产品三防设计

喷涂(漆)
有机涂层
500h 以上无蚀点
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 铜材
材料 紫铜(纯铜)
黄铜(铜锌) 青铜(铜锡磷)
(铍铜)
型号
T2-M ( Y ) T3-Y ( M ) H62
表面处理
耐Байду номын сангаас性
注意事项
高导电或导热零件 紧固件,一般导电及连 接器用 电连接, EMC, 连接器
结构工程师培训
产品三防设计专项
目录
1. 三防概述 2. 三防设计方法
3. 三防设计应用及案例分析
1.三防概述
1.1 三防定义： - 防湿热、防霉菌、防盐雾 - 国外通称 防腐蚀 - 凡是由环境（大气环境或平台环境）引起的设备故障都属于 防护范畴
1.2 三防设计发展：
- 时间方面，后期补救到前期设计 - 内容方面，工艺防护到系统设计（优选材料，结构设计，工艺防护） - 形式方面，随意设计到规范设计
2.1.5 环境类型与对应的可用防护性表面膜层
A类环境 II型结构件 √① √ √ √ √ √ √ √ √ √ B类环境 II型结构件 I型结构件 √① √ √ × √ √ √ √ √ × √ × √ × √ √ √ × √ × C类环境 I型结构件 √ × √ × × × × × × ×
户外型粉末涂层 室内型粉末涂层 丙烯酸油漆涂层 热浸锌 电镀锌彩色钝化 镀镍 镀铬 铝阳极氧化 铝彩色化学氧化 铝无色化学氧化
2.1.4 环境类型与对应的可选用基体材料
A类环境 冷轧钢板 热轧钢板 预镀钢板 奥氏体不锈钢 铝 铜 √ √ √ √ √ √ √ √ ○ √ √ √ B类环境 ○ ○ ○ √ √ √ C类环境 I型结构件 × ○ × √ √ √ II型结构件 II型结构件 I型结构件
注：√----表示可以选用；×----表示不允许选用； ○----表示有条件限制（特别的表面防护措施）选用
注意事项
铝 板
100h无腐蚀
压铸铝 48h
（不能）
表面导电
阳极氧化 化学镀镍
镀金/镀银
膜厚大于6微米
化学镀膜层均匀
镍底层起屏蔽保护作 用
240h 以上
表面不导电
可焊性
无特别要求， 必须镍底层。
通常用其特殊功能而不要求耐蚀性； 当膜厚30微米时，有可能通过96 h。
镀金：72h无腐蚀；钎焊不要求 镀银：不要求，应考虑防变色。
镀层厚 6~12微米（A） Cr+6钝化-----168h 镀锌镍层10微米（B、C） Cr+3钝化-----72/48h Fe/Ep.Cu20 Ni30 Fe/Ep.Cu20 Ni30 Cr0,3 选用奥氏体材料 48~72h 48~72h 48 h
镀铜+镍 镀铜+镍+铬
不锈钢
钝化
钢板 （件）
磷化（或镀 锌）+喷漆、 （喷粉）
ABS
各种内部结构件
PC/ABS
PA
各种面板、承力 结构件
力学性能优异，冲击韧性好，有弹性，耐磨性和自润滑性好，耐 固定夹、卡箍等 油、抗菌、抗霉，但吸水性强，尺寸稳定性差，。
PC
PPS
耐冲击韧性优于一般塑料，尺寸稳定性好，具有优良的综合性能 面膜等 ，耐热温度120 °C，耐寒为-100 °C才脆化，耐磨性、耐腐蚀性 、耐大气老化性良好，电绝缘性优良，物品精度高。但易产生应 力开裂，加工要求较高。 极优异热稳定性，耐介质优，自熄性，尺寸稳定，抗蠕变性优良 绝缘插座、开关 ，吸水性低，但加工温度高。使用温度-60℃~+220℃ 、接线架
温烧蚀痕迹，除非涂上有机涂层加以掩盖、否则只能保留而影响外观和该处的导电
性；冷轧板零件则可通过打磨后电镀来消除这一现象。 当要求局部喷涂（即局部表面要求导电）时，若用冷轧板镀锌后喷涂，则无涂层区域 上的彩色钝化膜会因高温过程而大大降低保护能力；而镀锌钢板上的耐指纹膜一般不 会受到影响。因此这种情况下二者表面的耐蚀性能接近。 两种材料中冷轧钢板价格较低，但一般需电镀处理，故加工工序多、周期长。
材料名称 硅橡胶
(高抗撕)
主要优点
1.使用温度-60~180℃； 2.电性能、耐候性好； 3.可粘接。
主要缺点
耐油性差
应用范围
防水密封垫,“O”形圈, 高频,微波部件的密封, EMIS衬垫。
三元乙丙 胶(EPDM)
氯丁橡胶
1.力学性能好,使用温度范围宽； 阻燃性差 2.耐候性好； 粘接性差 3.耐高压及耐电弧性好。
户外产品密封件, 耐高压垫片
