1、結構件三防設計規范一、 前言嚴酷環境條件會引起電子設備中金屬和非金屬材料發生腐蝕、老化、霉爛、性能顯著下降等各方面的破壞，如何提高電子設備的可靠性,是電子設備的重要課題。電子設備的“三防”性能已成為系統整機重要的技術指標之一。現代“三防”技術的范疇，已不單純是一項工藝技術的實施，而應當涉及到電路、結構、工藝和綜合性的技術管理等方面，其中結構設計是將“三防”貫徹到產品設計中的關鍵，必須重視“三防設計”，而并非單純的在產品完成后進行“三防防護”。現在的三防是以提高產品的環境可靠性為目標，內容包括防水、防潮、防結露、防鹽霧、防霉、防腐蝕、防老化、防振、防靜電、防高壓擊穿、防污染、防風沙、防積雪、防裹

2、冰、防鼠害等等，確切地說應稱為環境防護技術。鋼鐵零件的失效形成主要有以下幾種：彈性或塑性變形、磨損、斷裂和腐蝕。金屬腐蝕的定義：金屬由于和外圍介質發生化學作用或電化學作用而引起的破壞叫做腐蝕。鋼鐵及其合金屬黑色金屬，此類黑色金屬占金屬總產量的90%以上，其腐蝕產物主要是能用肉眼觀察到的附著在表面的棕黃或棕紅色的銹，因此，鋼鐵類金屬及其制品在大氣中的腐蝕又稱銹蝕。金屬在高溫下腐蝕稱為氧化，其腐蝕產物是氧化皮，如熱軋鋼板和棒料、鍛件、熱處理后的表面氧化皮等到。在酸、堿、鹽等強烈腐蝕性介質中引起的金屬破壞仍稱為腐蝕。通常腐蝕與銹蝕無嚴格區別，金屬生銹就是腐蝕。0、定義0.1、腐蝕corrosion由

3、于材料與環境的反應，引起材料的破壞與變質，并可導致材料或由其組成的結構的功能受到損傷。0.2、腐蝕損傷corrosion damage材料或由它們作為組成部分的技術體系的功能遭受的有害腐蝕效應。0.3、腐蝕的預防與控制corrosion protection and control人為地對腐蝕體系施加影響與改變，以減輕腐蝕損傷。0.4、腐蝕的分類0.4.1、按環境分類1濕蝕：水溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、化學藥品腐蝕；2干蝕：高溫氧化、硫腐蝕、氫腐蝕、液態金屬腐蝕、熔鹽腐蝕； 3微生物腐蝕：細菌腐蝕、真菌腐蝕、硫化菌腐蝕、藻類腐蝕等。0.4.2、按腐蝕產物的破壞形式分類1全面腐蝕：均勻或不均

4、勻的分布于整個金屬表面；2部腐蝕：孔蝕、點蝕、斑蝕、穎隙腐蝕、絲狀腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、氫脆、腐蝕疲勞、沖刷腐蝕、湍流腐蝕、氣蝕等。0.4.3、按腐蝕的機理分類1化學腐蝕： O2、H2S、SO2、C12、酸氣等腐蝕，高溫氧化，在非電解質液體酒精、苯、汽油、煤油、潤滑油等中的腐蝕；2 電化學腐蝕：（1） 微電池腐蝕（2）原電池腐蝕：電偶腐蝕、雜散電流腐蝕、濃差電池腐蝕。如：潮濕空氣中的大氣腐蝕，酸、堿、鹽溶液和海水中腐蝕，土壤腐蝕，不同金屬接觸處的腐蝕，其它電解質溶液中的腐蝕。0.5、影響金屬銹蝕的主要因素0.5.1、金屬銹蝕的內部因素從熱力學角度而言，金屬和它的腐蝕產物相比，具有較高的能量

5、，是不穩定的，有自發的向低能量的腐蝕產物轉化的趨勢，即金屬發生銹蝕是自然現象。工業中絕大多數的金屬是多組分的合金，金相組織不同、含有雜質、機加工變形不均勻、應力分布不均勻等，這些物理的、化學的和電化學的不均勻性，當表面遇到腐蝕介質或表面形成水膜，不可避免地會發生化學或電化學腐蝕。0.5.2、金屬腐蝕的外部因素相對溫度的影空氣中相對濕度越高，金屬表面水膜越厚，空氣中的氧透過水膜到金屬表面作用。相對濕度達到一定數值時，腐蝕速度大幅上升，這個數值稱為臨界相對濕度，鋼的臨界相對濕度約為70%。溫度的影響環境溫度與相對濕度關聯，干燥的環境（沙漠）下，氣溫再高金屬也不容易銹蝕。當相對濕度達到臨界值時，溫度

6、的影響明顯加劇，溫度每增加10，銹蝕速度提高兩倍。因此，在濕熱帶或雨季，氣溫越高，銹蝕越嚴重。氧氣的影響沒有水和氧氣，金屬就不會生銹，空氣中20%體積是氧氣，它是無孔不入的。大氣其它物質的影響大氣中含有鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵時，會加速腐蝕，因此，不同環境下受腐蝕的大小差別是明顯的，城市高于農村；工業區高于生活區；沿海高于內陸；高粉塵高于低粉塵。0.5.3、加工過程中的銹蝕因素原材料已銹蝕，加工后未能完成去除；加工中接觸了切削液，潤滑劑等工藝材料；酸洗后中和清洗不當；熱處理氧化脫碳或殘鹽清洗不凈；檢查、搬運和裝配時操作者留下的手汗；去應力或去氫退火不當；工序間和封存防銹不適宜等。 0.6、

7、防止金屬生銹的主要方法0.6.1、選擇耐蝕材料主要是采用有色金屬合金和不銹鋼。0.6.2、金屬表面預制金屬（合金）或非金屬覆蓋層1轉化膜：發黑（發藍）、磷化、陽極氧化；2表面合金化：滲氮、滲鋅、滲硅、滲鋁、滲鉻等；3金屬覆蓋層：電鍍金屬、噴涂金屬、熱浸鍍、化學鍍等；4非金屬覆蓋層：搪瓷、陶瓷、油漆、塑料、橡膠等；5涂覆防銹材料：防銹水、切削液、氣相緩蝕劑、可剝塑料、防銹油、防銹脂等。0.6.3、陰極保護法以犧牲陽極而保護陰極的電化學法。如在海水中，以鎂塊作陽極與鋼板聯在一起，通以電流使鋼板變成陰極得以保護。地下管道和化工設備，也是外另一個陽極并通電使鋼件（陰極）得到保護。0.6.4、控制環境防

