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热处理方法代号热处理方法代号标注举例退火Th—正火Z—调质T T235 —调质至HB220~250淬火C C48 —淬火回火HRC45~50油冷淬火Y Y35 —油冷淬火回火HRC30~40高频淬火G G52 —高频淬火回火HRC50~55调质高频淬火T-G T-G54 —调质高频淬火回火HRC52~58火焰淬火H H54 —火焰加热淬火回火HRC52~58氰化Q Q59 —氰化淬火回火HRC52~58氮化D D0.3-900 —氮化深度至0.3mm ，硬度大于HV850渗碳淬火S-C S0.5-C59 —渗碳层深度0.5mm ，淬火后回火HRC56~62渗碳高频淬火S-G S0.8-G59 —渗碳层深度0.8mm ，高频淬火回火HRC56~62工序名称代号含义镀锌Ep.Zn55-8微米镀锌镀锌Ep.Zn8.c8-12微米镀锌（光亮铬酸1A光亮铬酸盐处理盐处理）镀镍Ep.Ni88-12微米镀镍镀硬铬Ep.Cr5hd5-8 微米镀硬铬镀锡Ep.Sn55-8微米镀锡发黑Ct.O化学磷化钝化Ct.p化学钝化用于不锈钢、铜和铜合金常见电镀层的性质与用途1 、锌镀层锌镀层在大气条件下对钢铁零件为阳极性镀层，经彩色钝化后，明显地提高了镀层的保护性能并改善了外观。
主要用于防止钢铁零件的腐蚀，其镀层价格低廉，耐腐蚀性能优良，应用量大面广。
2 、镉镀层镉镀层在海洋和高温大气的环境中，对钢铁零件为阳极性镀层，镀层比较稳定，耐腐蚀性强，润滑性能好，在航空及电子工业中应用较多。
3 、锡镀层锡镀层对钢铁件为阴极性镀层。
因此，只有当镀层无孔隙时才能机械地保护钢铁零件不被腐蚀。
它具有较高的化学稳定性，与硫及硫化物几乎不起作用，焊接性能良好，对渗氮有屏蔽作用。
4 、铜镀层铜镀层对锌、铁等金属为阴极性镀层，常常用于钢铁或某些塑料上作为镀铜/镍防护 - 装饰性镀层的底层或中间层，也可用于印刷电路、电铸模等方面。
5 、镍镀层镍镀层对钢铁零件为阴极性镀层，它具有较高的硬度，抗蚀性比铜高，能耐碱，也比较能耐酸。
机械制造中的机械加工表面处理技术机械加工是制造业中一项重要的工艺技术，通过对材料进行切削、磨削、冷加工等方式，将材料加工成所需的形状和尺寸。
然而，仅仅满足形状和尺寸要求还不足以满足实际应用的需要，往往还需要对机械零件的表面进行处理，以提高其表面质量、使用寿命和功能。
机械加工表面处理技术是通过改变零件的表面特性，改善其性能，以适应特定工作环境和使用要求。
常见的机械加工表面处理技术有热处理、电镀、喷涂、化学处理等。
1. 热处理热处理是指通过加热、保温和冷却等工艺，使材料的结构和性能发生改变的过程。
常见的热处理方法包括淬火、回火、正火、退火等。
这些方法可以优化材料的硬度、强度、韧性等性能，从而提高零件的抗疲劳和耐磨性能。
2. 电镀电镀是利用电解原理，在机械零件表面镀上一层金属或合金薄层的方法。
通过电镀可以改善零件的耐腐蚀性能、外观光洁度和导电性能，同时还能提高零件的硬度和耐磨性。
3. 喷涂喷涂是将一种涂料喷射到机械零件表面的方法。
喷涂可以提供防腐、防磨、耐高温等特殊性能，同时也可以实现美观的外观效果。
常见的喷涂方式有喷砂、喷漆、喷粉等。
4. 化学处理化学处理是利用化学反应改变机械零件表面的方法。
常见的化学处理方法有酸洗、脱脂、溶解、氧化等。
化学处理可以消除零件表面的氧化皮、污垢，增加表面的粗糙度，从而提供更好的附着力和润滑性。
除了以上常见的机械加工表面处理技术外，还有其他一些高级技术，如等离子渗氮、激光熔覆、等离子刻蚀等。
这些技术更加复杂，适用于特殊领域和高要求的机械零件制造。
在机械制造中，机械加工表面处理技术起着关键的作用。
通过适当的表面处理，不仅可以提高机械零件的质量和性能，还可以降低零件的使用成本和维护成本。
因此，制造企业需要根据实际情况选择适合的机械加工表面处理技术，以满足市场需求和提高竞争力。
总之，机械加工表面处理技术在机械制造中具有重要的地位。
通过热处理、电镀、喷涂、化学处理等方法，可以改善零件的表面性能，提高零件的质量和使用寿命，从而满足不同领域和需求的机械制造要求。
常见机械材料特性及表面处理1、钢铁类1. 1、碳素钢。
（1）根据含碳量分低碳钢：含碳量＜0.25%中碳钢：含碳量0.25%～0.6%高碳钢：含碳量＞0.6%（2）按含有害杂质S、P含量分普通碳素钢：含S、P分别低于0.035%～0.050%和0.035%～0.045%优质碳素钢：含S、P分别低于0.035%高级优质碳素钢：含S、P分别低于0.020%～0.030%和0.025%～0.030% （3）按用途分碳素结构钢：主要用于构件和机器零件。
碳素工具钢：主要用于刀具、工具量具、模具。
1.2、钢的牌号。
（1）普通碳素结构钢。
屈服点拼音字头Q、屈服极限值（单位MPa）质量等级符号、脱氧方法符号四部分组成。
质量等级四级A、B、C、D表示。
脱氧方法以F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢、例，Q235AF表示屈服极限235MPa、质量等级A、沸腾钢。
（2）优质碳素结构钢。
用两位数字表示含碳量为万分之几。
如45钢，指含碳量为0.45%45Mn，指锰的含量较高，0.7%～1.2%（3）铸造碳钢牌号ZG、屈服极限、横线、抗拉极限表示例ZG200—400表示屈服强度≥200Mpa, 抗拉极限≥400Mpa的铸造碳钢。
（4）碳素工具钢。
含碳量0.65%～1.35%T+数字如T8，含碳量为0.8%。
T8A，指高级优质碳素工具钢（5）合金结构钢两位数字+合金元素符号+数字如：12GrNi3钢，指含碳量0.12%，含Gr小于1.5%，平均含Ni 3%（6）合金工具钢含碳量大于等于1%时不注；小于1%时以千分之几表示。
如9GrSi表示碳量0.9%，含Gr、Si均小于1.5%（7）滚动轴承钢G+Gr+数字例GGr13表示含Gr小于1.30%，1.3、常见钢材性能1.3.1 45号钢(优质碳素结构钢)（价格：7元/KG）常见图纸标示：45#，S45C 含碳量：0.45% ；密度：7.85g/cm3 抗拉强度: ≥600 (MPa)屈服强度: ≥355 (MPa)是机械设计中使用最多的金属材料，常用于：支撑件、普通轴、导向件、定位件、连接件曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。
《机加件常用材料和表面处理加工规范A1》三、表面处理（一）铝件的氧化处理1、普通阳极氧化处理类型：（1）黑色阳极氧化（默认为亮黑，可选哑黑，需要时请注明）（2）黑色喷砂阳极氧化（默认为亮黑，可选哑黑，需要时请注明）（3）本色阳极氧化（默认为亮银，可选哑光，需要时请注明）（4）本色喷沙阳极氧化（默认为亮银，可选哑光，需要时请注明）规定：（1）铝件表面处理首选：本色喷砂阳极氧化；（2）激光模组内铝件首选：黑色阳极氧化；（3）膜厚要求：10-15μm ；（4）氧化膜硬度要求：HV300±202、硬质氧化处理类型：黑色硬质氧化规定：（1）有耐磨等特殊要求时，选择黑色硬质氧化；（2）一般件只做黑色硬质氧化，不做其他颜色（防止材料颜色误差）；（3）膜厚要求：30 -40μm ；（4）氧化膜硬度要求：HV500±20（5）所有铝件做“本色硬质氧化”统一为“黑色硬质氧化”。
注：由于本色硬质氧化色差较大，不推荐使用。
3、辊类的表面处理规定：（1）辊类做特殊硬质氧化以及表面硬化处理；（2）膜厚要求：60 -100μm ；（3）氧化膜硬度要求：HV800以上（4）砂纸带抛光，最终表面粗糙度Ra0.4以下。
○1一般过辊材料：A6063-T5类型：褐色硬质氧化+硬化处理（镀氧化锆陶瓷）○2CCD 过辊材料：A6063-T5类型：黑色硬质氧化+硬化处理（镀氧化锆陶瓷）○3抚平小辊（收卷抚平辊、）材料：A6061-T6类型：本色硬质氧化（颜色呈灰色和6061阳极颜色接近）管控事项更改事项： 1. 规范各类表面处理的检验要求。