1.力学性能, 耐候性,阻燃性好， 可能是“硫”源. 克氯丁泡棉用于低 2.易粘接， 耐寒性差, 密度大, 应力密封条. 3.耐油。
电性能差。
丁腈胶
1.耐油， 2.耐温可在130℃长期工作
耐候性差 不耐臭氧
油封件
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
非金属材料--- 塑料
2.3 包装的三防设计
2.1三防设计总则
产品设计的全过程中应始终注意腐蚀控制问题，即在方案论证、技术设
计、材料与工艺选择、研制和生产过程中都要考虑腐蚀及其控制。产品设计
时，主要从以下方面综合考虑腐蚀控制问题：环境条件、结构设计、材料选 择、金属腐蚀与预防、表面防护、有效的防护包装。
2.1.1 产品应用环境分类
材料代号 PMMA372 特点 有极好的透明度。机械强度也较高，有一定的耐热性，耐寒性， 耐侯性，耐腐蚀，绝缘性能良好。制品尺寸稳定，易成型。缺点 是质较脆，易溶于有机溶液，做为透光材料，表面硬度不够，易 搽毛。就其综合性能看，优于聚苯乙烯等一般塑料。 ABS是一种三元共聚物，因此兼有三种单体材料的共同性能，使 其具有“坚韧，质硬，刚性”的材料。 ABS树脂具有较高的冲击 韧性和机械强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成型 和机加工等特点。表面还可电镀；但其耐侯性差。另外， ABS与 PMMA372有机玻璃熔接性良好，可作双色成型塑件。 与ABS相比：强度高，电绝缘性较好，吸水率降低。 适用范围 透明罩/ 板、灯 。
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料
常用金属材料耐腐蚀性能对比： •材料本身在大气中的耐蚀能力为纯铝＞防锈铝＞奥氏体不锈钢＞黄铜 ＞纯铜＞压铸锌合金＞碳钢 •表面预镀的冷轧碳钢板材料表面抗腐蚀性能为：耐指纹电镀锌钢板＞
覆铝锌板＞热镀锌钢板
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
非金属材料--- 橡胶
A类环境下屏蔽罩(可焊)
钝化,镀镍,镀锡, 良好 镀银,镀金 钝化,镀镍,镀锡, 良好 ,镀银,镀金 钝化,镀银,镀金
QSn6.5-0.4-Y QBe2-Y
良好
白铜(铜镍)
BZn18-18
良
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 铜材
常用材料对比：紫铜与黄铜 • 二者的耐蚀能力相似，在大气中都有较好的抗蚀性，但会受含硫或 氨的大气影响。 • 黄铜强度高、易加工、价格低，故在电、热性能都满足要求的情况 下可尽量多选用黄铜。
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 钢材
基材 预镀钢 板 冷 轧 板 或 钢件 表面处理 （预镀） 电镀锌 防护原理 预镀锌膜厚 1~3 微米 热镀锌膜厚 5~20微米 耐蚀性 （中性盐雾试验） 平板面24h无腐蚀 注意事项 限A类使用，切口边会 锈蚀，须隐蔽。 对手汗敏感；高温钝化 层破坏耐蚀下降。 耐磨、装饰 耐磨 优选304、316或 1Cr18Ni9Ti
2.三防设计方法
2.1 三防设计总则
2.1.1 产品应用环境分类 2.1.2 三防设计中的结构件分类 2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择 2.1.4 环境类型与对应的可选用基体材料 2.1.5 环境类型与对应的可用防护性表面膜层
2.2 各类环境中三防设计
2.2.1 A类环境下的三防设计 2.2.2 B类环境下的三防设计 2.2.3 C类环境下的三防设计
2.1.2 三防设计中的结构件分类
分类
Ⅰ型结构件 Ⅱ型结构件
定义
安装在室外设备上、能与外界空气直接接触的外露 的零件 除Ⅰ型结构件外，不与外界空气直接接触的零件
从环境类型角度看： A类环境中：只有 II 型结构件； B类环境中：不受控房间内的都是 II 型结构件；室外（包括只有简单遮蔽）的产品外壳等属于 I 型结构件； C类环境中：外壳一定是 I 型结构件。 而无论何种外环境下，封闭的外壳内的零件都属于 II 型结构件，而且这些内部 II 型结构件所 处的小环境都是属于A类环境。