8、蝕采用除濕機和加濕降低溫度，相對濕度控制在低于6070%，金屬銹蝕減慢；相對濕度低于60%時，非金屬不會發霉變質；充氮或真空包裝封存可延緩銹蝕；包裝內置緩蝕劑；鋼鐵制品在電爐加熱（高溫）時，爐內形成保護氣氛或真家加熱。綜上所述，防止金屬銹蝕的方法很多，應考慮諸多因素后判斷選擇，如：零件的工作環境、零件的服役條件、生產的安全性、對環境的污染程度、制造成本等。 1、應具備三防意識 “三防”意識很重要，三防設計的失誤不會馬上表現出來，所以很難采取補救措施，一旦產品在使用過程中出現三防問題將很嚴重。必須意識到：產品三防性能是產品功能的重要組成部分，結構件三防設計質量是結構件設計質量的重要組成部分，三防

9、性能指標是產品的一項不可忽視的非常重要的指標。2、術語和定義2.1 三防：即防濕熱、防霉菌、防鹽霧。（其最終目的是防止腐蝕）2.2 型結構件：指當設備處于工作狀態時，零件表面直接暴露在自然環境中，并且會受到雨、冰雹、雪、日光照射和風沙的直接作用的結構件。2.3 型結構件：指當設備處于工作狀態時，零件表面不直接暴露在自然環境中，或不會受到雨、冰雹、雪、日光照射和風沙的直接作用的結構件。2.4 拉絲：是一種用砂帶進行磨削的加工方式。通過砂帶對金屬表面進行磨削加工，去除金屬表面缺陷，并形成具有一定粗糙度、紋路均勻的裝飾表面。二、結構設計中的“三防”設計1. 設計準則產品設計前，根據設備預期的環境條件

10、及其“三防”等級，提出需解決的關鍵性課題，使“三防”貫徹到產品設計之中,其中包括: (1)正確選用材料，包括金屬材料、非金屬材料； (2)合理的結構設計和可行的加工工藝； (3)合理選擇金屬鍍層和化學覆蓋層； (4)選用有效合理的防護體系。2. 設計內容安裝的電子設備，針對其使用環境，具體的“三防”設計有以下幾方面：2.1 材料選擇材料選用的合理性不但影響設備的耐候性，還影響設備的使用和制造成本。不銹鋼材料較鐵合金材料有較高的耐候性，雖其價格較高，但其表面處理難度和費用較鐵合金材料低得多(約低100元/m2)。因此，從性價比來考慮，比表面較大的薄板件(3mm以下)和接頭、鉸鏈等摩擦部位一般推薦

11、使用耐候材料。在結構設計中，優選經認證或經多年實踐證明是可靠的金屬材料和非金屬材料。對選用的新材料，特別注意考慮其可靠性、工藝穩定性、供應的可能性。在電子設備中的材料選擇中，主要從以下方面進行論述：1)鋁合金屏蔽盒的材料選擇在結構件設計中，屏蔽盒的材料常選用硬鋁LY12-CZ，該材料屬于鋁-銅-鎂系合金，該合金的耐蝕性能比防銹鋁低。防銹鋁LF6，該材料屬于鋁-鎂系合金，該合金耐蝕性好，與純鋁耐蝕性相近。在工業城市和海洋大氣中均有較高的耐腐蝕性，在淡水、海水、有機酸、乙醇、汽油及濃硫酸中的耐腐蝕性也很好。將材料硬鋁LY12-CZ和防銹鋁LF6-R在導電氧化后作鹽霧試驗，LY12-CZ在48h后即

12、開始長出白色腐蝕斑點，防銹鋁LF6-R在168h后才開始腐蝕。因此，在屏蔽盒設計中，盡可能選用防銹鋁LF6，當必需用硬鋁LY12-CZ時，在導電氧化后應將不需導電的部分進行保護。2)印制板基材的選擇印制板基材選用性能較好的FR-4型覆銅板，其電性能和工藝性能以及吸濕性明顯優于普通板材。3)密封橡膠材料橡膠密封材料除對耐油性有要求的密封件選用丁晴橡膠外，一般的密封圈盡量選用高抗撕硅橡膠FG-50。4)導電橡膠條（圈）為兼顧系統對設備的電磁兼容性要求，在面板、后門、轉接板和機柜搭接處或盒體及其蓋板搭接處的密封橡膠條，選用導電橡膠條（圈）。通常選用硅橡膠基材的，其中填充的導電微粒有純銀、碳黑、銅鍍銀

13、、鋁鍍銀、定向金屬絲、石墨等。定向金屬絲（蒙乃爾合金）導電橡膠條（圈）的電磁屏蔽原理是橡膠條的定向金屬絲刺破金屬表面的氧化層,從而實現2個零件間的電接觸，它具有很好的電磁屏蔽性。但在與鋁、鋼件接觸時會產生電化偶腐蝕，不宜選用。在純銀、銅鍍銀、鋁鍍銀等填充微粒的硅橡膠導電橡膠條（圈）中，鋁鍍銀導電橡膠條（圈）能達到很好的導電性，提供較高的屏蔽效果，并且電化偶腐蝕最小，同時能提供較好的水汽密封。2.2 合理的結構形式和表面鍍涂層設計結構形式對設備耐候性的影響非常大，不良的結構形式是一種先天性缺陷，很難在以后彌補。結構設計的同時就要考慮所設計的材料和結構形式有沒有表面處理等工藝技術的支持。對于良好的

