pcb电镀铜缸的阳极铜球掉膜，是什么原因

其实，铜板与铜珠本质上没什么区别，但是相对于同体积质量的铜板，铜珠的表面积相对要大一些，这样的话，在铜缸里面放入同等体积的时候相当于铜珠的阳极表面积要大一些，而阳极面积大的话则有利于铜的沉积，对于镀层的走位能够相对好一些。希望对你有帮助！

随着电子技术的发展，电路板上的器件引脚间距越来越小，器件排列更加密集，电场梯度更大，这都使得电路板对腐蚀更为敏感。另一方面，电路板应用环境的拓展和产品可靠性寿命要求的不断增加，使得电路板发生腐蚀失效的风险不断增加。其中大气环境作为电路板腐蚀发生的外部条件，大气污染物在产品腐蚀发生的过程中扮演了重要角色。由于与大气污染物相关的故障通常在电子产品使用一段时间后才能显现出来，这意味着一旦发生了腐蚀引起的故障，相同环境下相同使用年限的产品将进入故障集中爆发期。同时污染对电子产品的影响是不可逆的，会对维修造成很大困难，甚至导致产品的报废。因此在产品设计之初进行相应的大气污染物的防护设计很有必要。在以往研究中的有关电路板腐蚀问题，主要聚焦于特定类型的腐蚀机理及缓蚀剂的研究。电路板涂覆涂层的研究中，偏向在平面条件下保护涂层的不同材质、不同厚度等因素对防护和可维修性的分析，少有专门针对工程实际中电路板防护涂层的涂覆薄弱点评估和关于电路板腐蚀防护的系统性介绍。

在以往研究的基础上，文中结合电路板大气污染物防护的实际问题，从电路板典型腐蚀失效和保护涂层的涂覆薄弱点入手，探讨电路板类产品应对大气污染物的具体防护措施。

大气污染物分类

根据ANSI／ISA－71．04的描述，影响设备工作的空气中的污染物有固体、液体、气体三种形态。各形态中对电路板影响较大的物质如下所述。

1）固态微粒——灰尘。灰尘中通常含有氯离子、硫酸根、硝酸根等水溶性盐分。除了直接使设备内部金属接插件或金属触点接触不良外，还会在金属表面促使水膜的形成。水溶性成分溶解在水膜中，将会加速金属腐蚀的发生，导致电路板绝缘阻抗下降。若在电路板工作过程中，可能会发生更为严重的电偶腐蚀。

2）液态空气污染物——盐雾。此处描述的液态空气污染物除了广义上的液体外，还包含了被气体携带的液体和空气中雾化液滴状物的气溶胶。沿海地区的空气中，盐雾含量较高，主要成分是NaCl，NaCl在化学上比较不活泼，但在潮湿及有水的情况下，会产生Cl－，与Cu、Ni、Ag等金属或合金反应。同时NaCl作为一种强电解质，在低于临界相对湿度的情况下，可以在附着表面发生结露，离解生成Cl－，溶解在电路板表面的液膜或液滴中。在一定浓度Cl－下，电子设备开始出现局部腐蚀，随着新的不致密腐蚀产物的出现，进一步破坏设备表面的防护层，腐蚀速率迅速增大。

3）气态空气污染物——S02、H2S。含硫化合物是大气中最主要的污染物之一，大气中H2S和SO2主要来自采矿、含硫燃料的燃烧及冶金、硫酸制造等工业过程。H2S和SO2是强可变组分，H2S在加热情况下可分解为H2和S。排放到空气中的SO2与潮湿空气中的O2和水蒸气反应，在粉尘等催化剂作用下化合生成H2SO4。

腐蚀失效机理和形态

由腐蚀引起的电化学迁移（Electrochemical migration，ECM）是电子产品腐蚀失效的主要原因。电化学迁移存在两种不同的形式：一种是金属离子迁移到阴极，还原沉积形成枝晶，并向阳极生长；另外一种是阳极向阴极生产的导电阳极丝（Conducting anodic filaments，CAF）。金属的电化学迁移最终会造成电路的短路漏电流，从而造成系统的失效。

电路板出现的大气腐蚀机制中，材料表面的吸附液膜扮演着重要角色。液膜厚度在1μm以上的腐蚀最为严重，液膜之下主要发生的是电化学反应。常见的电子设备在空气中出现的腐蚀形态，可以大致分为以下几类。

1）局部腐蚀。腐蚀集中在金属材料表面的小部分区域内，其余大部分表面腐蚀轻微或不发生腐蚀。主要由于金属表面状态（涂层缺陷、化学成分等）和腐蚀介质分布的不均匀，导致电化学性不均匀，即不同的部位具有不同的电极电位，从而形成电位差，驱动局部腐蚀的产生。在局部腐蚀过程中，阳极区域和阴极区域区别明显，通常形成小阳极大阴极的组态，阳极腐蚀严重。

2）微孔腐蚀。一种特殊的局部腐蚀，常见于镀金元件上的特殊电偶腐蚀。由于镀层表面微孔或其他缺陷的存在，中间过渡层甚至基体金属暴露在大气中，Au与其他金属形成大阴极小阳极的电偶对，发生电化学腐蚀。腐蚀产物的出现进一步导致表面缺陷的增大，最终导致镀层破坏。受接触表面微孔腐蚀产物的影响，腐蚀区域将表现出较高的接触阻抗和相移。

3）电解腐蚀。在相邻导体间距较近且存在偏压的情况下，将形成较强的电场。若此时导体存在液膜，电位较高的导体将会被溶液电解，形成的离子向另一导体迁移，导致导体间绝缘性能迅速下降，破坏导体，最终导致设备失效。

典型腐蚀与防护

电路板典型腐蚀失效

电路板上会用到多种物料，物料的选型对于腐蚀反应的发生有重要影响。以工程实际中遇到的厚膜电阻硫化、SMD LED两种典型硫化失效和印制板铜腐蚀为例，比较不同器件封装结构和材料选择对电路板抗腐蚀能力的影响。

