1、1.2 材料与表面处理选择依据1.2.1 材料成本一般情况下，相同规格、单位重量的材料价格从高至低的排列顺序为：纯铜、青铜/黄铜、硬铝、防锈铝/锻铝、纯铝、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、马口铁/覆铝锌板、电镀锌板、热镀锌板、冷轧钢板、热轧钢板；压铸材料的价格从高至低的排列顺序为：镁合金、铝合金、锌合金。1.2.2 表面处理成本表面处理加工成本中，目前单价最低的是热浸镀锌处理（这项处理只适用于安装附件），其次是喷涂有机涂层、电镀锌、铝化学转化和铝阳极氧化处理，然后是达克罗处理（只适用于钢质紧固件），成本较高的是贵金属电镀和化学镀，处理成本从低至高的顺序如下：电镀镍、电镀装饰铬、电镀锡、化学镀镍、电
2、镀银、电镀金。在电镀工艺中，不同基材成本差异较大，钢上电镀最低、铜电镀次之，铝件电镀较高，而压铸件电镀成本最高。对于有机涂层，不同涂料所对应的产品成本也是不同的。 “拉丝”和“喷砂”在零件中专指装饰性的表面加工、且只允许用于铝材或不锈钢材料表面，属于机械式表面处理操作，供参考的成本价格大约是 1435元/m2（单面）。1.2.3 表面处理后的外观有机涂层可按设计要求形成各种各样的外观形式（包括颜色与纹理），目前常见的表面纹理有：桔纹（粉末涂层）、砂纹（粉末涂层）、平面（粉末涂层或油漆）、洒点（油漆）。有机涂层的光泽分高光、半光、平光（或称“亚光”）三类，通信设备上多采用平光涂层。有机涂层的颜色
3、色差有控制范围要求。一般深色允许的范围较宽（因为人眼对深色的分辨能力较弱），而浅色的则范围较小（因为人眼对浅色更容易比较出差别）。需注意的是：如在深色中加入金属粉效果，则其外观颜色的控制难度将增大，生产容许的色差范围将超出人眼不能分辨的限度、而出现比较明显的色差变化。电镀锌只作为防护性镀层，外观是彩虹色、或者黑色（只用于紧固件）、或者蓝白色。电镀锡（锡铅合金）、银、金均是作为特殊功能性镀层，不用作装饰。镀层的外观颜色分别是银白色和金黄色。装饰性电镀层只能用镀镍、或镀铬，颜色分别是略带黄色的银白色、或带青色的银白色，表面光泽均可以是光亮型和亚光型。钝化处理膜基本上是无色的，处理后的零件显示为金属
4、基材的本色。铝化学转化处理膜有无色和浅黄色（略带彩虹）两种；铝阳极氧化可通过着色而形成多种表面颜色，通信设备中的散热器常用到黑色。1.2.4 强度或刚性在常用状态的金属板材中，按“比强度”排序，从高至低为：硬铝、锻铝/防锈铝、普通钢板、不锈钢板、铜。如按单纯的强度指标排序，从高至低为：不锈钢板、普通钢板、硬铝、黄铜、锻铝、防锈铝、纯铝。金属板材抗拉强度越高、刚性越好，表面硬度也越高。1.2.5 折弯性有经验认为，板材的“屈强比”（即屈服强度与抗拉强度之比）如小于0.8则其折弯性能良好，如果大于0.8则容易出现折弯裂纹。1.2.6 可焊性对同种材料自己与自己焊接的加工性能进行比较，焊接工艺要求和
5、加工难度从容易到较困难的排序为：碳钢、铜、铝、不锈钢。1.2.7 耐蚀性在常用的材料品种中，就材料本身耐蚀能力比较，表面最不容易出现腐蚀变色的材料是纯铝，然后依次是防锈铝、不锈钢、铜、压铸锌合金、碳钢。对于在材料生产时就增加了表面预镀层的冷轧碳钢板材料，表面抗腐蚀性能由高至低排序为：耐指纹电镀锌钢板、覆铝锌板（有可能只有一面较好、另一面很差）、热浸镀锌钢板。1.2.8 弹性材料强度越高，其弹性极限也越高。对于弹性结构件，长期处于工作状态时弹性失效，自然衰退不可避免。有经验认为设计时应保留20%左右的余量，一般可保证十年时间使用寿命，即较好的设计是使弹性零件的工作范围在其弹性极限的60%80%之
