冲 压 件 设 计 概 念
1.冲压材料的认识 .
2.材料表面处理 .
3.冲压材料焊接铆合处理 .
4.冲压模具结构简介.
5..冲压模具材料的介绍 .
6..冲压加工费用参考表 .
7.机构设计注意要点 .
8.机构设计实务 .
9.机构设计范例 .
10.Q & A .
冲压材料的认识 (1/6)
•1. SPCC (冷轧钢板)：冷轧钢品是以酸洗后的热轧钢卷，于冷轧工场常温轧延至0.30－3.20mm后，
经电解清洗、退火及调质等过程制造而成。冷轧钢品因厚度薄、尺寸精确、表面粗
糙度分级多，容易涂漆及电镀、且机械性质及加工性良好，易于冲压制成各种产品，故用途非常广泛，举凡汽车车体、电子零件、家电用品、钢制家俱、容器等，均需大量使用冷轧钢品做为加工材料。
该产品依用途别可区分为下列三类：
1.一般品质：SPCC ,适用于加工程度较低的产品，例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。
2.冲压品质：SPCD ,具较佳加工成型性，适用于一般品质无法胜任的冲压
及高度成型之零组件。
3.深冲品质：SPCE ,具有更佳的加工成型性，适用于冲压品质无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。
因表面须电镀，因环保问题，现今计算机业界已较少人使用。参考价格:
16NT$/Kg--0.6T .
2. SECC(镀锌钢板)：电镀锌钢卷底材为一般的冷轧钢卷，在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理之制程后，即成为电镀锌产品，此产品特性不但具有一般冷轧钢片的机械性质及近似的加工性，且具有优越的耐蚀性及装饰性外观；在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。参考价格: 21NT$/Kg--0.6T
该产品依用途别可区分为下列三类：
1.一般品质：SECC,适用于加工程度较低的产品例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。
2.冲压品质：SECD ,具较佳加工成型性，适用于一般品质无法胜任的冲压及高度成型之零组件。
3.深冲品质：SECE(N) ,具有更佳的加工成型性，适用于冲压品质无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。
4. 近来大量用在通讯、PC 产品，取代SPCC，唯一缺点，切断面及折痕容易生锈。
3. SPTE(马口铁)：是一种超薄冷轧的低碳钢片，主要用途是供应制罐业所使用的镀锡、镀铬铁皮的原板。导电性强，外观佳，因成本考虑有些来取代SUS，非磁性材料，但冲压加工次数越多，磁性越强。在Notebook上常用于EMI
shielding pan ,非需高强度结构之bracket ,plate .
该产品依用途别可区分为下列三类：参考价格: 34NT$/Kg --0.1T
一次轧延 : T1 ~ T5 材质，T1软→T5硬
二次轧延 : DR8~DR10 材质，DR8软→DR10硬
表面处理/
符号区分特征
B 光面处理 在具有细纹光滑表面之底片上，将锡层施以熔融之光泽表面。 R 粗面处理 在具有一定方向的磨刀石纹表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。
S 银面处理 在具有较粗雾状无光泽表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。
M 钝面处理 通常在无光泽表面之底片上锡后，不经熔融处理之光泽表面。
4. 洋白铜片(镍铜合金) Nickel Silver Alloy
洋白铜合金系指含铜50～70%、镍15～35%等成份所组成合金的总称、其材质有优异的韧性、而且有亮丽的银白色和稳定性适用于眼镜框、代币、高级材料和电气材料。
参考价格: 350NT$/Kg--0.2T, 280NT$/Kg--0.3/0.4T, 190NT$/Kg--0.5以上 特性: 韧性高、强度高、稳定性高、富有弹性、银白色泽
机械性质:
机 械 性 能 物 性 规 范
合金种类 合金别代号 质别 TS(Kg/mm2) EL% Hv
C7451 R O 33.0～40.0 20以上 100以下
1/4H 40.0～43.0 10以上 100～120
1/2H 43.0～48.0 5以上 120～140
H
5. 磷青铜片(PBS )PHOSPHOR BRONZE SPRING： 磷青铜系由青铜(铜锡合金)添加脱氧剂，磷(P)含量0.03～0.35%及其它微量元素如Fe、Zn等组成 。延展性、耐疲劳性均佳，可用于电气及机械材料，且耐蚀性，材料可靠度高于一般铜合金制品
，以连续熔解铸造(板片、铜卷)方式制成，具高度之材质均匀性。导电性佳、弹性高、富耐磨耗
；是电气开关、端子等应用之弹片及导电材料，但没有不锈钢之强度。外观须电镀。故目前在
Notebook 用于EMI之需求 .参考价格: 195NT$/Kg --0.1T.
C5111： 锡含量４％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。
C5102： 锡含量５％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。
C5191： 锡含量6%，电机材料，接着端子，IC组件等均可使用，高强硬度特质。
C5212： 锡含量8%，有良好的强度特性，用于电气材料。
C5210： 锡含量8%，耐疲劳及弹性特性佳，最适用于高性能电子连接
6.铍铜片(BECU) BERYLLIUM CU： 高导电、高弹性 , 是所有铜合金中硬度及
强度最佳者;
最适用于高温、大电流之开关零件上 , 属时效硬化材. 是微动开关、各种高级端子、继电器等
精密弹片用材料.特性与 PBS 相似，但热处理后，可得更好的硬度与弹性，外观须电镀，但成本高
。故目前在Notebook 已尽可能少使用,惟用于EMI之需求,有时尚难避免. 参考价格: 1405NT$/Kg --0.1T, 1105NT$/Kg --0.15T C17000 成份：铍
1.60 – 1.79 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铜余量,此为高强度合金 C17200 成份：铍 1.80 – 2.0 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铜余量,此为高强度合金 C17300 成份：铍 1.80 – 2.0 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铅0.2 –0.6 % 铜 余量,
此为高强度合金
C17510 成份：铍 0.2 – 0.6 % 镍 1.4 – 2.2 % 铜 余量此为高传导合金 ，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40 –60%,
C17500 成份：铍 0.4 – 0.7 % 钴 2.4 – 2.7 % 铜 余量,此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，
其导电及导热率为纯铜的40 –60%,
C17410 成份：铍 0.15 – 0.50 % 钴 0.35– 0.60 % 铜 余量
此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40 –60 275C : 此为铸造用铍铜。
7. SUS304(不锈钢)：用途最多之不锈钢种，因含有 Ni 故比 Cr 钢较富耐蚀性耐热性，且具低温强度，故机械特性非常好，加工硬化性非常大，加热处理不硬化，非磁性，强度佳，较没弹性，常使用厚度 0.4T ~ 1.0T之间。故目前在Notebook常被广泛运用在需结构强度之Bracket ,运用上必须
指定级数,以期达到设计之需求.一般最好取3/4H为宜.若是须引伸抽型,若运用于LCD bracket ,一般最好取1/2H为宜. 参考价格: 98NT$/Kg --0.5T ,
130NT$/Kg--0.3T , 195NT$/Kg--0.2T .
8. SUS301(不锈钢)：Cr (铬) 成分比 SUS304 低，耐蚀性较差，但冷间加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途广大，因弹性佳，故目前在Notebook常被广泛运用在防EMI上，做弹性接触部份，但常用厚度在 0.4T ~ 0.07T 之间。运用上必须指定级数,以期达到设计之需求(例如弹力,强度).并须注意301材料有金属结晶性方向性,越高级数者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及侧壁裂纹. 参考价格: 142NT$/Kg --0.5T , 183NT$/Kg--0.3T , 180NT$/Kg--0.2T . 285NT$/Kg --0.1T .
SUS 301 与 SUS 304 材质硬度比较
SUS 301 H 材质
硬度
硬度 硬度 硬度
SUS 301 H HV 480°±20° SUS 304 H HV 380°±20° SUS 430 HV 200°
SUS 301 3/4H HV 380°±20° SUS 304 3/4H HV 300°±20°
SUS 301 1/2H HV 300°±20° SUS 304 1/2H HV 260°±20° SUS 304 HV200°±20°
材质性能
SUS 301 :
抽伸.
不适合用弹性用途,含碳量低硬度低(软).
材料含杂质较多(不纯),导致硬度不稳定.