1）厚膜贴片电阻硫化腐蚀。厚膜电阻的面电极含有银元素，银元素暴露在空气中极易与硫发生化学反应。如果外部保护层和电镀层没有紧密结合，则面电极会与空气中的硫接触。当空气中含有大量含硫化合物时，银与硫化物反应生成硫化银，由于硫化银不导电，且体积比银大，在化合后，体积膨胀，导致原先银层的断层，电阻值逐渐增大，直至断路。为了防止厚膜电阻硫化，可选用抗硫化能力强的电阻。在面电极上涂覆保护层，通过导入不含Ag、且具有导电性的硫化保护层，从而保护上面电极，彻底杜绝硫化的通路。典型抗硫化电阻封装结构如图1所示。通过1年的对比应用试验表明，电阻硫化失效率大大降低，新封装结构的厚膜电阻具有良好的抗硫化作用。

图1 带抗硫化涂层的贴片电阻结构

2）硅胶封装LED硫化腐蚀失效。典型的贴片封装LED结构如图2所示，其中与金线相连的一般为镀银支架，灌封材料则通常根据厂商而异。实际应用中，在含硫量较高的地区使用硅胶封装LED，被硫化的风险很高。如图3所示，硅胶封装的LED内部支架已经发黑，经过测试，无法点亮。将失效硅胶封装LED机械开封后，在金相显微镜下观察到内部键合点和支架的形貌如图4和图5所示。支架出现严重发黑，甚至露出基底铜层的颜色，外部键合点已脱落，芯片位置的银胶发黑严重。选取LED支架区域的两个位置进行EDS能谱分析，如图6所示。在支架区域分别检测到了质量分数为13．02％和5．38％的硫元素。

图2 贴片LED结构

图3 被硫化的硅胶封装LED

图4 金相显微镜下的被硫化的硅胶封装LED开封图片

图5 LED支架区域SEM图像

图 6EDS分析结果

硅胶多孔结构对空气中硫化物有吸附作用，PLCC表面灌注型发光二极管如果选用硅胶进行封装，则会有硫化的风险。因为硅胶具有透湿透氧的特性，空气中的硫离子易穿透硅胶分子间隙，进入LED内部，与支架镀银层发生化学反应，导致支架功能区黑化，光通量下降，直至出现死灯。如果选用环氧树脂进行封装（见图7），则能有效阻止硫离子的侵蚀。选用环氧树脂封装的LED，现场使用1年后没有发现硫化的现象。

图7 环氧树脂封装的LED

3）印刷电路板的铜腐蚀。印刷电路板使用铜作为电气传输介质，铜腐蚀不仅会影响产品外观，更容易导致电气连接短路或断路问题。为提高电路板覆铜的抗腐蚀能力，常见的表面处理方式有：热风整平喷锡、化学镍金和化学浸银。相关研究表明，在容易产生凝露的含硫大气环境下，热风整平喷锡抗腐蚀能力最强，其次是化学镍金。

表面处理并不能完全确保电路板在恶劣环境下覆铜不被腐蚀。如图8所示，化学镍金电路板底部接地覆铜区域出现覆铜腐蚀现象，甚至被三防漆覆盖区域的过孔也出现了明显的腐蚀产物堵塞过孔。如图9所示，经过热风整平喷锡的电路板过孔出现腐蚀现象，电路板过孔位置是腐蚀现象出现的高发区域。除了改变表面处理方式和增加镀层厚度外，还应调整电路板生产和集成测试过程中的工艺参数，尤其应避免ICT测试过程中，过高探针压力破坏镀层。ICT测试压痕如图10所示。

图8 化学镍金处理的电路板过孔腐蚀

图9 热风整平喷锡处理的电路板过孔腐蚀

图10 电路板ICT测试压痕

涂层涂覆

印制电路板的器件腐蚀通常从引脚或器件边缘诱发，历经表面涂层损伤、界面腐蚀扩展、金属腐蚀扩展、元器件内腔腐蚀等阶段。三防漆作为一种特殊配方的涂料，用于保护电路板免受环境的侵蚀。三防漆的种类和涂覆厚度是影响防护效果的重要因素。业内常根据GB／T 13452．2－2008测量平面位置的涂覆材料厚度，有湿膜厚度、干膜厚度的区分。IPC－A－610给出了不同类型的三防漆推荐涂覆厚度，见表1。根据实际应用，对于受控环境，可以无需涂覆三防或采用薄层涂覆工艺，涂覆厚度处于范围下限；对于不受控环境或恶劣环境，则建议采用厚层涂覆工艺，涂覆厚度处于范围上限。

表1 IPC－A－610建议涂覆厚度

在实际生产中，发现引脚处干膜厚度有时仅能达到平面区域干膜厚度的1／3。原因是三防漆具有一定流动性，在喷涂后，受到重力和引脚间的毛细作用，器件引脚处的三防漆厚度较薄，成为三防防护的薄弱点（见图11），极易形成腐蚀。如图12所示，使用一段时间的电路板器件引脚处出现了三防漆缺失和引脚腐蚀现象。

图11 保护涂层的薄弱点

图12 器件三防缺失和引脚腐蚀

为了评估不同种类三防漆材质及涂覆厚度在电路板防护效果，选取三块相同电路板，设置不同的涂覆参数，见表2。方案A、B中的丙烯酸三防漆在使用前需要稀释，方案C中的触变型聚氨酯三防漆是改良型的聚氨酯三防漆，具有剪切时黏度较小、便于喷涂均匀、停止剪切时黏度迅速上升的特点。根据GB／T 2423．17进行恒定盐雾试验168h之后，按照GB／T 2423．18采用等级II的要求进行交变盐雾6个周期试验，时间为144h。试验方法和参数见表3和图13。

