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1、产品设计金属编第1章 金属材料冷辗压低碳钢板及片料 品质标记功能类别制造用途SPCD压延、成形用品质电脑机箱、录影机壳，音响喇叭，电器箱，托盘，银碟等SPCE深压延拉伸品质电芯壳、手电筒，摩打壳，通心鸡眼，钮扣、油壶容器等SPCC一般用品质文具用品、锁、汽车用品、电器支架、一般性项等SPCC（Steel Plate Cold rolled Commercial）是冷轧板的缩写，看上去很暗，表面需电镀或涂装处理。当然根据用途，可以选用不同种类的冷轧板，如做电锅的外锅就要用能做深抽的SPCE。它有SPCC-SB(平常称之为金光板)和SPCC-SD两种分类： S-Standard Skin Pass

2、 标准调质处理 B-Bright(光面的)：光亮表面，极光滑辗延表面（俗称双光） D-Dull (雾面的)： 灰暗表面，幼微粒辗延表面（俗称单光）表面处理：a、无处理（M） b、铬化处理（C） c、磷化处理（P）镀锌钢板的分类：镀锌方法电镀锌钢板(SECC)：耐指纹，具有很优越的耐蚀性，而且保持了冷轧板的加工性。 用途：家电产品 ，电脑机壳以及一些门板与面板，上海宝钢可以生产，但锌层质量较国外差很多。 热浸锌钢板(SGCC)：国内尚无钢厂能生产出优质的材料，主要从国外进口的， 台湾有chinasteel ,shengyu steel corporation 两家能生产。主要的特性：1耐蚀性；2

3、上漆性；3成形性；4点焊性。 用途：极为广泛,小家电产品，外观好的地方，但比SECC相比，其价格贵一些，很多厂家为节省成本均改用SECC。 分类锌花分：normal regular spangle 和minimized spangle 还有就是可能通过其镀层来区分：如Z12表示双面镀层量总和120g/mm2描述热浸镀锌法连续镀锌法（成卷的钢板连续浸在溶解有锌的镀槽中）板片镀锌法（剪切好的钢板浸在镀槽中， 镀好后会有锌花）电镀法电化学电镀（槽中有硫酸锌溶液，以锌为阳极，原材质钢板为阴极材料/内容电镀锌钢板（EG/SECC）热浸镀锌板（GI/SGCC）母材冷轧退火钢板冷轧全硬钢板色泽，前处理均匀灰

4、色，电镀亮白色，热镀镀层表面锌厚子吸附表钢材，表面平滑无锌花锌层凝固组织，可有锌花或无锌花镀层组织纯锌镀层最外层为纯锌，内层为铁锌合金机械性能与母板相同经退火，有时效硬化；材质软加工性能同母材，成型性能好可承受简单加工，复杂的无法胜任镀锌量镀厚困难镀薄困难料厚常见料厚均有0.61.5mm耐蚀性镀层薄，差（均可加耐指纹涂层）镀层厚，好（均可加耐指纹涂层）价格贵，主要进口便宜，分大花/小花用途及特性具有很优越的耐蚀性，而且保持了冷轧板的加工性持了冷轧板的加工性。 用途：家电产品 ，电脑机壳以及一些门板与面板，上海宝钢可以生产，但锌层质量较国外差很多。主要进口1. 镀锌产品种类介绍：材料规格后处理镀

5、层厚度SA B CDEA一般通称JIS备注EG （Electro Galvanized Steel）电气镀锌钢板电镀锌镀纯锌EGSECC（1）铅和镍合金合金EGSECC（2）裸露处耐蚀性2341GI (Galvanized Steel) 溶融镀锌钢板热浸镀锌熔接性2413非合金化GI， LGSGCC（3）涂漆性4213铅和镍合金GA， ALLOYSGCC（4）加工性1234B所使用的底材C (Cold rolled) : 冷轧H (Hot rolled): 热轧C底材的种类C （Commercial）DEH一般用抽模用深抽用一般硬质用D后处理M：无处理 C：普通烙酸处理-耐蚀性良好， 颜色白色

6、化P：磷酸处理-涂装性良好D：厚烙酸处理-耐蚀性更好， 颜色黄色化FX：无机耐指纹树脂处理-导电性FS: 润滑性树脂处理-免用冲床油U：有机耐指纹树脂处理(普通烙酸处理)-耐蚀性良好， 颜色白色化， 耐指纹性很好A：有机耐指纹树脂处理(厚烙酸处理)-颜色黄色化， 耐蚀性更好E镀层厚2. 物理特性： 膜厚-含镀锌层，烙酸盐层及有机化学薄膜层，最小之膜厚需0.00356mm以上。 测试方法有磁性测试(ASTM B499), 电量分析(ASTM B504), 显微镜观察（ASTM B487）表面抗电阻-一般应该小于0.1欧姆/平方公分. 3. 盐雾试验：盐雾试验试片尺寸100mmX150mmX1.2

