材料選擇、熱處理與表面處理的標注要義在非標機械設計圖紙中,材料及其處理工藝的標注,與尺寸形位公差同等重要,直接決定了零件的內在性能、使用壽命與制造成本。一個完整的材料標注,應構成從基體到表面的系統化性能指令。
材料選擇:在性能、工藝與成本間權衡。非標零件選材的要依據是功能需求:承受重載、沖擊的結構件(如機架、齒輪)需用中碳鋼或合金結構鋼(如45, 40Cr);要求輕量化的運動部件可選用鋁合金或工程塑料;需要耐腐蝕的環境下則考慮不銹鋼或表面處理。同時,必須考慮材料的可加工性:45鋼綜合力學性能好且易加工,是常見的選;T10A等高碳工具鋼硬度高但加工性差,僅用于耐磨件。成本是永久的約束,在滿足功能的前提下,優先選用常見規格和牌號。熱處理工藝:賦予材料靈魂。熱處理要求必須明確標注,它是實現材料潛力、獲得所需微觀組織與性能的關鍵工序。標注時應明確:工藝類型:如調質(淬火+高溫回火,獲得良好綜合力學性能)、淬火(提高硬度與耐磨性)、滲碳淬火(表層高硬、心部韌性的“外剛內柔”)、氮化(高硬度且變形。┑。
關鍵性能指標:常見的是硬度,需標注硬度范圍及測試方法(如HRC 48-52, HV550-600)。對于重要件,可增加心部硬度、有效硬化層深度等要求。
處理范圍:注明是“整體處理”還是“局部處理”(如僅齒面淬火)。
表面處理:強化表面,提升功能。表面處理主要解決防腐、耐磨、美觀或特殊功能需求。標注時需明確:處理工藝:如電鍍鋅、鉻(防腐、耐磨)、發黑/發藍(防銹、美觀)、陽極氧化(鋁件表面硬化、絕緣)、特氟龍涂層(減摩、防粘)。
具體要求:包括涂層/鍍層種類、厚度(如鍍硬鉻,厚度0.02-0.03mm)、表面色澤等。需注意,鍍層厚度會直接影響尺寸鏈,對于精密配合面,必須標注“鍍后尺寸”或“鍍層厚度不計入尺寸公差”。
標注的完整性與工藝順序。一張專業的圖紙,應在標題欄或技術要求中清晰列出:材料牌號及標準(如“45鋼, GB/T 699-2015”)、毛坯類型(如“鍛件”、“圓鋼”)、熱處理要求、表面處理要求。更重要的是,需通過文字或圖示明確各工藝的先后順序。通常順序為:下料 → 粗加工 → 熱處理(如調質) → 半精加工 → 終熱處理(如淬火) → 精加工(磨削) → 表面處理。順序錯誤將導致零件變形或性能不達標。材料與處理工藝的標注,是設計師向制造鏈下游傳遞的一組“性能密碼”。正確的解讀與執行,才能將一塊普通的金屬料,塑造成在特定崗位上經久耐用的可靠零件,這是非標機械設備高品質的內在保障。