14、結構設計，不會積水藏灰，沒有縫隙尖角，結構簡潔流暢，防護處理有方。在電子設備的結構設計中,設計是否合理，對環境適應能力的影響最大，也最主要。1）對于電子設備，機柜設計是提高電子設備可靠性的重要環節。現有的機柜設計有2種： 敞開式機柜空氣中的鹽霧、塵埃、霉菌和潮氣等有害物質均可能侵入機柜內部，對電子元器件構成危害，尤其是在高濕、高鹽霧、高溫的惡劣環境下，這種危害將更加突出。密閉機柜能較好地改善外界有害物質的侵入，但無法真正達到密閉，所以密閉機柜不可避免地存在凝露問題。只要機柜內存在潮氣，當機內溫度低于凝露溫度時，凝露的產生將不可避免。凝露現象將產生腐蝕，影響電氣性能或燒壞元器件，更嚴重的是降低絕

15、緣電阻，甚至出現短路。要解決密閉機柜這一問題，需要復雜的背附式氣液熱交換器的冷卻系統。半密封機柜1)為避免密閉機柜和敞開式機柜的缺點，在電子設備中采用半密封防滴式設計，它適用于無空調艙室，有冷凝水、滴水艙室或類似場所。具體措施是:在機柜頂部開口處采用密封處理，以防止滴水進入機柜內部；面板、后門、轉接板和機柜搭接處采用橡膠條（圈）密封；底部設置有通風孔，后門板上開設百頁窗。2)結構上盡量避免積水結構,在可能積水和留存濕氣的空間，應開設排水孔和排氣孔，并避免凹凸不平的平面。3)鑄鋁零件重點在于涂覆防護。其外表面的涂層體系設計為：噴砂-導電氧化-噴涂麥道底漆12道-噴涂丙烯酸聚氨酯面漆12道，涂層厚

16、度室內設備大于60m，室外設備大于120m。零件內壁除螺紋和有接地要求的部位外，噴涂聚氨酯漆。4)除螺紋外鋼件的鍍鋅層厚度大于等于30m，并進行鈍化處理。5)結構上避免2個零件進行焊接后再作電鍍處理。6)盡量采用相同的金屬接觸，以防止電化偶腐蝕，如必需2種金屬接觸時，選用電偶值接近的金屬。在設計電子設備時，要求電化偶差值應控制小于0.25V。7)由于在金屬電化偶中，陽極指數較高的金屬對陽極指數較低的金屬來說是陽極，當存在電介質時，陽極金屬易于遭到腐蝕。如陰極零件的面積明顯地大于陽極零件，則陽極零件接觸表面的腐蝕會加劇，因此選擇金屬間接觸零件材料（鍍層）時，將小零件確定為電化偶中的陰極零件。2.

17、3 選擇有效的防護體系1）印制電路板的“三防”處理印制電路板要求印制阻焊膜, 電裝調試完后，一般印制板組裝調試結束后其兩面噴涂“三防”漆12次，印制板兩面作“三防”處理，低頻噴涂聚氨酯漆S01-3。針對工作在L波段的高頻電路及電路板，SD1-3漆無法滿足要求，為解決該類電路板在高溫、高濕下的防護特殊要求，在經過大量的論證、各種比較試驗后，選用新型的高頻彈塑性涂覆料GA-C系有機硅樹脂，它具有優良的高頻電性能，與F4B（聚四氟乙烯玻璃纖維板）基板的附著力較好，涂覆于F4B基板經-65+125 50次循環溫度沖擊不開裂，不脫層，它的抗腐蝕性能等同于美國的DC-12577涂料。2）模塊的防護鉗裝后，

18、除插頭座、接地面等外，單元模塊外表面噴涂氨酯漆S01-3。3）電纜附件防護密封和半密封插頭的電纜在插頭和電纜的連接處套熱縮套管。裝有密封插頭的電纜應灌硅橡膠，再套熱縮套管密封處理。4）整機的“三防”處理整機機柜在調試完畢后，除需導電的部分及已作了防護處理的零部件外,其余部分，包括裸露的金屬連接點的周圍噴涂氨酯漆S01-3等。2.4、完整、可靠的表面處理及改善環境條件表面處理層是阻止腐蝕、老化的屏障，尖角、縫隙處是表面處理最忌諱的地方。恰當地運用表面處理工藝是提高材料耐候性的重要手段。當環境的濕度低于65時，絕大多數金屬的腐蝕速度都會迅速下降，甚至可以不考慮施加防護措施，因此如果控制了環境的濕度

19、，防護變得很簡單。如高頻電路的防護目前還沒有更好的辦法，采取密封的方式，將電路與大氣隔絕，腐蝕介質就得不到更新，腐蝕就得到了控制。環境控制必須考慮產品生命周期的全過程，如工作方艙的空調系統可以降低方艙內的濕度，但如果在非工作期間(運輸、儲存、停機)方艙內的濕度和環境就區別不大，因此機箱、機柜、插件等的三防處理很必要。最后將三防技術總結成四句話：優化結構，優選材料；表面處理，密封干燥。3、三防設計要求3.1三防設計總則在產品設計的全過程中應始終注意腐蝕控制問題，即在方案論證、技術設計、材料與工藝選擇、研制和生產過程中都要考慮腐蝕及其控制。產品設計時，主要從以下方面綜合考慮腐蝕控制問題：環境條件、

20、結構設計、材料選擇、金屬腐蝕與預防、表面防護、有效的防護包裝。在開始結構設計時，首先要了解或定位產品的工作環境（包括自然環境和誘發環境）、產品的使用期限（普通通信產品的三防有效壽命為十年），確定產品中各部位結構件的類型，再根據零件的功能目的進行詳細的選擇、設計。在詳細設計過程中，每一個零件都需從結構形狀、受力狀態、材料、表面防護層、生產加工、裝配、儲存運輸、工作壽命等以及與其相關的環境條件加以考慮，以使零件既能滿足功能需求、又能達到最佳的防腐蝕狀態、并使整個產品能通過三防試驗評價。對于以前產品上未應用過的新材料或新工藝，必須先經過相應的技術認證和工藝試驗、并得到生產驗證可行后才可在產品上使用。