1.若两着硬度接近 如(SUS
适合用弹性用途,含碳量高,硬度高,不易弹性疲乏.延展性不好,不易SUS 304 : SUS 430 : 备注: 301 3/4H跟SUS 304 H) 虽然硬度相同,但是用在弹性的产品上
SUS 304 H 较易产生弹性疲乏.
2.材料厚度影响硬度公差(越厚公差越大).
9. AL1050(铝合金)：材料含铝较纯，材质轻，散热好， 材质不易加工，强度相对比较低，具有优良之
成形性、熔接性、耐蚀性。故目前在Notebook上常用于散热片等不须重负荷处. 参考价格: 92~95NT$/Kg --0.5T.
型号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al AL1100 (Si+Fe)≦0.95 0.05-0.2 0.05 - - 0.10 - 99.0min
10. AL5052(铝合金)：散热好、材料较硬、强度强，成形性、熔接性、耐蚀性良好,但材质不易加工。
目前广泛用于笔记型计算机代替马口铁, 取其质轻散热性佳且强度较一般铝材料为佳. 可设计运用于Shielding plate , I/O bracket , Module drive 之 bracket .参考价格: 96NT$/Kg--0.5T .
型号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al A5052 0.25 0.40 0.10 0.10 2.2-2.8 0.15-0.35 0.10 - 其余
11.碳素工具钢 SK3、SK5、SK7: 为碳含量0.6%以上的高碳钢，淬火硬度是SK3、SK5为HrC50~60，SK7为
HrC5O~55，耐摩耗性良好，为较便宜的工具钢，用于滑动部份等需要硬度和耐摩耗性的导销、导套、顶出销、复归销等。热处理后强度,刚性,回复较 SUS 301 H 尤佳,故目前在Notebook常用于需补强之结构区域(如支架)及需高弹力之部品(如夹扣件及弹片,弹簧销),但其区缺点是经热处理后易翻翘变型且硬脆, 在运用上须注意 .参考价格: 45NT$/Kg --0.5T.含碳量,抗拉强度及刚性 :
SK3>SK5>SK7
12. Tic grade / HRB70 / HRC36 Titanium :参考价格: 1600NT$/Kg . (优点)
质轻－比重仅4.52(不锈钢为7.93)。
抗高温－融点高达1668℃，且散热快。
耐腐蚀－不受酸碱，物质腐蚀，可永久保存。
强韧、耐磨－纯钛表面硬度高、韧性强不易刮痕、磨损。
人体亲和性－对人体的皮肤较不易引起过敏，且色泽温和不刺眼，具有抗菌性、形状记忆性、完全无磁性、
永不生锈。
(缺点)
活性高－二次加工时会发生不易脱离模具现象。
尤其在钛金属成份不纯、有杂质时，更容易发生。
(钛之应用)
钛最早应用于航天工业上，由于钛的特性(优点)多，使各行各业皆可使用，例如：航空业、 航海业、
化工业、电子业、电镀业、食品业、医疗设备、人工牙齿、人工骨骼、发电厂、海水淡化系统、运动器材、
自行车零件、高尔夫球头、眼镜、钟表、计算机、厨具、艺品........都可看到钛金属之产品，
甚至行动电话外壳亦有用到。以Notebook领域来说,近来亦有应用设计于LCD cover 及Logic upper上作为
主体架构 .
12. Tic grade / HRB70 / HRC36 Titanium :参考价格: 1600NT$/Kg . (优点)
质轻－比重仅4.52(不锈钢为7.93)。
抗高温－融点高达1668℃，且散热快。
耐腐蚀－不受酸碱，物质腐蚀，可永久保存。
强韧、耐磨－纯钛表面硬度高、韧性强不易刮痕、磨损。
人体亲和性－对人体的皮肤较不易引起过敏，且色泽温和不刺眼，具有抗菌性、形状记忆性、完全无磁性、
永不生锈。
(缺点)
活性高－二次加工时会发生不易脱离模具现象。
尤其在钛金属成份不纯、有杂质时，更容易发生。
(钛之应用)
钛最早应用于航天工业上，由于钛的特性(优点)多，使各行各业皆可使用，例如：航空业、 航海业、
化工业、电子业、电镀业、食品业、医疗设备、人工牙齿、人工骨骼、发电厂、海水淡化系统、运动器材、
自行车零件、高尔夫球头、眼镜、钟表、计算机、厨具、艺品........都可看到钛金属之产品，
甚至行动电话外壳亦有用到。以Notebook领域来说,近来亦有应用设计于LCD cover 及Logic upper上作为
主体架构 .
1.1 表面处理( Surface Treatment )
金属表面处理(metal surface treatment)
金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面 ,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属 表面加工(metal surface finishing).
1.2 表面处理的目的 表面处理的目的可以分四大类:
(1) 美观(appearance).
(2) 防护(protection)
(3) 特殊表面性质(special surface properties)
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties)
1.3 表面处理之重要性
表面处理工业虽然不是工业之主流,但只有透过表面处理,制品的特性及价值才能
充份发挥出来.应用电镀(plating),阳极处理(anodizing),化成处理(convesion
coating),涂装(coating)等工业技术,达到防蚀,增进可焊性,润滑性,耐磨性,附着性
及钢材防止渗碳等的多项目的.所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过
程
1.4 表面处理技术之种类
表
_____ 机械法 __ 珠击法,切削,搪磨,喷砂,精磨,研磨,超加工.
面
_____ 冶金法 __ 表面硬化,(淬火,渗碳,氮化),扩散皮膜法.
形
_____ 化学法 __ 电解研磨,酸洗,化学研磨,酸蚀雕刻.
成
2.1前处理的意义: 一般前处理工程过程为,研磨.预备.洗净.水洗.电解.脱酯.水洗.
酸浸及活性化水.中和.水洗.电镀。
2.2 前处理的目的 :前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在制造、加
工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表
面上，若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀件品质，前处理占
很重要的地位。
2.3 前处理不良所造成之镀层缺陷 :
前处理不良所造成之镀层缺陷，有下列几项：(1)剥离，(2)气胀，(3)污点，(4)
光泽不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蚀性，(9)脆化。电镀之不良，前处
理占很大的原因。
2.4 去除氧化物及锈皮的方法 :基本方法有:1.喷砂除锈2.滚筒除锈,3.刷光除
锈,4.酸浸渍,5.盐浴除锈,6.碱剂除锈,7.酸洗。
2.5 净化的方法 :净化的方法有:1.碱剂洗净,2.溶剂洗净,3.乳化洗净,4.电解碱洗
净,5.酸洗净,6.蒸气脱脂,7.喷砂洗净,8.滚筒洗净,9.刷洗净,10.酸浸渍,11.电解酸
浸,12.盐浴去锈,13.碱剂去锈,14.超音波洗净,15.去漆,16.珠击法。
2.6 超音波洗净之原理及优点 :原理: 超音波洗净的作用,是以超过人类听觉声
频以上的波动在液体中传 导 ,当音波在洗净剂中传导,由于声波是一种纵波,纵
波推动介质的作用会使液体中压力变化而产生无数微小真空泡,称之为
象>.当气泡受压爆破时,会产生强大的冲击能,可将固着在对象死角内的污垢打散,
并增加洗净剂的洗净效果.由于超音波苹率高波长短,穿透力强,因此对有隐蔽细
缝或复杂结构的洗净物,可以达到完全洗净的惊人效果.
2.7 喷砂研磨洗净(abrasive blast cleaning) :
它是将研磨粒子以干式或液体方式喷射在工件表面上去除污物，锈皮等作调节
(conditjoning)表面以便做进一步之处理。其主要用在: (1)去除尘埃、锈皮、磨砂、
或漆 (2)粗化表面以便油漆及其它被覆处理
(3)去除毛边 (4)消光处理(matte surface treatment) (5)去除对象余料(flash) (6)
玻璃或陶瓷刻蚀 ,其它方法可分为干式喷射洗净(dry blast cleaning)及湿式喷射
洗净(wet blast cleaning)
2.8 干式喷射研磨洗净(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料为:
1.金属粒子(metallic grit) 2.金属珠(metallic shot) 3.砂粒(sand) 4.玻璃(glass) 5.
