐蚀性强的材料等。第四类措施是更换易损件。设计中考虑到某些在强烈受损部位工作的零部件首先损坏,但使它们易于更换,定期更换这些易损件,以保证整机正常工作。5.3结构设计常用技巧a)避免积水结构。平面转接处应向下平滑过渡,设备的

16、外罩应恰当地倾斜,使水流走。在可能积水或者留存湿气的空间,应开设排水孔和排气孔,并避免凹凸不平的平面等。而且还应考虑易于涂装和维修。b)结构形状应尽可能简单合理形状简单的结构件容易采取防腐蚀措施;而形状复杂的结构件,其面积必然增大,与介质的接触机会增多,死角、缝隙、接头处容易使水分积存和使腐蚀介质浓缩,而引起腐蚀。简单的构件还便于排除故障,有利于维修、保养和检查。以下对需注意地事项作详细说明:5.3.1避免尖角(特别是凸出的棱角)也要避免尖锐的凹角;可能的话,拐角处尽量做成流线性、且内角半径尽可能大(一般折弯半径不能低于0.5mm,厚度低于LOmm的薄板折弯半径不能低于0.3mm);可能时,应

17、规定加工精度、切口尖角度(或毛刺高度)、倒内圆角尺寸等。5.3.2避免凹凸不平的平面由于“拉丝或喷砂”都是使表面粗化而形成一定的装饰纹路,因此除非确实有装饰需要、否则不建议采用拉丝或“喷砂”处理;而且只允许在铝材、不锈钢材料表面应用。(目前装饰用的拉丝或喷砂表面粗糙度分别为:拉丝Ra为2.23.4口m;喷砂Ra为1.51.8mo)应规定预防划痕的措施;规定表面的不平度;规定在制造过程中避免产生深的加工刻痕(或选择适当的装配方法),以防止形成应力集中源。宁可采用简单的、致密的、光滑的表面,并具有理想的外形、布局和转角,而不采用复杂的不规则形状和粗糙表面。要求电镀光亮镀层作装饰的表面,应规定其表面

18、粗糙度Ra不大于0.8m05.3.3避免积水结构不应形成凹形,减少腐蚀机会。如:平面转接处应向下平滑:设备的外罩恰当地倾斜,使水流走;在可能积水和留存湿气的空间,应开设排水孔和排气孔。如图一、图二所示。好好圆角好好不好较好不好较好图一:转角均设计为圆角、避免尖角一JJ不好较好:二图二:凹槽设计开口、利于排水需要表面处理的零件应尽量避免盲孔。若不可避免,孔或槽的深度应尽可能在其宽度(或直径)的50%以内,宽度或直径应尽量大。5.3.途免会进水的缝隙在加工过程中或设备工作时会导致积水的缝隙应尽可能避免。在易积水、凝露、和渗水的结构部位,应避免窄缝;不能避免的部位,应通过改进几何形状、改进配合和表面

19、形状等措施,或加以密封涂覆,以防止腐蚀剂进入。如户外设备外壳的接合部位、处于户外的螺钉连接部位等。需要进行表面处理的结构件,应尽可能避免夹缝,除非能确保该夹缝不会进入溶液、或者结构上难以实现。如一些搭接点焊的结构应谨慎采用,尤其是需要电镀者。对于折弯180。的结构(俗称拍死边,如图三),只允许在镀锌钢板制作的零件上使用。图三拍死边的结构5.3.5注意防尘机柜、机箱空气入口处应考虑防尘措施,对防尘装置应规定定期除尘制度,防止虑尘器成为灰尘集散的污染源。整机结构中应考虑粉尘能被尽量排出,尽可能避免粉尘在设备内循环。5.3.6密封式设计及密封产品的应用我们在产品中应用密封结构的目的大多是防水,而且只