21、3.2 結構件分類按照產品工作時所處的自然環境，將結構件分為型結構件和型結構件兩類。處安裝在室外的設備外表零件外，大多數零件大都屬于型結構件。（自然環境因素包括溫度、濕度、雨、雪、冰雹、含鹽大氣、工業大氣、日光直接照射、塵埃、風沙等。）3.3 結構形狀與尺寸合理的結構設計可以使產品的腐蝕減至最小。設計時，不僅要考慮零件本身的結構，同時還應考慮其與本系統中其它零件相互之間的關系，即考慮產品的整體結構。避免不均勻和多項性，不同的金屬、氣相空間、熱和應力分布不均勻、以及體系中各部位間其它差別，都會引起腐蝕破壞。因此，設計時應努力使整個體系的所有條件盡可能均勻一致。以下對需注意的事項作詳細說明：3.3

22、.1 避免尖角（特別是凸出的棱角）也要避免尖銳的凹角，可能的話，拐角處盡量做成流線型、且內角半徑盡可能大（一般折彎半徑不能低于0.5，厚度低于1.0的薄板折彎半徑不能低于0.3）；可能時，應規定加工精度、切口尖角度（或毛刺高度）、倒內圓角尺寸等。3.3.2 避免凹凸不平的平面由于“拉絲”或“噴砂”都是使表面粗化而形成一定的裝飾紋路，因此除非確實有裝飾需要，否則不建議采用“拉絲”或“噴砂”處理；而且只允許在鋁材、不銹鋼材料表面應用。（目前裝飾用的拉絲或噴砂表面粗糙度分別為：拉絲Ra為2.23.4m；噴砂Ra為1.51.8m。）應規定預防劃痕的措施：規定表面的不平度；規定在制造過程中避免產生深的加

23、工刻痕（或選擇適當的裝配方法），以防止形成應力集中源。寧可采用簡單的、致密的、光滑的表面，并具有理想的外形、布局和轉角，而不采用復雜的不規則形狀和粗糙表面。3.3.3 避免積水結構不應形成凹形，減少腐蝕機會。如：平面轉接處應向下平滑；設備的外罩適當地傾斜，使水流走；在可能積水和留存濕氣的空間，應開設排水孔和排氣孔。需要表面處理的零件應盡量避免盲孔。若不可避免，孔或槽的深度應盡可能在其寬度（或直徑）的50%以內，寬度或直徑應盡量大。3.3.4 避免會進水的縫隙在加工過程中或設備工作時會導致積水的縫隙應盡可能避免。在易積水、凝露和滲水的結構部位，應避免窄縫；不能避免縫隙的部位，應通過改進幾何形狀、

24、改進配合和表面形狀等措施，或加以密封涂覆，防止腐蝕劑進入。如戶外設備外殼的接合部位、處于戶外的螺釘連接部位等。需要進行表面處理的結構件，應盡可能薄膜夾縫，除非能確保該夾縫不會進入溶液，或者結構上難以實現。如一些搭接點焊的結構應謹慎采用，尤其是需要電鍍者。對于折彎180的結構（俗稱“拍死邊”），只允許在鍍鋅鋼板制作的零件上使用。3.3.5 注意防塵機柜、機箱空氣入口處應考慮防塵措施，對防塵裝置應規定定期除塵制度，防止濾塵器成為灰塵集散的污染源。整機結構中應考慮粉塵能被盡量排出，盡可能避免粉塵在設備內循環。3.3.6 密封式設計及密封產品的應用應考慮零件上集聚的氣密設計在產品中應用密封結構的目的大

25、多是防水，而且只在戶外產品上應用，因此不允許設計成氣密式結構。這是因為氣密設計一旦失效，腔內會由于日曬而增加壓力，腔內氣體逸出，當夜晚氣溫下降濕氣會進入，周而復始，內部產生積水，形成100%蒸汽壓使設備受潮失效。應在無水接觸的部位考慮設計足夠的通風孔，使腔體內、外壓力平衡；或者增加除潮措施（例如利用空調的除濕功能）；或者規定產品較短的使用壽命。當采用密封劑或密封墊的密封結構時，并不能達到“徹底”的密封，只能是一個受控制的泄漏、或是滲透率非常小和緩和的情況。密封結構中濕氣可以凝結、有機氣氛腐蝕將會更嚴重。這時所用的密封劑或密封墊應是防潮濕、無腐蝕性、抗霉菌、非吸濕性的柔和的材料，以補償熱膨脹和收

26、縮。密封圈可選用永久變形小的高抗硅橡膠無縫圈，不允許有縫隙（允許接頭進行熔合式連接），不能采用橡膠板、墊密封。3.3.7 注意有機氣氛的影響當采用密封結構時必須注意有機氣氛對金屬及金屬鍍層的腐蝕。木材、塑料、橡膠、油漆、膠粘劑等非金屬都會散發出程度不同的對金屬有腐蝕的氣體。3.3.8 組合工序的安排帶有螺紋連接、壓合、搭接、鉚接、點焊、單面焊接等組合件，原則上不允許進行電化學處理（電鍍、陽極化）；不同金屬材料組合在一起的組件不能進行溶液處理。這些組合應盡可能采用涂漆，或在電化學處理后進行組合。例如：需要點焊加強筋的門板可采用噴涂；搭接點焊在一起電鍍的結構可以先分開電鍍再采用鉚接的方式；在要求壓

27、鉚不同材質的螺柱（螺母）時，不能同時進行電鍍或氧化處理，如鋁板或冷軋鋼上有不銹鋼螺釘時。3.3.9 焊接需要進行溶液處理時，焊接應采用對頭焊。若是搭接焊，則應避免間斷焊縫（不管是對頭焊或搭接焊，都應避免間斷焊縫），不采用不封閉的焊縫（即應將重疊區封閉起來，使其不會夾帶溶液）；焊接結構的設計應易于操作，以改善焊接質量。3.3.10 控制應力，避免應力腐蝕機械應力和殘余應力是應力腐蝕破裂的必要條件之一，而產生應力腐蝕的有效應力是拉伸應力。暴露在腐蝕介質中的零部件應避免承受過大的機械應力和應力集中，或采取適當的工藝措施消除內應力。寧可讓構件直接受拉或壓，而不使其受彎或扭。應優先采用使各零件或部件能裝