修订审核批准喷沙阳极亮银喷沙阳极哑光13.透明亚克力14.黑色亚克力19.优力胶A50。
常规加工手段的介绍（冷加工）●车床：加工圆柱形、圆环、圆洞（精度较高）●铣床：对工件的边、槽、不规则孔加工（精度高、价格偏贵）●钻床：钻孔、攻丝（被钻孔外圆与工件边缘距离不能小于1mm）●剪床：矩形板料剪切（精度低<±0.5mm>、方便）●冲床：依照模具快速加工（适合数量较大的金属板件加工，但需要开模具、被加工的金属板不能太厚，危险）●线切割：武侠小说中的“盘龙丝”或《龙门飞甲》中范晓萱所使用的天蚕丝就可以理解为线切割，机加工中起切割作用的是钼丝（精度很高、能切出各种形状，但价格贵）●刨床：大型工件的局部或整个面磨平、开槽（它很多功能用铣床或磨床都能代替的，适于中型或大型零件的加工）●磨床：跟刨床有相似之处，边、面磨平（可以磨得很光滑，表面光洁度要求高的加工手段；但很多情况下都可以用砂轮代替它……不多见，有点危险）●镗床：掏一个圆洞或加工曲面（有点贵）●电火花：比如说你需要打一个很小很深的孔或窄缝（能加工硬度很大的金属，要求工件导电，所以只能加工金属……火灾制造者）机械加工常用材料介绍机械加工中，用得最多的金属是铜铁铝这三类；用得最多的非金属是玻纤板、聚四氟乙烯。
铜类：⏹黄铜——除铜以外主要以锌为添加元素，牌号从H96到H59，最常见最好买的是H65、H62、H59这三种牌号；H是“黄”的汉语拼音首字母，后面的数字表示铜所占的百分比，数字越大，材料越软、延展性越好、在车床铣床上加工时，常常会有“粘刀”现象。
⏹青铜——首先记住铍青铜和磷青铜，他们的弹性非常好！弹簧、点接触导电元件首选他们……可能铍青铜要比磷青铜好买一些；另外常见的还有锡青铜、铅青铜、铝青铜，三者都比较适合铸造件，铝青铜的强度耐磨耐腐蚀最好。
⏹紫铜——也叫红铜，就是纯铜。
T1、T2、T3、T4四个牌号，T1的含铜量是99.95%，延展性好、导电特性好，当然也很软（车床加工有点考手艺）……一般导电部分或屏蔽部分用这个材料。
表面处理第一章金属件表面处理金属工件表面(Surface)是工件内部材料与周围环境的交界面，通常表面的定义是指深几个mμ(6μ的厚度，并且包含许多不同的薄层所构成，10-m)到几十个m如图1.1所示。
它所承受外界的各种作用和因而受到的影响及产生的反应，例如对光和热的反射及吸收，受外力作用所产生的摩擦及破坏现象等，都与内部材料有很大的差别。
随着科技的展进，材料被应用的范围日趋广泛且复杂，对材料性质的要求也较以往严苛，尤其适用在高温，潮湿、强酸，接触面为高速相对运动或辐射的恶劣环境下，工件材料表面的抵抗能力成为产品功能(Function)表现和使用寿命长短的关键因素之一。
因此，对工件表面除了美观要求之外，尚有耐磨耗，防锈，防腐蚀，耐高温，或绝缘性等不同的要求，因而表面处理早已成为机械、航天、电子等产业之产品制造过程中不可或缺的一个重要环节。
污染物图1.1 工件表面的结构表面处理是指用于改善工件表面的状态和其机械、物理或化学性质的方法。
一般经过铸造等机械加工法制造的产品，大都需要对其全部或部分的表面再进一步实施清洁、硬化、研磨、抛光、涂漆或电镀等处理，以增进其表面的各种特性、光滑度和美观等。
表面处理的目的及应用例可归纳如下：1. 增加表面的硬度、耐磨耗、抗疲劳等机械性质，应用于模具、活塞、汽缸、工具机、滑轨、轴、齿轮等。
2. 增加表面对氧化及腐蚀的抵抗能力，应用于化工机械、兽医器具、汽车钣金等。
3. 增加表面之耐热、热传导、热反射等特性，应用于散热板、航天发动机零件等。
4. 改善表面粗糙度及摩擦作用，应用于机械零组件之滑动面、轴与轴承、刀具、工具等。
氧化層母材5.改变表面之导电及电阻的性质，应用于电子零件、内存、半导体组件等。
6.改变表面对光的反射，选择性吸收、耐候等特性，应用于反射镜、汽机车零件等。
7.增进表面的干净、光泽、颜色、美观等，应用于各类型民生用品、运动器材、装饰品等。
1.1 表面前处理目的在为后续加工步骤做必要的准备，或为了增进产品外表的干净及美观，包含表面清洁和表面机械处理。
机械加工常见的表面处理种类和作用机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途表面处理工艺:静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀静电喷涂：静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法。
静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。
静电喷涂的作用1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4～6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。
涂层的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。
3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装。
我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用。
发展到目前已广泛得到使用。
烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。
镀锌：是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。
颜色有很多种，一般常见的有蓝白色、银白色等。
镀铬：在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。
镀铬有两种的，一种是装饰铬，一种是硬铬。
镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等，镀装饰铬顾名思义，主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
影响镀铬后表面粗糙度的因素工件表面镀铬后的表面粗糙度与以下条件有直接的关系:1、镀前基体的表面粗糙度（基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值也小）；2、镀液温度的高低（温度高镀后表面粗糙度值就大）；3、电流密度的大小（电流密度越大镀后表面粗糙度值就大）；4、镀夜浓度（镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大）；5、电镀时间（电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大）。
机械设计常用材料及表面处理1. 引言1.1 概述在现代机械设计中，材料的选择和表面处理技术是至关重要的方面。
合理选择适当的材料可以确保机械结构的强度、耐磨性和耐腐蚀性等特性，而优秀的表面处理技术则可以提高材料表面的功能和性能。
本篇长文将对机械设计常用材料及表面处理进行详细介绍和分析。
1.2 文章结构本文一共分为五个部分：引言、机械设计常用材料、表面处理技术、材料选择与应用案例分析以及结论与展望。
在“机械设计常用材料”部分，我们将重点介绍金属材料、塑料材料和复合材料，其中包括它们的特性、优缺点以及适用范围等内容。
紧接着，在“表面处理技术”一节中，我们将讨论防腐蚀处理、防磨损处理以及装饰性表面处理这三大常见技术。
我们将详细阐述各种技术的原理、方法和效果。
在“材料选择与应用案例分析”部分，我们将通过具体案例来分析在不同的设计需求下，如何进行合适的材料选择。
我们将探讨材料选择的原则、考虑因素以及如何平衡各种因素来进行最佳的材料选择。
最后，在“结论与展望”部分，我们将总结全文所述内容，并对未来可能的进一步研究方向进行展望和讨论。
1.3 目的本篇长文的目的是为机械设计师提供一个综合而详尽的了解机械设计常用材料及表面处理技术的指南。