20、在户外产品上应用,因此不允许设计成气密式结构。这是因为气密设计一旦失效,腔内会由于日晒而增加压力,腔内气体逸出,当夜晚气温下降湿气会进入,周而复始,内部产生积水,形成100%蒸汽压使设备受潮失效。应在无水接触的部位考虑设计足够的通风孔,使腔体内、外压力平衡;或者增加除湿措施(例如利用空调的除湿功能);或者规定产品较短的使用寿命。当采用密封剂或密封垫的密封结构时,并不能达到彻底的密封,只能是一个受控制的泄漏、或是渗透率非常小和缓和的情况。密封结构中湿气可以凝结、有机气氛腐蚀将会更严重。这时所用的密封剂或密封垫应是防潮湿、无腐蚀性、抗霉菌、非吸湿性的柔和的材料,以补偿热膨胀和收缩。密封圈可选用永久

21、变形小的高抗撕硅胶无缝圈,不允许密封圈有接缝(允许接头进行熔焊式连接),不能采用橡胶板、垫密封。5.3.7注意有机气氛的影响当采用密封结构时必须注意有机气氛对金属及金属镀层的腐蚀。木材、塑料、橡胶、油漆、胶粘剂等非金属都会发出程度不同的对金属有腐蚀性的气体。5.3.8组合工序的安排带有螺纹连接、压合、搭接、抑接、点焊、单面焊接等组合件,因存在缝隙,原则上不允许进行电化学处理(电镀、阳极化);不同金属材料组合在-起的组件不能-起进行溶液处理。这些组合件应尽可能采用涂漆,或在电化学处理后进行组合。例如:需要点焊加强筋的门板可采用喷涂:搭接点焊在一起电镀的结构可以先分开电镀再采用抑接的方式:在要求压

22、抑不同材质的螺柱(螺母)时,不能同时进行电镀或乳化处理,如铝板或冷轧钢上有不锈钢螺旬时.5.3.9焊接需进行溶液处理时,焊接应采用对头焊。若是搭接焊,则应避免间断焊接,不采用不封闭的焊缝(即应将重置区封闭起来,使其不夹带溶液);焊接结构的设计应易于操作,以改善焊接质量。如图四所示。B.对头焊,好A.搭接焊,不好D.连续焊,好E.不好G.单面焊,不好F.较好H.双面焊,好图四:焊接方式5.3.10控制应力,避免应力腐蚀机械应力和残余应力是应力腐蚀破裂的必要条件之一,而产生应力腐蚀的有效应力是拉伸应力。暴露在腐蚀介质中的零部件应避免承受过大的机械应力和应力集中,或采取适当的工艺措施消除内应力。宁可

23、让结构件直接受拉或压,而不使其受弯或扭。应优先采用使各零件或部件能装配和配合得精确得设计方案,避免使某一零件因别的零件而过分受力,尤其在焊接、抑接、螺栓孔等部位,同时应注意防止缝隙产生裂纹;应尽可能减少结构加强件和连接件的附加应力。不锈钢和黄铜等属于容易产生应力腐蚀破裂的材料,需注意此问题。“氢脆更具有破坏性。一般是高强度钢(抗拉强度超过100oMPa者)在电镀过程中容易出现氢脆现象。因此我们对弹簧钢零件一般不建议进行电镀;当确实要求表面导电或耐磨而选择电镀银时,必须要求在电镀前消除应力、电镀后进行除氢处理.5.3.11避免局部过热或过冷在换热操作中应避免局部过热。设计换热器时,应保证有均匀的

24、梯度。温度分布不均匀时会引起局部过热和高腐蚀率。应考虑合适的降温措施,避免散热过度(不应低于环境温度),否则易在较冷部位出现凝露受潮现象。5.3.12控制紧固件数量尽量减少零件数量、减少凸出的紧固件的数量,使结构表面形状简单、光滑。可能时,整体件是最理想的。5.3.13易损件易于腐蚀损坏的零件,在结构上应容易维修和更换。并在维护说明中注明。如接地铜牌上的铜质螺钉。5.4结构件材料的选择5.4.1金属材料aI型结构件尽可能采用最耐腐蚀的金属材料,如防锈铝、不锈钢、镀锌钢等(压铸件也可用于1型结构件),且都必须在其表面增加户外型有机涂层。对于奥氏体不锈钢制作的零件,可以不作表面涂覆处理,但仍需注意