农产物(agricultural products)如胡桃壳、稻壳、木屑
主要用于:(1)去除精密工件之毛边(burrs) (2)消光表面处理(matle surface
treatment) (3)检查研磨、硬化之工件 (4)去除硬工件上之工件记号(tool marks)
(5)去除轻微锈皮 (6)电子零件及印刷电路板去除氧化物以备焊接 (7)去除焊接
锈皮(welding scale) .
2.9 湿式喷射研磨洗净研磨材料(Abrasives) :
有许多种类及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材
料有:1.有机物或农产物,如胡核桃,2.无机物如砂、石英、氧化铝等。
2.10 电解研磨:电解研磨是类似电镀,须直流电.电解液,但工作放在阳极,利用突
出金属部份电流集中,及凹处极化较大的作用将工件磨平,磨光,也使表面成钝化
更耐磨蚀.电解研磨去除很少量的金属表面,较深的刻痕记号及非金属杂质不能去
除.电解研磨优于机械研磨的是没有变形,没有刷痕 ,没有方向性,及能表现出真
实金属颜色.
2.11 抛光(buffing)的形式:(1)硬抛光(hard buffing) (2)色泽抛光(color buffing) (3)
接触抛光(contact buffing)
(4)抛光轮抛光Mush buffing.
抛光轮是用尼绒毛毡或是软质的鞣皮等剪成圆形,数板重叠起来缝合成车轮,上面
沾上刚石粉、金钢砂、氧化铁、氧化铬等研磨剂者,用此来研磨即系抛光轮加工.
滚筒研磨(barrel finishing) :
将铸造品、冲制品以及其它小型件与金属碎屑和研磨材混在一起,放进回转筒中,
经长时间的回转,由于互相撞击、磨擦等而行锤击、研削等作用,可以作去角、抛
光、表面切削等的加工.
3.1化成处理的种类 化成处理是用化学或电化学(electrochemical)处理金属表
面得到金属化合物(compound of the metal)的覆层(coating).其目的在改进耐蚀
性(corrosion protection)，涂装附着性(paint bonding)，金属着色(metal coloring)，
及化学研磨(chemical polishing)等作用.
化成处理的种类
1.铬酸盐处理(Chromate conversion coatings)
2.磷酸盐处理(Phosphate conversion coating)
3.金属着色(Coloring of metals)
4.化学研磨(Chemical polishing
1.铬酸盐处理(Chromate Conversion Coatings)
铬酸盐处理应用在镀锌(Zinc),镉(Cadmium),银(Silver),铜(Copper),黄铜(Brass),
锡(Tin)零件. 铝,锌压铸品(Zinc Die-cast) 热浸零件或其它金属合金也有被铬酸
盐处理的.一般采用简单没 (immersion)在铬酸盐水溶液中但也有用喷雾法
(spraying),刷洗法(brushing)或电解法(electrolytic method).
2.磷酸盐处理(Phospate Coatings)
磷酸盐处理是将金属基材(metal substrates)的表面转化成新的非金属
(non-metallic)及非导
电性(non-conductive)表面.
4.1 电镀之定义
电镀(electroplating)被定义为一种电沉积过程(electrodepos- ition
process)， 是利用电极(electrode)通过电流，使金属附着于 物体表面上， 其
目的是在改变物体表面之特性或尺寸。
4.1.1 电镀之目的
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。
例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗、提高 导电度、润滑性、强度、
耐热性、耐候性、热处理之防止渗碳、氮化 、尺寸错误或磨耗之另件之修补。
4.1.2 各种镀金的方法
电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating)
热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating)
塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating)
渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering)
真空蒸着镀金(vacuum plating) 合金电镀 (alloy plating)
复合电镀 (composite plating 局部电镀 (selective plating)
穿孔电镀 (through-hole plating) 笔电镀(pen plating)
电铸 (electroforming)
5.1.3 常用之各种电镀运用
镀镍、 镀铬、 镀锌、 镀镉 、镀锡 、 镀铜、镀银 、镀金、 合金电镀、 无
电解电镀
兹列举相关之运用及注意事项.
镀镍:镀镍一般可分为全光泽镍、半光泽镍、双重镍、三重镍、工程镍、犁地镍、
电镀镍及镀黑镍
全光泽镍、半光泽镍属装饰性镍镀浴 ,工程镍用于如防止腐蚀、硬度、耐磨及磁
性等
色泽:银白色,发黄 ,
镀锌:
色泽 :浅灰色的金属
SECC即为电镀锌钢板 .镀铬:
色泽 : 银白色，略带蓝色
易溶于塭酸及热浓硫酸 ,铬镀层耐热性佳,硬度高、耐磨性好、光反射性强,缺点
为太硬易脆、易脱落.
铬镀层具多孔性，所以对钢铁腐蚀性不很理想，所以一般先镀铜，再镀镍最后再
镀一层,铬才能达到防腐蚀
及装饰的目的.
铬电镀之种类:1.传统式铬酸镀铬。2.催化物铬酸镀铬。3.自动催化铬酸镀铬。4.
熙色铬箪镀。5.滚桶镀铬
6.多孔铬电镀 7.微裂铬电镀 8.无裂铬电镀
镀镉:
色泽: 灰白色
镉对人体有毒，食物之器具不能镀镉。
镀锡:
色泽: 银白色或灰色.
锡容易焊接,导电性良好,广泛应用在电器及电子需要焊接的零件上.无毒性,大量
用在与食品及饮料接触
之对象.SPTE即为电镀锡钢板 .镀铜:
色泽：玫瑰红色 .
导电性及导热性优良易氧化，尤其是加热更易氧化形成铜录.唯一可实用于锌铸
件电镀打底用.
镀银:
银是金属中导热及导电性最好的。
镀银可分装饰性镀银(decorative silver plating)及工程镀银(enginee-ring silver
plating)。
装饰性镀银应用于如手饰、刀、匙、叉。工业应用于电子工业上的电接头、半导
体组件
(semi-conductor components)、电达天线。机械工业上的如高负荷轴承
(heavy-duty bearings)防止擦粘
作用(galling)及粘蚀作用(seizing)、高热气的密封(sealing)。
合金电镀:
是得到较好的物理性质，较优的耐腐蚀性。美观性、磁性等、他能做热处里，他
能取代昂贵的金属.
无电解电镀 :
又称之为化学镀(chemical plating)或自身催化电镀(autocatalyticplating)。无电镀
是指于水溶液中之金属离子被在控制之环境下，予以化学还元，而不需电力镀在
基材(substrate)上。镀层非常均匀，也就是均一性.镀层孔率较少，其耐蚀性比电
镀为佳。密着性、耐磨性良好。
铝阳极处理:
其用途如下各项
1.耐腐蚀(corrosion resistance):金属的氧化物较金属更安定,所以更耐腐蚀.
2.涂装附着性(paint adhesion) :太空及军事零件规格.
3.电镀铝:铝经阳极处理后适合电镀,因铝阳极处理表面为不连续氧化铝层,含许
多孔,在磷酸镀浴中会形成.
导电性变成可电镀,而许多孔产生内锁反应(interlocking)镀层附着性加强.
4.装饰(decorative appearance):用不同铝合金,前处理,阳极处理系统可得非常耐
久的各种装饰性表面.
5.电绝缘(electrical insulation):阳极处理镀层绝缘性很好并可耐高温而不必改变,
应用在电容器
(capasitor)工业上.
6.照相底板(photographic substrates):阳极处理所形成的多孔表面,将感旋旋光
性物质(light-sensitive
materials)渗入孔中可得到如同照相底片(photographic film)
7.发射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace),电子(electronics)
及机械(machinery)
等光热应用上.
8.耐磨性(abrasion resistance),低温(-4~10℃)之硫酸电解液阳极处理可得非常
硬的阳极镀层
(hard anodic coating)具有耐磨特性,应用在齿轮(gears),活塞(pistons),叶片
(fanblade),燃料喷角
(fuel nozzles).
9.表面分析(surface analysis):铝基材在铬酸(chromic acid)做阳极处理可检测出
表面缺陷(surface flaw)
用来研究铝材料的冶金性质(metallurgical characteristics).
阳极处理镀层着色(colring Anodic Coating ):
着色方法有电解(Electrolytic procedure),有机染色(organic dyes),无机染色
(inorganic pigments)
及电镀金属(Electrolytically deposited metal)等方法.