7、mm, 试片需从整捆或整叠铁材中取下， 必须在镀烙酸盐后24小时，但不可超过72小时才可以用于测试，使用5%的盐水，用含盐的水汽充满箱子， 试片垂直倒挂在箱子中48小时。测试后试片的镀锌层不可全部流失， 也不能看到底材或底材生锈， 但是离切断层面6mm范围有生锈情况可以忽略。4. 镀锌钢板的一般问题点1. 白锈-因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化锌为主要成分的白色粉末状的锈. (会导致产品质量劣化)2. 红锈-因结露或被水沾湿致迅速发生氢氧化铁为主要成分的红茶色粉末状的锈.3. 烙酸不均匀-黄茶色的小岛形状或线形状的花纹。 但耐蚀性没有问题。4. 替代腐蚀保护-在锌面割伤而露出钢板基体表面的情况

8、下, 我们也不必担心镀锌钢板切边生锈问题。5. 镀锌钢板之烤漆处理1. 前处理：由于锌是一种高活性金属， 在烤漆前需要适当的化学转化处理如磷酸盐处理。 磷酸盐处理剂有两种，一种是处理铁的， 一种是处理锌的。2. 脱 脂：采用弱碱， 有机溶剂及中性乳液或洗涤剂， 避免用酸或强碱脱脂剂。可用水膜试验（Water leakage test）来确认， 观察试验后的水是否受到污染， 以及试品表面的水膜是否均匀.3. 烤 漆：电镀锌钢片对漆的选择性比冷轧钢片为严；使用水性底漆（Water primer）可以确保有较强的油漆附着性.6. 其它：镀铝锌钢板(SGLD)：是一种包含富铝及富锌的多相合金材料。因为

9、铝和锌的特性，使得它比SGCC的有更优异的性能。主要特性： 1耐蚀性，其能力比SGCC高出很多；2耐热性；3热传导及热反射性；4成型性；5焊接性. 用途：用在一些要求反射性好的地方，如烤箱内部的反射板，电锅的反射板。台湾的shengyu steel corporation 能够生产。国内还没有能生产的钢厂吧。价格较SGCC贵很多。 还有一种材料是镀铝钢板(SALD)，电镀锌钢板(SECC)：耐指纹，具有很优越的耐蚀性，而且保持了冷轧板的加工性。用途：家电产品 ，电脑机壳以及一些门板与面板，上海宝钢可以生产，但锌层质量较国外差很多。热浸锌钢板(SGCC)：国内尚无钢厂能生产出优质的材料，主要从国

10、外进口的，台湾有chinasteel ,shengyu steel corporation 两家能生产。主要的特性：1耐蚀性；2上漆性；3成形性；4点焊性。 用途：极为广泛,小家电产品，外观好的地方，但比SECC相比，其价格贵一些，很多厂家为节省成本均改用SECC。 分类锌花分：normal regular spangle 和minimized spangle 还有就是可能通过其镀层来区分：如Z12表示双面镀层量总和120g/mm2二. 不锈钢 抗大气、酸、碱、盐等介质腐蚀作用的不锈耐酸钢总称。要达到不锈耐蚀作用,含铬(Cr)量不少于13%；此外可加入镍(Ni)或钼(Mo)等来增加效果。由于合

11、金种类及含量不同，种类繁多。 不锈钢特点：耐蚀好，光亮度好，强度高；有一定弹性；昂贵。 不锈钢材料特性: 1、铁素体型不锈钢：其含Cr量高,具有良好耐蚀性及高温抗氧化性能。 2、奥氏体不锈钢：典型牌号如1Cr18Ni9,1Cr18Ni9T1无磁性,耐蚀性能良好,温强度及高温抗氧化性能好,塑性好,冲击韧性好,且无缺口效应,焊接性能优良,因而广泛使用。这种钢一般强度不高,屈服强度低,且不能通过热处理强化,但冷压,加工后,可使抗拉强度高,且改善其弹性,但其在高温下冷拉获得的强度易化。不宜用于承受高载荷。 3、马氏体不锈钢： 典型如2Cr13,GX-8,具磁性,消震性优良,导热性好,具高强度和屈服极限