通过对不同材料和表面处理技术的介绍与分析，读者可以更加准确地理解每种材料和技术在机械设计中的应用场景和效果，从而能够做出更加明智的设计选择。
本文中还将通过具体案例来阐述研究方法和思路，帮助读者学会如何根据不同需求来进行合适材料的选择。
2. 机械设计常用材料：2.1 金属材料：金属材料是机械设计中最为常用的材料之一。
根据不同的需求和应用场景，常见的金属材料包括钢铁、铜、铝、镁等。
这些金属材料具有良好的强度和韧性，并且容易加工成形。
- 钢铁：钢铁是最为广泛使用的金属材料之一，因其较高的强度和良好的可塑性而受到青睐。
根据各种不同成分比例和热处理方法，钢可分为碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢等多种类型。
三、 表面处理（一） 铝件的氧化处理1、 普通阳极氧化处理 类型：（1）黑色阳极氧化（默认为亮黑，可选哑黑，需要时请注明）（2）黑色喷砂阳极氧化（默认为亮黑，可选哑黑，需要时请注明） （3）本色阳极氧化（默认为亮银，可选哑光，需要时请注明） （4）本色喷沙阳极氧化（默认为亮银，可选哑光，需要时请注明） 规定：（1）铝件表面处理首选：本色喷砂阳极氧化； （2）激光模组内铝件首选：黑色阳极氧化； （3）膜厚要求：10-15μm ；（4）氧化膜硬度要求：HV300±202、 硬质氧化处理 类型：黑色硬质氧化 规定：（1）有耐磨等特殊要求时，选择黑色硬质氧化；（2）一般件只做黑色硬质氧化，不做其他颜色（防止材料颜色误差）； （3）膜厚要求：30 -40μm ；（4）氧化膜硬度要求：HV500±20（5）所有铝件做“本色硬质氧化”统一为“黑色硬质氧化”。
注：由于本色硬质氧化色差较大，不推荐使用。
3、 辊类的表面处理 规定：（1）辊类做特殊硬质氧化以及表面硬化处理； （2）膜厚要求：60 -100μm ；（3）氧化膜硬度要求：HV800以上（4）砂纸带抛光，最终表面粗糙度Ra0.4以下。
○1一般过辊 材料：A6063-T5类型：褐色硬质氧化+硬化处理 （镀氧化锆陶瓷） ○2CCD 过辊 材料：A6063-T5类型：黑色硬质氧化+硬化处理 （镀氧化锆陶瓷） ○3抚平小辊（收卷抚平辊、） 材料：A6061-T6类型：本色硬质氧化 （颜色呈灰色和6061阳极颜色接近）管控事项更改事项： 1. 规范各类表面处理的检验要求。
修订 审核 批准 喷沙阳极亮银喷沙阳极哑光13.透明亚克力14.黑色亚克力19.优力胶A50。
机械加工常见表面处理的种类基本原理和用途表面处理工艺：静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀静电喷涂：静电喷涂是利用高压静电电场使带负电的涂料微粒沿着电场相反的方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面的一种喷涂方法.静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。
静电喷涂的作用1、一次涂装可以得到较厚的涂层，例如涂覆100～300μm的涂层，用一般普通的溶剂涂料，约需涂覆4~6次，而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。
涂层的耐腐性能很好。
2、粉末涂料不含溶剂，无三废公害,改善了劳动卫生条件。
3、采用粉末静电喷涂等新工艺，效率高,适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
4、除热固性的环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量的热塑性耐脂可作为粉末涂料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等.粉末涂料开始用于防护和电气缘方面，随着科技的发展，目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面的涂装. 我国自六十年代开始粉末涂装的实验研究，并在生产上得到应用.发展到目前已广泛得到使用。
烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房,烘烤。
镀锌：是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。
颜色有很多种，一般常见的有蓝白色、银白色等.镀铬：在金属制品表面镀上一层致密的氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。
镀铬有两种的,一种是装饰铬，一种是硬铬。
镀硬铬一般采用比较多的是常在高温条件下使用的机械，如：模具等，镀装饰铬顾名思义,主要目的就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
影响镀铬后表面粗糙度的因素工件表面镀铬后的表面粗糙度与以下条件有直接的关系：1、镀前基体的表面粗糙度（基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值也小）;2、镀液温度的高低（温度高镀后表面粗糙度值就大)；3、电流密度的大小（电流密度越大镀后表面粗糙度值就大）；4、镀夜浓度（镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大);5、电镀时间（电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大).装饰镀铬镀后镀后表面粗糙度值差别不大，镀硬铬镀前镀后镀后表面粗糙度值差别大。
常用金属材料及表面处理（一）碳钢以铁为主要元素，同时含有碳（小于 2%）和其他元素材料的钢称为碳钢。
碳钢价钱低廉，工艺性能好，力学性能能够满足一般机械制造和使用要求，在五金产品中使用非常广泛。
如家具铰链，门执手衬环等。
碳钢个加工性能很好，在五金行业生产中通常使用冲压，轧制等方法加工产品。
常用表面处理如下：1、镀镍：镍是贵重金属，硬度高，耐腐蚀，也可以对基体金属起到机械防护作用，镀镍后的产品一般呈银白微黄的颜色，同时可以对五金产品起到装饰性效果，表面通常有光亮镍和亚光亮镍颜色。
镀镍层常常与其它金属镀层组成多层组合体系，作为底层或者中间层，这些多层组合镀层被广泛使用在装饰性和耐腐蚀性要求高的五金产品上。
镀镍产品在家具铰链产品上使用泛。
2、镀锌：镀锌层被广泛用于五金产品中，主要用于防止钢铁材料的腐蚀，它对钢铁基体在起到机械保护的同时，还起到电化学保护作用。
为了进一步提高镀锌层的防护能力，同时使其外观更加具有装饰性，需要在表面形成一层致密的氧化膜，这一过程称为钝化处理。
镀锌的颜色通常有蓝白色，彩色等。
3、静电粉末喷涂：将粉末涂料通过静电作用涂敷在金属基体上，通过烘烤形成涂层的过程。
这种表面处理方法一般使用在装饰性要求不高的五金产品上，如普通底轨，金属家具表面，桌腿等产品。
表面喷粉颜色通常有白色，灰色，棕色等。
（二）不锈钢耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种。
在五金产品尤其是建筑五金中，不锈钢是使用非常广泛的金属材料。
在五金产品中常用不锈钢牌号为：SUS304，SUS202 不锈钢，SUS 表示为日本JIS标准，下面表格为和中国，美国，德国的牌号对比和使用范围（近似）：以上这些不锈钢材料均称为奥氏体铬镍不锈钢不锈钢中Cr 铬是非常重要的金属材料，由于铬形成致密，稳定的氧化膜Cr2O3，能防止钢的表面被氧化和腐蚀。
不锈钢中Cr 含量大于13% 时，耐腐蚀能力明显提高。
不锈钢中另外一个重要金属为镍Ni,它也是非常优质的耐腐蚀金属材料，属于价钱昂贵的金属。
机械工程中的材料表面处理方法在机械工程领域中，材料表面处理是一项至关重要的工艺。