封孔(sealing ):
封孔为阳极处理的后处理(postanodizing treatment) ,封孔是将镀层的孔(pores)
封住成为没有吸附性的表面
(nonabsorptive)或将一些物质渗入镀层孔内以改变或改进镀层特性封孔过程
(sealing process) 包挂溶解氧
化物(dissolution)及氢氧化物(hydroxide)再沉(reprecipitation)在孔内或将他的物
质沉积在孔内而形成具
有特性的致密表面.
冲压材料焊接铆合处理(1/3)
冲压材料结合方式一般分为焊接与铆合,兹概述如下:
铆合 :
A.利用金属本身之延展性,运用冲头冲孔抽引高度后再用冲床或铆合机与另件叠
合后铆接固定.
B.将铆钉套合于叠合之金属钣金件上,用冲床或铆合机铆接固定.
(1).铆钉型式材料 : 半中空铆钉、实心钉、 拉钉 开叉钉 企眼钉
双层钉
(2).铆钉材质 :超低碳钢、不锈钢、铝及合金、红黄铜，各种电镀与烤漆。(3).
铆钉后处理镀青铜 , 镀镍 , 镀锌 , 镀五彩 , 镀黑锌 , 镀红铜 , 镀古铜色 …
等
(4).铆钉头型 :大扁头 , 小扁头 , 圆头 , 皿头 , 平头 , 特殊头型 ... 等
冲压模具材料的介绍
1. SS41 (铁板)：无法热处理，材料较软，使用于非切断因面刀口处，如上模板、
下模板等等。
参考价格:18~20NT$/Kg .
2. S45C/S50C(中碳钢)：
( 1 ) 硬度：HB201 – 269度。 拉力：70KG/MM 平方以上。为标准之模板
材 .
( 2 ) 可热处理，但硬度较软，可到达HRC38 – 42度。含碳量减 0.05%时应增加热度10度。
(即S40C 830 – 880度)
( 3 ) 参考价格: 30NT$/Kg .
3. FC25 (铸铁)：
( 1 ) 原料经低周波电炉熔解调整成份后，进行连续铸造，故无一般翻砂件常见之缩孔气泡夹砂等缺陷。
( 2 ) 表面至中心组织均甚致密，故耐磨及耐油压性极佳。
( 3 ) 可做盐浴软氮化，及油、水淬火等处理。
( 4 ) 较泛用于汽车钣金模,目前已较少使用于Notebook之冲压模具上。 ( 5 ) 参考价格: 18NT$/Kg .
4. YK30 (碳素工具钢)：(SK-3)
( 1 ) 热处理钢板，硬度可达HRC50 – 55度。容易加工，兼具一般高碳钢之高硬度及耐磨性。
( 2 ) 价格较低，硬度中等，常用于滑动部份等需硬度与耐震磨耗性的导销、衬套、顶出销、回位销及折弯模。
( 3 ) 热处理后变形较大，材质较不稳定。参考价格:
( 4 ) 参考价格: 68~70NT$/Kg .
6. SKH51 (高速工具钢)：
( 1 ) 耐磨性大，材质稳定，硬度极佳。须妥善热处理，硬度可达HRC61 – 64
度。
( 3 ) 常使用于需要比SKD11较大韧性的细小冲头、深抽引、硬度较高之切断面刀口。
( 4 ) 参考价格: 800NT$/Kg .
7. 粉末高速钢(ASP)：使用于
( 1 ) 需要切口韧性, 需要切口尖锐, 需要强韧性、高降伏强度。
( 2 ) 需冲击低残留沃斯田铁，广泛使用在冲压成形冷段挤
压高耐冲击模具上。硬度可达HRC66 – 70度。
( 3 ) 参考价格: 1600NT$/Kg .
8.超硬合金钢：
超硬合金原是为了代替工业用钻石而开发的材料，具有非常高的硬度。主要材料是碳化钨(WC)等碳化物粉末，并使用钴基粉末让这些碳化物粉末结合在一起，再利用高温及高压烧结成形。
材质硬，价格极高，热处理硬度可达HRC70 – 75度，缺点易碎。参考价格: 2500 NT$/Kg .
机构设计注意要点
•注意要点：
•1 : 须满足功能之需求,承受SPEC之测试条件.符合设计原理 以及基本规范 . •2: 须针对客户之不同属性以及特殊要求与偏好,而做周详之考虑.
•3: 须考虑过QIL之范例并适当地融合于设计中.多参考成功之范例.
•4: 综合各项需求考虑(功能、产品定位、强度、重量、价格、可靠度、制程难易、材料特性) ,
• 慎选材料,评估风险以及做好主计划与备份计划.
•5: 基本之设计原则:
• A. 渐变、倒角、圆角是否已考虑,以避免缺口效应造成应力集中.是否有不易制作或容易折损之
• 细部.
• B. 须考虑Operator于制程上易触摸到区域,线路走线之范围,须指定毛边方向以及倒毛边压平之区域,
• 避免割伤人手及造成短路.
• C. 结构强度与重量、价格上平衡考虑,在作为主架构之bracket应尽可能设计抽引,突条,补强刚性.
• 在空间不足,重量考虑下,亦可设计转接架构,将异种材质结合以取其个别之优点.• 例如 : LCD Bracket :
• (a).转轴相邻区域,结构刚性必须良好,否则易因受往覆挠屈而造成金属疲劳剪断或与其锁定之
• boss断裂.建议采用SUS 304 3/4H(较不适合深抽)以上或 SK7热处理材料贴附或直接作为结构再
• 转接长支架. 设计上应使应力作用于Bracket而非LCD Cover上为宜. • (SUS 304 1/2H以下材料较易抽引,但强度较弱,刚性较低,使用上须注意该应力之截面受力).
• (b).长支架 :要注意尺寸之精度,折角是否正确,设计成转接型式者,须注意铆合 处之强度 .• D. 须设计定位方式:突点,定位孔,压印线(贴附如Mylar类附
件).
• F. 须考虑EMI/ESD及UL之需求并避免产生短路之危险,贴附适当材料(如Mylar、Kapton 、铝箔、
• Emi Gasket).
•G. 金属钣金件结合方式之考虑:
• (a).钣金件间一体性结合:
• 异种金属:抽引铆合 同类金属:抽引铆合 、点焊 .
•. (b).可分解性结合:
• 锁定需求 : 直接工牙(厚钣)、 抽引工牙(0.6MM以上为宜)、打铆钉后锁定.
• 设计扣合结构 :于钣金件上设计矛勾或于朔件上设计卡勾、热融
pin,boss ,将配件扣住、
• 铆住.建议在可分解性结合设计上尽可能用卡勾扣合(尤其是边缘区域更为有利),可使整体结
• 构节一体化并减少螺丝之使用.
• . 考虑设计间隙大小.尤其是活件以及须承受压力测试之区段.
• 例如: 固定件:0.1~0.15mm/each side 活动
件:0.35~0.4mm/each side
• 压力测试:>6mm(from cavity side to Drive when 20kg on palm-rest) • >1mm gap(from frame to HDD ,when 5kg on KB)
• 7.考虑是否可共同其它机种之设计,或有无多余或不必要之零件,是否可合并以降低零件数目,
• 零件制作及组装成本.
• 8.同一方向所使用螺丝型式长度是否尽量简化统一?组装之制程便利性是否考虑?• 9.维修性:拆装性是否良好?是否易导致零配件损坏.?
•10.是否考虑到组装件之公差与配合之normal and worse case ? 并且作公差分析.
•11.尺寸与公差标示是否合理? Process/Critical Dimension 是否合理 ? 是否阶段性检讨确认?
• 备注栏标内容是否正确而完整 ? CTF drawing 标示是否正确 ?
•12.模型检讨及模具开模方式,模具品是否检讨确实 ?找出问题点并加以修正.
冲 压 件 设 计 概 念
1.冲压材料的认识 .
2.材料表面处理 .
3.冲压材料焊接铆合处理 .
4.冲压模具结构简介.
5..冲压模具材料的介绍 .
6..冲压加工费用参考表 .
7.机构设计注意要点 .
8.机构设计实务 .
9.机构设计范例 .
10.Q & A .
