不锈钢的概要及特性
①不锈钢的分类
②不锈钢的应用
③不锈钢牌号表示方法
④ 常见钢材性能及用途简表
⑤ 常用钢材化学成分及国外相当钢种
⑥常用钢材淬火后硬度参考表
不锈钢在电子产品中的应用范围
① 屏蔽罩
②.弹片弹簧
③.支撑架（模内注塑）
④.外观件
⑤.加强钢板
⑥. 触控笔套
7.PIFA 天线
3.不锈钢成型工艺
①切割、冲孔
②拉伸
③折弯加工
④翻边攻丝
4.不锈钢的连接方法（不锈钢与不锈钢之间）
① 氩弧焊
② 钎焊
③ 电阻焊
④螺钉连接
5.不锈钢连接方法（不锈钢件与塑料件）
6.不锈钢表面加工与装饰技术
①表面本色美白处理
②表面镜面处理
③表面着色处理
④ 蚀刻表面处理
⑤ 拉丝
⑥玻璃球或喷丸
⑦网纹面加工
7、电子产品选用不锈钢应注意的问题
附录
① 铁素体、奥氏体、马氏体的介绍
②硬度
文章很长，内容很干涩，胆子小的请谨慎阅读！
1.不锈钢的概况及特性
一般说来，不锈钢是不易生锈的钢种。其实，有些不锈钢既防锈，又耐酸（耐腐蚀）。不锈钢的防锈、耐腐蚀性能，是由于其表面生成了一层富铬的氧化膜（钝化膜），一般含有铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）、钛（Ti）等优质金属元素，是一种耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学腐蚀介质腐蚀的钢种。
①不锈钢的分类
不锈钢的分类方法有很多种。
根据钢在正火状态下的组织状态，有马氏体、奥氏体、铁素体和奥氏体-铁素体双相不锈钢；
马氏体不锈钢的化学成分特点是在0.1%～1.0%C与12%～27%Cr的不同成分组合中添加钼、钨、钒、铌；铁素体不锈钢的化学成分特点是在含Cr11%～30%的同时添加铌、钛；奥氏体不锈钢的化学成分特点是在铬、镍中添加钼、钨、铌、钛。
一般认为，如果在奥氏体基体上有15%以上的铁素体，或铁素体基体上有15%以上的奥氏体，就可称为奥氏体+铁素体双相不锈钢。双相不锈钢兼有奥氏体钢和铁素体钢的优点。
按主要化学成分基本可分为铬不锈钢（含Cr>=12%及以上）和铬镍不锈钢（含Cr>=18%、Ni>=12%）两大体系。
按用途分有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等。
根据耐腐蚀类型可分为耐点腐蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等。
根据功能特征可分为无磁性不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等。
②不锈钢的应用
由于不锈钢具有优良的耐蚀性、成形性、相容性以及在很宽的温度范围内的韧性，因而被广泛应用于重工业、轻工业、日用品行业、建筑装饰行业等。
③不锈钢牌号表示方法
中国表示法（GB/T221-2000）：
对于不锈钢，碳含量以千分之一表示，当平均碳含量≥1.00%时，用2位阿拉伯数字表示。
当碳含量上限低于0.10%时，碳含量以“0”表示；
碳含量上限≤0.03%及>0.01%（超低碳）时，以“03”表示碳含量；
当碳含量高于上限值（极低碳≤0.01%）时，用“01”表示碳含量；当碳含量无下限值时，用阿拉伯数字表示碳含量的上限值。
合金元素含量的表示方法如下：当平均含量低于1.50%时，在牌号中只标明该元素，一般不标明含量；当平均合金含量为1.50%～2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%～5.49%、……时，在合金元素后分别写上2、3、4、5、……，例如：1/1000(即0.1%C)，C含量≤0.08%，例如超低碳C≤0.03%。
日本工业标准（JIS）及美国钢铁协会（AISI）常用三位数字来表示不同类型的不锈钢，其中2xx系列为铬镍锰奥氏体不锈钢，3xx系列为铬镍奥氏体不锈钢，4xx系列为铬不锈钢，包括铁素体和马氏体。另外，在合金编号后附加英文字母来表示同一类型钢种的特殊性能，其含义如下：
（1）L表示低碳，如304L、316L等。
（2）f表示切削性能，例如430f。
（3）s表示性能优良，例如310s、309s。