6、内，这样就不必担心弹性的保持时间问题。1.3 优选材料不同生产厂生产的同一类材料基本性能都相似，但可能会在个别性能指标上有所差异。设计选材时，规定：每一类材料只在图纸上标注一个统一的、符合我国国家标准的材料代号。在一些特殊情况下（如材料采购困难等）允许使用性能相似或更优的材料作为替代，注意选择替代材料时要仔细比较材料性能数据和允许替代的范围。2 钢材2.1 钢板2.1.1 钢板应用范围钢板材料一般在通信设备的承力结构件中选用，通常是经过钣金加工后用作设备的外壳或支撑结构件，如机柜门板、立柱、围框、插框、滑道、盒式结构产品外壳、以及各种形状简单的小结构件。与其它板材（铝、铜）相比，钢板材料强度高
7、、价格便宜；除不锈钢板外，一般钢板的耐蚀性能比铝板差，表面外观不如铝板漂亮。所以在良好环境下工作的零件多选用钢板材料。2.1.2 钢板种类钢板（包括钢带）材料种类较多，产品上常用的一般分为：冷轧钢、热轧钢、预镀涂钢、不锈钢、弹簧钢。在预镀涂钢板中，常见的有：电镀锌、热浸镀锌、热浸镀铝锌合金（覆铝锌板）、电镀锡（即马口铁）、彩涂钢板。在电镀锌钢板中，又因表面处理状态不同而分为以下类型：涂油钢板、磷化板、铬酸盐钝化板、耐指纹板。所有预镀涂钢板按表面镀层的厚度不同分为不同型号。还有因钢板表面外观不同而分类的，如热浸镀锌钢板按“晶花”大小分为：大晶花、小晶花、无晶花。不锈钢板按表面装饰花纹不同而分为：
8、镜面不锈钢、磨砂板、拉丝板等等。彩涂板有单面和双面之分，外观颜色多种多样、涂层类型也有多种。各种钢板的主要类别参见表1 。按生产能力和市场上常见情况，钢板的厚度规格如下：冷轧钢板一般只有薄板（厚度为 0.3 3.0mm）；热轧钢板一般只有厚板（厚度大于1.5mm）；预镀钢板以冷轧钢板为基材、彩涂钢板以冷轧钢板或预镀钢板为基材，故预镀涂钢板只有薄板，其中热浸镀锌钢板最厚为3.0mm，电镀锌钢板最厚为2.0mm，马口铁和彩涂钢板在市场上常见 0.15-0.6mm、最厚到0.6mm ；不锈钢板厚薄均有。表1 钢板材料分类示意冷轧钢板优质碳素结构钢板普通碳素结构钢板热轧钢板预镀涂钢板电镀锌涂油不同镀层
9、厚度磷化钝化耐指纹热浸镀锌大晶花2小晶花2无晶花热浸镀铝锌合金（覆铝锌板）电镀锡（即马口铁）彩涂钢板不同颜色、不同镀层厚度不锈钢板奥氏体不锈钢普通表面镜面磨砂其它花纹嘛氏体不锈钢铁素体不锈钢沉淀更化不锈钢弹簧钢带不同材质牌号2.1.3 钢板及其表面处理选型I 型结构件一般必须选择不锈钢材料、或者预镀钢板加涂户外有机涂层处理；II 型结构件的材料不受限。具体选型要求见下面的说明。2.1.3.1 产品上的II型钣金承力结构件，无导电要求：一般选用优质冷轧（或热轧）钢板（图纸标注的材料代号为“08”或“SPHC”），表面处理采用喷漆、喷粉。2.1.3.2 产品上的II型钣金承力结构件，导电区域较多、