冲压材料的认识 (1/6)
•1. SPCC (冷轧钢板)：冷轧钢品是以酸洗后的热轧钢卷，于冷轧工场常温轧延至0.30－3.20mm后，
经电解清洗、退火及调质等过程制造而成。冷轧钢品因厚度薄、尺寸精确、表面粗
糙度分级多，容易涂漆及电镀、且机械性质及加工性良好，易于冲压制成各种产品，故用途非常广泛，举凡汽车车体、电子零件、家电用品、钢制家俱、容器等，均需大量使用冷轧钢品做为加工材料。
该产品依用途别可区分为下列三类：
1.一般品质：SPCC ,适用于加工程度较低的产品，例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。
2.冲压品质：SPCD ,具较佳加工成型性，适用于一般品质无法胜任的冲压
及高度成型之零组件。
3.深冲品质：SPCE ,具有更佳的加工成型性，适用于冲压品质无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。
因表面须电镀，因环保问题，现今计算机业界已较少人使用。参考价格:
16NT$/Kg--0.6T .
2. SECC(镀锌钢板)：电镀锌钢卷底材为一般的冷轧钢卷，在连续电镀锌产线经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理之制程后，即成为电镀锌产品，此产品特性不但具有一般冷轧钢片的机械性质及近似的加工性，且具有优越的耐蚀性及装饰性外观；在电子产品、家电及家具的市场上具有很大的竞争性及取代性。参考价格: 21NT$/Kg--0.6T
该产品依用途别可区分为下列三类：
1.一般品质：SECC,适用于加工程度较低的产品例如供作弯曲、浅度冲压成型及焊接等加工之零组件。
2.冲压品质：SECD ,具较佳加工成型性，适用于一般品质无法胜任的冲压及高度成型之零组件。
3.深冲品质：SECE(N) ,具有更佳的加工成型性，适用于冲压品质无法胜任，须高度成型或具时效性要求的特殊零组件加工。
4. 近来大量用在通讯、PC 产品，取代SPCC，唯一缺点，切断面及折痕容易生锈。
3. SPTE(马口铁)：是一种超薄冷轧的低碳钢片，主要用途是供应制罐业所使用的镀锡、镀铬铁皮的原板。导电性强，外观佳，因成本考虑有些来取代SUS，非磁性材料，但冲压加工次数越多，磁性越强。在Notebook上常用于EMI
shielding pan ,非需高强度结构之bracket ,plate .
该产品依用途别可区分为下列三类：参考价格: 34NT$/Kg --0.1T
一次轧延 : T1 ~ T5 材质，T1软→T5硬
二次轧延 : DR8~DR10 材质，DR8软→DR10硬
表面处理/
符号区分特征
B 光面处理 在具有细纹光滑表面之底片上，将锡层施以熔融之光泽表面。 R 粗面处理 在具有一定方向的磨刀石纹表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。
S 银面处理 在具有较粗雾状无光泽表面之底片上，将锡层施以熔融处理之光泽表面。
M 钝面处理 通常在无光泽表面之底片上锡后，不经熔融处理之光泽表面。
4. 洋白铜片(镍铜合金) Nickel Silver Alloy
洋白铜合金系指含铜50～70%、镍15～35%等成份所组成合金的总称、其材质有优异的韧性、而且有亮丽的银白色和稳定性适用于眼镜框、代币、高级材料和电气材料。
参考价格: 350NT$/Kg--0.2T, 280NT$/Kg--0.3/0.4T, 190NT$/Kg--0.5以上 特性: 韧性高、强度高、稳定性高、富有弹性、银白色泽
机械性质:
机 械 性 能 物 性 规 范
合金种类 合金别代号 质别 TS(Kg/mm2) EL% Hv
C7451 R O 33.0～40.0 20以上 100以下
1/4H 40.0～43.0 10以上 100～120
1/2H 43.0～48.0 5以上 120～140
H
5. 磷青铜片(PBS )PHOSPHOR BRONZE SPRING： 磷青铜系由青铜(铜锡合金)添加脱氧剂，磷(P)含量0.03～0.35%及其它微量元素如Fe、Zn等组成 。延展性、耐疲劳性均佳，可用于电气及机械材料，且耐蚀性，材料可靠度高于一般铜合金制品
，以连续熔解铸造(板片、铜卷)方式制成，具高度之材质均匀性。导电性佳、弹性高、富耐磨耗
；是电气开关、端子等应用之弹片及导电材料，但没有不锈钢之强度。外观须电镀。故目前在
Notebook 用于EMI之需求 .参考价格: 195NT$/Kg --0.1T.
C5111： 锡含量４％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。
C5102： 锡含量５％，强度佳，耐蚀性好，加工性优良，可用于高性能电气用精密材料。
C5191： 锡含量6%，电机材料，接着端子，IC组件等均可使用，高强硬度特质。
C5212： 锡含量8%，有良好的强度特性，用于电气材料。
C5210： 锡含量8%，耐疲劳及弹性特性佳，最适用于高性能电子连接
6.铍铜片(BECU) BERYLLIUM CU： 高导电、高弹性 , 是所有铜合金中硬度及
强度最佳者;
最适用于高温、大电流之开关零件上 , 属时效硬化材. 是微动开关、各种高级端子、继电器等
精密弹片用材料.特性与 PBS 相似，但热处理后，可得更好的硬度与弹性，外观须电镀，但成本高
。故目前在Notebook 已尽可能少使用,惟用于EMI之需求,有时尚难避免. 参考价格: 1405NT$/Kg --0.1T, 1105NT$/Kg --0.15T C17000 成份：铍
1.60 – 1.79 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铜余量,此为高强度合金 C17200 成份：铍 1.80 – 2.0 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铜余量,此为高强度合金 C17300 成份：铍 1.80 – 2.0 % 钴+镍 0.20 %最低 钴+镍+铁 0.6%最高铅0.2 –0.6 % 铜 余量,
此为高强度合金
C17510 成份：铍 0.2 – 0.6 % 镍 1.4 – 2.2 % 铜 余量此为高传导合金 ，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40 –60%,
C17500 成份：铍 0.4 – 0.7 % 钴 2.4 – 2.7 % 铜 余量,此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，
其导电及导热率为纯铜的40 –60%,
C17410 成份：铍 0.15 – 0.50 % 钴 0.35– 0.60 % 铜 余量
此为高传导合金，屈服强度98kg/m㎡，其导电及导热率为纯铜的40 –60 275C : 此为铸造用铍铜。
7. SUS304(不锈钢)：用途最多之不锈钢种，因含有 Ni 故比 Cr 钢较富耐蚀性耐热性，且具低温强度，故机械特性非常好，加工硬化性非常大，加热处理不硬化，非磁性，强度佳，较没弹性，常使用厚度 0.4T ~ 1.0T之间。故目前在Notebook常被广泛运用在需结构强度之Bracket ,运用上必须
指定级数,以期达到设计之需求.一般最好取3/4H为宜.若是须引伸抽型,若运用于LCD bracket ,一般最好取1/2H为宜. 参考价格: 98NT$/Kg --0.5T ,
130NT$/Kg--0.3T , 195NT$/Kg--0.2T .
8. SUS301(不锈钢)：Cr (铬) 成分比 SUS304 低，耐蚀性较差，但冷间加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途广大，因弹性佳，故目前在Notebook常被广泛运用在防EMI上，做弹性接触部份，但常用厚度在 0.4T ~ 0.07T 之间。运用上必须指定级数,以期达到设计之需求(例如弹力,强度).并须注意301材料有金属结晶性方向性,越高级数者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及侧壁裂纹. 参考价格: 142NT$/Kg --0.5T , 183NT$/Kg--0.3T , 180NT$/Kg--0.2T . 285NT$/Kg --0.1T .
SUS 301 与 SUS 304 材质硬度比较
SUS 301 H 材质
硬度
硬度 硬度 硬度
SUS 301 H HV 480°±20° SUS 304 H HV 380°±20° SUS 430 HV 200°
SUS 301 3/4H HV 380°±20° SUS 304 3/4H HV 300°±20°
SUS 301 1/2H HV 300°±20° SUS 304 1/2H HV 260°±20° SUS 304 HV200°±20°
材质性能
SUS 301 :
抽伸.
不适合用弹性用途,含碳量低硬度低(软).
材料含杂质较多(不纯),导致硬度不稳定.