25、其耐腐蚀性远低于非金属(包括有机涂层)表面。bII型结构件b-1普通承力结构件一般饭金结构件多选用优质冷轧钢板(08、10钢),表面防护可以是电镀(主要为镀锌)或喷涂:若是内部结构件(装配后不易看到的)可直接应用耐指纹型电镀锌钢板(注意:这种情况下必须要求切口处的锈蚀对功能或产品外观等没有影响)。当同时要求装饰或不适合进行表面处理时,对于受力较小的零件,外表部位可用奥氏体不锈钢、内部可用马氏体不锈钢板(但在沿海地区的无空调环境下,不推荐使用马氏体不锈钢),除钝化处理外、均可以不再作其它表面处理。厚度要求超过3.5mm的钢板金件,只能选用优质热轧钢板:若其表面不作机械加工处理,则必须采用喷涂的表

26、面处理方式.若用铝饭金件,则可根据允许的材料厚度和受力状态选用防锈铝或纯铝板。型材也可作为承力件.铝型材要求其热处理状态应为T5或T6状态:型钢可直接应用,但表面处理也必须选择喷涂。铝压铸件同样可用作承力件,而锌压铸件则不宜用作承力件。棒材制作的零件,与同材料牌号的板材零件特点类似。b-2弹性结构件一般钢零件可选择弹簧钢材料,如65Mn等,也可用T8等(碳素工具钢)代替。其表面处理应选择磷化(或发蓝)后喷涂有机涂层。特别要求时可选择电镀镖,以满足耐磨的要求。当要求较高的防腐蚀性、弹性要求不高、又要导电时,可选择弹性不锈钢材料。一般常用ICrI7Ni7,在多数情况下需要进行适当的热处理;除钝化以

27、外,不需要特别的表面处理。若要求高导电、高弹性时,推荐选用皱青铜材料,再辅助以适当的表面镀层,既耐饰、又美观,但价格昂贵。b-3装饰性结构件装饰性金属结构件主要是指利用金属外表(包括基材和金属镀层)作装饰要求的零件。对于不承受较大载荷的面板类零件,可选择纯铝或防锈铝材料,衣面拉丝或喷砂(注意因纯铝质软,表面极易被划伤几也可根据零件受力情况、或表面装饰要求而选择其它材料,如碳钢、锌合金压铸件(需表面处理)或者不锈钢。需要强调的是:当钢件采用电镀装饰性镀层(如镀探、镀格等)作装饰时,须特别注意电镀前的表面状态,一般不宜直接利用板材或棒材的材料原始表面进行电镀,否则装饰效果欠佳、耐蚀性能也不好:较好

28、的方式是在设计中明确表面粗糙度、或者指明增加表面加工措施(如机械抛光),以符合均匀、光滑、无外观缺陷的镀前表面质量(表面粗糙度Ra不大于0.8Um)。b-4有导电要求的结构件如果只有个别部位要求导电,为提高零件的防腐蚀性,应尽可能设计成局部喷涂的结构件,即:除有导电接触的部位外,其它表面均喷涂上有机涂层。这样,钢件可采用耐指纹镀锌钢板在接进行局部喷涂、也可采用冷轧钢板先镀锌再局部喷涂,前者加工工序较简便;铝件则材料任意,但都必须采用先化学氧化再进行局部喷涂的方式。(注:当局部喷涂采用镀锌钢板时,应让无涂层区域尽量被遮盖;若有较大面积的:无涂层区外露,则建议用冷轧板进行镀锌彩色钝化后再喷涂。)在