表2 试验电路板样品涂覆参数

表3 盐雾试验参数

图13盐雾试验方案

试验结果如图14所示。在经过恒定盐雾试验和交变盐雾试验之后，方案A的电路板在涂层的边沿位置出现了涂层脱落，贴片器件和引脚焊点位置出现鼓泡，部分器件引脚出现了较严重腐蚀，在紫光灯下器件引脚位置三防漆脱落情况严重。方案B的电路板在紫光灯下器件引脚位置三防漆出现少量脱落，引脚出现轻微腐蚀，电路板在平面位置出现一些鼓泡，贴片器件的边沿位置出现一定鼓泡。方案C的电路板三防漆外观未见明显破损，在紫光灯下器件引脚位置三防漆留存相对完整，在PCB平面位置有少量鼓泡情况出现，在贴片器件引脚处出现少量气泡。

图14 盐雾试验后的电路板三防漆外观对比

试验结果表明，在三防漆涂覆工艺相同的前提下，不同物性参数和涂覆厚度的三防漆在电路板的防护效果上有较大的差异。适当提高三防漆材质黏度和厚度能有效改善器件引脚处和器件边沿处防护效果，保证涂层的完整性，进一步提高了电路板器件工作过程的抗腐蚀能力。

结构防护

结构密封防护设计是为隔绝或减少外部腐蚀介质的影响，保持内部绝缘件和电子器件原有的性能。例如将设备置于高防护等级的防护外壳中，如图15所示。

图15 IP67电路板防护外壳

提高防护等级可能会导致如散热、人机交互、成本等方面的问题。当系统中引入风扇时，需注意风道设计。根据设备的使用环境，合理选择产品的散热方式和风扇的位置。当风扇置于进风口位置，应注意避免在设备内部形成涡流，且进风口位置避免放置管脚密度较大的器件，以减少局部区域积灰严重的问题出现，避免固体颗粒污染物聚集。

结论

针对电路板的大气污染物防护问题，在应力因素分析和已有腐蚀故障机理研究的基础上，分别从器件级、单板级和设备级，在物料选型、防护涂层和结构防护设计方面提出了多种分析验证方法和防护措施。

1）对于腐蚀器件，可用金相显微、SEM及EDS等手段确定具体污染源，针对污染源种类和入侵路径选择合适封装的器件。

2）受重力和引脚间毛细作用的影响，器件引脚和边缘位置通常是涂层涂覆的薄弱点。带有保护涂层的电路板腐蚀通常从引脚或器件边缘诱发，器件引脚位置为保护涂层的涂覆薄弱点。提高涂层材料黏度和厚度，可以有效提升保护电路板对污染物的抗腐蚀能力。

3）适当提高结构设计的IP防护等级和合理的风道设计，可以有效降低大气污染物入侵。

该研究提出的相关方法和相关案例分析为电路板腐蚀失效分析和防护设计提供了参考和借鉴。

浅谈爬行腐蚀现象

一、问题的提出

1．一批运行了相当一段时间后的用户单板中，发现其中6块单板过孔上发黑而导致工作失常，如图1所示。

图1 电容、电阻端子焊点发黑

2．一批PCBA在运行了一段时间后出现了4块因电阻排焊盘和焊点发暗而导致电路工作不正常，如图2所示。

图2 电阻排焊盘和焊点发暗

不管是失效的电容、电阻还是电阻排，端子接口的位置都检测到大量硫元素的存在。对失效样品上残留的尘埃进行检测也发现S元素含量很高。因此，从现象表现和试验分析的结果看，造成故障的原因是应用环境中的硫浸蚀。

二、爬行腐蚀的机理

爬行腐蚀发生在裸露的Cu面上。Cu面在含硫物质（单质硫、硫化氢、硫酸、有机硫化物等）的作用下会生成大量的硫化物。Cu的氧化物是不溶于水的。但是Cu的硫化物和氯化物却会溶于水，在浓度梯度的驱动下，具有很高的表面流动性。生成物会由高浓度区向低浓度区扩散。硫化物具有半导体性质，且不会造成短路的立即发生，但是随着硫化物浓度的增加，其电阻会逐渐减小并造成短路失效。

此外，该腐蚀产物的电阻值会随着温度的变化而急剧变化，可以从10MΩ下降到1Ω。湿气（水膜）会加速这种爬行腐蚀：硫化物（如硫酸、二氧化硫）溶于水会生成弱酸，弱酸会造成硫化铜的分解，迫使清洁的Cu面露出来，从而继续发生腐蚀。显然湿度的增加会加速这种爬行腐蚀。据有关资料报导，这种腐蚀发生的速度很快，有些单板甚至运行不到一年就会发生失效，如图3、图4所示。

图3 电阻排焊点的爬行腐蚀

图4 PTH过孔上的爬行腐蚀

三、爬行腐蚀的影响因素

1．大气环境因素的影响作为大气环境中促进电子设备腐蚀的元素和气体，被列举的有：SO2、NO2、H2S、O2、HCl、Cl2、NH3等，腐蚀性气体成分的室内浓度、蓄积速度、发生源、影响和容易受影响的材料及容许浓度如表1所示。上述气体一溶入水中，就容易形成腐蚀性的酸或盐。表1

2．湿度根据爬行腐蚀的溶解／扩散／沉积机理，湿度的增加应该会加速硫化腐蚀的发生。

Ping Zhao等人认为，爬行腐蚀的速率与湿度成指数关系。Craig Hillman等人在混合气体实验研究中发现，随着相对湿度的上升，腐蚀速率急剧增加，呈抛物线状。以Cu为例，当湿度从60％RH增加到80％RH时，其腐蚀速率后者为前者的3．6倍。

3．基材和镀层材料的影响

Conrad研究了黄铜、青铜、CuNi三种基材，Au／Pd／SnPb三种镀层结构下的腐蚀速率，实验气氛为干／湿硫化氢。结果发现：基材中黄铜抗爬行腐蚀能力最好，CuNi最差；表面处理中SnPb是最不容易腐蚀的，Au、Pd表面上腐蚀产物爬行距离最长。