通过对材料表面进行处理，可以改善其性能，提高其耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性，从而延长材料的使用寿命。
本文将介绍几种常见的材料表面处理方法，包括电镀、喷涂、氮化和氧化等。
首先，电镀是一种常见的材料表面处理方法。
它通过在材料表面涂覆一层金属或合金，以提高其抗腐蚀性和装饰性。
电镀可以使用不同的金属，如镀铬、镀镍和镀锌等。
这些金属的选择取决于材料的性质和使用环境。
电镀的过程包括清洗材料表面、电解液中浸泡材料和施加电流等步骤。
通过电镀，材料的表面硬度和耐磨性可以得到显著提高。
其次，喷涂是另一种常见的材料表面处理方法。
它通过将涂料喷射到材料表面，形成一层保护膜。
喷涂可以使用不同类型的涂料，如热喷涂、冷喷涂和粉末喷涂等。
热喷涂是将金属或陶瓷粉末加热至熔化状态，然后喷射到材料表面。
冷喷涂是将金属或合金粉末通过高速气流喷射到材料表面。
粉末喷涂是将粉末涂料喷射到材料表面，然后在高温下烘干。
通过喷涂，可以形成一层坚固的保护膜，提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
此外，氮化是一种常用的材料表面处理方法。
它通过将材料暴露在氮气环境中，使其表面形成一层氮化物。
氮化可以提高材料的硬度和耐磨性，同时改善其耐腐蚀性。
氮化的过程可以通过热处理或离子束辐照来实现。
热处理是将材料加热至高温，然后与氮气反应。
离子束辐照是将高能离子束轰击材料表面，使其与氮气反应。
通过氮化，材料的表面可以形成一层致密的氮化物层，提高其性能。
最后，氧化是一种常见的材料表面处理方法。
它通过将材料暴露在氧气环境中，使其表面形成一层氧化物。
氧化可以提高材料的耐热性和耐腐蚀性。
氧化的过程可以通过高温氧化、化学氧化和阳极氧化等方法来实现。
高温氧化是将材料加热至高温，然后与氧气反应。
化学氧化是将材料浸泡在氧化剂溶液中，使其与氧气反应。
阳极氧化是将材料作为阳极，在电解液中施加电流，使其与氧气反应。
通过氧化，材料的表面可以形成一层致密的氧化物层，提高其性能。
机械加工常用材料与表面处理（推荐阅读）第一篇：机械加工常用材料与表面处理机械加工中常用材料与表面处理本人虽是机械专业本科毕业，但是对于机械原理和机械设计的基本知识仅仅是知道点，而机械加工的很多基本知识连知道点都不敢说。
其主要原因还是自己上课时没有好好学习，加之在学校的时候用得少，就造成一无所知了。
直到工作后，才陆陆续续的画了一些的图纸，但是碰到加工方面的问题总是使自己很窘迫，因为没搞清楚或不知道而做出来废品给企业和社会造成的损失和浪费就更加惭愧了。
因此查找了一些互联网上的资料，结合自己少许的经验，归纳了一些常用的机械加工中常用材料和表面处理的基本知识。
一是更进一步了解这些知识点的同时加深印象；二是今后方便查看（书本早已卖掉换钱了）；三来如有需要者看到了，或者帮到了他们，就甚是欣慰了。
1.材料材料大类上可以分为金属材料和非金属材料，金属材料一般都是合金，分类和命名也是根据合金中某种成分的含量进行划分的；非金属材料多为塑料，做结构时相对金属用得少，但是某些特殊的地方用起来优点很多。
1.1 钢和铸铁钢和铸铁可以说都是铁碳合金，以含碳量2.11%为分界。
钢又分为碳素钢和合金钢（为了获得某些特殊性能而加入一些合金元素），下面的表是一个关于钢的大概分类表格 1 钢钢（含碳量<2.11%）碳素结构钢：Q195，Q215，Q235，Q255，Q275，Q345。
这些牌号碳素钢（碳钢）：含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金含碳量越高，钢的硬度越大，韧性越小优质碳素结构钢：08、10、20、35、40、45、量（万分之几）表示屈服强度 Q235、Q255可用于螺栓、螺母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结构件；齿轮等；型钢结构。
08钢，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷冲压零件；焊接件； 35、40、45、50钢属中碳钢，经热处理后可获得良好的综合力学性能，主要用制造齿轮、套筒、轴类零件等。
Q235（以前叫A3钢）属工程用钢，主要用作结构件，如角钢，槽钢、工线路的杆塔很多都是铁塔是锻铁组成的。
机械加工常见表面处理得种类基本原理与用途表面处理工艺：静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、ＤLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀静电喷涂:静电喷涂就是利用高压静电电场使带负电得涂料微粒沿着电场相反得方向定向运动，并将涂料微粒吸附在工件表面得一种喷涂方法.静电喷涂设备由喷枪、喷杯以及静电喷涂高压电源等组成。
静电喷涂得作用1、一次涂装可以得到较厚得涂层，例如涂覆10０～300μm得涂层，用一般普通得溶剂涂料,约需涂覆４～6次,而用粉末涂料则一次就可以达到该厚度。
涂层得耐腐性能很好.２、粉末涂料不含溶剂，无三废公害，改善了劳动卫生条件。
３、采用粉末静电喷涂等新工艺,效率高，适用于自动流水线涂装，粉末利用率高，可回收使用。
4、除热固性得环氧、聚酯、丙烯酸外，尚有大量得热塑性耐脂可作为粉末涂料,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟化聚醚、尼龙、聚碳酸脂以及各类含氟树脂等。
粉末涂料开始用于防护与电气缘方面，随着科技得发展,目前已广泛使用于汽车工业、电气绝缘、耐腐蚀化学泵、阀门、汽缸、管道、屋外钢制构件、钢制家具、铸件等表面得涂装。
我国自六十年代开始粉末涂装得实验研究，并在生产上得到应用.发展到目前已广泛得到使用。
烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。
镀锌：就是指在金属、合金或者其它材料得表面镀一层锌以起美观、防锈等作用得表面处理技术。
颜色有很多种，一般常见得有蓝白色、银白色等。
镀铬:在金属制品表面镀上一层致密得氧化铬薄膜，可以使得金属制品更加坚固耐用。
镀铬有两种得,一种就是装饰铬,一种就是硬铬。
镀硬铬一般采用比较多得就是常在高温条件下使用得机械，如：模具等,镀装饰铬顾名思义，主要目得就就是为了表面光亮、外形美观、防锈等等。
影响镀铬后表面粗糙度得因素工件表面镀铬后得表面粗糙度与以下条件有直接得关系：1、镀前基体得表面粗糙度（基体表面粗糙度值越小镀后表面粗糙度值也小)；2、镀液温度得高低（温度高镀后表面粗糙度值就大）;3、电流密度得大小（电流密度越大镀后表面粗糙度值就大）;4、镀夜浓度(镀液浓度大镀后表面粗糙度值就大）；5、电镀时间（电镀时间越长镀后表面粗糙度值就大)。
机械加工中常用金属材料的工艺性能与热处理(正式版)资料.doc机械加工中常用金属材料的工艺性能与热处理武昌造船厂陈德年一、常见金属材料的性能金属材料在机械制造和造船工业中占有相当大的部分,在船舶中可达90%以上｡充分了解和掌握金属材料的性能,充分发挥材料的潜力,合理使用金属材料｡提高产品质量｡优良的机械性能金属材料具有性能优良的工艺性能优良的物理性能这些性能的优劣取决于金属材料的成分和内部组织结构｡而利用热处理改善金属材料的组织结构满足一定的性能要求｡值此科学地处理好金属材料的性能,内部结构与热处理相关联的问题就具有极大的意义｡1、金属材料的机械性能机械性能:是指金属材料在外力作用下表现的抵抗能力｡它包括:强度､硬度､塑性､韧性､疲劳强度等｡金属材料所制零件在加工和使用过程中根据载荷性质的不同有静载荷,冲击载荷､交变载荷｡而根据载荷对金属材料的作用方式不同,又可分为拉伸､压缩､剪切､扭转和弯曲等｡在工程设计上材料的机械性能数据一般是以该材料制成的试样进行机械性能试验测得的,以表明材料的性能高低｡材料的强度与塑性一般都是通过静拉伸试验测得｡L=10dL=5dd=10mmD=20mm 拉伸试拉伸后缓缓地在试样两端施加拉力,随着轴向拉力的增加､试样不断地弹性伸长过渡到塑性伸长直到断裂｡