（4）SE表示添加SE，例如303SE。
（5）n表示加n，例如304n。
（6）B表示在奥氏体钢中添加Si，提高抗氧化性能，例如302B。
（7）a、b、c代表马氏体钢中不同的碳含量，按a、b、c的顺序增加，例如440a、440b、440c。
（8）jx 表示日本改进的钢种，x 为数字，表示改进类型，例如 301j1、420j2。 （9）xm 表示新引入的尚未编码的钢种，例如 xm21、xm15 等。
常见钢材的特性及用途
钢级
特征
使用
深刻的
氏族
身体
钢
301
17Cr-7Ni-低碳
与304钢相比，它的Cr、Ni含量较少，冷加工时抗拉强度和硬度较高，且无磁性，但冷加工后变成磁性。
火车、飞机、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网
301公升
17Cr-7Ni-0.1N-低碳
在301钢基础上，降低C含量，提高焊缝抗晶间腐蚀性能；添加N元素，弥补因C含量降低造成的强度不足，保证钢材的强度。
轨道车辆车架及外装饰材料
304
18Cr-8Ni
作为一种应用广泛的钢材，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度及力学特性；冲压、弯曲等热加工性良好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。
家庭用品（1类和2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸）、汽车零部件（雨刷、消声器、成型品）、医疗器械、建筑材料、化工、食品工业、农业、船舶部件
304公升
18Cr-8Ni-低碳
作为低C的304钢，在通常条件下其耐腐蚀性能与304钢相似，但在焊接或消除应力后，其抗晶间腐蚀性能优异；即使不经热处理也能保持良好的耐腐蚀性能，使用温度为-196℃~800℃。
适用于化工、煤炭、石油等工业中对抗晶间腐蚀性能要求较高的室外机械，建材的耐热零件，及热处理较困难的零件。
316
18Cr-12Ni-2.5Mo
由于添加了Mo，其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻的条件下使用；具有优良的加工硬化性能（无磁性）。
海水使用设备，化学品、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；摄影、食品工业、沿海设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母
316L
18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳
作为316钢的低C系列，除具有与316钢相同的性能外，还具有优异的抗晶间腐蚀性能。
316钢的用途中，对抗晶间腐蚀有特殊要求的产品。
321
18Cr-9Ni-钛
304钢中添加Ti元素，可防止晶间腐蚀；适合在430℃-900℃温度下使用。
飞机、排气管、锅炉汽包
铁
白色的
身体
钢
409公升
11.3Cr-0.17Ti-低碳、氮
由于添加了Ti元素，其耐高温腐蚀性能和高温强度更好。
汽车排气管、热交换器、容器等焊接后不经热处理的产品。
410公升
13Cr-低碳
在410钢的基础上，降低了C含量，其加工性能、抗焊接变形性能、抗高温氧化性能优良。
机械结构件、发动机排气管、锅炉燃烧室、燃烧器。
430
16Cr
俗称不锈铁，材质较软，为铁素体钢的代表类型，热膨胀系数小，成形性、抗氧化性优良。
耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房水槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网
18-Cr0.5Cu-Nb-低CN
430钢添加Cu、Nb等元素，具有良好的耐腐蚀性、成形性、焊接性和抗高温氧化性。
建筑外墙装饰材料、汽车配件、冷热水供应设备。
436公升
18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr、低C、N