Alcatel－Lucent、Dell、Rockwell Automation等公司研究了不同表面处理单板抗爬行腐蚀能力，认为HASL、Im－Sn抗腐蚀能力最好，OSP、ENIG适中，Im－Ag最差。Alcatel－Lucent认为各表面处理抗腐蚀能力排序如下：ImSn～HASL5ENIG＞OSP＞ImAg化学银本身并不会造成爬行腐蚀。但爬行腐蚀在化学银表面处理中发生的概率却更高，这是因为化学银的PCB露Cu或表面微孔更为严重，露出来的Cu被腐蚀的概率比较高。

4．焊盘定义的影响

Dell的Randy研究认为，当焊盘为阻焊掩膜定义（SMD）时，由于绿油侧蚀存在，PCB露铜会较为严重，因而更容易腐蚀。采用非阻焊掩膜（NSMD）定义方式时，可有效提高焊盘的抗腐蚀能力。

5．单板组装的影响。

① 再流焊接：再流的热冲击会造成绿油局部产生微小剥离，或某些表面处理的破坏（如OSP），使电子产品露铜更严重，爬行腐蚀风险增加。由于无铅再流温度更高，故此问题尤其值得关注。

② 波峰焊接：据报导，在某爬行腐蚀失效的案例中，腐蚀点均发生在夹具波峰焊的阴影区域周围，因此认为助焊剂残留对爬行腐蚀有加速作用。其可能的原因是：●助焊剂残留比较容易吸潮，造成局部相对湿度增加，反应速率加快；●助焊剂中含有大量污染离子，酸性的H＋还可以分解铜的氧化物，因此也会对腐蚀有一定的加速作用。四、对爬行腐蚀的防护措施随着全球工业化的发展，大气将进一步恶化，爬行腐蚀将越来越受到电子产品业界的普遍关注。

归纳对爬行腐蚀的防护措施主要有：（1）采用三防涂敷无疑是防止PCBA腐蚀的最有效措施；（2）设计和工艺上要减小PCB、元器件露铜的概率；（3）组装过程要尽力减少热冲击及污染离子残留；（4）整机设计要加强温、湿度的控制；（5）机房选址应避开明显的硫污染。五、爬行腐蚀、离子迁移枝晶及CAF等的异同马里兰大学较早研究了翼型引脚器件上的爬行腐蚀，并对腐蚀机理进行了初步的探讨。与离子迁移枝晶、CAF类似，爬行腐蚀也是一个传质的过程，但三者发生的场景、生成的产物及导致的失效模式并不完全相同，具体对比如表2所示。表2

现代电子装联工艺可靠性

阴极电泳漆是被涂装物浸渍在水溶性涂料中作为阴极，另一端就是对应的阳极，在这两极中通上直流电，利用直流电的作用，产生一定的物理化化学作用，使涂料均匀的涂在表面上，满足正确的使用，这就是我么所说的电泳漆。 电泳涂装基础知识   所谓电泳涂装，是将被涂装物浸渍在水溶性涂料中作为阳极（阳极电泳漆），另设一与其相对应的阴极，在两极间通直流电，靠电流所产生的物理化学作用，使涂料均匀涂在被涂物上的一种涂装技术。电泳涂装必须使用电泳漆，电泳漆通常又称水溶性涂料，电泳漆与蒸馏水必须按一定比例进行稀释，才能使用。 电泳涂装一般包括四个同时进行的过程： 1、电泳：在直流电场的作用下，正，负带电胶体粒子向负，正方向运动，也称泳动。 2、电解：电极上分别进行着氧化还原反应，反而在电极上形成氧化与还原现象。 3、电沉积：由于电泳作用，移至阳极附近的带电胶体粒子在模板表体放出*，而呈不溶状态沉积，析出的现象，此时漆膜形成。 4、电渗：在电场作用下，固相不动，而液相移动的现象。电渗作用使漆膜内所含水份逐渐被排到涂膜外，最后形成几乎连电流也通不过去，含水率极低，电阻相当高的致密漆膜。 涂装设备离不开溶剂有很多部件要耐溶剂。涂料是易燃易爆物品，设备的很多部位要做阻燃防爆处理。涂装工艺要求较为精细，设备精度要求较高。设备负载低，很少有重型设备。涂装设备比较容易规划流水线生产方式，节省人工。运行速度都比较慢涂装设备的安全使用方法，电泳设备*作人员必须熟练掌握各种机械的构造、性能和*作、维护方法、做到专人使用、专人负责。 电泳漆在*作时，必须使用电泳涂装设备，它是一种针对水溶性颜料的机械设备，电泳涂装设备可以使涂料更加均匀的使用在涂物上，满足生产生活中的使用。

书名:常用材料速查速算手册(第2版)

出版社:机械工业出版社

定价:38

条形码:9787111095590

ISBN:ISBN 7-111-09559-6

作者:曾正明

印刷日期:2006-2-2

出版日期:2006-1-2

精装平装_开本_页数:精装64开,1113页

中图法:

中图法一级分类:

中图法二级分类:

第17章 塑料及其制品907

二、塑料制品916

1．常用塑料板材 916

2．常用塑料管材 917

3．常用塑料棒材 918

4．常用塑料地板 919

补充：

书名:常用材料速查速算手册(第2版)

出版社:机械工业出版社

定价:38

条形码:9787111095590

ISBN:ISBN 7-111-09559-6

作者:曾正明

印刷日期:2006-2-2

出版日期:2006-1-2

精装平装_开本_页数:精装64开,1113页

中图法:

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书号:

简介:前 言

本书自2002年1月第1次印刷以来，至今还不到3年，已陆续印刷发行达44000册，受到国家新闻出版总署的表彰，被认定为国内畅销科技书。当听到这一可喜的消息后，作者也深受鼓舞，想在原书的基础上，再加以修改充实、调整完善，将第2版《常用材料速查速算手册》编成一本更受读者喜爱的精品书。

在设计、计划、施工、购销等部门的工作中，经常需要查找一些材料的牌号，型号、性能、规格，单位质量或材积，但是查找或计算这些资料，确是一件较为繁琐的事。如计算材料的单位质量，既要寻找材料的密度，又要查找一定的计算公式，既费时又费力，而且很容易出错。为此，我们编写这本《常用材料速查速算手册》，书中列举了各类材料的牌号、性能规格及单位质量，以供速查；同时又列出了简易计算公式，以备速算。这样可以大大节约时间，提高工作效率。