这样得到如图所示的外力——变形量曲线,使之反映材料的性能(强度与型性),将载荷值除以试样的载面积,即采用 强度:金属材料对外力作用所引起的变形或断裂的抵抗能力｡比例极限:oa 段是直线应力与应变成正比例,相对于a 点的应力为比例极限,在这范围内,材料处于弹性变形阶段｡弹性极限:ab 段还属于弹性变形阶段,变形的速度加快,应变与应力不再成正比例,上二者数值极为接近,实践中不将二者加以严格区分｡屈服极限(屈服强度):过了b 点后材料进入塑性变形阶段,到了C 点曲线上出现了近于水平的线段,此时应力几乎没有变化或变化很小但变形却显著增加,好象材料屈服于载荷而自行伸长,这一现象称为屈服现象｡出现屈服现象的应力称作屈服极限,以s σ表示｡如果没有明显的屈服现象当试样的残余变形量相当于试样原长的0.2%时的应力称作屈服极限并以2.0σ表示｡抗拉强度(强度极限):当应力超过屈服点外力继续增加试样就不断增长,一直到试样产生明显的局部变形(即缩颈)时应力达到最大值,此时以后,试样截面积急剧缩小,直到试样断裂,所以抗拉强度是指试样承受拉力载荷时,在断裂前的最大应力｡用b σ表示｡屈强比= 其比值越大,表示材料使用性能好｡ b sσσ)(/20MPa mm N F P s s =σ20/mm N F P =σσ表示)(/20MPa mm N F P b b =σ拉伸曲线图塑性:金属材料在外力作用下产生永久变形(即塑性变形)的性能叫塑性｡金属材料的塑性大小用伸长率和断面收缩率来表示｡伸长率:试样断裂后的伸长长度与原来长度之比叫做伸长率,用δ表示:L 0——试样拉抻前的长度 L 0=10d 0时用δ或δ10 L 0=5d 0时,用δ5表示L ——试样受拉抻断裂后的长度(mm) δ值的大小可以评定材料塑性,脆性的依据,当δ>5%时为塑性材料,δ值<5%时为脆性材料｡断面收缩率:试样断裂后的断口面积收缩量与原来截面积之比称断面收缩率(简称面缩率)通常用ψ表示｡F 0——试样原来截面积mm 2 F K ——试样断裂后的截面积mm 2δ和ψ值越大,材料的塑性越好｡硬度: 金属抵抗其他更硬物体压入其表面的能力称为硬度｡根据试验方法的不同,所得的硬度值也不一样,常用的有布氏硬度洛氏硬度和维氏硬度等｡布氏硬度(HB):从一定直径D 的淬硬钢球(D 为10mm ､5mm 或2.5mm)在规定载荷(3000､750､187.5kg 力)作用下压于试件表面,保持一定时间,去除载荷后,必然在试件表面形成一凹痕,即以载荷P 与压痕表面积F 的比值FP 表示其硬度值,以HB 表示｡ D ——钢球直径(mm)d ——压痕直径(mm) 生产中测量出压痕直径后直接查表得出HB 值｡%1004%100000⨯=⨯-=L L L L L δ%10000⨯-=F F F K ψ2222/)(2/mm N d D D D P mm N P HB --==π压痕面积金属材料越软,其压痕面积越大,布氏硬度值越低｡反之则布氏硬度值越高｡当材料较硬时(HB>450)就不用布氏硬度测量｡由于压痕成几毫米的凹面对最终的成品表面有影响,不适于测成品｡对于大件的硬度测量无法用台式硬度计现用锤击式或里氏硬度计｡HB值与静拉伸所得之强度极限σb之间有着正比关系(经验公式)轧钢､锻钢件:σb≈(3.4~3.6)HB铸钢件:σb≈(3~4)HB值,灰口铸铁:洛氏硬度:是用顶角为1200金刚石圆锥作为压印头,压入试件表面,以压痕深度来判断材料的硬度｡材料越软,压痕h越深｡为了测量从软到硬材料的硬度采用了不同压头和载荷的组合,生产上最常用的是A､B和C标R｡HRA:压头为金刚石圆锥体,总载荷60kg力测量较薄硬化层HRB:压头为1/16〃直径的淬硬钢球,总载荷为100kg力,测量较软的材料的硬度｡HRC:压头为金刚石圆锥体,总载荷为150kg力,多于用淬火工件的高硬度的测量｡洛氏硬度测量迅速简便,可直接读数,压痕小､精确度高可测量成品｡维氏硬度:测定方法基本上是采用了布氏硬度试验法的原理,但所加载荷较小(5､10､20､30､50､100公斤等6级,压头是用相对两面夹角为136°金刚石四棱锥作为压头｡在载荷P的作用下,在被测金属表面上压出一对角线长度为d的方形压痕｡在生产中根据测得压痕两对角线的平均值d,可以从有关表格查出维氏硬度值,d值越大,材料硬度越低｡适用于测量很薄的材料和表层硬度较薄的硬度层如渗铬层､渗氮层｡冲击韧性:)(6.040MpaHBb-=σFPHV=洛氏维氏金属材料抵抗冲击载荷的能力,叫冲击韧性｡冲击韧性的测量通常是在摆锤式冲击试验机上进行的｡试验时利用摆锤落下击断中央有缺口的标准试样,测量此时所消耗的功,即冲击功Ak ｡Ak 的大小就代表了材料的韧性高低｡所以定义为试样冲断时所消耗的功称冲击韧性｡而将冲击功与试样缺口处断面积F 0的比值称作材料的冲击值,(也叫冲击韧性)以a K表示,单位焦耳(J)｡现行标准去除a K 值｡生产中常用以鉴定材质和控制工艺质量｡在炼冶时控制钢中磷的含量,磷(P)含量增高,脆性增大｡特别是冷脆性｡金属材料的韧性是随着温度而改变的,特别是在低温下,a k 值会显著下降而使材料呈脆性断裂｡冷脆性现象｡例如:Q345钢:分为:Q345A ､B ､C ､D ､E 其含磷量分别为0.045%,B 为0.040%,C 为0.035%,D 为0.030%,E 为0.025%,其温度(冲击试验)A ､B 常温20℃,C 为0℃,D 为-20℃,E 为-40℃｡Akv34J,Q345E 为27J ｡疲劳强度:金属材料对交变载荷的抗力｡在交变载荷作用下,其最大工作应力远低于材料在静载荷下的极限强度｡但经过很多次重复作用后仍会造成零件的破断｡例45#钢,经淬火550℃回火后静拉伸时b σ=900mPa,但在交变弯曲载荷下应力1-σ为460mPa 经过250000次反复后发生断裂｡一般钢铁材料定为循环数达到107次而不断裂的最大应力为疲劳极限,这个次数为基数｡有色金属,高强度钢基数为5×107或者108次而不断裂的最大应力为疲劳极限｡2､金属材料的尺寸效应钢材的截面大小不同时,其机械性能也会产生差异｡即使给予相同的热处理,其机械性能也会产生差异,有时甚至是很大的差异｡这种现象叫做钢材的尺寸效应｡如Q345D 低合金高强度结构钢,s 板 厚(mm)≤16 >16-35 >35-50 b σ 470-630Mpa屈服强度s σ(Mpa) 345 325 295 ZG42CrMo 热处理工艺原则相同,都用淬火+高温回火(调质)冲击试样截面尺寸mm s σMpa b σMpa δ % AKJ HB~30 540740~880 12 27 220~260 30~100490 690~830 11 21 200~250100~150 450 690~830 10 16 200~250150~250 400 650~800 10 12 195~240250~400 350 650~800 8 9 195~240钢材的尺寸效应主要由材料的淬透性而定,对淬透性好的材料淬火时能使其整个截面全部形成马氏体而淬透,就可沿整个截面获得均匀一致的性能｡相同的材料热处理工艺不同,得不同的组织获得不同的性能｡以45号钢为例:b σ(Mpa) s σ Mpa δ %ψ % ak740~760℃ 退火 珠光体 560~690 400~480 18~22 60~68 5~8850℃正火 640℃回火 细珠光体 700~760 420~480 18~22 58~64 6~9840℃淬火 650℃回火 索氏体 780~850 600~700 15~16 63~67 14~16以球墨铸铁为例QT400-17 石墨呈球状+铁素体 b σ400Mpa δ =17QT500-5 石墨呈球状+珠光体 b σ500Mpa δ=5综上所叙,在设计零件并选材时,应根据零件的工作条件,损坏形式找出该零件所选材料的主要机械性能指标,通过热处理达到零件的技术要求,保证零件经久耐用,也可以归结为金属材料是讨论材料成分､内部组织构造,性能三者之间的关系｡