1、機械加工中常用材料與表面處理本人雖是機械專業本科畢業，但是對于機械原理和機械設計的基本知識僅僅是知道點，而機械加工的很多基本知識連知道點都不敢說。其主要原因還是自己上課時沒有好好學習，加之在學校的時候用得少，就造成一無所知了。直到工作后，才陸陸續續的畫了一些的圖紙，但是碰到加工方面的問題總是使自己很窘迫，因為沒搞清楚或不知道而做出來廢品給企業和社會造成的損失和浪費就更加慚愧了。因此查找了一些互聯網上的資料，結合自己少許的經驗，歸納了一些常用的機械加工中常用材料和表面處理的基本知識。一是更進一步了解這些知識點的同時加深印象；二是今后方便查看（書本早已賣掉換錢了）；三來如有需要者看到了，或者幫到了

2、他們，就甚是欣慰了。材料大類上可以分為金屬材料和非金屬材料，金屬材料一般都是合金，分類和命名也是根據合金中某種成分的含量進行劃分的；非金屬材料多為塑料，做結構時相對金屬用得少，但是某些特殊的地方用起來優點很多。1.1 鋼和鑄鐵鋼和鑄鐵可以說都是鐵碳合金，以含碳量2.11%為分界。鋼又分為碳素鋼和合金鋼（為了獲得某些特殊性能而加入一些合金元素），下面的表是一個關于鋼的大概分類表格 1 鋼鋼（含碳量<2.11%）名稱與牌號用途說明碳素鋼（碳鋼）：含碳量小于2.11%并含有少量硅、錳、硫、磷雜質的鐵碳合金含碳量越高，鋼的硬度越大，韌性越小碳素結構鋼：Q195，Q215，Q235，Q255，Q2

3、75，Q345。這些牌號表示屈服強度Q235、Q255可用于螺栓、螺母、拉桿、連桿及建筑、橋梁結構件；Q275用于強度較高轉軸、心軸、齒輪等；Q345用于船舶、橋梁、車輛、大型鋼結構。Q235（以前叫A3鋼）屬工程用鋼，主要用作結構件，如角鋼，槽鋼、工字鋼和鋼板等，高壓輸電線路的桿塔很多都是Q235鍍鋅的，而埃菲爾鐵塔是鍛鐵組成的。優質碳素結構鋼：08、10、20、35、40、45、50。這些牌號的表示含碳量（萬分之幾）08鋼，含碳量低，塑性好，主要用于制造冷沖壓零件；10、20鋼，常用于制造沖壓件和焊接件；35、40、45、50鋼屬中碳鋼，經熱處理后可獲得良好的綜合力學性能，主要用制造齒輪、

4、套筒、軸類零件等。45鋼屬機械用鋼，塑性較高，強度低，易加工，一般都是表面處理提高強度硬度后用作機械零件碳素工具鋼：T7T13。牌號的數字也表示含碳量（千分之幾）T7、T8鋼，用于制造具有較高韌性的工具，如沖頭、鑿子等。T9、T10、T11鋼，用作要求中等韌性、高硬度的刃具，如鉆頭、絲錐、鋸條等。T12、T13鋼，用于要求更高硬度、高耐磨性的銼刀、拉絲模具等。合金鋼：為了提高鋼的力學性能、工藝性能或某些特殊性能（如耐腐蝕性、耐熱性、耐磨性等），冶煉中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），這種鋼稱為合金鋼不銹鋼：含1722%的鉻。（不生銹原因：表面富鉻氧化物

5、）牌號：1Cr18Ni9、0Cr19Ni9（中俄標法：化學元素和成分）200、300、400、500系列（美國或國際標法）餐具，卡尺，醫療器械，家電等需要不銹鋼的地方一元硬幣是鋼心鍍鎳奧氏體304（0Cr18Ni9）是一種很常見的不銹鋼，雷總的小米4的就是它，詳見“一塊鋼板的藝術”。機械制圖時若無特殊要求，可以直接材料欄中寫不銹鋼彈簧鋼：非合金彈簧鋼 65Mn合金彈簧鋼 60Si2Mn由于在淬火和回火狀態下的彈性，而專門用于制造彈簧和彈性元件的鋼彈簧鋼更像一種熱處理方法加工彈簧時用到，材料欄也直接寫彈簧鋼高速工具鋼：以鎢、鉬、鉻、釩，有時還有鈷為主要合金元素的高碳高合金萊氏體鋼W18Cr4VW

6、6Mo5Cr4V2用于制造高效率的切削刀具又稱白鋼，美國人1898創制注：表的分類方法偏向于用途且并不完全，僅僅是基于機械加工中用得多的，如合金鋼還有硅鋼和軸承鋼等。表格 2 鑄鐵鑄鐵（含碳大于2.11%）牌號或特性用途說明白口鑄鐵斷口呈銀白色，性能硬而脆，很難進行切削加工，工業上極少用來制造機械零件(滲炭體)煉鋼原料或用于可鍛鑄鐵的毛坯全部來自百度，自己畫的圖都是小批量冷加工的規則形狀，多用鋼鋁和塑料，鑄鐵件接觸少。灰口鑄鐵抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好（片狀石墨）用于制造機床床身、汽缸、箱體等結構件可鍛鑄鐵白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團絮狀分布，簡稱韌鐵（團絮狀石墨）制造形狀復雜、能