本书共分4篇、23章。第1篇主要有常用计量单位及其换算，常用的面积和体积公式。第2篇主要有型钢、钢板及钢带、钢管、钢丝及钢丝绳。第3篇主要有有色金属锭材、板材、带材及箔材，管材、棒材、线材。第4篇主要有橡胶、塑料、木材、石油产品、涂料(油漆)、水泥、玻璃及石棉。扼要地介绍了各种单位的换算、材料质量的计算公式以及相互的换算系数。系统地阐述了各种金属材料的牌号：性能：规格、单位质量，木材中锯材的材积，水泥各龄期的强度等。对每种非金属材料，都列出主要特性和应用举例、材料的选用，对一些常用品种，还列出关键数据，以供选用。总之，这是一本有关常用材料的速查速算手册。

本书编写时以国家审定实施的现行最新标准为依据，对每种材料均采用一图(实物图样)、一式(汁算公式)、一表(尺寸及质量表)的叙述方式。在编写过程中，从实际应用和提高工作效率出发，全部采用表格形式，力求简明实用，查找方便。

为了节省篇幅，因第5章至第14章的材料理论质量计算公式中的物理量单位与其公式后数表中物理量单位是一致的，正文不另加注。

本书可供设计、计划、施工、购销等部门的工作人员使用，也是物资管理人员必备的业务参考资料。

本书由曾正明主编，虞莲莲主审，参加的编写人员有陈雷、傅绍云，吴洪发、陈前锋、顾洪俭、胡清寒、傅蓉，曾晶、曾鹏、傅杰等。

由于作者水平有限，本书一定会有不少错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者

2005年2月

目录:前 言

第1篇 基本资料

第1章 常用计量单位及其换算1

二、长度单位及其换算1

1．法定长度单位1

2．市制长度单位1

3．英制长度单位2

4．长度单位换算2

5．英寸的分数、小数与毫米对照3

6．毫米与英寸对照 3

7．英寸与毫米对照 5

8．米与英尺对照9

9．英尺与米对照10

10．常用线规号码与线径(英寸、毫米)对照11

二、面积单位及其换算15

1．法定面积单位15

2．市制面积单位15

3．英制面积单位15

4．面积单位换算16

三、体积单位及其换算16

1．法定体积单位16

2．市制体积单位17

3．英、美制体积单位17

4．体积单位换算18

四、质量单位及其换算19

1．法定质量单位19

2．市制质量单位19

3．英，美制质量单位19

4．质量单位换算20

5．磅与千克对照21

6．千克与磅对照22

五、其他单位及其换算25

1．密度或体积质量单位换算23

2．流量单位及其换算25

第2章 常用符号及代号25

一、主要化学元素的符号和密度 25

二、国家标准及行业标准26

第3章 常用的面积和体积计算公式28

一、常用面积计算公式28

二、常用体积及表面积计算公式 31

第2篇 钢铁材料

第4章 钢铁材料的基本知识54

一、钢铁材料的性能34

1．物理性能34

2．力学性能35

3．化学性能38

4．工艺性能58

5．常见元素对钢性能的影响40

二、钢的分类42

1．黑色金属材料的分类42

2．钢的分类44

3．钢材的分类46

4．钢材15大类目录 47

三、钢的牌号与标记50

1．常用钢的牌号表示方法50

2．钢产品的标准常用术语56

3．钢材的涂色标记62

4．钢材规格表示方法65

四，钢材理论质量计算67

1．常用钢铁材料的密度67

2．基本公式69

3．钢材截面面积的计算公式70

4．钢材理论质量计算简式72

第5章 型钢75

一、盘条(线材) 73

1．热轧盘条75

2．优质碳素钢盘条74

二、各种棒钢75

1．热轧圆钢和方钢95

2．热轧六角钢和八角钢80

3．锻制圆钢和方钢82

4．冷拉圆钢、方钢、六角钢84

5．标准件用碳素钢热轧圆钢87

6．银亮圆钢89

三、扁钢91

1．热轧扁钢91

2．优质结构冷拉扁钢98

3．塑料模具用扁钢 101

4．热轧工具扁钢 102

四、角钢 107

1．热轧等边角钢 107

2．热轧不等边角钢 111

3．不锈钢热轧等边角钢116

4．热轧L型钢119

五、槽钢、工字钢120

1．热轧槽钢 120

2．热轧工字钢122

六、H型钢 124

1．热轧H型钢和剖分T型钢 124

2．热轧轻型H型钢135

3．焊接H型钢138

七、钢轨 149

1．重轨149

2．轻轨149

3．起重机钢轨151

八、钢筋 151

1．钢筋混凝土用热轧光圆钢筋151

2．钢筋混凝土用余热处理钢筋152

3．预应力混凝土用热处理钢筋154

4．钢筋混凝土用热轧带肋钢筋156

5．冷轧带肋钢筋 157

九、钢门窗用型钢160

1．窗框用热轧型钢 160

2．卷帘门及钢窗用冷弯型钢168

十、冷拉、冷弯型钢172

1．冷拉异型钢 172

2．通用冷弯开口型钢181

3．结构用冷弯空心型钢196

4．护栏波形梁用冷弯型钢214

第6章 钢板及钢带216

一、钢板 216

1．热轧钢板 216

2．冷轧钢板 218

3．单张热镀锌薄钢板219

4．花纹钢板 222

5．冷弯波形钢板 223

6．不锈钢板质量计算方法238

7．锅炉用钢板240

8．压力容器用钢板 241

9．低温压力容器用低合金钢钢板242

二、钢带 243

1．厚0．01-1．OOmm、宽1～200mm钢带243

2．热轧钢带 252

3．碳素结构钢冷轧钢带252

第7章 钢管253

一、无缝钢管253

1．普通无缝钢管 253

2．精密无缝钢管 314

3．高压锅炉用无缝钢管327

4．结均用不锈钢无缝钢管344

5．流体输送用不锈钢无缝钢管345

6．冷拔异型钢管 348

二、焊接钢管411

1．直缝电焊钢管 411