零件服役形式 机械性能要求(s σ､b σ､δ､ψ､A k HB) 组织结构(珠光体､索氏体､屈氏体､奥氏体､铁素体､莱氏体等) 选择金属材料 热处理例如:齿轮:材料45号钢､经正火本体细珠光体或索氏体,硬度为HB200左右,便于加工插齿,齿面表面淬火+回火后得回火马氏体组织,齿面硬度HRC45-50｡弹簧:材料60Si2Mn 热处理后组织为下贝氏体HRC48-52轴承:材料GCr15 热处理后组织为回火马氏体,HRC58-63铰刀:材料W18Cr4V 热处理后组织为回火马氏体,HRC63以上手工锉刀:T12高碳工具钢热处理后组织为回火马氏体,HRC62以上车床床身:材料HT200bσMPa s σMpa δ Ψ a k HB 组织 退火860℃ 660 353 22.5 55 19 179 珠光体 淬 火 880℃淬 火877 769 22.5 66 19.3 267 索氏体 650℃回 火 二､金属材料的工艺性能金属材料制造零件的基本加工方法通常有:铸造､压力加工､焊接､机械加工､热处理则是为了改善机械加工和零件得到所要求的性能而安排在有关工序之间的｡几种主要的工艺性能如下:铸造性:包括流动性､(液体金属易填满型腔得到要求的形状铸件)收缩性要小､凝固时如果收缩大,则应力大以至形成裂纹缩孔倾向就大,偏析小和吸气性极小等,避免形成气孔,疏松等｡锻造性:包括可锻性(塑性与变形抗力的综合)冷镦性､要求热塑性好,受压力加工性好,不产生破裂,压力加工所需外力小｡锻后冷却､抗氧化性等｡焊接性:在焊接接头处,形成冷裂或热裂的倾向要小,形成气孔夹渣的倾向小等｡切削加工性:即材料切削加工的难易程度,根据一定条件下刀具所能达到的切削速度,易进行切削加工,则切削时消耗动力少,切削加工性好,被加工件表面光洁度好,对刀具的使用寿命长,不易磨损刀具｡热处理工艺性:包括淬硬性､淬透性､变形开裂倾向,过热敏感性､回火脆性､氧化脱碳倾向､冷脆性｡机械制造中钢制零件一般都是经过锻造或铸造,切削加工和热处理等几种加工方法,因此在选材时对材料的工艺性加以注意,在小批量的生产条件下,工艺性能的好坏并不显得突出,对某些重要产品件､如火箭､卫星､军舰中的零件,首先考虑的是材料的使用性能,可靠性｡工艺加工性能处在从属地位,对于成批大量生产的条件下,工艺性能的好坏成为决定的因素｡例如:某厂原试制零件用24SiMnWV钢,虽然机械性能较18CrMnTi 优,但因正火后硬度较高,切削加工性较差,不能适应大量生产的要求而未被采用,而采用18CrMnTi｡如普通螺钉螺母的需要量大,而机械性能的要求不太高,为了提高螺钉螺母的生产率就一定要选用切削加工性优良的钢材｡所以常用易切削钢制造｡汽车发动机箱体,其机械性能不高,几乎大多数一般的材料都能满足,但由于其结构复杂,制定方法的选择成了保证质量的主要问题,因此通常用铸造的方法制造箱体,工艺简单又经济｡在设计零件时也要考虑热处理的工艺性,如某结构形状复杂的应选用淬透性较好的钢｡其要求淬火冷却速度较慢的､油淬火的钢,它的变形较小｡一般情况下,碳钢的锻造切削加工性等工艺性能较好,其机械性能可满足一般零件工作条件的要求,因此碳钢的用途较广｡但它的强度还不够高,淬透性较差｡所以制造大截面,形状复杂和高强度的淬火零件常用合金钢｡因为合金钢淬透性好,强度高｡所谓合金钢,就是在碳钢的基础上为了达到某些特定的性能要求,在冶炼时有意加入一些元素的钢称为合金钢,如20钢为碳钢,20CrNiMo是合金结构钢,其机械性能比20钢高的多,20Cr13为不锈钢｡金属材料的加工硬化现象加工硬化:随着变形度的增加,强度､硬度提高而塑性,韧性下降,这种现象称为加工硬化｡加工硬化现象对金属材料使用有非常重要的实际意义,提高零件的强度硬度,对σ≥金属材料的使用为有利的一方面｡如自行车的链板,材料16Mn原硬度HB=150,b520N/mm2,经过五次轧制其厚度由3.5mm压缩到1.2mm加工变形度为65%,这时硬度提σ提高到1000N/mm2高到HB275强度b加工硬化也是工件能够成型的重要因素,例如:冷拉钢丝拉过模孔的部分｡由于发生了加工硬化,便不能继续变形而使变形转移尚未拉过模孔的部分｡这样钢丝才可继续通过模孔而成形｡钢丝的强度达3000N/mm2,利用加工硬化提高零部件的强度硬度在ZGMn13上应用很广,如挖泥船挖斗､坦克车履带｡在强大的压力､擦磨下提高硬度｡在机械切削加工中也会出现加工硬化现象｡对机械切削和冷变形加工常带来不利的影响｡如加工耐热耐氧化不锈钢1Cr18Ni9Ti､Cr25Ni12等｡在加工前的硬度极低仅有HB180左右,随着加工的深入进行硬度一直上升,可达到HB400以上,往往使加工量大的工序无法一次完成加工到位｡有实例说明:ZG42CrMo钢制电站闸门轨道最终要求轨道工作表面硬度HB300~360,热处理达到该范围的上限硬度以便精加工到位后的加工余量,加工5mm后应从表面HB350降下约HB20左右使最终硬度达320~330HB｡而结果在没有冷却液和高速的铣加工后表面硬度达HB370~390超出最终要求硬度｡ZG0Cr13Ni5Mo门槽轨道,热处理后硬度HB270~300｡经铣削加工后轨道面硬度为HB300~340｡按淬硬层梯度其硬度应下降HB20左右达到要求的硬度,反之加工中上升HB30左右,使产品硬度超过要求范围不能顺利交货｡加工硬化现象对冲压件最明显,经两三次冲压,由于加工硬化,强度､硬度增高,甚至到了无法继续进行冲压加工的地步,为了成型到位继续加工,就要采取中间退火,消除应力､降低强度､硬度便于继续加工｡三､材料在不同的组织性能情况下的机械加工效果在机械制造中,绝大多数机械零件都是经过切削加工而最终成形的,因此改善钢的切削加工性对提高产品质量和生产率及降低成本具有重要意义｡衡量切削加工性的好坏,经常用材料被切削的难易程度,材料被切削后的表面光洁度以及刀具寿命等几个方面来衡量｡一般情况材料的切削加工性能的好坏,与其化学成分,组织结构和机械性能有关｡低碳钢:含C量在0.25%以下时,其退火组织为铁素体和珠光体,其铁素体随着含C量的增加而减少,珠光体量随C%量增加而增加,含C量过低时,在碳钢中(退火钢)有大量柔软的铁素体,硬度较低,HB为130左右,钢的延展性,塑性非常好,导致切屑易粘附着刀刃上而形成刀瘤,同时切屑是撕裂断落,以致表面光洁度变差,刀具的寿命也受到影响｡因此含碳量过低的钢,不宜在退火状态下切削加工｡随着含碳量的增加,退火钢中的珠光体量增多,铁素体量减少,钢的延展性降低,而强度､硬度增加,从而使钢的切削加工性有所改善｡所以生产上含碳量≤0.25%C的低碳钢大多在热轧或高温正火状态或冷拔塑性变形状态进行切削加工｡对含碳在0.5%以下的中碳钢都经常用正火处理获得较多的细片状珠光体,使硬度适当提高些,使加工获得较好的表面光洁度｡对于含碳量在0.5%以上中碳钢,可采取一般退火或淬火加高温回火的调质处理,比正火处理适当降低硬度,使其容易被切削加工｡对含碳超过0.6%的高碳钢,特别是>0.77%C的钢组织为珠光体和高硬度的渗碳体组成｡其硬度高难以加工,为了使硬度适当降低之后再进行切削加工,通过球化退火获得球状(粒状)渗碳体(3-8级合格､4极最佳)降低硬度改善切削加工性｡实践证明:在切削加工时,为了不致发生“粘刀”现象,以适当的硬度减少刀具的严重磨损,通过不同的金相组织,控制钢的硬度范围是必要的,为了使钢具备良好的切削加工性,一般希望硬度控制在布氏硬度HB170-230｡为了进一步提高表面光洁度可将硬度提高到≥HB300,而必须改进刀具,不宜用普通刀具｡机械加工操作种类很多,如车､铣､刨､钻､镗､拉､磨等,不同的组织不同的硬度对不同的切削加工操作的切削加工性能是不同的｡具备球化组织的中碳钢,其车削加工性较好,钻削加工性属中等,而拉､插的加工较差｡