1.若两着硬度接近 如(SUS
适合用弹性用途,含碳量高,硬度高,不易弹性疲乏.延展性不好,不易SUS 304 : SUS 430 : 备注: 301 3/4H跟SUS 304 H) 虽然硬度相同,但是用在弹性的产品上
SUS 304 H 较易产生弹性疲乏.
2.材料厚度影响硬度公差(越厚公差越大).
9. AL1050(铝合金)：材料含铝较纯，材质轻，散热好， 材质不易加工，强度相对比较低，具有优良之
成形性、熔接性、耐蚀性。故目前在Notebook上常用于散热片等不须重负荷处. 参考价格: 92~95NT$/Kg --0.5T.
型号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al AL1100 (Si+Fe)≦0.95 0.05-0.2 0.05 - - 0.10 - 99.0min
10. AL5052(铝合金)：散热好、材料较硬、强度强，成形性、熔接性、耐蚀性良好,但材质不易加工。
目前广泛用于笔记型计算机代替马口铁, 取其质轻散热性佳且强度较一般铝材料为佳. 可设计运用于Shielding plate , I/O bracket , Module drive 之 bracket .参考价格: 96NT$/Kg--0.5T .
型号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al A5052 0.25 0.40 0.10 0.10 2.2-2.8 0.15-0.35 0.10 - 其余
11.碳素工具钢 SK3、SK5、SK7: 为碳含量0.6%以上的高碳钢，淬火硬度是SK3、SK5为HrC50~60，SK7为
HrC5O~55，耐摩耗性良好，为较便宜的工具钢，用于滑动部份等需要硬度和耐摩耗性的导销、导套、顶出销、复归销等。热处理后强度,刚性,回复较 SUS 301 H 尤佳,故目前在Notebook常用于需补强之结构区域(如支架)及需高弹力之部品(如夹扣件及弹片,弹簧销),但其区缺点是经热处理后易翻翘变型且硬脆, 在运用上须注意 .参考价格: 45NT$/Kg --0.5T.含碳量,抗拉强度及刚性 :
SK3>SK5>SK7
12. Tic grade / HRB70 / HRC36 Titanium :参考价格: 1600NT$/Kg . (优点)
质轻－比重仅4.52(不锈钢为7.93)。
抗高温－融点高达1668℃，且散热快。
耐腐蚀－不受酸碱，物质腐蚀，可永久保存。
强韧、耐磨－纯钛表面硬度高、韧性强不易刮痕、磨损。
人体亲和性－对人体的皮肤较不易引起过敏，且色泽温和不刺眼，具有抗菌性、形状记忆性、完全无磁性、
永不生锈。
(缺点)
活性高－二次加工时会发生不易脱离模具现象。
尤其在钛金属成份不纯、有杂质时，更容易发生。
(钛之应用)
钛最早应用于航天工业上，由于钛的特性(优点)多，使各行各业皆可使用，例如：航空业、 航海业、
化工业、电子业、电镀业、食品业、医疗设备、人工牙齿、人工骨骼、发电厂、海水淡化系统、运动器材、
自行车零件、高尔夫球头、眼镜、钟表、计算机、厨具、艺品........都可看到钛金属之产品，
甚至行动电话外壳亦有用到。以Notebook领域来说,近来亦有应用设计于LCD cover 及Logic upper上作为
主体架构 .
12. Tic grade / HRB70 / HRC36 Titanium :参考价格: 1600NT$/Kg . (优点)
质轻－比重仅4.52(不锈钢为7.93)。
抗高温－融点高达1668℃，且散热快。
耐腐蚀－不受酸碱，物质腐蚀，可永久保存。
强韧、耐磨－纯钛表面硬度高、韧性强不易刮痕、磨损。
人体亲和性－对人体的皮肤较不易引起过敏，且色泽温和不刺眼，具有抗菌性、形状记忆性、完全无磁性、
永不生锈。
(缺点)
活性高－二次加工时会发生不易脱离模具现象。
尤其在钛金属成份不纯、有杂质时，更容易发生。
(钛之应用)
钛最早应用于航天工业上，由于钛的特性(优点)多，使各行各业皆可使用，例如：航空业、 航海业、
化工业、电子业、电镀业、食品业、医疗设备、人工牙齿、人工骨骼、发电厂、海水淡化系统、运动器材、
自行车零件、高尔夫球头、眼镜、钟表、计算机、厨具、艺品........都可看到钛金属之产品，
甚至行动电话外壳亦有用到。以Notebook领域来说,近来亦有应用设计于LCD cover 及Logic upper上作为
主体架构 .
1.1 表面处理( Surface Treatment )
金属表面处理(metal surface treatment)
金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面 ,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属 表面加工(metal surface finishing).
1.2 表面处理的目的 表面处理的目的可以分四大类:
(1) 美观(appearance).
(2) 防护(protection)
(3) 特殊表面性质(special surface properties)
(4) 机械或工程性质(mechanical or engineering properties)
1.3 表面处理之重要性
表面处理工业虽然不是工业之主流,但只有透过表面处理,制品的特性及价值才能
充份发挥出来.应用电镀(plating),阳极处理(anodizing),化成处理(convesion
coating),涂装(coating)等工业技术,达到防蚀,增进可焊性,润滑性,耐磨性,附着性
及钢材防止渗碳等的多项目的.所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过
程
1.4 表面处理技术之种类
表
_____ 机械法 __ 珠击法,切削,搪磨,喷砂,精磨,研磨,超加工.
面
_____ 冶金法 __ 表面硬化,(淬火,渗碳,氮化),扩散皮膜法.
形
_____ 化学法 __ 电解研磨,酸洗,化学研磨,酸蚀雕刻.
成
2.1前处理的意义: 一般前处理工程过程为,研磨.预备.洗净.水洗.电解.脱酯.水洗.
酸浸及活性化水.中和.水洗.电镀。
2.2 前处理的目的 :前处理的目的是为了得到良好的镀层，由于镀件在制造、加
工搬运、保存期间会有油酯、氧化物锈皮、氢氧化物、灰尘等污物附着于镀件表
面上，若不去除这些污物而进行电镀将得不到良好的镀层。镀件品质，前处理占
很重要的地位。
2.3 前处理不良所造成之镀层缺陷 :
前处理不良所造成之镀层缺陷，有下列几项：(1)剥离，(2)气胀，(3)污点，(4)
光泽不均，(5)凹凸不平，(7)小孔 (8)降低耐蚀性，(9)脆化。电镀之不良，前处
理占很大的原因。
2.4 去除氧化物及锈皮的方法 :基本方法有:1.喷砂除锈2.滚筒除锈,3.刷光除
锈,4.酸浸渍,5.盐浴除锈,6.碱剂除锈,7.酸洗。
2.5 净化的方法 :净化的方法有:1.碱剂洗净,2.溶剂洗净,3.乳化洗净,4.电解碱洗
净,5.酸洗净,6.蒸气脱脂,7.喷砂洗净,8.滚筒洗净,9.刷洗净,10.酸浸渍,11.电解酸
浸,12.盐浴去锈,13.碱剂去锈,14.超音波洗净,15.去漆,16.珠击法。
2.6 超音波洗净之原理及优点 :原理: 超音波洗净的作用,是以超过人类听觉声
频以上的波动在液体中传 导 ,当音波在洗净剂中传导,由于声波是一种纵波,纵
波推动介质的作用会使液体中压力变化而产生无数微小真空泡,称之为
象>.当气泡受压爆破时,会产生强大的冲击能,可将固着在对象死角内的污垢打散,
并增加洗净剂的洗净效果.由于超音波苹率高波长短,穿透力强,因此对有隐蔽细
缝或复杂结构的洗净物,可以达到完全洗净的惊人效果.
2.7 喷砂研磨洗净(abrasive blast cleaning) :
它是将研磨粒子以干式或液体方式喷射在工件表面上去除污物，锈皮等作调节
(conditjoning)表面以便做进一步之处理。其主要用在: (1)去除尘埃、锈皮、磨砂、
或漆 (2)粗化表面以便油漆及其它被覆处理
(3)去除毛边 (4)消光处理(matte surface treatment) (5)去除对象余料(flash) (6)
玻璃或陶瓷刻蚀 ,其它方法可分为干式喷射洗净(dry blast cleaning)及湿式喷射
洗净(wet blast cleaning)
2.8 干式喷射研磨洗净(dry blast cleaning)的研磨材料
其使用研磨材料为:
1.金属粒子(metallic grit) 2.金属珠(metallic shot) 3.砂粒(sand) 4.玻璃(glass) 5.