28、配和配合得精確的設計方案，避免使某一零件因別的零件而過分受力，尤其在焊接、鉚接、螺栓孔等部位，同時應注意防止縫隙或產生裂紋；應盡可能減少結構加強件和連接件的附加應力。不銹鋼和黃銅等屬于容易產生應力腐蝕破裂的材料，需注意此問題。“氫脆”更具有破壞性。一般是高強度鋼（抗拉強度超過1000MPa者）在電鍍過程中容易出現氫脆現象。因此我們的彈簧鋼一般不建議進行電鍍；當確實要求表面導電或耐磨而選擇電鍍鎳時，必須要求在電鍍前消除應力、電鍍后進行除氫處理。3.3.11 避免局部過熱或過冷在換熱操作中應避免局部過熱。設計換熱器等時，應保證有均勻的梯度。溫度分布不均勻時會引起局部過熱和高腐蝕率。應考慮合適的降溫

29、措施，避免散熱過度（不應低于環境溫度），否則易在較冷部位出現凝露受潮現象。3.3.12 控制緊固件數量盡量減少零件數量、減少凸出的緊固件的數量，使結構表面形狀簡單、光滑。可能時，整體件是最理想的。3.3.13易損件易于腐蝕損壞的零件，在結構上應容易維修和更換。并在維護說明中注明。如接地銅排上的鋼質螺釘。3.4 結構件材料的選擇3.4.1 金屬材料3.4.1.1 型結構件盡可能采用最耐腐蝕的金屬材料，如防銹鋁、不銹鋼鍍鋅鋼等（壓鑄件也可用于型結構件）,且都必須在其表面增加戶外型有機涂層。對于奧氏體不銹鋼制作的零件，可以不作表面涂覆處理，但仍需注意其耐腐蝕性遠低于非金屬（包括有機涂層）表面。3.4

30、.1.2 型結構件1）普通承力結構件一般鈑金鋼結構件多選用優質冷軋鋼板（08、10鋼），表面防護可以是電鍍（主要是鍍鋅）或噴涂；若是內部結構件（裝配后不易看到的）可直接應用耐指紋型電鍍鋅鋼板（注意：這種情況下必須要求切口處的銹蝕對功能或產品外觀等沒有影響）。當同時要求裝飾或不適合進行表面處理時，對于受力較小的零件，外表部位可用奧氏體不銹鋼、內部可用馬氏體不銹鋼板（但在沿海地區的無空調環境下，不推薦使用馬氏體不銹鋼），除鈍化處理外、均可以不再作其它表面處理。厚度要求超過3.5的鈑金件，只能選用優質熱軋鋼板；若其表面不作機械加工處理，則必須采用噴涂的表面處理方式。若用鋁合金件，則可根據允許的材料厚

31、度和受力狀態選用防銹鋁或純鋁板。型材也可作為承力件。鋁型材要求其熱處理狀態應為T5或T6狀態；型鋼可直接應用，但表面處理必須選擇噴涂。鋁壓鑄件同樣可用作承力構件，而鋅壓鑄件則不宜用作受力件。棒材制作的零件，與同材料牌號的板材零件特點類似。2）彈性結構零件一般鋼零件可選擇彈簧鋼材料，如65Mn等，也可用T8等（碳素工具鋼）代替。其表面處理應選擇磷化（或發藍）后噴涂有機涂層。特殊要求時可選擇電鍍鎳，以滿足耐磨要求。當要求較高的防腐蝕性、彈性要求不高、又要導電時，可選擇彈性不銹鋼材料。一般常用1Cr17Ni7，在多數情況下需要進行適當的熱處理：除鈍化外，不需特別的表面處理。若要求高導電、高彈性時，推

32、薦選用鈹青銅材料，在輔助以適當的表面涂層，既耐腐、又美觀，但價格昂貴。3）裝飾性結構零件裝飾性金屬結構件主要是指利用金屬外表（包括基材和金屬鍍層）作裝飾要求的零件。對于不承受較大載荷的面板類零件，可選擇純鋁或防銹鋁材料，表面拉絲或噴砂（注意因純鋁質軟，表面極易被劃傷）。也可根據零件受力情況、或表面裝飾要求而選擇其它材料，如碳鋼、鋅合金壓鑄件（需表面處理）或者不銹鋼。需強調的是：當鋼件采用電鍍裝飾性鍍層（鍍鎳、鍍鉻等）作裝飾時，必須特別注意電鍍前的表面狀態，一般不宜直接利用板材或棒材的原始表面進行電鍍，否則裝飾效果欠佳、耐蝕性能也不好；較好的方式是在設計中明確表面粗糙度、或者指明增加表面加工措施

33、（如機械拋光），以符合均勻、光滑、無外觀缺陷的鍍前表面質量（表面粗糙度Ra不大于0.8m）。4）有導電要求的結構件如果只有個別部位要求導電，為提高零件的防腐蝕性，應盡可能設計成局部噴涂的結構件，即：除有導電接觸的部位外，其它表面均噴涂上有機涂層。這樣，鋼件可采用耐指紋鍍鋅鋼板直接進行局部噴涂、也可采用冷軋鋼板先鍍鋅再局部噴涂，前者加工工序較簡便，鋁材則材料任意，但都必須采用先化學氧化再進行局部噴涂的方式。（注：當局部噴涂采用鍍鋅鋼板時，應讓無涂層區域盡量被遮蓋；若有較大面積的無涂層區外露，則建議用冷軋板進行鍍鋅彩色鈍化后再噴涂。）在有高導電可靠性要求的結構中（如導電排等），可選擇黃銅或紫銅（應

34、根據電性能要求經過計算而確定，另外相當而言黃銅耐蝕性好、強度高、易加工、價格低）。當不同金屬表面相接觸（連接）時，要注意防止接觸腐蝕。5）緊固件（包括墊圈）材料的選擇若以控制接觸腐蝕為主要考慮因素時，常用緊固件（包括螺釘、螺母、墊圈、鉚釘及壓鉚緊固件）的選擇如表1所示：表1 的選擇常用緊固件被連接的金屬可選擇的緊固件材料及其表面處理狀態標準緊固件類鉚釘壓鉚緊固件鋼-鋼鋼鍍鋅鋼鍍鋅鋼鍍鋅鋼-鋁鋼鍍鋅鋁鋼鍍鋅鋁-鋁鋼鍍鋅鋁鋼鍍鋅鋼-銅鋼鍍鋅不銹鋼不銹鋼銅-銅鋼鍍鋅不銹鋼不銹鋼6）常用的主要金屬材料牌號如表2所示。實際應用時應配合適當的表面防護處理措施。注意實際應用時還需考慮材料的熱處理狀態。表2

