45,优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”。 重要结构受力件的首选,切削性能及力学性能都能好,常用于做重要的轴、轮、齿、套等,如需表面的高平面度或光洁度,可淬火后上磨床;还可调质增加综合的力学性能,行业内一般认为45钢如不做热处理就是典型的浪费。

主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。 淬火后硬度在48-58HRC,调质后硬度为20-30HRC

应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(1)

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(2)

Q235A(A3钢),最常用的碳素结构钢。 Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。

主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。

应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。

最常用最廉价,强度也很好,机械性能接近于35钢,当使用铝合金强度不够时,或零件太大不适合用铝合金时,可选用,Q235的板材很常用也廉价。表面可以发黑、镀锌、镀铬、镀镍,用以防锈和美观。很适合做一些结构性的零件。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(3)

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(4)

40Cr,使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。

主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。

应用举例:调质处理后用于制造中 速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。

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HT150,灰铸铁

应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(6)

35,各种标准件、紧固件的常用材料

主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用

应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件

65Mn——常用的弹簧钢

应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。

0Cr18Ni9,最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)

特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备

304不锈钢/316L不锈钢,很常用的高级不锈钢,常用于食品、医疗,316L相比304略贵一点,但是抗锈能力尤其中抗氯离子腐蚀的能力略强。注意304和316L都不能被磁铁吸上,因此上不了磨床,如果一定要求有磁性的不锈钢,2Cr13也是非常常用的。

做钝化处理、表面拉丝;不建议做机加件,因为切削性不好、粘刀;钝化处理:对不锈钢全面酸洗钝化处理,清除污垢,处理后表面变成均匀银白色,大大提高不锈钢抗腐蚀性能。

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Cr12,常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1)

特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;

Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(8)

DC53,常用的日本进口冷作模具钢

特性和应用: 高强韧性冷作模具钢,日本大同特殊钢(株)厂家钢号。高温回火后具有高硬度、高韧性,线切割性良好。9用于精密冷冲压模、拉伸模、搓丝模、冷冲裁模、冲头等

铜合金,常用的有黄铜、白铜,紫铜,一般性能就选黄铜,如果机械性能要求高一点就用白铜,如果导电导热性能要求高一点就选紫铜。在选择导热材料时,铜合金和铝合金是首选,铜的导热性更强但是与铝合金基本在一个等级上,钢材中不锈钢的导热是最差的。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(9)

AL6061——以镁、硅为主要合金元素,中等强度<270Mpa,抗腐蚀性和机加工性好

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电木——化学名称叫酚醛塑料

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(11)

FR-4——环氧玻璃布层压板

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(12)

POM——也称塑钢,常见塑料中硬度最高,切削性能也很好,以白色黑色为主,抛光后表面十分光滑平整,是非常常用的非金属材料,目前在高质量的产品中应用越来越广泛,在许多设计场合取代铝合金、PA、PTFE等,惟一缺点是耐热性一般,热变形温度大约在100摄氏度左右。

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PTFE,聚四氟乙烯,也称特氟龙,切削性能及表面抛光性很好,表面有极强的疏水性,在医疗食品行业十分常用,在塑料中算比较耐高温的,热变形温度能达到260摄氏度左右,有时用作隔热材料,而且各种形式的标准件中也很常见,比如棒料、板料、管、接头、垫片等,值得一提的是这种材料还有自润滑特性,表面摩擦系数非常低。

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PMMA,亚克力,以板料为主,采用激光切割的板件十分廉价,常见各种颜色,有透明、白色、黑色等等,材料偏脆,如果想攻螺纹有些手法需要注意,透明亚克力在切割面一般是毛面不透明,而抛光后的毛面虽然透明但尺寸难以保证。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(15)

PA,尼龙,也是非常常用的非金属材料,经常被用来做各种零件,结构件、齿轮、甚至轴承等,相比于POM还是偏软一点,白色外观偏黄一点,所以目前有些高级应用将PA用POM取代了。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(16)

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(17)

PC,聚碳酸酯,也可以机械加工,但是在批量注塑中最为常用,因此在各行各业中都十分常见,其收缩率很低,一般0.2%以内,而且粒料有各种标准,现在已非常成熟。

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(18)

机械设计工程师必备知识(非标机械设计常用材料)(19)

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