10、面积较大，不需要有机涂层作装饰：1）用优质冷轧钢板（图纸标注的材料代号为“08”），表面处理采用电镀锌。2）用耐指纹电镀锌钢板、或热浸镀锌钢板、或覆铝锌板，不再进行表面处理；但要注意这时零件的切口边会出现锈蚀现象，因此采用此类预镀钢板材料的前提是零件的切口边不能位于用户经常可看到的表面，切口边的锈蚀对产品功能或产品外观等没有影响，否则必须在图纸中要求对切口边进行防护涂漆处理（涂银色或透明漆）。2.1.3.3 产品上的 II 型钣金承力结构件，局部导电、且有区域要求喷粉（喷漆）：1）用优质冷轧钢板（图纸标注的材料代号为“08”），表面处理采用电镀锌后再局部喷粉（喷漆）。2）用耐指纹电镀锌钢板、或
11、热浸镀锌钢板、或覆铝锌板，局部喷粉（喷漆）。这时需要注意的是部分预镀钢板的表面电阻会高于产品接地或屏蔽的相关要求；还有部分预镀板表面与有机涂层的结合能力不能满足质量要求，例如一种韩国生产的覆铝锌板具有两面不同性，钢板的一面与粉末涂层结合良好、另一面却很差，表面耐蚀性也是一面好、另一面很差，在生产应用时需要特别注意。2.1.3.4 产品上的I型结构件：若选择钢板，则应采用：1 ）恶劣环境下的I型结构件必须采用（ 奥氏体）不锈钢板（图纸标注的材料代号为 “1Cr18Ni9”），除钝化处理外可以不进行表面处理、也可以喷粉（喷漆）。2）A、B类环境下的I型结构件可以采用预镀钢板，但须保证没有切口边位于
12、I型表面，外表面须喷涂户外型粉末涂层。2.1.3.5 安装附件：采用热轧钢板（图纸标注的材料代号为“Q235A”）。2.1.3.6 特殊装饰要求的 II 型结构件可选择（奥氏体）不锈钢板（图纸标注的材料代号为“1Cr18Ni9”）；或冷轧钢板（图纸标注的材料代号为“08”）经表面粗糙度处理（如抛光、喷砂、拉丝等等）后，再电镀镍或铬，电镀后的表面导电。2.1.3.7 要求耐磨的 II 型结构件采用冷轧钢板（图纸标注的材料代号为“08”）电镀镍或铬。电镀后的表面导电。2.1.3.8 弹性结构件片状弹簧可选用弹簧不锈钢（图纸标注的材料代号为“1Cr17Ni7”），注意根据强度和成形要求有不同硬度状态
13、（如1/4H 或 3/4H）的区别。当要求的弹力较大、不锈钢材料不能满足要求时，应选用弹簧钢板（图纸标注的材料代号为 “65Mn”），表面处理为涂漆（或达克罗）处理；如果要求表面耐磨或导电，则表面处理只能用化学镀镍或电镀镍；如果还有装饰要求，则只能用电镀镍。需要注意的是弹簧钢经过电镀处理时容易出现氢脆问题，应谨慎采用电镀镍工艺。2.1.3.9 要求钎焊的零件用钢板制作要求钎焊的零件（如屏蔽盒）时，可选择镀锡钢板（俗称马口铁，图纸标注的材料代号为“SPTE”），不需要再进行表面处理，但要注意必须要求零件在钎焊前保持真空包装状态，避免切口边锈蚀；或者要求对切口边进行浸锡处理（可用焊锡膏）。为避免出
14、现切口边锈蚀问题，应采用冷轧钢板电镀锡、或电镀镍、或化学镀镍；但要注意镀镍的可焊性对某些钎焊工艺效果不好。2.2 钢棒2.2.1 钢棒应用范围在一些形状简单的支撑结构件上会选用到圆棒类钢材料，如拉手、束线圈、支撑杆、吊环之类。用钢棒制作的零件多数都要求表面光滑、耐磨。紧固件一般也用钢棒材料进行加工。相对其它金属棒材，钢棒强度高、价格低（也比钢板价格低）。2.2.2 钢棒种类钢棒主要按材料成分分类，通信产品中结构件常用的有低碳钢棒和不锈钢棒。紧固件所用的棒材一般是含碳量在0.15-0.20的低碳钢（易切钢），但均需要进行热处理（冷加工后淬火+回火）；自攻螺钉还需要表面先渗碳。2.2.3 钢棒及其