35、結構件常用金屬材料序號材料類別材料名材料牌號適用范圍推薦材料可替代材料1結構用鋼板冷軋鋼0808F、08A1、DX2、10F、10不限電鍍鋅鋼板DX2DX3無外觀要求的內部零件；或需局部噴涂的零件。不適用于外觀要求較高、或對切口處有高導電可靠性要求的零件。馬氏體不銹鋼1Cr132Cr13、1Cr17內部裝飾件。不適用于外表零件。奧氏體不銹鋼1Cr18Ni90Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti外部裝飾件。2結構用鋁板純鋁板11001060承受較低載荷的零件，要求導電或導熱的零件。不適用于承力構件、或要求表面耐磨的零件。防銹鋁板5A025052不限。硬鋁2A112A12需機械加工的零件，但不需以

36、熱處理來提高強度。不適用于鈑金結構件。鋁型材60636061、6063A、2A11不限。壓鑄鋁合金YZA1Si12(YL102)YZA1Si10Mg(YL104)YZA1Si9Cu4(YL112)形狀復雜件。3鋅壓鑄件壓鑄鋅合金ZZnA14Y(YX040)ZZnA14Cu1Y(YX041)形狀復雜、且受力不大的零部件，必須進行表面防護。4導電用銅材黃銅H62H65、H68一般通信設備中使用。不適用于要求大電流、高散熱的零件。純銅T2TU1、TU2有高導電性要求的零件。5彈簧件彈簧鋼65MnT8等要求高彈性的零件。不銹鋼1Cr17Ni70Cr17Ni7Al、0Cr18Ni9較低彈性要求、同時要求

37、裝飾或導電。不適用于要求高彈性的零件。鈹青銅QBe2-同時有高彈性、高導電或導熱要求。3.4.2 常用材料間的特性比較1）冷軋鋼板與耐指紋鍍鋅鋼板耐指紋鍍鋅鋼板表面有一層薄的鋅層（常用型號的鋅層厚度約2.8m）和極薄的防手印有機涂層，對鋼基體有一定保護作用，但其防護能力很有限，用這種板材制作的零件表面耐蝕能力遠不及鍍鋅彩色鈍化的冷軋鋼零件。耐指紋鍍鋅鋼板鈑金零件的切口斷面由于沒有了保護層，極易出現銹蝕，而對這種缺陷在加工時較難采取措施進行有效防護。當有焊接時，鍍鋅鋼板容易留下難看的高溫燒蝕痕跡，除非涂上有機涂層加以掩蓋，否則只能保留而影響外觀和該處的導電性；冷軋板零件則可通過打磨后電鍍來消除這

38、一現象。當要求局部噴涂(局部表面要求導電)時，若用冷軋板鍍鋅后噴涂，則無涂層區域上的彩色外鈍化膜會因高溫過程而大大降低保護能力；而鍍鋅鋼板上的耐指紋膜一般不會受到影響。因此這種情況下二者表面的耐蝕性能接近。兩種材料中冷軋鋼板價格較低，但一般需電鍍處理，故加工工序多、周期長。2）純鋁板和防銹鋁板一般純鋁材料的耐蝕性能比防銹鋁更強，但純鋁強度較低、表面硬度也低，因此純鋁表面更容易被劃傷、純鋁價格比防銹鋁稍低。3）鋁合金壓鑄件與鋅合金壓鑄件二者比較，鋁合金壓鑄件耐蝕性更好、強度較高，適合于制作較大型的復雜零件。鋁合金壓鑄件價格相對較高。4）黃銅與紫銅二者的耐蝕性能相似，在大氣中都有較好的抗蝕性，但會

39、受含硫或氨的大氣影響。由于黃銅強度高、易加工、價格低，故在電、熱性能都滿足要求的情況下可盡量選用黃銅。3.4.3 避免接觸腐蝕相互接觸的構件最好選用相同的材料。當不能避免不同金屬相接觸時，應考慮降低互相接觸的金屬(或鍍層)之間的電位差，一般要求相接觸的異種金屬之間的標準電位差應是：I型結構件小于0.25V，II型結構件小于0.6V。金屬的標準電動序參見表3，可作為判斷接觸偶陰陽極的參考。其中電位較負的金屬一般為陽極（但在不同環境下，金屬的電位有所不同；另外，除了電位差外，還取決于電極極化、體系電阻等等因素。）。當存在腐蝕介質時，陽極金屬將被加速腐蝕。一般環境條件下允許和不允許的金屬電化偶如表4

40、.表3：常見金屬的標準電極電位金屬-金屬離子平衡（單位活度）電極電位（相對于標準氫電極，25，V）鈍性金屬（或陰極）活性金屬（或陽極）金Au-Au+1.498銀Ag-Ag+0.799銅Cu-Cu+0.337氫H2-H+0鉛Pb-Pb+-0.126錫Sn-Sn+-0.136鎳Ni-Ni+-0.250鐵Fe-Fe+-0.440鉻Cr-Cr+-0.744鋅Zn-Zn+-0.763鋁Al-Al+-1.662表4：金屬接觸偶一般要求金屬、合金及鍍覆層鋼鍍鋅鈍化鋁氧化鋼鍍錫銅鍍錫鋼鍍銅+鎳+鉻不銹鋼銅及其合金鋼鍍鎳鋼鍍銅+鎳銅鍍鎳銅鍍銀銅鍍金鋼鍍鋅鈍化 鋁氧化 鋼鍍錫 銅鍍錫 鋼鍍銅+鎳+鉻 不銹鋼 銅及