环境类型 A类 环境(自然)类型的说明 受控环境---温湿度受控的室内
或被密封的有限空间内
B类
不受控的环境---偶尔会R.H 100%
如仓库,地下室,户外 简单遮蔽等
C类
恶劣环境---海上舰船,岛屿或污染源附近 （海洋、盐水湖3.7公里内；
冶炼厂、煤矿、热电厂等重污染源3公里内； 化工、橡胶、电镀等中等污染源2公里内； 食品、皮革、采暖锅炉等轻污染源1公里内）
注：√----表示可以选用；×----表示不允许选用； ①----户外涂层可以用在室内、但成本高
2.2 各类环境中三防设计
2.2.1 A类环境下的三防设计 2.2.1.1 结构形状与尺寸
2.2.1.2 结构件材料的选择
2.2.1.3 表面防护工艺选择
2.2.2 B类环境下的三防设计
2.2.2.1 典型结构特别要求 2.2.2.2 结构形状与尺寸
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 铝材
型号及状态 铝材分类 纯铝 防锈铝Al--Mg 型号 1100—H24 5A06 5052---H32 应用场合 非受力件，耐蚀好 中等受力件，耐蚀好 厚板机加工件,高强度用 6061-T6; 挤出成型用6063/6061 耐蚀性好，流动性差 耐蚀性差，流动性好 强度好 耐蚀性差，强度高
7 不锈钢板 奥氏体 （普通、镜面、磨砂、拉丝）
303、 304、316、1Cr18Ni9Ti
8 弹簧钢带 65锰、不锈钢
65Mn SUS301（1Cr17Ni17）
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 钢材
常用材料对比：冷轧钢板与耐指纹镀锌钢板 耐指纹镀锌钢板表面有一层薄的锌层（常用型号的锌层厚度约 2.8 微米）和极薄的防 手印有机涂层，对钢基体有一定保护作用，但其防护能力很有限，用这种板材制作的 零件表面耐蚀能力远不及符合质量要求的镀锌彩色钝化的冷轧钢零件。 耐指纹镀锌钢板钣金零件的切口断面由于没有了保护层，极易出现锈蚀，而对这种缺 陷在加工时较难采取措施进行有效防护。当有焊接时，镀锌钢板容易留下难看的高
厚度 80~120 微米
500 h
户外构件需热浸锌+有机 涂层（重防护）
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 铝材

铝及铝合金的耐蚀性： 纯铝＞防锈铝＞锻铝＞压铸铝＞硬铝 铝材料价格：硬铝＞锻铝＞防锈铝＞纯铝＞压铸铝 根据结构特点及功能要求铝及铝合金的选用原则是： • 无承力要求及导电件选用纯铝； • 有一般承力要求的钣金件可选用防锈铝； • 铝型材及机加工件例如：选用锻铝6061或6063； • 压铸铝合金应选用YL102，而尽量不用ADC12（含铜）。
2.2.1 A类环境下的三防设计
2.2.1.1 结构形状与尺寸
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 钢材
分类
1 冷轧钢板 碳素结构钢 2 热轧钢板 碳素结构钢 3 4 5 6
预镀钢板 电镀锌 热浸锌 覆铝锌板 镀锡板 （热浸镀铝锌合金） （ 马口铁 ） （耐指纹）
常用牌号
08 08F Q235A SPHC（薄板＜2.5mm） DX2
铝的含量不同，其性能有差异
2.2.2.3 结构件材料的选择
2.2.2.4 表面防护工艺选择 2.2.3 C类环境下的三防设计
2.2.1 A类环境下的三防设计
2.2.1.1 结构形状与尺寸
避免尖角
• 避免凸出的棱角，也要避免尖锐的凹角；
• 可能的话，拐角处尽量做成流线性、且内角半径尽可能大；
• 一般折弯半径不能低于0.5mm，厚度低于1.0mm的薄板折弯半径 不能低于0.3mm； • 可能时，应规定加工精度、切口尖角度（或毛刺高度）、倒内圆角 尺寸等。
锻铝Al-Mg-Si
6061-T6 6063、6061 （ Al-Si）YL102 , A360
压铸铝合金
（ Al-Si-CU ）ADC12 , A380
硬铝Al-Zn-Mg-Cu
7075
2.1.3 常用材料的防腐性能对比和选择
金属材料--- 铝材
耐蚀性（中性盐雾试验）
表面处理 防护原理
无色化学 氧化 铬酸盐氧化膜， 低于1μ，致密