15、表面处理选型在恶劣环境下工作的（如位于 I 型面的）零件可选用奥氏体不锈钢棒（图纸标注的材料代号为 “1Cr18Ni9”），除钝化外不需要作别的表面处理。II 型结构零件应选用碳钢棒材（图纸标注的材料代号为“20”），表面处理按需求选择：需要经常与手接触的（如拉手）、或要求耐磨的，必须电镀装饰铬（即铜+镍+铬的组合镀层）或电镀镍；如果只需要防腐蚀时则电镀锌处理。安装辅助零件（如吊环之类）可用低碳钢棒（图纸标注的材料代号为“20”），表面处理应为：室内件可喷粉（喷漆）、或电镀锌、或热浸镀锌处理；室外件应镀锌（电镀或热浸镀）后再喷粉（喷漆）处理；室外产品上一次性使用的吊环零件可以只作电镀锌处理。户
16、外用的螺纹紧固件应选用奥氏体不锈钢棒材料（图纸标注的材料代号为“Y1Cr18Ni9”），除钝化外不需要作别的表面处理。普通室内用螺纹紧固件，没有高导电要求时，应选用碳钢棒材料：除自攻螺钉要求材料代号为 “Y35”外，其它紧固件的材料代号用“Y20”。表面处理均采用电镀锌。个别为减少电偶腐蚀倾向的紧固件（如连接铜材）材料应选用不锈钢，与户外应用的紧固件要求一样。2.3 钢管个别支撑件会用到已经形成制成品的钢管材料。这时应选择已经过热浸锌处理的碳钢管，图纸标注的材料代号为“20”，表面处理时只能在钢管外表面进行喷漆（或喷粉）处理（切断口也需要喷涂）；如果是安装辅助件，除切断口涂漆外、可以不再作其它
17、表面处理。2.4 槽钢安装附件中可以选用已成型的热轧碳钢槽钢，这样可减少加工量。安装附件用槽钢在图纸上标注的材料代号为“Q235A”。表面处理按应用环境分别为：室外安装者采用热浸镀锌后再喷涂户外粉；室内应用者只需要单独的热浸镀锌、或喷粉处理。3 铝材3.1 铝板3.1.1 铝板应用范围在户外产品的外壳、设备内部需要特殊外观效果（如金属银白色、金属质感黑色、拉丝纹、喷砂纹等等，或者为了减重目的时，常会用到铝板材料去代替钢板。个别零件因形状尺寸要求用厚板材通过机械加工来制作时，常用较厚的铝板。3.1.2 铝板种类按照铝板材质类型，通信产品中常用的铝板材分为：纯铝、防锈铝、锻铝、硬铝。每种铝板都有多
18、种热处理状态，应用时注意区分。3.1.3 铝板及其表面处理选型恶劣环境下的 I 型钣金结构件应选用防锈铝或纯铝，表面喷涂户外涂层。钣金件应选择厚度低于3.0mm的薄板，并按承力情况分别选用纯铝板（承力较小的面板、上盖板之类）、或防锈铝板（承力较大的支撑板等），在图纸上标注的材料代号分别为“1100”或“5052”。需要机加工的铝板可采用锻铝板，图纸标注为“6063”；也可采用纯铝板、但注意部分加工厂不具备纯铝机加工的技术能力。当要求铝材进行钎焊时，必须在铝材表面镀上适当的可焊性镀层，包括：镀金、镀银、化学镀镍。可根据实际零件加工成本及工艺操作的方便性来选择合适的镀层。3.2 铝型材3.2.1