2．低压流体输送用焊接钢管426

3．低中压锅炉用电焊钢管432

4．换热器用焊接钢管435

5．带式输送机托辊用电焊钢管436

6．深井水泵用电焊钢管437

7．普通碳素钢电线套管442

3．流体输送用不锈钢焊接钢管443

第8章 钢丝及钢丝绳445

一、钢丝 445

1．冷拉圆钢丝、方钢丝、六角钢丝445

2．一般用途低碳钢丝449

3．重要用途低碳钢丝450

4．通讯线用镀锌低碳钢丝450

5．铠装电缆用镀锌低碳钢丝450

6．优质碳素结构钢丝45l

7．合金结构钢丝 451

8．碳素工具钢丝 452

9．碳素弹簧钢丝 452

10．合金弹簧钢丝452

11．弹簧垫圈用梯形钢丝4j5

12．冷镦钢丝454

13．轴承保持器用碳素结构钢丝 454

14．高碳铬轴承钢丝454

15．熔化焊用钢丝455

16．气体保护焊用钢丝455

17．预应力混凝土用钢丝455

18．预应力混凝土用低合金钢丝 456

19．桥梁缆索用热镀锌钢丝456

20．钢丝(铁丝)，镀锌铁丝(铅丝) 457

21．刺丝(铁蒺藜丝) 458

22．各种普通金属丝458

二、钢丝绳 460

1．钢丝绳的分类 460

2．第1组6×7类钢丝绳466

3．第2组6×19(b)类钢丝绳468

4．第3组6×37(b)类钢丝绳470

5．第4组8×19类钢丝绳473

6．第4组和第5组8X19和8x37类

钢丝绳 475

7．第6组17×7类钢丝绳479

8．第7组34×7类钢丝绳481

9．第8组6×24类钢丝绳482

10．第8组6×24(S、W)类钢丝绳 484

11．第9组6V×7类钢丝绳485

12．第10组6V×19类钢丝绳486

13．第10组6V×19类钢丝绳488

14．第10组和第11组6V×19和6V×37类钢丝绳489

15．第11组6V×37类钢丝绳491

16．第12组4V×39类钢丝绳492

17．第13组6Q×l9、6V×21类钢丝绳 493

18．面接触钢丝绳494

19．操纵用钢丝绳496

20．镀锌钢绞线500

第3篇 有色金属材料

第9章 有色金属材料的基本知识505

一、有色金属材料的分类505

1．有色金属材料的分类方法505

2．工业上常用的有色金属507

二、有色金属的性能508

1．常用有色金属的主要特性508

2．常见元素对有色金属性能的影响509

三、有色金属材料的牌号和标记515

1．有色金属及合金产品的牌号及代号515

2．变形铝及铝合金的新旧牌号对照5J9

3．有色金属材料的涂色标记523

四、有色金属材料的理论质量计算524

1．常用有色金属材料的密度524

2．有色金属材料的理论质量计算公式527

第10章 有色金属锭材530

一、钢锭 530

1．粗铜530

2．阴极铜530

3．电工用铜线锭 531

4．电工用铜线坯 532

二、铝锭 532

1．重熔用铝锭532

2．重熔用精铝锭 533

3．重熔用铝稀土合金锭533

4．炼钢脱氧和部分铁合金用铝锭534

5．重熔用电工铝锭 534

6．铝线锭 534

7．电工用圆铝杆 535

8．高纯铝535

三、镁锭 536

四、镍锭 536

五、锌锭 537

1．热镀用锌合金锭 537

2．锌锭537

六、铅锭 538

1．粗铅538

2．铅锭538

3．高纯铅539

七、锡锭 539

1．高纯锡 539

2．锡锭539

八、锑锭 540

1．高纯锑 540

2．锑锭540

3．高铅锑锭 540

九、其他有色金属锭材541

1．镉锭541

2．铋锭541

3．银542

4．金锭 542

第11章 有色金属板材、带材及箔材543

一、铜板 543

1．纯铜板543

2．黄铜板546

3．复杂黄铜板551

4．铝青铜板 5J2

5．镉青铜板 554

6．铬青铜板 555

7．锰青铜板 556

8．硅青铜板 557

9．锡青铜板 557

10．锡锌铅青铜板560

11．普通白铜板560

12．铝白铜板563

13．锰白铜板564

14．锌白铜板566

15．热交换器固定板用黄铜板567

16．铜导电板568

17．铜阳极板568

二、铜带 569

1．纯铜带569

2．黄铜带571

3．散热器散热片专用纯铜带及黄铜带箔材573

4．铝青铜带 574

5．锡青铜带 576

6．镉青铜带 578

7．锰青铜带 579

8．硅青铜带 580

9．锡锌铅青铜带 581

10．铍青铜带582

11．普通白铜带583

12．锌白铜带584

13．铝白铜带585

14．锰白铜带588

三、铜箔 589

1．纯铜箔589

2．黄铜箔590

3．青铜箔590

4．镍及白铜箔 590

四、铝板、铝带、铝箔592

1．铝及铝合金板 592

2．钎接用铝合金板 594

3．铝及铝合金花纹板595

4．铝及铝合金带 600

5．工业用纯铝箔 602

6．铝合金箔 603

五、钛板、钛带和镁板604

1．钛及钛合金板材 604

2．钛带材 606

3．镁及镁合金板、带607

六、镍板、镍带、镍箔609

1．镍及镍合金板 609

2．镍阳极板610

3．镍及镍合金带 611

4．镍及白铜箔 612

七、锌板、锌箔612

1．电池锌板612

2．锌阳极板613

3．照相制版用微晶锌板613

4．锡，铅及其合金箔和锌箔614

八、铅板、铅箔614

1．铅及铅锑合金板 614

2．铅阳极板616

3．锡、铅及其合金箔和锌箔6J6

九、锡板、镉板616

1．锡阳极板6J6

2．锡，铅及其合金箔和锌箔617