具有良好的耐热性、耐磨性，因含有Nb、Zr元素，因此加工性和焊接性优良。
洗衣机、汽车排气管、电子产品、三层底锅。
马
氏族
身体
钢
410
13Cr-低碳
作为马氏体钢的代表钢种，虽然强度高，但不适合在恶劣的腐蚀环境中使用；机械加工性良好，可通过热处理获得硬化（磁性）。
刀片、机械零件、石油精炼设备、螺栓、螺母、泵杆、1 类餐具（刀叉）。
420J1
13Cr-0.2C
俗称不锈铁，材质硬，淬火后硬度高，耐腐蚀性好（有磁性）。
餐具（刀）、涡轮叶片。
420J2
13Cr-0.3C
淬火后比420J1钢更硬（有磁性）。
刀片、喷嘴、阀门、尺子、餐具（剪刀、刀）。
⑤常用钢材化学成分及国外相当钢种
⑥常用钢材淬火后硬度参考表
与国内表现类似
与国内表现类似
与国内表现类似
与国内表现类似
与国内表现类似
与国内表现类似
与国内同类产品或性能相当产品
性能与国产1Cr13相当
性能与国产2Cr13相当
性能与国产3Cr13相当
性能与国产1Cr17相当
H代表硬度等级：从上到下，硬度增加。
1/4小时
1/2小时
高血压
上海
外伤性心脏病
2、不锈钢在电子产品中的应用范围
① 屏蔽罩
由于吸锡性差，只能做上盖，材料厚度有0.15、0.2，常用材料如下：
② 弹片弹簧
接触弹簧也采用不锈钢材质，然后镀铬或者镀镍，以提高导电性能和镀锡性能，一般材料厚度为0.15、0.2；
上下扣的电池扣类型，多采用弹簧。也有采用不锈钢材质的。一般，还是采用。性能比琴钢丝稍差，但成本较低。成型后回火处理。常用丝径有ф0.23、ф0.25、ф0.3。
③支撑架（模内注塑）
塑料注塑工艺是先将不锈钢件放入模具内固定好，再进行注塑成型，使塑料与五金连接在一起。此工艺多用在电子产品的背壳上，提高背壳的强度，同时起到一定的屏蔽作用。
④外观件
不锈钢前壳及电池盖厚度0.5，材质：
腐蚀网格厚度一般不大于t0.2，因为腐蚀孔最大深度为0.1~0.15，否则会形成锥形孔，孔内不够光滑。
⑤加强钢板
在琴键和侧键处分别采用厚度为0.15和0.2的不锈钢片作为中间件，保证键盘的平整度，也可起到接地、屏蔽、遮光的作用，特殊情况下可根据需要增加厚度。
在FPC连接中，与金手指粘合，加强FPC强度，方便装配。一般材料厚度为0.2;
主键盘FPC底部还增加了一块钢板，用于主键盘的定位和保证良好的手感，材质厚度可以选择0.4左右。
⑥触控笔套
常用材料，厚度t0.2。
⑦PIFA天线
也可以用302或者302来做PIFA天线，材料厚度t0.2，性能比磷铜和铍铜差。
3.不锈钢成型工艺
①切割、冲孔
由于不锈钢比一般材料强度高，冲压、剪切时需要较大的压力，刀口间隙准确，才能避免剪切不良、加工硬化等问题，最好采用等离子或激光切割，当必须采用气割或电弧切割时，应对热影响区进行打磨，必要时进行热处理。
基本设计原则：（注：所有数据仅适用于不锈钢）
a.冲裁件外形及内孔应避免尖角，一般加圆弧半径R≥0.5t(t为材料厚度，下同)；
b.冲孔优先选择圆形孔，最小冲孔尺寸为：圆形孔直径>1.3t，矩形孔短边宽度>1.0t；
c.零件冲孔边缘与外形之间的最小距离：当外形与相邻孔或边缘不平行时＞t，当它们平行时＞1.5t；
②拉伸
易产生摩擦热，因此要采用耐高压、耐热的不锈钢。同时，成型工序结束后，应清除附着于表面的油污。
基本设计原则：
a、拉伸件底部与直壁间圆角半径要求tb、拉伸件翻边与壁间圆角半径要求：2tc、圆形拉伸件内腔直径应取D≥d+10t，以使压板在拉伸时受压时不至于起皱。
d.矩形拉伸件两相邻壁之间的圆角半径应取r3≥3t，为减少拉伸次数，应尽量取r3≥H/5，以便一次性拉出；
e、圆形无法兰拉伸件一次成形时,H/d≤0.4。
③折弯加工
薄板可以弯曲到180度，但为了减少曲面裂纹，半径应为板厚的2倍。对于厚板，顺轧向弯曲时需给出2倍板厚的半径，垂直于轧向弯曲时需给出4倍板厚的半径。特别是在焊接时，应将焊接区域的表面磨削，以防止加工时开裂。
基本设计原则：
a.正常情况下最小直边高度要求h＞2t；
b、最小内弯曲半径2.0t；
c.弯曲件回弹目前是生产厂家在设计模具时主要避免的问题，在弯曲区域压加加强筋，不仅可以提高制件的刚性，还有利于抑制回弹。
④翻边攻丝
如图所示平底圆孔一次成型法兰最大翻边高度