19、铝型材应用范围有复杂截面形状的零件选择铝型材，如支撑柱、梁、装饰条、以及散热器等等。3.2.2 铝型材种类市场上主要有两种材料牌号的铝型材：6063和6061，每种牌号有至少两种热处理状态、分别具有不同的强度性能。3.2.3 铝型材及其表面处理选型要求强度高时应选用 6061-T6，普通强度要求选用6063-T5。铝型材适用于各种环境，但必须配合以适当的表面处理。3.3 铝压铸件形状复杂的、承力较大的大型结构件应选用铝压铸件（图纸标注为“YL102”）。I 型表面的压铸零件必须采用 YL102 牌号的铝合金压铸件。3.4 铝棒个别拉手、支撑杆会选用铝棒材。铝棒材料只有“2A11”，有多种热处理
20、状态可应用（图纸标注只用“2A11-H112”）。4 铜材4.1 铜材应用范围一般只在有高导电要求、或者很高导热要求的情况下选用铜材。在通信网络设备中，一般黄铜材料即可满足导电的需求，如接地汇流排等，图纸标注为“H62”；当然特殊情况下需要经过电载荷计算确定是否需要纯铜材料。用铜导热时一般应选用纯铜，图纸标注为“T2”。导电的弹簧片可选用青铜材料，为了环保原因应选用锡青铜，图纸标注为“QSn6.5-0.4”。4.2 铜材种类根据使用要求选择平板/带材、棒材（圆棒或六角棒）、圆管。4.3 铜材及其表面处理选型铜材适用于各种环境。接地、汇流排等导电零件用黄铜；导热用纯铜；弹片用青铜（铍青铜或锡青铜
21、）。注意对于弹簧片材料选用青铜时，如果要求很高的弹性和可靠性时，需要使用铍青铜，表面处理按导电性要求高低可选择电镀金或钝化处理，但注意电镀过程中必须有“除氢”工序。另外铍青铜受环保限制，使用时要注意满足相应的环保规范。5 锌合金压铸件设备中小型复杂的 II 型结构件可采用锌合金压铸件。常用的锌压铸材料主要是适合电镀处理的合金成分，其牌号有 ZZnAl4Y 和 ZZnAl4Cu1Y ，图纸标注代号为“YX040”。6 镁合金压铸件在使用环境良好的终端类产品中可以采用镁合金压铸件。7 电镀层的选择及标记7.1对电镀层的要求电镀层的主要目的用于1. 保护金属零件表面防止腐蚀；2. 装饰零件外表使外表
22、美观；3. 提高零件的工作性能；电镀层种类和厚度的选择主要取决于下列因素：零件的工作环境；被镀零件的种类材料和性质；电镀层的性质和用途；零件的结构形状和尺寸的公差；镀层与其互相接触金属的材料性质；对电镀层的要求：1. 镀层与基体金属镀层与镀层之间应有良好的结合力；2. 镀层应结晶细致平整厚度均匀；3. 镀层应具有规定的厚定和尽可能少的孔隙；4. 镀层应具有规定的各项指标如光亮度硬度导电性等；7.2 镀层使用条件的分类镀层的使用条件按照气候环境程度分为以下三类。第一类 腐蚀性比较严重的工作环境第二类 腐蚀性中等的工作境第三类 腐蚀性轻微的工作环境从保护基体金属免腐蚀的要求来看一般可考虑A. 贵金
23、属含铬18%以上的不锈钢轧制的磁性合金材料以及镍铜合金等一般不需再加保护层。B. 碳钢低合金钢和铸铁制造的零件大气中容易腐蚀应加保护层。C. 铜和铜合金制造的零件根据不同的使用条件采用光亮酸洗钝化电镀或涂漆保护等。用磷青铜或铍青铜制造的精密零件可以不进行表面处理。D. 铝和铝合金制造的零件可以采用阳极氧化和封闭处理。E. 锌合金制造的可以零件可采用磷化钝化电镀或涂漆防护7.3电镀层的选择镀层按其用途可分为下列三类1. 防护性镀层2. 防护-装饰性镀层3. 工作保护镀层各类电镀层的特性及作用见下表供选择时参考:镀层系列镀层类别特性和用途备注防护装饰性镀层铜镍铬及铜-镍-铬复合镀层镀铜层结构细密结
