Valid and unacceptable metal contacts. Popular metric and inch threads
Electronics is often called the science of contacts. Many people know that you can not twist between a copper and aluminum wires. Copper grounding bus or brass rack for the board does not fit well with galvanized screws, bought in the nearest building supermarket. Why? Corrosion can destroy electrical contact and the device will stop working. If this is the protective earth of the case, then the device will continue to work, but it will be unsafe. A bare aluminum part in general can gradually turn into dust if even low voltage is applied to it.The metals available to us are not limited only to copper and aluminum, there are various steels, tin, zinc, nickel, chromium, as well as their alloys. And not all of them are combined with each other, even in ambient conditions, not to mention harsh atmospheric or sea water.
In the Soviet guests almost everything was written about permissible metal contacts, but if studying black and white tables of 1000 cells in small print is tiring, then the correct answer to the “copper” question is stainless steel or nickel-plated steel, from which, by the way, almost all "Computer" fasteners. In the era of black and white television, there were other concepts about the convenience of the interface, so the author prepared a color cheat sheet for dear readers (and for myself at the same time).
And, since we were talking about metalworking, the author also brought a table with popular threads in electronics and corresponding drills, selecting from the bulk sources the most relevant topics on the portal. Not everyone here is a metalworker and metallurgists, save your time.
Preamble
Yes, in the age of 3D printing, the popularity of a jigsaw file has somewhat dimmed. But the Faraday cage for CEA is still an advantage, and we don’t forget about protective grounding. Yes, electrically conductive (ABS) plastic is already available for printing REA cases , but judging by the source , its resistivity is about a million times more than copper. Say, the dust is no longer sticky, but it's still a bit too much for grounding. It’s still impossible to print the steel parts of the PC case at home, and we cannot learn aluminum with tin ...
What to do? Our brother has to act using the method of Michelangelo, using for creativity instead of a stone block, blanks purchased at a DIY store, or generally old PC cases. Working somehow with the case from the old IBM server from smart millimeter steel, the author fell into a stupor, because the existing thread was larger than M3, but smaller # 6-32 (it later turned out that it was M3.5). Why in general it was needed in 2003 to use hardware M3.5, will remain a mystery, but the author did not even suspect the existence of a fractional metric thread.
UPD
For modders , by the way, the market offers new, convenient tools from the arsenal of a home workshop, and I’m talking about one of them ( oscillorez ) in a separate publication. The arsenal of accessories will perfectly complement the more familiar circular mini-saws (aka “dozeme”), and the absence of the “press-in teeth” effect will simplify the processing of viscous metals such as copper and aluminum. The tool is light, not as clumsy and dangerous as the "Bulgarian". You can cut the metal almost at the level of the nose and without the risk of getting a chop from a wedged or splinter from an "exploded" disc. And this happens in the cases of angle grinders colorfully described by respected readers: a 300-gram pancake "grinder" makes 200 revolutions per second, consuming up to 2 kW of electricity, and requires almost a sapper costume. A working oscilloresis traumatologists put their sawing party directly into the palm of their hands in order to calm the patient who came to the removal of the plaster cast ... But let's return to our metals.
Valid and invalid contacts of metals in accordance with GOST 9.005-72
DISCLAIMER: Provided “as is”. If a respected reader is engaged in modeling, motoring or robotics, the GOST also shows: Table No. 2 for harsh and very harsh atmospheric conditions, Table No. 3 for contacts located in sea water . Below, I offer an excerpt from Table No. 1 for average atmospheric (i.e. room) conditions. The letter "A" means "restrictedly acceptable in atmospheric conditions", details are in the GOST itself.
Clickable (thanks, UFO): UPD: More colored cheat sheets (thank you greatvovan ): for moderate atmospheric conditions for harsh and very hard atmospheric conditions
Couple words about metals
Metallurgists, correct, if something goes wrong. Corrosion is a very voluminous and complex topic, and I do not pretend to the fullness of its coverage. I just give selective sketches to form the necessary associative rows for the reader.
Galvanized
Оцинкованная сталь — основная рабочая лошадка народного хозяйства. В виде различных метизов «оцинковка» встречается в магазинах стройматериалов гораздо больше, чем, например, «премиумная» нержавейка. Фабричные корпуса ПК, технологические ящички и шкафчики для оборудования чаще всего выполнены из оцинкованной холоднокатанной стали толщиной порядка 1мм (чем дешевле корпус, тем тоньше лист). «Оцинковка» достаточно прочна и хорошо проводит ток, в промышленности требуется заземление. Если разрезать корпус, то под слоем краски какого-нибудь унылого RAL7035 будет тончайшее цинковое покрытие, а под ним, скорее всего, та самая углеродистая холоднокатанная сталь. Лично у меня нет причин не доверять ГОСТ 9.005-72, поэтому после колхозинга фабричных изделий вообще не рекомендую делать электрический контакт на месте среза стали, лучше постарайтесь сберечь цинковое покрытие. А порезы и шрамы можно закрасить из балончика того же унылого RAL7035 (только заплати €10 и попробуй его найти ещё). Я пользовался автомобильной эмалью нейтрального белого или чёрного цвета (флакончик с кисточной, €2 в любом автомагазине).