h=D/2(1-K)+0.43r+0.72t
预制孔直径
d = D-2 (高-0.43r-0.72t)
其中 K = d/D
不锈钢材料：r为0.89，其他不锈钢材料类似，t为材料厚度，多次拉伸及翻边比较复杂，这里就不涉及了。
4.不锈钢的连接方法（不锈钢与不锈钢之间）
① 氩弧焊
焊接前应彻底清除对焊接有害的铁锈、油污、水分、油漆等，并选择适合该钢种的焊条。点焊间隔比碳钢短，应用不锈钢刷清除焊渣。焊接后，为防止局部腐蚀或强度损失，应对表面进行打磨或清理。316不锈钢具有良好的焊接性能，可采用所有标准焊接方法进行焊接。焊接时，可根据用途分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填充棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢焊接断面焊后需进行退火处理。若采用316L不锈钢，则不需进行焊后退火。
② 钎焊
属于固相连接，焊接时母材不熔化，采用熔点低于母材的钎料，其加热温度低于母材的固相线，但高于钎料的液相线，被连接的不锈钢管、管件内填充的钎料受热熔化后，液态钎料在管、管件表面润湿扩散，产生毛细流，钎料在管、管件间的嵌缝处熔化扩散，实现管、管件间的连接。
③ 电阻焊
一般是将工件置于一定的电极压力下，利用电流通过工件时产生的电阻热，使两工件接触面熔化，实现连接的焊接方法。包括点焊、对焊等。
为了防止接触面产生电弧并锻造焊缝金属，焊接过程中始终要施加压力；
焊接前必须清理焊条与工件、工件与工件之间的接触面。
④螺钉连接
一般采用机器螺钉。
5.不锈钢连接方法（不锈钢件与塑料件）
①热熔柱
②热熔胶
在以前的项目中，使用Tesa（现已改为8432）对电子产品的不锈钢前壳、塑料前壳内框进行热熔，胶片厚度一般为t0.125。
③双面胶贴合
④螺钉连接
⑤ 扣环
利用钢板的弹性，从钢板的边缘或中间冲出一块材料，插入塑件的凹槽或通孔中；
⑥模内注塑成型
6.不锈钢表面加工与装饰技术
①表面本色美白处理
不锈钢在加工过程中，经轧制、磨边、焊接或热处理后会产生黑色氧化皮，影响外观和使用，需清除。方法如下：
a.使用氢氟酸、硝酸进行强腐蚀，污染环境，对人体有害，已逐渐被淘汰；
b.采用喷砂(喷丸)方法;
c.采用化学方法，使用无污染的酸洗钝化膏和无毒的含有无机添加剂的清洗液在常温下进行浸泡清洗。此方法更适合大型、复杂的产品。
②表面镜面处理
根据不锈钢产品的复杂程度和用户的要求，可以采用机械抛光、化学抛光、电化学抛光（EP）等方法，达到镜面光泽。奥氏体不锈钢电解抛光效果很好。表面着色处理
着色工艺是利用表面惰性的氧化铬膜，形成规定的颜色。不锈钢着色不但赋予不锈钢制品多种色彩，增加了制品的品种，而且提高了制品的耐磨性、抗擦伤性。
着色方法有多种：
a.离子沉积氧化物或氧化膜法：就是把不锈钢工件放在真空镀膜机里进行真空蒸发镀膜：例如：镀钛的表壳、表带。一般是金黄色。此方法适合大件产品的加工，因为投资大，成本高，对于小件产品就不划算了。
b.高温氧化法：在特定的熔盐中，将工件浸入一定的工艺范围，使工件上形成一定厚度的氧化膜，呈现出各种不同的颜色。
c.化学法：是在特定的溶液中通过化学氧化形成膜的颜色，一般采用“英科法”比较多，但若要保证一批产品的颜色一致，必须用参比电极来控制。
d.电化学法：在特定的溶液中通过电化学氧化作用形成膜层的颜色，在商业上应用较多。
e.气相裂解法：较为复杂，工业上较少采用。
③蚀刻表面处理
不锈钢的花纹装饰是通过对不锈钢进行局部蚀刻，获得一定深度的图形或文字，再进行着色，达到立体彩色装饰效果。工业上一般采用FeCl3化学蚀刻和阳极溶解进行蚀刻。
④ 拉丝
用尼龙砂带或者刷子对抛光或者光亮退火钢板表面进行抛光，可以在一定程度上达到防指纹的效果。
⑤玻璃球或喷丸
哑光面是通过喷涂玻璃球或者陶瓷球形成，然后经过遮蔽处理，覆盖塑料薄膜，抛光面处理，最后形成抛光与哑光的混合面。
⑥ 纹理表面处理
不锈钢上可采用的花纹种类有很多，在钢板上添加花纹或网纹表面加工的优点如下：
a. 减少“油罐现象”，该术语用于描述不光学平坦的闪亮材料的表面；
b.纹理图案可减少阳光的眩光；
c.花纹板如有轻微划痕、小压痕，则不是很明显；
d.增加钢板的强度；