41、其合金 鋼鍍鎳 鋼鍍銅+鎳 銅鍍鎳 銅鍍銀 銅鍍金 注：“”：允許接觸； “”：不允許接觸； “”：接觸會有問題，但不是很嚴重（例如有空調的環境中可用）當不能避免電位差較大的金屬接觸時，可采用絕緣墊將金屬隔開或在兩種金屬間涂保護層；若需要導電時，可另選一種與這兩種材料接觸腐蝕都較輕微的金屬作為鍍層或作為中間墊片，或者盡可能擴大陽極性金屬的表面積、縮小陰極性金屬表面積。或者在裝配完成后，在金屬零件表面涂覆有機涂層加以保護。3.4.4 非金屬材料3.4.4.1 選材原則非金屬材料（包括有機涂料）的選擇主要需注意其防潮和抗霉性。應選擇經防霉處理過的材料。材料的長霉等級應控制在一級以內（按GB2423

42、.16試驗28天）。常用抗霉材料有：陶瓷、云母、玻璃、尼龍、有機玻璃、ABS塑料、聚乙烯、聚碳酸酯等等。紙、木材、塑料薄膜等需注意其吸潮性能，必要時在經過防潮處理后再使用。應選用低吸潮性的材料，避免使用吸潮和多孔材料，并用清漆或樹脂浸漬有毛細孔作用的邊緣。需特別注意選用不揮發出腐蝕性氣體、并與金屬無接觸腐蝕的材料。為了利于環保、加強材料的回收利用，應選用熱塑性材料。3.4.4.2 常用非金屬材料推薦的三防性能較好的常用塑膠材料見表5。表5 結構件常用非金屬材料類別材料名稱材料代號特點適用范圍塑料苯乙烯改性有機玻璃PMMA372有極好的透明度。機械強度也較好，有一定的耐熱性，耐寒性，耐候性，耐腐

43、蝕，有較好的電氣絕緣性能。制品尺寸穩定，易成型。缺點是質較脆，易溶于有機溶液，做為透光材料，表面硬度不夠，易搽毛。就其綜合性能看，優于聚苯乙烯等一般塑料。透明罩/板、燈。苯乙烯-丁二烯-苯烯晴三元共聚物ABSABS是一種三元共聚物，因此兼有三種元素的共同性能，使其具有“堅韌、質硬、剛性”的材料。ABS樹脂具有較高的沖擊韌性和機械強度，尺寸穩定，耐化學性及電性能良好，易于成型和機加工等特點。表面還可電鍍；但其耐候性差。另外，ABS與PMMA372有機玻璃熔接性良好，可作雙色成型塑件。是無定型聚合物，是一種通用型工程塑料，也稱“通用塑料”，（MBS稱為透明ABS），ABS易吸濕，比重為1.05g/

44、cm3（比水略重），收縮率低（0.60%）,尺寸穩定，易于成型加工。各種內部結構件。塑料合金PC/ABS與ABS相比：強度高，電絕緣性較好，吸水率降低。各種面板、承力結構件尼龍PA力學性能優異，沖擊韌性好，有彈性，耐磨性和自潤滑性好，耐油、抗菌、抗霉，但吸水性強，尺寸穩定性差。固定夾、卡箍，電纜護套，彈性件等。聚碳酸酯PC耐沖擊韌性優于一般塑料，尺寸穩定性好，具有優良的綜合性能，耐熱溫度120，耐寒為-100才脆化，耐磨性、耐腐蝕性、耐大氣老化性良好，電絕緣性優良，物品精度高。但易產生應力開裂，加工要求較高。面膜等。聚笨磺醚PPS極優異熱穩定性，耐介質優，自熄性，尺寸穩定，抗蠕變性優良，吸水性

45、低，但加工溫度高。使用溫度-60+220。絕緣插座、開關、接線架，耐烙鐵焊的嵌件。橡膠天然橡膠（防霉型）NR耐磨、電絕緣，阻燃性差；使用溫度-60100，長期工作溫度6065。普通密封圈、墊圈等。硅橡膠MQ、MVQ、MPQ或MPVQ耐高溫、耐寒、耐光老化，但強度和抗撕裂性較差。使用溫度-70260，長期工作溫度180200。高性能密封圈、墊。3.5 表面防護工藝選擇3.5.1、金屬材料防護的一般要求、I型結構件表面不允許有裸露的金屬表面（除非是奧氏體不銹鋼材料）。、接地等功能性部位，應盡可能設計成永久可靠性連接，即裝配完成后的連接部位建議涂覆有機涂層；否則應設計成方便更換型，并在維護說明中要求

46、對其定期更換。、不銹鋼零件，除鈍化外，不需要其它防護處理。、除耐指紋電鍍鋅鋼板和不銹鋼外，其它鋼材制造的零件，必須加覆蓋層；無導電要求的部位，應噴涂有機涂層；僅要求導電時，應采用鍍鋅彩色鈍化處理；要求耐磨時，可鍍鎳，若同時顏色要求為銀白色時，則應鍍鉻（鍍鉻成本稍高于鍍鎳）。、彈簧鋼制作的彈性零件一般應采用發藍（化學氧化）及涂黑色油漆處理；若要求表面導電、或者要求表面有較強的耐磨能力、或者要求顏色為白色時，可鍍鎳，但需注意電鍍工藝不良時，零件會因氫脆而出現容易斷裂的現象，所以選擇電鍍時必須慎重。、耐指紋電鍍鋅鋼板制作的零件可噴涂有機涂層；若是位于內部不易查看的區域、同時用于有空調的室內環境，而且

47、其切口處的銹蝕對產品無如何影響時，可以不再進行表面防護處理。、銅及銅合金零件，若只要求導電、且在無工業大氣污染的空調環境下使用時，可采用酸洗鈍化處理；否則應電鍍鎳。但鈹青銅可不進行防護處理。、鋁合金壓鑄件必須采用化學氧化加噴涂有機涂層的防護方法；其它鋁及其合金零件若無導電要求時，必須采用陽極氧化、或化學氧化后噴有機涂層的方法防護。、鋅合金一般采用電鍍層或油漆涂層作防護裝飾。3.5.2、有機涂層的應用范圍I型結構件（即戶外設備的外露表面）必須采用戶外型粉末涂層進行防護。雖然油漆涂層和粉末涂層的性能基本相似，但考慮到粉末較油漆在噴涂時工序少、質量容易控制、且對環境保護更有利，因此要求噴涂的表面應盡