3．镉阳极板 618

第12章 有色金属管材619

一、铜管 619

1．拉制铜管 619

2．挤制铜管 650

3．拉制黄铜管 661

4．挤制黄铜管684

5．黄铜薄壁管704

6．挤制铝青铜管 711

7．热交换器用铜合金管721

8．航空散热管723

二、铝管 725

1．铝及铝合金冷拉圆管725

2．铝及铝合金热挤压圆管736

3．铝及铝合金冷拉正方形管759

4．铝及铝合金冷拉矩形管761

5．铝及铝合金冷拉椭圆管765

三、其他有色金属管材766

1．钛及钛合金管 766

2．镍及镍铜合金管 770

3．镍及镍合金无缝薄壁管775

4．铅及铅锑合金管 792

5．电缆铅套管 796

6．锡管797

第13章 有色金属棒材798

一、铜棒 798

1．铜及铜合金棒的理论质量(圆棒、方棒、六角棒)798

2．纯铜棒(圆棒、方棒、六角棒) 798

3．普通黄铜棒(圆棒、方棒、六角棒) 8J0

4．铝青铜棒 816

5．镉青铜棒 818

6．硅青铜棒(圆棒、方棒、六角棒) 820

7．锡青铜棒(圆棒，方棒、六角棒) 824

8．锌白铜棒 828

二、铝棒、钛棒、镁棒829

1．挤制铝及铝合金棒(圆棒、方棒、六角棒) 829

2．钛及钛合金棒 835

3．镁合金热挤压棒 836

三、镍棒、铅棒838

1．镍及镍合金棒 838

2．铅及铅锑合金棒 841

第14章 有色金属线材843

一、铜线 843

1．铜及铜合金线的理论质量843

2．纯铜线 853

3．黄铜线 853

4．青铜线 856

5．铍青铜线 857

6．硅青铜线859

7．锡青铜线，镉青铜线860

8．白铜线 862

9．铜及铜合金扁线 862

10．专用铜及铜合金线862

11．铆钉用铜和黄铜线863

二、铝线 864

1．导电用铝线 864

之．电工圆铝线 864

3．铆钉用铝及铝合金线材864

4．焊条用铝及铝合金线材866

三、镍线 867

1．镍线867

2．电真空器件用镍及镍合金线867

四、其他有色金属线材868

1．铅及铅锑合金线 868

2．保险铅丝 869

第4篇 非金属材料

第15章 非金属材料的基本知识872

一、非金属材料的分类872

二、常用非金属材料的特性和应用873

第16章 橡胶及其制品877

一、概述 877

1．常用橡胶的特性和应用877

2．常用橡胶的简易识别方法881

3．橡胶的选用 882

二、橡胶制品884

1．常用橡胶胶管 884

2．输水胶管 885

3．空气胶管 887

4．蒸汽胶管 889

5．输油胶管 891

6．输稀酸、碱胶管 892

7．喷雾胶管 894

8．吸水胶管及吸油胶管895

9．钢丝增强液压胶管897

三、其他橡胶制品902

1．普通V带和窄V带902

2．平型传动带904

3．输送带905

4．工业橡胶板906

第17章 塑料及其制品907

一、概述 907

1．常用塑料的特性和应用907

2．常用热塑性塑料的简易识别方法912

3．常用塑料的密度 913

4．工程塑料的选用 914

二、塑料制品916

1．常用塑料板材 916

2．常用塑料管材 917

3．常用塑料棒材 918

4．常用塑料地板 919

三、聚氯乙烯塑料(PVC)制品921

1．硬聚氯乙烯塑料板材921

2．硬聚氯乙烯塑料管材922

3．硬聚氯乙烯塑料电线管材923

4．软聚氯乙烯塑料板材924

5．软聚氯乙烯塑料液体输送管材925

6．软聚氯乙烯塑料电器套管材926

四、聚乙烯塑料(PE)制品927

1．聚乙烯塑料板材 997

2．聚乙烯塑料管材 927

3．聚乙烯塑料棒材 927

五、聚丙烯塑料(PP)制品929

1．聚丙烯塑料管材 930

2．聚丙烯塑料电线管材930

六、聚苯乙烯塑料(PS)制品931

1．聚苯乙烯塑料板材931

2．聚苯乙烯塑料棒材9

七、聚酰胺(尼龙)塑料(PA)制品933

1．聚酰胺(尼龙1010)塑料板材933

2．聚酰胺(尼龙1010)塑料管材933

3．聚酰胺(尼龙1010)塑料棒材934

八、有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)(PMMA) 935

1．有机玻璃板材 935

2．有机玻璃棒材 935

九、聚四氟乙烯塑料(PTFE)制品936

1．聚四氟乙烯塑料板材936

2．聚四氟乙烯塑料管材937

3．聚四氟乙烯塑料棒材938

第18章 木材及其制品940

一、概述 940

1．常用树种的特性和应用940

2．常用树种木材的堆密度945

3．木材的选用 945

二、锯材材积954

1．锯材材积表 954

2．材积换算1023

3．普通枕木材积换算根数1023

4．普通枕木根数换算材积1024

5．标准轨桥梁枕木的材积计算 1024

三、其他材积换算1025

1．木电线杆(原条材)材积1025

2．每立方米板材各种厚度、长度的总宽度1026

3．板材每立方米折合延长米数1027

4．木制板材、方材延长米折合立方米 1031

5．胶合板的体积与张数1042

6．灰板条的规格、体积和质量 1043

7．常用人造板材1044

第19章 石油产品 1049

一、概述1049

1．常用润滑油的特性和应用 1049

2．常用润滑脂的特性和应用 1052

3．常用石油产品的简易识别方法 1058

4．润滑材料的选用1063

二、石油产品的体积与质量换算1068

1．常用石油产品的体积与质量换算 1068

2．大桶、中桶、方听装油量1068