12、,热处理强化后具良好综合机械性能。加含碳量多,焊后需回为处理以消除应力、高温冷却易形成8氏体,因此锻后要缓冷,并应立即进行回火。主要用于承载部件。 例：SUS 301 弹性不锈钢SUS 304 不锈钢 10Cr18Ni9 它是一种奥氏体不锈钢,淬火不能强化,只能消除冷作硬化和获得良好的抗蚀,淬火冷却必须在水是进行,以保证得到最好的抗蚀性;在900以下有稳定的抗氧化性。适于各种方法焊接;有晶间腐蚀倾向,零件长期在腐蚀介质、水中及蒸汽介质中工作时可能遭受晶界腐蚀破坏;钢淬火后冷变形塑性高,延伸性能良好,但切削加工性较差。 1Cr18Ni9 它是标准的18-8型奥氏体不锈钢,淬火后能强化,但此时具有

13、良好的耐蚀性和冷塑性变形性能；因塑性和韧性很高,切削性较差；适于各种方法焊接；由于含碳量较0Cr18ni9高,对晶界腐蚀敏感性较焊接后需热处理,一般不适宜用作耐腐蚀的焊接件；在850以下空气介质、以及750以下航空燃料燃烧产物的气氛中肯有较稳定的抗氧化性。 Cr13Ni4Mn9 它属奥氏体不锈耐热钢,淬火不能强化,钢在淬火状态下塑性很高,可时行深压延及其它类型的冷冲压;钢的切削加工性较差;用点焊和滚焊焊接的效果良好,经过焊接后必须进行热处理;在大气中具有高耐蚀性;易产晶界腐蚀,故在超过450的腐蚀介质是为宜采用;在750800以下的热空气中具有稳定的抗氧化性。 1Cr13 它属于铁素体-马氏体

14、型为锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的耐磨性,疲劳性能及抗腐蚀性可渗氮、氰化;淬火及抛光后在湿性大气、蒸汽、淡水、海水、和自来水中具有足够的抗腐蚀性,在室温下的硝酸中有较好的安定性;在750温度以下具有稳定的抗氧化性。退火状态下的钢的塑性较高,可进行深压延钢、冲压、弯曲、卷边等冷加工;气焊和电弧焊结果还满意;切削加工性好,抛光性能优良;钢锻造后冷并应立即进行回火处理。 2Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用;为提高零件的耐磨性耐腐蚀性、疲劳性能及抗蚀性并可用于渗氮处理、氰化；淬火回火后钢的强度、硬度均较1Cr13钢高,抗腐蚀性与耐热性稍低;在700温度以下的空气介质中仍有稳定的抗

15、氧化性。钢的焊接性和退火状态下塑性虽比不上1Cr13 ,但仍满意;切削加工性好;抛光性能优良;钢在锻造后应缓冷,并立即进行回火处理。 3Cr13 它属于马氏体型不锈钢,在淬火回火后使用,耐腐蚀性和在700以下的热稳定性均比1Cr13 ,2Cr13低,但强度、硬度,淬透性和热强性都较高。冷加工性和焊接性不良,焊后应立即热处理;在退火后有较好的切削性;在锻造后应缓冷,并应立即进行回火处理。 9Cr18 它属于高碳含铬马氏体不锈钢,淬火后具有高的硬度和耐磨性;对海水,盐水等介质尚能抗腐蚀;钢经退火后有很好的切削性;由于会发生硬化和应力裂纹,不适于焊接;为了避免锻后产生裂纹,必须缓慢冷却(最好在炉中冷

16、却),在热态下,将零件转放入700725的炉中进行回火处理。三. 马口铁：马口铁(SPTE)为低碳钢电镀锡(Sn)钢材； 特点：保持了低碳钢较好的塑性，及成形性；一般料厚不超过0.6mm。 用途：遮蔽磁干扰的遮片及冲制少零件； 四. 弹簧钢 中碳钢含锰(Mn)、铬(Cr)、硅(Si)等合金钢； 特性：材料可以产生很大弹性变形，利用弹性变形来吸收冲击或减震，亦可储存能量使机件完成动作。 五. 铜及铜合金 特点：导电、导热、耐蚀性好，光泽度好，塑性加工容易，易于电镀、涂装。 1.纯铜(含Cu 99.5%以上) 亦称紫铜，材料强度低，塑性好；极好导电性，导热性，耐蚀性；用于电线、电缆、导电设备上。

17、2.黄铜 铜锌合金，机械性能同含锌量有关；一般锌量不超过50%。 特点：延展性，冲压性好，运用于电镀，对海水及大气腐蚀有好的抗力。但本体容易发生局部腐蚀。 3. 青铜 铜锡合金为主的一类铜基合金金属统称。 特点：比纯铜及黄铜有更好的耐磨性：加工性好，耐腐蚀。 4. 铍铜 含铍(Be)的铜合金； 特点：高的强度、硬度、弹性、耐磨性；高的导电性、导热性、耐寒性；无铁磁性。 用途：电磁屏蔽材料较多； 六. 铝及铝合金 特点：较轻的金属结材材料；良好的耐蚀性，导电性及导热性；相同重量情形下，Al导电性比Cu高2倍, 但纯铝强度及硬度比较低。 用途：铝质光泽及质软，可以制成不同颜色和质地的功能性和装蚀性