农产物(agricultural products)如胡桃壳、稻壳、木屑
主要用于:(1)去除精密工件之毛边(burrs) (2)消光表面处理(matle surface
treatment) (3)检查研磨、硬化之工件 (4)去除硬工件上之工件记号(tool marks)
(5)去除轻微锈皮 (6)电子零件及印刷电路板去除氧化物以备焊接 (7)去除焊接
锈皮(welding scale) .
2.9 湿式喷射研磨洗净研磨材料(Abrasives) :
有许多种类及尺寸的研磨材料被使用，尺寸由20-mesh到500-mesh,研磨的材
料有:1.有机物或农产物,如胡核桃,2.无机物如砂、石英、氧化铝等。
2.10 电解研磨:电解研磨是类似电镀,须直流电.电解液,但工作放在阳极,利用突
出金属部份电流集中,及凹处极化较大的作用将工件磨平,磨光,也使表面成钝化
更耐磨蚀.电解研磨去除很少量的金属表面,较深的刻痕记号及非金属杂质不能去
除.电解研磨优于机械研磨的是没有变形,没有刷痕 ,没有方向性,及能表现出真
实金属颜色.
2.11 抛光(buffing)的形式:(1)硬抛光(hard buffing) (2)色泽抛光(color buffing) (3)
接触抛光(contact buffing)
(4)抛光轮抛光Mush buffing.
抛光轮是用尼绒毛毡或是软质的鞣皮等剪成圆形,数板重叠起来缝合成车轮,上面
沾上刚石粉、金钢砂、氧化铁、氧化铬等研磨剂者,用此来研磨即系抛光轮加工.
滚筒研磨(barrel finishing) :
将铸造品、冲制品以及其它小型件与金属碎屑和研磨材混在一起,放进回转筒中,
经长时间的回转,由于互相撞击、磨擦等而行锤击、研削等作用,可以作去角、抛
光、表面切削等的加工.
3.1化成处理的种类 化成处理是用化学或电化学(electrochemical)处理金属表
面得到金属化合物(compound of the metal)的覆层(coating).其目的在改进耐蚀
性(corrosion protection)，涂装附着性(paint bonding)，金属着色(metal coloring)，
及化学研磨(chemical polishing)等作用.
化成处理的种类
1.铬酸盐处理(Chromate conversion coatings)
2.磷酸盐处理(Phosphate conversion coating)
3.金属着色(Coloring of metals)
4.化学研磨(Chemical polishing
1.铬酸盐处理(Chromate Conversion Coatings)
铬酸盐处理应用在镀锌(Zinc),镉(Cadmium),银(Silver),铜(Copper),黄铜(Brass),
锡(Tin)零件. 铝,锌压铸品(Zinc Die-cast) 热浸零件或其它金属合金也有被铬酸
盐处理的.一般采用简单没 (immersion)在铬酸盐水溶液中但也有用喷雾法
(spraying),刷洗法(brushing)或电解法(electrolytic method).
2.磷酸盐处理(Phospate Coatings)
磷酸盐处理是将金属基材(metal substrates)的表面转化成新的非金属
(non-metallic)及非导
电性(non-conductive)表面.
4.1 电镀之定义
电镀(electroplating)被定义为一种电沉积过程(electrodepos- ition
process)， 是利用电极(electrode)通过电流，使金属附着于 物体表面上， 其
目的是在改变物体表面之特性或尺寸。
4.1.1 电镀之目的
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit)，改变基材表面性质或尺寸。
例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗、提高 导电度、润滑性、强度、
耐热性、耐候性、热处理之防止渗碳、氮化 、尺寸错误或磨耗之另件之修补。
4.1.2 各种镀金的方法
电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating)
热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating)
塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating)
渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering)
真空蒸着镀金(vacuum plating) 合金电镀 (alloy plating)
复合电镀 (composite plating 局部电镀 (selective plating)
穿孔电镀 (through-hole plating) 笔电镀(pen plating)
电铸 (electroforming)
5.1.3 常用之各种电镀运用
镀镍、 镀铬、 镀锌、 镀镉 、镀锡 、 镀铜、镀银 、镀金、 合金电镀、 无
电解电镀
兹列举相关之运用及注意事项.
镀镍:镀镍一般可分为全光泽镍、半光泽镍、双重镍、三重镍、工程镍、犁地镍、
电镀镍及镀黑镍
全光泽镍、半光泽镍属装饰性镍镀浴 ,工程镍用于如防止腐蚀、硬度、耐磨及磁
性等
色泽:银白色,发黄 ,
镀锌:
色泽 :浅灰色的金属
SECC即为电镀锌钢板 .镀铬:
色泽 : 银白色，略带蓝色
易溶于塭酸及热浓硫酸 ,铬镀层耐热性佳,硬度高、耐磨性好、光反射性强,缺点
为太硬易脆、易脱落.
铬镀层具多孔性，所以对钢铁腐蚀性不很理想，所以一般先镀铜，再镀镍最后再
镀一层,铬才能达到防腐蚀
及装饰的目的.
铬电镀之种类:1.传统式铬酸镀铬。2.催化物铬酸镀铬。3.自动催化铬酸镀铬。4.
熙色铬箪镀。5.滚桶镀铬
6.多孔铬电镀 7.微裂铬电镀 8.无裂铬电镀
镀镉:
色泽: 灰白色
镉对人体有毒，食物之器具不能镀镉。
镀锡:
色泽: 银白色或灰色.
锡容易焊接,导电性良好,广泛应用在电器及电子需要焊接的零件上.无毒性,大量
用在与食品及饮料接触
之对象.SPTE即为电镀锡钢板 .镀铜:
色泽：玫瑰红色 .
导电性及导热性优良易氧化，尤其是加热更易氧化形成铜录.唯一可实用于锌铸
件电镀打底用.
镀银:
银是金属中导热及导电性最好的。
镀银可分装饰性镀银(decorative silver plating)及工程镀银(enginee-ring silver
plating)。
装饰性镀银应用于如手饰、刀、匙、叉。工业应用于电子工业上的电接头、半导
体组件
(semi-conductor components)、电达天线。机械工业上的如高负荷轴承
(heavy-duty bearings)防止擦粘
作用(galling)及粘蚀作用(seizing)、高热气的密封(sealing)。
合金电镀:
是得到较好的物理性质，较优的耐腐蚀性。美观性、磁性等、他能做热处里，他
能取代昂贵的金属.
无电解电镀 :
又称之为化学镀(chemical plating)或自身催化电镀(autocatalyticplating)。无电镀
是指于水溶液中之金属离子被在控制之环境下，予以化学还元，而不需电力镀在
基材(substrate)上。镀层非常均匀，也就是均一性.镀层孔率较少，其耐蚀性比电
镀为佳。密着性、耐磨性良好。
铝阳极处理:
其用途如下各项
1.耐腐蚀(corrosion resistance):金属的氧化物较金属更安定,所以更耐腐蚀.
2.涂装附着性(paint adhesion) :太空及军事零件规格.
3.电镀铝:铝经阳极处理后适合电镀,因铝阳极处理表面为不连续氧化铝层,含许
多孔,在磷酸镀浴中会形成.
导电性变成可电镀,而许多孔产生内锁反应(interlocking)镀层附着性加强.
4.装饰(decorative appearance):用不同铝合金,前处理,阳极处理系统可得非常耐
久的各种装饰性表面.
5.电绝缘(electrical insulation):阳极处理镀层绝缘性很好并可耐高温而不必改变,
应用在电容器
(capasitor)工业上.
6.照相底板(photographic substrates):阳极处理所形成的多孔表面,将感旋旋光
性物质(light-sensitive
materials)渗入孔中可得到如同照相底片(photographic film)
7.发射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace),电子(electronics)
及机械(machinery)
等光热应用上.
8.耐磨性(abrasion resistance),低温(-4~10℃)之硫酸电解液阳极处理可得非常
硬的阳极镀层
(hard anodic coating)具有耐磨特性,应用在齿轮(gears),活塞(pistons),叶片
(fanblade),燃料喷角
(fuel nozzles).