Aluminum
Алюминий и его сплавы бывают анодированные (с защитным слоем) и обычные (неанодированные). Алюминий легко обрабатывать в домашних условиях, но помните о коррозии. Не используйте голый алюминий в качестве проводника даже с низковольтным напряжением, иначе ток медленно обратит деталь в прах. Обработанным в мастерской алюминиевым и дюралюминиевым деталям показана полная эквипотенциальность (наведённые полями токи вроде бы по фиг, заземлять тоже можно). Алюминий совместим с цинковым покрытием, но для контакта с медью, «голой» или никелированной сталью требуется оловянная «прокладка». Ограниченно допустим контакт алюминия с нержавейкой в атмосферных условиях. Для простоты можно принять, что при контакте с другими металлами и покрытиями алюминий будет корродировать сам по себе, без помощи внешнего электричества.
Витая пара из омедненного алюминия (Copper Clad/Coated Aluminium, CCA) — это отдельная история, в домашних условиях кабель всё равно не производится.
Витая пара из омедненного алюминия (Copper Clad/Coated Aluminium, CCA) — это отдельная история, в домашних условиях кабель всё равно не производится.
Copper
Медь мягкая и довольно неаппетитно окисляется на воздухе, поэтому изделия из меди заключают в герметичную оболочку или лакируют. Латунные бляхи солдатских ремней и стойки для электронных печатных плат лучше сопротивляются окислению и выглядят аппетитнее позеленевшей меди, особенно если их периодически полировать (я про бляхи, конечно). При этом ни медь, ни её сплав с цинком (латунь) «не дружат» с чистым цинком и его покрытиями. Зато медь совмещается с хромом, никелем и нержавейкой. А если вы держите в руках какую-нибудь клемму, то она наверняка из лужёной (покрытой оловом) меди.
Tin
Олово мягкое, но зато стойкое к коррозии (в комнатных условиях) и электрически совместимое почти со всеми, кроме чугуна, низколегированных и углеродистых сталей, магния. Не стоит паять оловом и бериллий, будьте внимательны при сборке домашнего ядерного реактора. Олово используют, чтобы из недопустимого электрического контакта получить допустимый, т.е. в качестве «прокладки». Клеммы из лужёной меди — отличный пример.
UPD:
На холод изделие выносить нельзя, а при минусовых температурах лучше не эксплуатировать вообще.
UPD:
На холод изделие выносить нельзя, а при минусовых температурах лучше не эксплуатировать вообще.
Nickel
Никелем покрыты блестящие «компьютерные» винтики. Такое покрытие совместимо с медью и бронзой, латунью, оловом, хромом и нержавеющей сталью. Никель несовместим с цинком и алюминием (для алюминия лучше контакт с нержавеющей сталью, см. ниже).
Stainless steel
Нержавеющая сталь — королева металлов сталей: прочная, пластичная, стойкая к коррозии, электропроводная, круто выглядит. Слишком тугая, чтобы резать и гнуть её дома в промышленных масштабах. Хромистые и хромисто-никелевые нержавейки электрически плохо совместимы с цинком и «голой» сталью, зато дают надёжный контакт с медью без помощи олова. Алюминий, а также азотированная, оксидированная и фосфатированная низколегированная сталь ограниченно совместимы при стандартных атмосферных условиях. Нержавейка марки А2 не «магнитится», но существуют и нержавеющие стали с магнитными свойствами. Магнитные свойства не влияют на коррозионную стойкость нержавеющей стали.
A couple of words about case modding
If you have been assembling a PC, you probably know that the bolts for mounting CD / DVD drives, 2.5 "notebook drives and floppy drives (ha-ha) use M3 metric thread. In the PC cases and 3.5" hard drives inch thread # 6-32 UNC. Why? Soft metal loves a coarser thread, besides adherents inch system while leading the technology market. Rack 19 "uses (you will not believe) inches as the main measure, but for mounting the equipment I met only galvanized cage washers and screws with metric thread M6. Inch-metric dualism in technology ...