24、合力好性质柔软容易抛光。在大气中易受腐蚀介质的侵蚀。镀镍层外观好机械性能和耐蚀性能均优良。但镀层多孔容易产生针孔腐蚀。不同含硫量的双层镍三层镍能在效地提高防护性能。在铜-镍底层上镀一层0.5m（超过此厚度易产生裂纹）的铬可获得美丽的装饰外观。采用微裂纹镀铬或微孔镀铬工艺可提高整个组合镀层的防护性。铜1.用作铜-镍-铬组合镀层的底层； 2.镀铜防止钢铁局部渗碳和渗氮；3.镀覆电器灭弧栅片印刷电路和电铸模等。镍常用件铜-镍-铬组合镀层中的中间层也可单独用作防护-装饰性镀层其厚度要足以防止有针孔。用作机械械电器医疗械和日用五金的防护-装饰。在广州和海南岛地区室外大气腐蚀试验表明铜-镍-铬组合镀层达4
25、5m以上可保持三年而基体金属不产生锈蚀铜-锡合金镀层含锡10%15%的低锡青铜具有良好的抛旋光性能镀层孔隙小耐蚀性好。低锡青铜因大气中容易氧化变色须套铬含锡40%50%的高锡青铜外观呈银白色硬度介于镍与铬之间经抛光后其反射率仅次于银在大气中不易失去光泽能耐弱酸弱碱和食品中有机酸的腐蚀同时具有良好的导电性和焊接性。但是镀层性脆不能承受敲打或变形低锡青套铬后可作机械轻工业和日用五金的防护-保护性镀层高锡青铜可用来代银铬铬作反光镜仪器仪表日用五金餐具乐器等防护-装饰性镀层锌-铜合金镀层含铜25%左右的合金有银白色光泽成本低保护性好。对铜铁来说属阳极性镀层。在潮湿环境下外观不如镍稳定容易产生白色腐蚀点
26、。套铬后作轻工业产品一般用作户内产品的防护-装饰镀层在工业大气条件下锌铜合金的防护-装饰性能比镀镍层好锌-铁-镍合金及锌-铁合金镀层这两种合金有银白色处观其电极电位同锌铜合在潮湿环境下容易产生白色腐蚀点。可从焦磷酸盐电解液中镀取套铬后用来代替锌-铜合金镀层作一般户内产品防护-装饰用金金合金镀层镀金层或含金75%80%的合金镀层（其余为银镍或铜等）色泽美观持久作首饰等贵重产品装饰用镀金不宜用银作底层黑镍镀层是一种黑亮耀目的镀层镀层很脆弯曲时容易起皮或剥落厚度不能超过1.5m。作机械光学仪器装饰用锡-镍合金镀层含锡65%的合金外表像光亮的镍或铬微带玫瑰色有极高的耐蚀性能和抗暗性能。镀层硬度介于镍铬
27、之间延性好内应力很小可代替铜-镍-铬镀层作防护-装饰用高硬度耐磨镀层硬铬硬铬镀层是本表所列诸镀层中硬度最高的能提高工作使用寿命镀覆工具刃具修复曲轴齿轮活塞环以及其它要求提高硬度和而磨的零作镀硬铬的基体金属必须有足够的硬度硬镍化学镀镍硬度略低于硬铬较容易接受机械加。沉积速度快对于复杂零件能获得较均匀的镀层除氢较容易耐磨和耐腐蚀性好镀层均匀硬度随含磷量增加而提高如果在400下热处理1h可提高硬度一级用作耐磨耐腐蚀的镀层镀铑耐磨耐腐蚀接触电阻稳定。但镀层容易产生内应力和脆性用作电器和电子工业比较重要的触头镀层价格昂贵镀铁价格低廉镀层软容易机械加工。电镀后经渗碳渗氮处理可提高硬度。镀层厚度可达1mm以上修复磨损零件和加尺寸不足的零件印刷工业中镀在铅版铜版活字版上提高耐磨性镀锡镍合金硬度介于镍与铬之间具有容易千焊的特点用于印刷线路等高导电易千焊镀层金导电性好接触电小镀金作焊接用得很广泛但只能用10m以下的箔金否则焊接时会生成金锡中间层使联接点发脆和润滑性下降。为了克服纯金耐磨性差的缺点通常用金合金代替纯金。但合金比纯金接触电阻大五倍。此外金合金的千焊和防护性不如纯金好在低负荷纯金接角电阻