29、有高导电高可靠性要求的结构中(如导电排等),可选择黄铜或紫铜(应根据电性能要求经计算而确定,另外相对而言黄铜耐蚀性好、强度高、易加工、价格低)。当不同金属表面相接触(连接)时,要注意防止接触腐蚀。b-5紧固件(包括垫圈)材料的选择若以控制接触腐蚀为主要考虑因素时,常用紧固件(包括螺钉、螺母、垫圈、卸钉及压抑紧固件)的选择如表一所示:被连接的金属可选择的紧固件材料及其表面处理状态标淮紧固件类WW压偏紧固件钢一钢钢镀锌钢镀锌钢镀锌钢一铝钢镀锌铝钢镀锌铝一裙钢镀锌铝钢镀锌钢一铜钢镀银不锈钢不锈钢铜铜钢镀擦不锈钢不锈钢表一:常用紧固件的选择b-6常用的主要金属材料牌号如表二所示。实际应用时应配合适当的

30、表面防护处理措施。注意实际应用时还需考虑材料的热处理状态。序号材料类别材料名材料牌号使用范围推荐材料可替代材料1姑构用汹板冷轧钢0808F、O8A1DX2、10F、10不限电镀锌钢板DX2DX3无外观要求的内部零件;或需局部喷涂的零件不适用于外观要求较高、或对切口处有高导电可靠性要求的零件马氏体不锈钢ICrB2Crl3.1C17内部装饰件。不适用于外部零件奥氏体不锈钢lCrl8Ni90Crl8Ni9.!Crl8Ni9Ti外部装饰件02结构用铝材纯铝板HOO1060承受较低载荷的零件,要求导电或导热的零件。不适用于承力结构、或要求表面耐磨的零件。防锈铝板5A025052不限。硬铝2A112A12

31、需机械加工的零件,但不需以热处理来提高强度不适用于饭金结构件。铝型材6063606h6063A、2A11不眼压铸佑合金YZAlSi12(YL102)YZAlSiIOMg(YL104)YZAlSi9Cu4(YL112)形状复杂件3锌压铸件压铸锌合金ZZnA14Y(YXO4O)ZZnAMCulY(YX041)形状复杂、且受力不大的零件,必须进行表面防护。4导电用铜材黄铜H62H65、H68一般通信设备中使用.不适用于要求大电流、高散热的零件纯铜T2TUhTU2有高导电性要求的零件。5弹簧件弹黄钢65MnT8等要求高弹性的零件。不诱钢lCrl7Ni70Crl7Ni7Al0Crl8Ni9较低弹性要求、

32、同时要求装饰或导不适用于要求高弹性的零件.皱青铜QBe2同时有高弹性、高导电或导热要求.(附注:表中各材料牌号分别引自GB13237、GBT13818sGBT15115GBT15675,GB/T3190、GB3270.GB3280,GBT423kGB5231GB5232等。)表二:结构件常用金属材料C常用材料间的比较c-1轧钢板与耐指纹镀锌钢板耐指纹镀锌钢板表面有一层薄的锌层(常用型号的锌层厚度约2.8Um)和极薄的防手印有机涂层,对钢基体有一定保护作用,但其防护能力很有限,用这种板材制作的零件表面耐蚀能力远不及符合我司质量要求的镀锌彩色钝化的冷轧钢零件耐指纹镀锌钢板饭金零件的切口断面由于没了