I started building my engineering kitchen with safety glasses, a set of high-quality metal drills, a small knob and tapson the threads M3 and # 6-32 UNC, and at the same time M4 and M6. Dies are not needed.
Popular types of threads used in computer technology
GOST 19257-73 recommends using the following drill diameters for metals. Probably, it is worth considering the number of taps in the set: the harder the material, the greater the need for "preliminary" taps. I have three of them, two "rough" and one "finish". And how correctly, by the way?
UPD
And how correctly - read the comments, the master of plumbing did come to the publication, only I did not have time to sort out all the information. User golf2109 He kindly brought here right from the workshop the two right columns of the table to indicate how the softness (viscosity) of the metal affects the diameter of the thread hole, thank you for your support.
| Thread diameter | Standard pitch, mm | Diameter of a drill, mm | ||
| GOST | Fe | Al | ||
| M2 | 0.4 | 1.6 | 1.5 * (-0.1) | |
| M2,5 | 0.45 | 2.0 | 1.8 * (-0.2) | |
| M3 | 0.5 | 2.5 | 2.3 (-0.2) | |
| M3.5 | 0.6 | 2.9 | 2.7 * (-0.2) | |
| M4 | 0.7 | 3.3 | 3.2 | 3.0 (-0.3) |
| M5 | 0.8 | 4.2 | 3.9 (-0.3) | |
| M6 | 1.0 | 5.0 | 4.9 | 4.6 (-0.4) |
| M8 | 1.25 | 6.8 | 6.7 | 6.3 (-0.5) |
| M10 | 1.5 | 8.5 | 8.0 (-0.5) | |
| # 6-32 UNC | 0.794 | 2.85 | 2.7 * | 2.5 * (-0.35) |
* I ventured to estimate the calibres of two additional drills for steel and aluminum where I have no data on them in the sources. Please note that # 6-32 UNC thread in outer diameter is between M3 and M4, and the thread pitch is generally closer to M5.
UPD
If you drill something thicker than a millimeter sheet, read the spoiler coolant .
about coolant
Довольно большое значение и при сверлении, и при нарезании резьб имеет смазка и охлаждение обрабатываемых деталей и инструмента. Настоятельно рекомендую при подаче сверла не спешить и пользоваться техническими жидкостями. Режущая кромка сверла легко перегревается от сухой детали, и получается металлический отпуск. Поверьте, такой отпуск не нужен: он вызывает необратимые изменения в структуре металла и деградацию его прочностных свойств (сверло тупится гораздо быстрее, чем должно). Что делать? Вот несколько советов, которые автор встречал в разных местах.
Не сверлите большим сверлом сразу, разбейте операции примерно по 3мм: т.е. отверстие 10мм сперва проходим 3мм, потом 6мм.
Хорошенько отметьте отверстие керном. Одолжите у ребёнка пластилин, сделайте бортик вокруг планируемого отверстия так, чтобы получился мини-бассейн размером с монету. Если под рукой нет *вообще ничего*, хорошенько смешайте ложку подсолнечного масла с ложкой жидкого мыла и налейте в этот мини-бассейн, хуже не будет. Но если нужно просверлить насквозь, скажем, гирю 16кг, погуглите книгу народных рецептов «сож своими руками». Желаю всем начинающим удачной пенетрации: как говорится, берегите ваши свёрла-метчики смолоду, ведь их ждут новые идеи и интересные изобретения!
Не сверлите большим сверлом сразу, разбейте операции примерно по 3мм: т.е. отверстие 10мм сперва проходим 3мм, потом 6мм.
Хорошенько отметьте отверстие керном. Одолжите у ребёнка пластилин, сделайте бортик вокруг планируемого отверстия так, чтобы получился мини-бассейн размером с монету. Если под рукой нет *вообще ничего*, хорошенько смешайте ложку подсолнечного масла с ложкой жидкого мыла и налейте в этот мини-бассейн, хуже не будет. Но если нужно просверлить насквозь, скажем, гирю 16кг, погуглите книгу народных рецептов «сож своими руками». Желаю всем начинающим удачной пенетрации: как говорится, берегите ваши свёрла-метчики смолоду, ведь их ждут новые идеи и интересные изобретения!
On the well-known Chinese site, you can buy thumb screws, and on # 6-32, and on the M3. Material and color is different.Sources
»GOST 9.005-72. Unified system of protection against corrosion and aging. Machines, devices and other technical products. Valid and unacceptable metal contacts. General requirements.
"GOST 19257-73. Holes for cutting metric thread. Diameters
»Unified Coarse Thread ANSI B1.1 (UNC ANSI B1.1 threads).