3．铁路油罐车最大装油量1069

4．石油产品的加仑与千克换算 1071

第20章 涂料(油漆) 1072

一、概述1072

1．常用涂料的特性和应用1072

2．涂料的选用1076

二、涂料的容量与质量1078

1．各种涂料的容量与质量1078

2．一般涂料的包装换算1079

3．常用涂料使用量估算参考1079

第21章 水泥1081

一、概述1081

1．水泥的特性和应用1081

2．水泥受潮程度的简易鉴别和处理方法1084

3．水泥的选用1085

二、水泥各龄期强度1091

1．硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 1091

2．矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥1092

3．复合硅酸盐水泥1092

4．钢渣矿渣水泥1093

5．砌筑水泥1093

6．道路硅酸盐水泥1093

7．型砂水泥1094

8．白色硅酸盐水泥1094

9．快硬硅酸盐水泥1095

10．无收缩快硬硅酸盐水泥1095

11．快硬硫铝酸盐水泥和快硬铁铝酸盐水泥 1096

12．快硬高强铝酸盐水泥1096

13．中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥 1096

14．低热微膨胀水泥1097

15．明矾石膨胀水泥1097

16．膨胀铁铝酸盐水泥1098

17．自应力铁铝酸盐水泥1098

18．抗硫酸盐硅酸盐水泥1098

19．铝酸盐水泥 1099

第22章 玻璃制品1100

一、概述1100

二、玻璃制品的尺寸及质量 1105

1．普通平板玻璃产品的主要规格 1505

2．普通平板玻璃的计量方法1506

2．窗用平板玻璃的质量1107

4．常用玻璃1108

第23章 石棉制品 1110

一、石棉绳1110

1．石棉扭绳1110

2．石棉圆绳1110

3．石棉方绳1111

4．石棉松绳1111

二、石棉布和石棉板1112

1．石棉布1112

2．石棉板1112

参考文献1114

模具工程术语：

形态

倒角，倒勾

上模座

上垫板

上承板

翻边

速度

涂料粘度

挥发性

滚针形式

线割

加工机：

三次元量床

搪孔机

CNC铣床

轮廓锯床

仿形磨床

仿形车床

仿形铣床

仿形刨床

外圆磨床

合模机

钻孔机

雕模放电加工机

雕刻机

成形磨床

石墨加工机

卧式搪孔机

卧式加工中心

内圆磨床

治具搪孔机

治具磨床

研磨机

加工中心

靠磨铣床

NC钻床

NC磨床

NC车床

NC程式制作系统

龙门刨床

投影磨床

投影磨床

旋臂钻床

牛头刨床

平面磨床

试模机

转塔车床

万能工具磨床

立式加工中心

线割放电加工机

表面处理用语：

时效硬化

老化处理

气体硬化

空气韧化

退火

阳极效应

阳极氧化处理

阿托木洛伊表面

沃斯回火

沃斯田铁

变靭铁

条纹状组织

滚镀

滚筒打光

染黑法

青熟脆性

磷酸盐皮膜处理

箱型退火

封箱渗碳

辉面电镀

光辉热处理

旁路热处理

炭化物

浸碳硬化深层

渗碳

炭化铁

化学电镀

化学蒸镀

结晶粒粗大化

涂布被覆

低温脆性

渗碳体

大气热处理

锐角效应

蠕缓放电

脱碳处理

脱碳退火

硬化深层

扩散

扩散退火

电解淬火

表面蚀刻 / 咬花

第一段退火

火焰硬化

火焰处理

完全退火

气体氧化法

球状炭化铁

结晶粒度

磷酸溶液热处理

石墨退火

硬化性

硬化性曲线

硬化

热处理

热浴淬火

热浸镀

高周波硬化

离子渗碳氮化

离子渗碳处理

离子电镀

等温退火

液体喷砂法

低温退火

可锻化退火

麻回火处理

麻田散铁

金属喷镀法

真空涂膜

氮化处理

软氮化

正常化

油淬化

过老化

过热

针尖组织

磷酸盐皮膜处理

物理蒸镀

离子氮化

预备退火

析出

析出硬化

加压硬化

制程退火

淬火老化

淬火硬化

淬火裂痕

淬火变形

淬火应力

再调质

再结晶

红热脆性

残留应力

残留奥

防蚀

盐浴淬火

喷砂处理

时效处理

第二段退火

经年变形

偏析

部分淬火

喷丸处理

珠击法

等温渗氮

烧结处理

均热处理

软化退火

固溶化热处理

球状化退火

安定化处理

矫直退火

应变老化

应力消除退火

生冷处理

过冷

表面硬化处理

回火脆性

回火颜色

回火

回火裂痕

咬花

调质处理

加工热处理

时间淬火

变态

软氮化处理

不完全退火

真空渗碳氮化

真空渗碳处理

真空淬火

真空热处理

真空氮化

水淬火

浸润处理

模具加工用语：

滚筒(加工)

拉刀切削

定中心

切削

外圆车削

放电加工

电解研磨

面车削

手工修润

卷边加工

滚齿加工

摇动加工

抛光/研磨修润

雷射加工

车床车削

刨削加工

抛亮光

粗切削

圆形加工

锯削

清除钢碇缺陷

成形加工

表面研磨

切缝切削

锥度车削

螺纹切削

超音波加工

逆铣加工

模具钢材：

合金工具钢

铝合金钢

轴承合金

浸碳钢

邦德防蚀钢板

碳素工具钢

被覆板

冷锻模用钢

金钢砂

钢铁水静压力

锻造模用钢

镀锌铁板

超硬合金钢

高速度工具钢

热锻模用钢

特殊工具钢

低锰铸钢

马式体高强度热处理钢

马特裏斯合金

米汉纳铸钢

米汉纳铁

市售钢材

钼系高速钢

钼钢

镍铬钢

顶硬钢

矽钢板

不銹钢

镀锡铁板

韧铜

吐粒散铁

钨钢

塑胶覆面钢板