33、保护层,极易出现锈蚀,而对这种缺陷在加工时较难采取措施进行有效防护。当有焊接时,镀锌板容易留下难看的高温烧蚀痕迹,除非涂上有机涂层加以掩盖、否则只能保留而影响外观和该处的导电性:冷轧板零件则可通过打磨后电镀来消除这一现象。当要求局部喷涂(即局部表面要求导电)时,若用冷轧板镀锌后喷涂,则无涂层区域上的彩色外钝化膜会因高温过程而大大降低保护能力;而镀锌钢板上的耐指纹膜-般不会受到影响。因此这种情况下二者表面的耐蚀性能接近。两种材料中冷轧钢板价格较低,但一般需电镀处理,故加工工序多、周期长。c-2纯铝板和防锈铝板一般纯铝材料的耐蚀性能比防锈铝更强。但纯铝强度较低、表面硬度也低,因此纯铝表面更容易被划

34、伤。纯铝价格比防锈铝梢低。c-3铝合金压铸件与锌基合金压铸件二者比较,铝合金压铸件耐蚀性更好、强度较高,适合于制作较大型的复杂零件。铝合金压铸件价格相对较高。c-4黄铜与紫铜二者的耐蚀能力相似,在大气中都有较好的抗蚀性,但会受含硫或氨的大气影响。由于黄铜强度高、易加工、价格低,故在电、热性能都满足要求的情况下可尽量多选用黄铜。d避免接触腐蚀互相接触的构件最好选用相同的材料。当不能避免不同金属相接触时,应考虑降低互相接触的金属(或镀层)之间的电位差。一般要求相接触的异种金属之间的标准电位差应是:I型结构件小于O.25V.1I型结构件小于0.6V。金属的标准电动序参见表四,可作为判断接触偶阴阳极的

35、参考。其中电位较负的金属一般为阳极(但在不同环境下,金属的电位有所不同;另外,除了电位差外,还取决于电极极化、体系电阻等因素。)。当存在腐蚀介质时,阳极金属将被加速腐蚀。一般环境条件下允许和不允许的金属电化偶如表三。金属-金属离子平衡(单位活度)电极电位(相对于标准氢电极,25C,V)金AU-AU3+1.498银Ag-Ag+0.799铜CU-CUZ+0.337氢M-H0铅Pb-Pb2-0.126锯Sn-SnZ-0.136锦Ni-Ni2F250铁Fe-FeF440格Cr-Cr-S744锌ZlI-Zn*-S763铝Al-A1-L662空调的环境中可用)表四:金属接触偶一般要求不能避免电位差较大的金

36、属相接触时,可采用绝缘垫将金属隔开或在两种金属间涂保护层:若要导电时,可另选种与这两种材料接触腐蚀都较轻微的金属作为镀层或作为中间垫片,或者尽可能扩大阳极性金属的表面积、缩小阴极性金属的表面积或者在装配完成后,在金属零件表面涂覆有机涂层加以保护。5.4.2非金属材料a选材原则非金属材料(包括有机涂料)的选择主要需注意其防潮和抗霉性。应选择经防霉处理过的材料。材料长霉等级应控制在级以内(按GB2423.16试验28天)。第Il页常用抗霉材料有:陶瓷、云母、玻璃、尼龙、有机玻璃、ABS塑料、聚乙烯、聚碳酸酯等。纸、木材、塑料薄膜等需注意其吸潮性能,必要时在经过防潮处理后再使用。应选用低吸潮性的材料

37、,避免使用吸潮和多孔材料,并用清漆或树脂浸渍有毛细孔作用的边缘。需特别注意选用不挥发出腐蚀性气体、并与金属无接触腐蚀的材料。为了利于环保、加强材料的回收利用,应选用热塑性材料。b常用非金属材料推荐的三防性能较好的常用塑胶材料见表六.其它如纸、木材、海绵、屏蔽用材料等详见具体产品的设计规范.类别材料名称材料代号特点适用范围塑料苯乙爆改性有机玻璃PMMA372有极好的透明度。机械强度也较高,有一定的耐热性耐寒性,耐候性,耐腐蚀,绝缘性能良好。制品尺寸稳定,易成型。缺点是质较脆.易溶于有机溶液,做为透光材料.表而硬度不够.易搽毛。就其综合性能看,优于聚苯乙烯等一般塑料。透明罩板、灯.苯乙烯-丁二烯-