9.表面分析(surface analysis):铝基材在铬酸(chromic acid)做阳极处理可检测出
表面缺陷(surface flaw)
用来研究铝材料的冶金性质(metallurgical characteristics).
阳极处理镀层着色(colring Anodic Coating ):
着色方法有电解(Electrolytic procedure),有机染色(organic dyes),无机染色
(inorganic pigments)
及电镀金属(Electrolytically deposited metal)等方法.
封孔(sealing ):
封孔为阳极处理的后处理(postanodizing treatment) ,封孔是将镀层的孔(pores)
封住成为没有吸附性的表面
(nonabsorptive)或将一些物质渗入镀层孔内以改变或改进镀层特性封孔过程
(sealing process) 包挂溶解氧
化物(dissolution)及氢氧化物(hydroxide)再沉(reprecipitation)在孔内或将他的物
质沉积在孔内而形成具
有特性的致密表面.
冲压材料焊接铆合处理(1/3)
冲压材料结合方式一般分为焊接与铆合,兹概述如下:
铆合 :
A.利用金属本身之延展性,运用冲头冲孔抽引高度后再用冲床或铆合机与另件叠
合后铆接固定.
B.将铆钉套合于叠合之金属钣金件上,用冲床或铆合机铆接固定.
(1).铆钉型式材料 : 半中空铆钉、实心钉、 拉钉 开叉钉 企眼钉
双层钉
(2).铆钉材质 :超低碳钢、不锈钢、铝及合金、红黄铜，各种电镀与烤漆。(3).
铆钉后处理镀青铜 , 镀镍 , 镀锌 , 镀五彩 , 镀黑锌 , 镀红铜 , 镀古铜色 …
等
(4).铆钉头型 :大扁头 , 小扁头 , 圆头 , 皿头 , 平头 , 特殊头型 ... 等
冲压模具材料的介绍
1. SS41 (铁板)：无法热处理，材料较软，使用于非切断因面刀口处，如上模板、
下模板等等。
参考价格:18~20NT$/Kg .
2. S45C/S50C(中碳钢)：
( 1 ) 硬度：HB201 – 269度。 拉力：70KG/MM 平方以上。为标准之模板
材 .
( 2 ) 可热处理，但硬度较软，可到达HRC38 – 42度。含碳量减 0.05%时应增加热度10度。
(即S40C 830 – 880度)
( 3 ) 参考价格: 30NT$/Kg .
3. FC25 (铸铁)：
( 1 ) 原料经低周波电炉熔解调整成份后，进行连续铸造，故无一般翻砂件常见之缩孔气泡夹砂等缺陷。
( 2 ) 表面至中心组织均甚致密，故耐磨及耐油压性极佳。
( 3 ) 可做盐浴软氮化，及油、水淬火等处理。
( 4 ) 较泛用于汽车钣金模,目前已较少使用于Notebook之冲压模具上。 ( 5 ) 参考价格: 18NT$/Kg .
4. YK30 (碳素工具钢)：(SK-3)
( 1 ) 热处理钢板，硬度可达HRC50 – 55度。容易加工，兼具一般高碳钢之高硬度及耐磨性。
( 2 ) 价格较低，硬度中等，常用于滑动部份等需硬度与耐震磨耗性的导销、衬套、顶出销、回位销及折弯模。
( 3 ) 热处理后变形较大，材质较不稳定。参考价格:
( 4 ) 参考价格: 68~70NT$/Kg .
6. SKH51 (高速工具钢)：
( 1 ) 耐磨性大，材质稳定，硬度极佳。须妥善热处理，硬度可达HRC61 – 64
度。
( 3 ) 常使用于需要比SKD11较大韧性的细小冲头、深抽引、硬度较高之切断面刀口。
( 4 ) 参考价格: 800NT$/Kg .
7. 粉末高速钢(ASP)：使用于
( 1 ) 需要切口韧性, 需要切口尖锐, 需要强韧性、高降伏强度。
( 2 ) 需冲击低残留沃斯田铁，广泛使用在冲压成形冷段挤
压高耐冲击模具上。硬度可达HRC66 – 70度。
( 3 ) 参考价格: 1600NT$/Kg .
8.超硬合金钢：
超硬合金原是为了代替工业用钻石而开发的材料，具有非常高的硬度。主要材料是碳化钨(WC)等碳化物粉末，并使用钴基粉末让这些碳化物粉末结合在一起，再利用高温及高压烧结成形。
材质硬，价格极高，热处理硬度可达HRC70 – 75度，缺点易碎。参考价格: 2500 NT$/Kg .
机构设计注意要点
•注意要点：
•1 : 须满足功能之需求,承受SPEC之测试条件.符合设计原理 以及基本规范 . •2: 须针对客户之不同属性以及特殊要求与偏好,而做周详之考虑.
•3: 须考虑过QIL之范例并适当地融合于设计中.多参考成功之范例.
•4: 综合各项需求考虑(功能、产品定位、强度、重量、价格、可靠度、制程难易、材料特性) ,
• 慎选材料,评估风险以及做好主计划与备份计划.
•5: 基本之设计原则:
• A. 渐变、倒角、圆角是否已考虑,以避免缺口效应造成应力集中.是否有不易制作或容易折损之
• 细部.
• B. 须考虑Operator于制程上易触摸到区域,线路走线之范围,须指定毛边方向以及倒毛边压平之区域,
• 避免割伤人手及造成短路.
• C. 结构强度与重量、价格上平衡考虑,在作为主架构之bracket应尽可能设计抽引,突条,补强刚性.
• 在空间不足,重量考虑下,亦可设计转接架构,将异种材质结合以取其个别之优点.• 例如 : LCD Bracket :
• (a).转轴相邻区域,结构刚性必须良好,否则易因受往覆挠屈而造成金属疲劳剪断或与其锁定之
• boss断裂.建议采用SUS 304 3/4H(较不适合深抽)以上或 SK7热处理材料贴附或直接作为结构再
• 转接长支架. 设计上应使应力作用于Bracket而非LCD Cover上为宜. • (SUS 304 1/2H以下材料较易抽引,但强度较弱,刚性较低,使用上须注意该应力之截面受力).
• (b).长支架 :要注意尺寸之精度,折角是否正确,设计成转接型式者,须注意铆合 处之强度 .• D. 须设计定位方式:突点,定位孔,压印线(贴附如Mylar类附
件).
• F. 须考虑EMI/ESD及UL之需求并避免产生短路之危险,贴附适当材料(如Mylar、Kapton 、铝箔、
• Emi Gasket).
•G. 金属钣金件结合方式之考虑:
• (a).钣金件间一体性结合:
• 异种金属:抽引铆合 同类金属:抽引铆合 、点焊 .
•. (b).可分解性结合:
• 锁定需求 : 直接工牙(厚钣)、 抽引工牙(0.6MM以上为宜)、打铆钉后锁定.
• 设计扣合结构 :于钣金件上设计矛勾或于朔件上设计卡勾、热融
pin,boss ,将配件扣住、
• 铆住.建议在可分解性结合设计上尽可能用卡勾扣合(尤其是边缘区域更为有利),可使整体结
• 构节一体化并减少螺丝之使用.
• . 考虑设计间隙大小.尤其是活件以及须承受压力测试之区段.
• 例如: 固定件:0.1~0.15mm/each side 活动
件:0.35~0.4mm/each side
• 压力测试:>6mm(from cavity side to Drive when 20kg on palm-rest) • >1mm gap(from frame to HDD ,when 5kg on KB)
• 7.考虑是否可共同其它机种之设计,或有无多余或不必要之零件,是否可合并以降低零件数目,
• 零件制作及组装成本.
• 8.同一方向所使用螺丝型式长度是否尽量简化统一?组装之制程便利性是否考虑?• 9.维修性:拆装性是否良好?是否易导致零配件损坏.?
•10.是否考虑到组装件之公差与配合之normal and worse case ? 并且作公差分析.
•11.尺寸与公差标示是否合理? Process/Critical Dimension 是否合理 ? 是否阶段性检讨确认?
• 备注栏标内容是否正确而完整 ? CTF drawing 标示是否正确 ?
•12.模型检讨及模具开模方式,模具品是否检讨确实 ?找出问题点并加以修正.