常用结构钢热处理后的硬度､组织与表面光洁度的关系如下表钢号热处理类别硬度HB 组织加工表面光洁度评价20Cr 正火156-179 铁素体+珠光体车削､拉､插尚好20Cr 调质187-207 回火索氏体+珠光体车削好､拉插不良或尚好20CrMnTi 正火160-207 铁素体+索氏体车削好､拉插不良45 正火170-230 铁素体+索氏体车削､拉､插尚好45 调质220-250 回火索氏体+少量铁素体<10%车削好､拉､插不良40Cr 正火179-229 索氏体+少量铁素体<5%车､拉､插均良好40Cr 调质230-250 回火索氏体+少量铁素体车削好､拉插不良或尚好35SiMn 正火187-229 铁素体+索氏体车､拉､插均良好例如:合金渗碳钢20CrMnTi齿形零件,由于含碳量低即使采用正火快冷,插齿表面光洁度也难以达到高的要求,为此,对它进行不完全淬火,得低碳马氏体和铁素体的混合物使硬度达HB=200-250插齿表面光洁度Ra可达——刀具寿命提高3-4倍｡同样高速钢铣刀,退火以后其硬度为HB207-255,在此状态下高速钢铣刀精铲加工难以达到齿形光洁度的技术要求,后将粗铲后的铣刀经不完全淬火(880~890℃)得到含碳量较低的马氏体和铁素体的混合物组织,使其硬度提高到了HRC32~43之间,再进行精铲加工,这样铲削性能就大大提高｡齿形光洁度可达以上｡铲削速度也显著提高｡对磨削加工件,希望具有良好的可磨削性能,以保证采用半自动或自动机床加工时高效率地成批生产｡减少磨削中产生“烧伤”或形成磨削裂纹,在磨削后易于获得高的光洁度,钢的磨削性的好坏同样与钢的成分,组织,热处理以及材质等有密切的关系｡例如:9SiCr钢可用作量具,因溶于钢基体的Si增加钢的硬度和强度､降低钢的可磨削性,所以9SiCr钢量具在精磨后达不到象GCr15钢那样的足够光洁的表面｡CrMn钢,CrSi钢含碳量较高(1~1.3%C)淬火回火后最终能获得高硬度(HRC63以上)和高耐磨性｡然而经常由于碳化物分布不均匀性严重,而降低其机械性能和可磨削性｡在磨削过程中碳化物偏聚处可能发生剥落｡钢中网状碳化物的存在,容易产生磨削裂纹并明显降低表面光洁度｡对于渗碳零件渗碳后,表面碳浓度过高,若形成了网状碳化物,经淬火后易形成较多的残余奥氏体,在磨削加工时,即使采用较小的磨削量也很难避免产生磨削裂纹｡另外发现工件硬度与磨削裂纹的形成有密切关系,硬度在HRC55以下者,虽可有产生烧伤的可能但磨裂极少,硬度在HRC60以上,即使增加1-2HRC,也会使磨削裂纹敏感性大大增加｡实践证明:正确选定热处理方法是可以有效地改善钢的可磨削性能的,例如:严格控制渗碳时表面碳浓度,使它不超过1.1%C浓度｡以及消除网状碳化物,在磨削工序之间(先磨削外圆后磨削齿部),增加消除应力回火,避免应力叠加等措施,对改善钢的可磨削性能均有明显效果｡四､如何利用热处理的方法改善切削加工性能由上节实例所知,在确定零件的材料化学成分后,通过热处理方法获得合适的组织,得到相应的强度､硬度从而改善材料的切削加工性能是一个重要的途径｡对于含碳量≤0.25%C的低碳钢采用正火处理,细化晶粒,提高硬度､降低组织中柔性的铁素体对切削加工的不利影响｡对于含碳为0.25~0.5%C的碳钢件视零件的种类或截面的情况进行正火,截面稍大的进行调质处理｡对于合金结构钢进行正火+回火,或调质处理,大截面合金钢件进行调质处理,得到回火索氏体组织(细粒状珠光体)加少量的铁素体｡铸锻件也经常用退火,根据具体情况进行热处理｡对含碳量>0.6的高碳钢零件及合金钢零件,这些材料的零件都是要求高硬度,多数是在HRC60左右｡为改善切削加工性均为过程中的热处理｡根据材料的组织结构多数是用球化退火,使组织中高硬度的渗碳体呈为粒状并使整体组织的硬度降低到便于切削加工的合适硬度HB200左右｡对于材料中存在网状渗碳体较严重的加工件,必须进行消除网状组织后,再进行改善切削加工的热处理工作｡对于渗碳淬火件,为了避免磨削裂纹的产生在淬火前进行正火,细化组织,均匀成分,消除网状渗碳体,最终淬火得到均匀的马氏体+渗碳体的组织,经充分的回火后使工件避免磨削纹的产生｡综上所述,利用热处理方法改善切削加工的性能基本上对低碳钢用正火处理｡对中碳结构钢和低､中碳合金结构钢用正火或调质处理｡高碳钢和高碳合金钢用球化退火或不完全退火处理｡对于材质中有网状碳化物者先用正火消网后退火｡从切削加工的适宜硬度应控制在布氏硬度HB230-170的范围,并非硬度越低越利于切削加工｡要具体情况具体分析,要满足机械性能,改善工艺性能,考虑降低成本的经济性,从改变工艺规范,调整工艺参数,改进刀具,设备,变更热处理方法等多种途径｡五､钢的热处理钢的热处理——是将钢加热到一定温度,进行保温､冷却､改变其内部组织结构,达到预期要求的机械性能的工艺方法｡退火正火普通热处理淬火回火热处理包括表面淬火表面热处理渗碳化学热处理渗氮(氮化)碳氮共渗进行钢的热处理时,更是离不开Fe-Fe3C相图｡如退火､正火､淬火的加热温度都得参考Fe-Fe3C相图加以选择｡铁碳合金状态图如下:火焰加热铁碳合金中的基本组织铁素体(F),珠光体(P)渗碳体(Fe3C)奥氏体(A),苯氏体(Ld) 1､退火:是将钢加热到一定温度,保温一定时间,然后缓慢地冷却(随炉冷到500℃以下)到室温,这一热处理工艺｡作用:①降低钢的硬度,提高塑性能利于切削加工及冷变形加工｡②细化晶粒,均匀钢的组织及成分(铸件､锻压件)改善钢的性能,为以后的热处理作准备｡③消除钢中的残余应力｡退火可分扩散退火､完全退火､不完全退火､球化退火除应力退火等｡扩散退火——是改善化学成分不均匀的一种操作一般用于合金钢铸锭和大型铸件｡完全退火——多用于中碳钢(亚共析钢)的铸､锻件,改善组织,细化晶粒,降低硬度,消除应力｡工艺为:退火加热温度到A C3以上30-50℃保温一段时间随炉缓慢地冷却到500℃以下出炉空气冷却｡例如:40CrNiMoA(840-880℃)5CrMnMo(780-800℃)不完全退火——在下临界和上临界温度之间的退火｡多用于(共析钢和过共析钢)高碳工具钢｡如T8 T10A等球化退火:把钢加热到A C1以上20-30℃保温2-4小时后冷却到A C1以下20℃左右,等温4-6小时然后随炉冷或空冷｡球化退火主要用于高碳工具钢,合金工具钢､轴承钢等｡用于降低硬度改善切削加工性｡(如T10A钢球化退火后的硬度可降至HB≤197)也为以后的淬火作组织准备｡由于高碳钢组织常为粗层片状的珠光体,与网状的渗碳体｡珠光体本身硬度高,由于网状渗碳体的存在更增加了钢的硬度和脆性,这样不仅切削加工带来了困难,而且还会引起淬火时产生变形和裂纹｡所以球化退火降低硬度改善组织,使渗碳体由片状改变成粒状｡除应力退火:(低温退火)主要用于消除内应力,生产中的铸造,焊接或切削加工等都会产生内应力｡由于内应力的存在会使零件变形,在承受载荷时引起早期破坏｡工艺在A C1以下某一温度(一般为500~650℃)保温一段时间后缓冷｡2､正火:将钢件加热到A C3或A cm以上30~50℃保温后从炉中取出在空气中冷却｡。
机械加工中常用材料与表面处理本人虽是机械专业本科毕业，但是对于机械原理和机械设计的基本知识仅仅是知道点，而机械加工的很多基本知识连知道点都不敢说。
其主要原因还是自己上课时没有好好学习，加之在学校的时候用得少，就造成一无所知了。
直到工作后，才陆陆续续的画了一些的图纸，但是碰到加工方面的问题总是使自己很窘迫，因为没搞清楚或不知道而做出来废品给企业和社会造成的损失和浪费就更加惭愧了。
因此查找了一些互联网上的资料，结合自己少许的经验，归纳了一些常用的机械加工中常用材料和表面处理的基本知识。
一是更进一步了解这些知识点的同时加深印象；二是今后方便查看（书本早已卖掉换钱了）；三来如有需要者看到了，或者帮到了他们，就甚是欣慰了。
1.材料材料大类上可以分为金属材料和非金属材料，金属材料一般都是合金，分类和命名也是根据合金中某种成分的含量进行划分的；非金属材料多为塑料，做结构时相对金属用得少，但是某些特殊的地方用起来优点很多。
1.1 钢和铸铁钢和铸铁可以说都是铁碳合金，以含碳量 2.11% 为分界。
钢又分为碳素钢和合金钢（为了获得某些特殊性能而加入一些合金元素），下面的表是一个关于钢的大概分类表格 1 钢钢（含碳量名称与牌号用途说明<2.11% ）碳素钢（碳碳素结构钢： Q195 ，Q235 、 Q255 可用于螺栓、螺Q235 （以前叫 A3 钢）钢）：含碳量Q215 ， Q235 ， Q255 ，母、拉杆、连杆及建筑、桥梁结属工程用钢，主要用作结小于 2.11% 并Q275 ， Q345 。