7、承受強動載荷的零件球墨鑄鐵灰口鑄鐵鐵水經球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀（球狀石墨）內燃機、汽車零部件及農機具蠕墨鑄鐵灰口鑄鐵鐵水經蠕化處理后獲得（蠕蟲狀石墨）制造汽車的零部件合金鑄鐵件加入合金元素，獲得特定性能制造礦山、化工機械和儀器、儀表等1.2 鋁合金鋁合金的應用十分廣泛，自己作圖時也盡量使用鋁合金，因為加工容易，密度小，不生銹表格 3 鋁合金鋁合金名稱與牌號用途說明形變鋁合金1000系：1050、1060（工業純鋁）化學化工2000系：2024、2A16（鋁銅合金）硬鋁LY12（2A14）制圖時的結構件一般選LY12和LY143000系：3003、3A21（鋁錳合金）易拉罐（3004）

8、4000系：4A01（鋁硅合金）5000系：5052（鋁鎂合金）其他：6000系、7000系、8000系、9000系鑄造鋁合金主要分鋁硅系，鋁銅系，鋁鎂系，鋁鋅系（合金元素含量更高）鋁合金精密鑄造應該是這些某些跑車發動機就是鎂鋁合金鑄造而成1.3 銅合金銅合金在機械結構中用得相對較少，主要原因還是價格相對鋼和鋁偏高，只有在難以替代的時候會考慮使用銅合金。表格 4 銅合金銅合金名稱或牌號用途說明紫銅工業純銅導電導熱材料黃銅銅鋅合金：H59，H62數字表示銅的含量彈殼，樂器等錫青銅與黃銅的硬度差別還是比較大，需要耐磨性時選擇可以冷加工的錫青銅較好，做結構可以使用黃銅。青銅鋁青銅：QAL7，QAL9

9、-4青銅鼎，軸，渦輪，齒輪。青銅的力學性能比黃銅高白銅銅鎳合金：B0.6、B5、B19、B30醫療器械、日用品、工藝品注：此表所描述的都是普通的黃銅、青銅和白銅（二元合金），都可以在此基礎上加入其他合金元素，形成復雜的三元合金，如錫黃銅1.4 非金屬非金屬種類很多，但是能用來機械加工的并不多，自己接觸到的有聚四氟乙烯（塑料王），尼龍，膠木，碳纖維等幾種，由于加工的量少，一般都是選擇性能比較好的聚四氟乙烯。關于加工材料的選擇，個人認為不要總是考慮成本，尤其是單件小批量加工時，主要還是注重工件結構的優化，即使某些情況下難以確定選擇什么材料，可以直接問有經驗的人或聯系加工廠商來確定。金屬表面處理的方

10、法十分多，隨著技術的發展也是在不斷變化的，本節也僅僅是一幫機械加工中常用到的，此處我也把常用熱處理在這用表格進行歸納：表格 5 熱處理方法熱處理方法目的退火把工件加熱到適當的溫度，保溫一定時間后隨爐子降溫而冷卻的熱處理方法。消除鑄、鍛、焊后的毛坯有時硬度不均勻，存在著內應力等問題正火將工件放到爐中加熱到適當溫度，保溫后出爐空冷的熱處理方法退火的另一種形式，其作用與退火相似正火冷卻時不占爐子，還可使生產效率提高，成本降低。所以一般低碳和中碳結構鋼等，多用正火代替退火。淬火將工件加熱到適當的溫度，保溫后在水中或油中快速冷卻的熱處理方法。工件經淬火后可獲得高硬度的組織，因此淬火可提高鋼的強度和硬度回

11、火將淬火后的工件重新加熱到某一溫度范圍并保溫后，在油中或空氣中冷卻的操作稱為回火。低溫回火：工具，量具中溫回火：用于處理熱鍛模、彈簧高溫回火：淬火后再加高溫回火，通常稱為調質處理表格 7 表面處理方法表面處理方法作用備注機械噴涂，刷涂噴涂防銹漆噴砂：利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化基體表面的過程有利于金屬與橡膠粘接噴塑：噴塑是將塑料粉末噴涂在零件上的一種表面處理方法。防銹，表面更光潔化學發藍或發黑：將鋼在空氣中加熱或直接浸於濃氧化性溶液中，使其表面產生極薄的氧化物膜的材料保護技術防止金屬表面被腐蝕表面經“發藍”處理后所形成的氧化膜，其外層主要是四氧化三鐵，內層為氧化亞鐵。電化學電鍍：（鍍鉻，鍍鋅）在電解質溶液中，工件為陰極，在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過程，稱為電鍍改善表面性能，防銹，美觀陽極氧化：在電解質溶液中，工件為陽極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過程表面著色，提高耐腐蝕性、增強耐磨性及硬度，保護金屬表面陽極氧化是鋁合金表面處理運用最廣泛最成功的。如iphone5s的外殼化學熱處理（滲碳）工件與化學物質接觸、加熱，在高溫態下令某種元素進入工件表面的過程提高表面硬度熱浸鍍（熱鍍鋅）金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形