38、丙稀晴三元共聚物ABSABS是一种三元共聚物,因此兼有三种元素的共同性能,使其具有坚韧,质硬,刚性”的材料。ABS树脂具有较高的冲击韧性和机械强度,尺寸稳定,耐化学性及电性能良好,易于成型和加工等特点。表面还可电镀:但其耐候性差。另外,ABS与PMMA372有机玻璃熔接性良好,可作双色成型塑胶件。各种内部结构件塑料合金PC/ABS与ABS相比:强度高,电绝翁i性较好,吸水率降低。各种面板承力结构件尼龙PA力学性能优异,冲击韧性好,有弹性,耐磨性和自润滑性好,耐油、抗菌、抗霉,但吸水性强,尺寸稳定性差。固定夹、卡箍,电缆护套,弹性件等.聚碳酸酯PC耐冲击韧性优于一般塑料,尺寸稳定性好,具有优良的

39、综合性能,耐热温度120P,耐寒为TOOC才脆化,耐磨性、耐腐蚀性、耐大气老化性良好,电绝缘性优良,物品精度高。但易产生应力开裂,加工要求较高。面膜等聚苯硫酸PPS极优异热稳定性,耐介质优,自息性,尺寸稔定,抗蠕变性优良,吸水性低,但加工温度高。使用温度-60r+2201C绝缘插座、开关、接线架,耐烙铁焊的嵌件橡胶天然橡胶(防霉型)NR耐磨、电绝缘,阻燃性差:使用温度-60100C,长期工作温度6065C普通密封圈、垫圈等硅橡胶MQsMVQ,VPQ或MPVQ耐高温、耐寒、耐光老化,但强度和抗撕裂性较差。使用温度-70260C,长期工作温度180200匕高性能密封圈、垫。表五:结构件常用非金属材

40、料5.5表面防护工艺选择5.5.1金属材料防护的一般要求aI型结构件表面不允许有裸露的金属表面(除非是奥氏体不锈钢材料)。b接地等功能性部位,应尽可能设计成永久可靠性连接,即装配完成后的连接部位建议涂覆有机涂层;否则应设计成方便更换型,并在维护说明中要求对其定期更换。C不锈钢零件,除钝化外,不需其它防护处理。d除耐指纹电镀锌钢板和不锈钢外,其它钢材制造的零件,必须加覆盖层:无导电要求的部位,应喷涂有机涂层:仅要求导电时,应采用镀锌彩色钝化处理:要求耐磨时,可镀锦,若同时颜色要求为银白色时,则应镀格(镀辂成本略高于镀格)。e弹簧钢制作的弹性零件一般应采用发蓝(化学氧化)及涂黑色油漆处理:若要求表

41、面导电、或者要求表面有较强的耐磨能力、或者要求颜色为白色时,可镀俅,但需注意电镀工艺不良时、零件会因氢脆而出现容易断裂的现象,所以选择电镀时必须慎重。f耐指纹电镀锌钢板制作的零件可喷涂有机涂层;若是位于内部不易查看的区域、同时用于有空调的室内环境、而且其切口处的锈蚀对产品无任何影响时,可以不再进行表面防护处理。g铜及铜合金零件,若只要求导电、且在无工业大气污染的空调环境下使用时,可采用酸洗钝化处理;否则应电镀探。但被青铜可不进行防护处理。h铝合金压铸件必须采用化学氧化加喷涂有机涂层的防护方法;其它铝及其合金零件若无导电要求时,必须采用阳极化、或化学氧化后喷有机涂层的方法防护。i锌基合金一般采用