这些牌号构件；构件，如角钢，槽钢、工含有少量硅、表示屈服强度Q275 用于强度较高转轴、心轴、字钢和钢板等，高压输电锰、硫、磷杂齿轮等；线路的杆塔很多都是质的铁碳合金Q345 用于船舶、桥梁、车辆、大Q235 镀锌的，而埃菲尔含碳量越高，型钢结构。
铁塔是锻铁组成的。
钢的硬度越大，韧性越小优质碳素结构钢： 08 、08 钢，含碳量低，塑性好，主要45 钢属机械用钢，塑性10 、 20 、 35 、 40 、 45 、用于制造冷冲压零件；较高，强度低，易加工，50 。
这些牌号的表示含碳10 、 20 钢，常用于制造冲压件和一般都是表面处理提高强量（万分之几）焊接件；度硬度后用作机械零件35 、 40 、 45 、 50 钢属中碳钢，经热处理后可获得良好的综合力学性能，主要用制造齿轮、套筒、轴类零件等。
表格 1 钢钢（含碳量<2.11% ）合金钢：为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn 、Si 、Cr 、Ni 、Mo 、W 、 V 、 Ti 等），这种钢称为合金钢名称与牌号碳素工具钢： T7~T13 。
牌号的数字也表示含碳量（千分之几）不锈钢：含 17 ～ 22% 的铬。
（不生锈原因：表面富铬氧化物）牌号： 1Cr18Ni9 、0Cr19Ni9 （中俄标法：化学元素和成分）200 、 300 、 400 、 500系列（美国或国际标法）弹簧钢：非合金弹簧钢65Mn合金弹簧钢60Si2Mn高速工具钢：以钨、钼、铬、钒，有时还有钴为主要合金元素的高碳高合金莱氏体钢W18Cr4VW6Mo5Cr4V2用途T7 、 T8 钢，用于制造具有较高韧性的工具，如冲头、凿子等。
T9 、 T10 、T11 钢，用作要求中等韧性、高硬度的刃具，如钻头、丝锥、锯条等。
T12 、 T13 钢，用于要求更高硬度、高耐磨性的锉刀、拉丝模具等。
餐具，卡尺，医疗器械，家电等需要不锈钢的地方一元硬币是钢心镀镍由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢弹簧钢更像一种热处理方法用于制造高效率的切削刀具说明奥氏体304（0Cr18Ni9 ）是一种很常见的不锈钢，雷总的小米 4的就是它，详见“一块钢板的艺术”。
机械制图时若无特殊要求，可以直接材料栏中写不锈钢加工弹簧时用到，材料栏也直接写弹簧钢又称白钢，美国人 1898创制注：表的分类方法偏向于用途且并不完全，仅仅是基于机械加工中用得多的，如合金钢还有硅钢和轴承钢等。
表格 2 铸铁铸铁（含碳大于牌号或特性用途说明2.11% ）表格 2 铸铁铸铁（含碳大于牌号或特性用途说明2.11% ）断口呈银白色，性能硬而脆，很炼钢原料或用于可锻铸铁全部来自百度，自己画的白口铸铁难进行切削加工，工业上极少用的毛坯图都是小批量冷加工的规来制造机械零件 (渗炭体 )则形状，多用钢铝和塑料，铸铁件接触少。
灰口铸铁抗压强度和硬度接近碳素钢，减用于制造机床床身、汽震性好（片状石墨）缸、箱体等结构件白口铸铁退火处理后获得，石墨制造形状复杂、能承受强可锻铸铁呈团絮状分布，简称韧铁（团絮动载荷的零件状石墨）灰口铸铁铁水经球化处理后获内燃机、汽车零部件及农球墨铸铁得，析出的石墨呈球状（球状石机具墨）蠕墨铸铁灰口铸铁铁水经蠕化处理后获得制造汽车的零部件（蠕虫状石墨）合金铸铁件加入合金元素，获得特定性能制造矿山、化工机械和仪器、仪表等1.2 铝合金铝合金的应用十分广泛，自己作图时也尽量使用铝合金，因为加工容易，密度小，不生锈表格 3 铝合金铝合金名称与牌号用途说明1000系： 1050 、1060化学化工形变铝合金（工业纯铝）2000系： 2024 、2A16硬铝 LY12 （ 2A14 ）制图时的结构件一般选（铝铜合金）LY12 和 LY143000系： 3003 、3A21易拉罐（ 3004 ）（铝锰合金）4000 系： 4A01（铝硅合金）5000 系： 5052（铝镁合金）其他： 6000 系、 7000系、 8000 系、 9000 系表格 3 铝合金铝合金名称与牌号用途说明主要分铝硅系，铝铜系，铝合金精密铸造应该是这某些跑车发动机就是镁铝铸造铝合金铝镁系，铝锌系（合金元些合金铸造而成素含量更高）1.3 铜合金铜合金在机械结构中用得相对较少，主要原因还是价格相对钢和铝偏高，只有在难以替代的时候会考虑使用铜合金。
表格 4 铜合金铜合金名称或牌号用途说明紫铜工业纯铜导电导热材料铜锌合金： H59 ，H62弹壳，乐器等锡青铜与黄铜的硬度差别还黄铜数字表示铜的含量是比较大，需要耐磨性时选择可以冷加工的锡青铜较好，做结构可以使用黄铜。
锡青铜： QSn4-3 ，QSn4.4-青铜鼎，轴，涡轮，齿轮。
青铜青铜 2.5的力学性能比黄铜高铝青铜： QAL7 ， QAL9-4白铜铜镍合金： B0.6 、 B5 、 B19 、 B30医疗器械、日用品、工艺品注：此表所描述的都是普通的黄铜、青铜和白铜（二元合金），都可以在此基础上加入其他合金元素，形成复杂的三元合金，如锡黄铜1.4 非金属非金属种类很多，但是能用来机械加工的并不多，自己接触到的有聚四氟乙烯（塑料王），尼龙，胶木，碳纤维等几种，由于加工的量少，一般都是选择性能比较好的聚四氟乙烯。
关于加工材料的选择，个人认为不要总是考虑成本，尤其是单件小批量加工时，主要还是注重工件结构的优化，即使某些情况下难以确定选择什么材料，可以直接问有经验的人或联系加工厂商来确定。
2.金属表面处理金属表面处理的方法十分多，随着技术的发展也是在不断变化的，本节也仅仅是一帮机械加工中常用到的，此处我也把常用热处理在这用表格进行归纳：表格 5 热处理方法热处理方法目的表格 5 热处理方法热处理方法目的把工件加热到适当的温度，保温一定消除铸、锻、焊后的毛坯有时硬度不均匀，存在着内应力退火时间后随炉子降温而冷却的热处理方等问题法。
将工件放到炉中加热到适当温度，保退火的另一种形式，其作用与退火相似正火冷却时不占炉正火温后出炉空冷的热处理方法子，还可使生产效率提高，成本降低。
所以一般低碳和中碳结构钢等，多用正火代替退火。
淬火将工件加热到适当的温度，保温后在工件经淬火后可获得高硬度的组织，因此淬火可提高钢的水中或油中快速冷却的热处理方法。
强度和硬度将淬火后的工件重新加热到某一温度低温回火：工具，量具回火范围并保温后，在油中或空气中冷却中温回火：用于处理热锻模、弹簧的操作称为回火。
高温回火：淬火后再加高温回火，通常称为调质处理表格 7表面处理方法表面处理方法作用机械喷涂，刷涂喷涂防锈漆喷砂：利用高速砂流的冲击作用有利于金属与橡胶粘接清理和粗化基体表面的过程喷塑：喷塑是将塑料粉末喷涂在防锈，表面更光洁零件上的一种表面处理方法。
发蓝或发黑：将钢在空气中加热防止金属表面被腐蚀或直接浸於浓氧化性溶液中，使化学其表面产生极薄的氧化物膜的材料保护技术电镀：（镀鉻，镀锌）在电解质改善表面性能，防锈，美观电化学溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电镀阳极氧化：在电解质溶液中，工表面着色，提高耐腐蚀性、增强件为阳极，在外电流作用下，使耐磨性及硬度，保护金属表面其表面形成氧化膜层的过程化学热处理工件与化学物质接触、加热，在提高表面硬度高温态下令某种元素进入工件表（渗碳）面的过程热浸镀（热金属工件放入熔融金属中，令其防锈作用（铁塔）镀锌）表面形成涂层的过程备注表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。
阳极氧化是铝合金表面处理运用最广泛最成功的。
如 iphone5s 的外壳注：表中的表面处理方法不完善，只是一帮机械加工常用到的机械加工其实十分复杂，而且工艺设备等不断发展，本文只是简单的归纳了一般机械加工中材料和表面处理的基本知识，而且还不全面。
机械设计这个行业还是十分需要经验，而且不是简单设计图纸，还有一个缺点是（相对软件工程师）想法和图纸的实现成本和复制成本都比较高，图纸中小的错误很可能导致不可修复的废品。