48、量采用粉末涂層。由于目前粉末涂層的固化溫度太高，鋅基合金壓鑄零件建議使用油漆涂層。3.5.3、各種表面防護方法產品上常用的表面防護方法見表6。3.5.4、表面處理工藝特點及其與結構的關系需要在化學溶液中進行處理的零組件應避免有會截留溶液的結構（這里所說的組合件一般指通過螺釘連接、鉚接、搭接點焊等方式連接在一起的部件）。由不同材料組合在一起的部件不能進行化學處理、應分別處理后再組裝。部分表面膜層對底層有相應的要求。下面列舉部分常見的情況：1）已鉚有其它材質螺母（螺柱）的結構件不能進行化學處理。所有電化學處理（即電鍍、陽極氧化）都應在零件狀態（即非組合件）下進行。2）點焊的零件可進行化學處理，而不

49、進行電化學處理（即電鍍、陽極氧化）。3）有較深凹槽、盲孔或細孔（一般指深度大于2倍直徑或開口寬度）的零件，其電鍍工藝性不好，在其孔內或槽底將可能沒有鍍層。4）鋁合金壓鑄件不能進行硫酸陽極氧化處理。5）鋼鐵件在噴涂前應進行磷化處理，鋁件噴涂前應進行氧化處理（鑄鋁合金可采用噴砂處理），以增加涂層附著力。6）鍍鎳（或鉻）的鋼件為提高其耐蝕性，應先鍍銅或鍍暗鎳打底。表6 產品結構件常用表面防護方法的選擇金屬材料表面處理方法表面鍍層特性主要性能指標應用范圍鋼冷軋鋼噴漆（底漆和丙烯酸面漆）光澤性、保光性良好，耐候、耐熱性強。產品上有平光或灑點效果。膜厚約30-50m，鹽霧試驗500H不要求導電的型結構件表

50、面。噴涂時必須先對基材進行前處理（磷化）、并噴底漆。噴粉（環氧-聚酯或純聚酯粉末涂層）不需底涂層，生產效率較噴漆高。涂層性能良好，基本與油漆類似；噴涂時對環境無污染。產品上有砂紋和桔紋效果。戶外型粉末涂層由純聚酯粉末涂料構成。膜厚約60-80m（桔紋為80-100m），鹽霧試驗500H不要求導電的表面。I型結構件必須采用戶外型涂層。噴涂時必須先對基材進行前處理（磷化）。磷化呈暗灰色或黑色。對鋼鐵的力學性能和磁性等基本無影響，對零件的尺寸影響較小；有較高的電絕緣性；具有良好的吸附能力，用作涂料的底層；在大氣中有良好的耐蝕性，在高溫（200-300）時仍具一定耐蝕性；與發藍相比，其耐蝕性約高2-1

51、0倍。僅用作噴涂的前處理。使用溫度150；大于此溫度時，耐蝕性下降。膜厚約2-3m，鹽霧試驗2H僅作為鋼件噴涂的前處理。鍍鋅彩色鈍化呈彩虹色，有一定裝飾性（深孔內部常無鍍層。）；鋅在干燥空氣中幾乎不發生變化，主要用于防止鋼鐵的腐蝕，其對基材防護性能的優劣與鍍層厚度關系甚大。在含有二氧化硫或硫化氫的大氣中以及在海洋性潮濕空氣中以及含有有機酸氣氛里容易被腐蝕。工作環境溫度低于250，長期使用溫度66。膜厚約8-12m，鹽霧試驗96H型結構件中要求導電的鋼件鍍鋅白鈍化呈銀白色或藍白色（深孔內部常無鍍層）。耐蝕性比彩色鈍化稍差，主要用作裝飾目的。工作環境溫度低于250，長期使用溫度66。膜厚約8-12

52、m，鹽霧試驗24H有顏色外觀及導電要求的型結構件，且位于有空調的室內環境中，或者位于干燥氣候地區的室內環境中。鍍鎳略帶黃色的銀白色，為防護裝飾性鍍層；外觀可有多種效果，如：光亮、半光亮、無光（暗）鎳，緞狀（珍珠）鎳等（深孔內部常無鍍層）。鎳具有磁性；在常溫下對水和空氣都是穩定的；其對鋼鐵零件的防護性能主要依賴于鍍層的孔隙率；鎳層硬度高，具有耐磨性。為提高耐蝕性可鍍多層鎳或先鍍銅。工作環境溫度可達600。膜厚：Cu 20-25m，Ni 10-15m鹽霧（CASS）試驗8H有特殊裝飾或耐磨要求的型結構件，且位于有空調的室內環境中，或者位于干燥氣候地區的室內環境中。鍍鉻略帶藍色的銀白色，為防護裝飾性

53、鍍層；裝飾鉻鍍層由銅/鎳/鉻三層構成，其外觀根據底層鎳的狀態而有不同效果。（在孔、槽及折彎內角內不易鍍上。）鉻在大氣中具有強烈鈍化能力，能長久保持光澤。鍍鉻層有很高的硬度和優良的耐磨性。膜厚：Cu 20-25m，Ni 10-15mCr0.3m鹽霧（CASS）試驗8H有特殊裝飾或耐磨要求的型結構件，且位于有空調的室內環境中，或者位于干燥氣候地區的室內環境中。電鍍鋅鋼板噴漆（底漆和丙烯酸面漆）光澤性、保光性良好，耐候、耐熱性強。產品上有平光或灑點效果。噴涂時必須先對基材進行前處理（磷化）、并噴底漆。膜厚約30-50m，鹽霧試驗500H要求局部噴涂的型結構零件。噴粉（環氧-聚酯粉末涂層）不需底涂層，生產效率較噴漆高。涂層性能良好，基本與油漆類似；生產時對環境無污染。噴涂時必須先對基材進行前處理(磷化)。產品上有砂紋和桔紋效果。I型結構件必須采用純聚酯粉末涂層。膜厚約60-80m（桔紋為80-100m），鹽霧試驗500H要求局部噴涂的零件。I型結構件必須采用戶外型涂層。不處理保留原材料表面的耐指紋膜狀態，表面導電；具有一定耐腐蝕性，但比電鍍彩鋅差，特別在切口處會出現銹蝕。加工時省