e.为设计师提供选择。
外部使用时，应考虑保证不锈钢表面能被雨水和人工冲洗干净，避免出现容易积聚污垢和气载杂质的死角，避免发生腐蚀影响外观。
7、电子产品选用不锈钢应注意的问题
外壳、电池盖等不锈钢部件对射频指标的影响
不锈钢部件，包括外壳、电池盖和触针接地
保护不锈钢外壳（包括电池盖）外观、保持其美观的措施。如：
为了防止加工和运输过程中表面滑落，应涂上一层保护膜。
防指纹处理一般采用拉丝、电泳等工艺。
附录
① 铁素体、奥氏体、马氏体的介绍
固体金属和合金都是晶体，即其内部的原子按一定的规律排列，一般有三种排列方式：体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。
金属是由多晶体材料组成的，其多晶结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁有两种晶格结构：910℃以下为体心立方晶格结构的α铁，910℃以上为面心立方晶格结构的γ铁。如果碳原子挤入铁晶格而不破坏铁的晶格结构，这样的物质就叫做固溶体。碳溶解到α铁中形成的固溶体叫做铁素体，它的碳溶解度极低，最大溶解度不超过0.02%。碳溶解到γ铁中形成的固溶体叫做奥氏体，它的碳溶解度较高，可达2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。 钢在高温下形成的奥氏体，当过冷到727℃以下时，就变成不稳定的过冷奥氏体。若以很高的冷却速度过冷到230℃以下，奥氏体中的碳原子将不再能够扩散，奥氏体将直接转变成碳过饱和的α固溶体，称为马氏体。由于碳含量过饱和，马氏体的强度和硬度提高，塑性下降，脆性增大。不锈钢的耐腐蚀性能主要来源于铬，实验证明，只有铬含量超过12%时，钢的耐腐蚀性能才会有很大的提高。因此，不锈钢中铬含量一般不低于12%。由于铬含量的增加，钢的组织也受到很大的影响。当铬含量高，碳含量低时，铬会使铁碳平衡，图中γ相区域会缩小甚至消失。 这类不锈钢具有铁素体组织结构，加热时不发生相变，称为铁素体不锈钢。当铬含量较低（但高于12%），碳含量较高时，合金从高温冷却时极易形成马氏体，因此这类钢称为马氏体不锈钢。镍可以扩大γ相区，使钢具有奥氏体组织。如果镍含量足够高，使钢在室温下具有奥氏体组织结构，这种钢称为奥氏体不锈钢。
②硬度
硬度表示材料抵抗硬物压入其表面的能力，是金属材料的重要性能指标之一，一般硬度越高，耐磨性越好，常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
a.布氏硬度（HB）：将一定尺寸（直径通常为10mm）的淬硬钢球，以一定的载荷（通常）压入材料表面，保持一段时间，卸除载荷后，载荷与压痕面积之比即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/平方毫米（N/mm2）。
b.洛氏硬度（HR）：当HB>450或试样太小时，不能用布氏硬度试验，应改用洛氏硬度测量。它是用支撑角为120°的金刚石圆锥或直径为1.59或3.18mm的钢球，在一定的载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度计算出材料的硬度。根据试验材料的硬度，有三种不同的表示方法：HRA：是使用60kg载荷和金刚石圆锥压头得到的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。HRB：是使用100kg载荷和直径为1.58mm的淬硬钢球得到的硬度，用于硬度较低的材料（如退火钢、铸铁等）。 HRC：是使用150kg荷重，金刚石锥形压头所测得的硬度，用于硬度非常高的材料（如淬火钢等）。
c.维氏硬度（HV）：用载荷不大于120公斤、支撑角为136°的金刚石方锥压头压入材料表面，用压痕的表面积除以载荷值，得到维氏硬度值（HV）。
d.肖氏硬度（Shore ）
橡胶、塑料、金属等材料硬度的标准，由英国肖氏最早提出，测定方法如下：
弹性反弹方法用于从一定的高度上滴到测试材料的表面，从而将其反弹。
团体
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