42、电镀层或油漆涂层作防护装饰。5.5.2有机涂层的应用范围1型结构件(即户外设备的外露表面)必须采用公司批准的户外型粉末涂层进行防护。虽然油漆涂层和粉末涂层的性能基本相似,但考虑到粉末较油漆在喷涂时工序少、质量容易控制、且对环境保护更有利,因此要求喷涂的表面应尽量采用粉末涂层:油漆涂层主要用于一些有特殊外观效果要求的零件。由于目前粉末涂层的固化温度太高,锌基合金压铸件建议使用油漆涂层。5.5.3各种表面防护方法常用的表面防护方法见表六。5.5.4表面处理工艺特点及其与结构的关系需要在化学溶液中进行处理的零组件应避免有会截留溶液的结构(这里所说的组合件一般指通过螺钉连接、抑接、搭接点焊等方式连接在

43、一起的部件)。由不同材料组合在一起的部件不能进行化学处理、应分别处理后再组装。部分表面膜层对底层有相应的要求.下面列举部分常见的情况:a已斜有其它材质螺母(螺柱)的结构件不能进行化学处理。所有电化学处理(即电镀、阳极氧化)都应在零件状态(即非组件)下进行b点焊的零件可进行化学处理,而不进行电化学处理(即电镀、阳极氧化处理)。c有较深凹槽、盲孔或细孔(一般指深度大于2倍直径或开口宽度)的零件,其电镀工艺性不好,在其孔内或槽底将可能没有镀层。d铝合金压铸件不能进行硫酸阳极化处理。e钢铁件在喷涂前应进行磷化处理,铝件喷涂前应进行氧化处理(铸铝合金可采用喷砂处理),以增加涂层附着力f镀操(或辂)的钢件

44、为提高其耐蚀性,应先镀铜或镀暗裸打底。5.6存储运输中的包装三防要求保持产品零件表面的防护效果、提高产品三防寿命,对产品或零件在储存运输过程中的包装方式要特别引起注意。包装防护有以下注意事项:a零部件在储存、运输的各个阶段都应有包装防护措施来保持清洁,防止各种脏物、灰尘、汗渍的污染。b金属镀层表面的零件单独包装时不能与泡罩袋类形式的塑料包装材料直接接触,也不允许用PVC材料包装,也不能用PH值不呈中性的材料(如纸或布类)包装。C室内型产品及其零部件可采取一般的防潮包装,也可用气相防锈材料包装。d室外型密封防水型机柜产品在储存运输时,必须将外壳上预留给过线的孔类部位进行临时性封孔处理,同时机柜内

45、部放置适量干燥剂与气相防锈剂,关闭机柜门。机柜外部可以不再需要增加其它防潮、防腐蚀措施.e防腐蚀包装所使用的干燥剂、气相防锈粉之类材料,不能与金属表面直接接触,应采取适当的措施加以隔离;而且这类材料在包装内的位置应相对固定、不会发生位移。所有零、部件的包装防护方式还要注意避免零件表面受到碰撞或磨擦,以免零件表面膜层受到损伤而降低其防护能力。金属材料表面处理方法表面膜层特性主要性能指标应用范围钢冷轧钢喷漆(底漆和丙烯酸面漆)光泽性、保光性良好,耐候、耐热性强。我公司产品有平光效果,颜色根据客户要求制作。膜厚约30-50Um盐雾试验500H不要求导电的11型结构件表面。喷涂时必须先对基材进行前处理(磷化)、并喷底漆。喷粉(环或纯聚酯粉末深层)不需要底涂层,生产效率较喷漆高。涂层性能良好,基本与喷漆类似;喷涂时对环境无污染。我公司产品上有砂纹和平光效果,颜色根据客户要求制作。户外型粉末涂层由纯聚酯粉末涂料构成。膜厚约60-80n盐雾试验500H不要求导电表面。型结构件必须采用户外型涂层。喷涂时必须先对基材进行前处理(磷化)。磷化呈暗灰色或黑色.对钢铁的力学性能和磁性等基本无影响.对零件的尺寸影响较小:有较高的

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