18、材料. 铝合金： 强度/质量大,工艺性好,或用于压力制造及铸造,焊接,目前广泛用于飞机、发动机各种结构上。 1、变形铝合金: 1.1 防锈铝： A1-Mn 及A1-Mg系合金(LF21、LF2、LF3、LF6、LF10)属于防锈铝,其特点是不能热处理强化,只能用冷 作硬化强化,强度低、塑性高、压力加工性良好,有良下的抗蚀性及焊接性。特别适用于制造受轻负荷 的深压延零件,焊接零件和在腐蚀介质中工作的零件。 1.2 硬铝： LY系列合金元素要含量小的塑性好,强度低;如LY1,LY10,含金元素及Mg,Cn适中者,强度、塑性中高; 如LY11;金中Cn,Mg含量高则强度高,可用于作承动构件;如LY1

19、2,LY2,LY4;LC系列这超硬铝,强度高, 静疲劳性能差LY11,LY17 为耐热铝,高温强度不太多,但高温时蠕度强度高。 1.3 锻铝： LD2 具有高塑性及腐蚀稳定性,易锻造,但强度较低;LD5,LD6,LD10强度好,易于作高负载锻件及模锻件;LD7;LD8有较高耐热性,用于高温零件,具有高的机械性能和冲压工艺性。 2、铸造铝合金: 1). 低强度合金：ZL-102 ; ZL-303 2). 中强度合金：ZL-101 ; ZL-103 ; ZL-203 ;ZL-302 3). 中强度耐热合金：ZL-401 4). 高强度合金：ZL-104 ;ZL-105 5). 高强度耐热合金：ZL

20、-201 ;ZL-202 6). 高强度耐蚀合金：ZL301 七. 镁合金 特点：最轻的金属结材材料；比强度高，耐疲劳，抗冲击，流动性好，防静电性能好；耐蚀差，易氧化烧损。 验收标准: a) 结合力：印字干燥后，用指甲以500克左右力划痕，字迹不掉。 b) 耐磨性：采用阴极移动装置，摩擦介制海绵，加压50克，摩控100000次，字迹无脱落。 c)高低温实验：高温70（30分钟）常温（10分钟）低温20（30分钟）为一循环共进行三个循环，字迹无变色、脱落现象。 d)耐手汗性：用滤纸吸饱人造汗（配方：氯化钠7克/升，尿素1克/升、乳酸4克/升）覆盖在键上，2小时后用力擦试，字迹无脱落现象。 e)

21、耐水性：将字键在水中浸泡4小时后用力擦拭，无脱落现象。 f）耐溶剂性：将字键分别浸泡在酒精及汽油中，4小时后用力擦拭，浸泡在酒精中的有部分脱落，浸泡在汽油中的字键无脱落现象。 外观标准： a颜色：依承认颜色或样品及图面要求。 b外观：无拉毛，模糊，针孔，重影等现象。 c图标及字符位置：按照图面要求。 d图标及字符的正确性：按照图面的要求第2章 塑料材质热固性塑料在原料状态下是没有什么用， 在某一温度下加热， 经硬化作用，聚合作用或硫化作用后， 热硬化塑料就会保持稳定而不能回到原料状态。硫化作用后， 热固性塑料是所有塑料中最坚硬的。热塑性塑料象金属一样形成熔融凝固的循环。 常用有聚乙烯（PE），

22、 聚苯乙烯（PS）， 聚氯乙烯（PVDC）常用工程塑料： NORYLPPO和HIPS合成, 在240300成型加工，须用7090高模温。ABS在170220下成型加工， 模温4060即可.ABS: 成分聚合物1. 丙烯晴耐油， 耐热， 耐化学和耐候性。2. 苯乙烯光泽， 硬固，优良电气特性和流动性3. 丁二烯韧性2- 3 电镀与印刷电镀塑料电镀时， 须先进行无电解电镀， 塑料表面形成薄金属皮膜，形成导电物质后再进行电解电镀。印刷1. 网版印刷： 适用于一般平面印刷2. 移 印： 适用不规则， 曲面的印刷文字3. 曲面印刷： 被印物体旋转而将文字与油墨印上2- 5 ABS系列成品设计及模具加工1

23、最佳的补强厚度 t=70%成品工称肉厚(T)，角隅圆角的外圆R=3/2*T, 内圆R=T/2 , T是成品工称肉厚.2喷嘴信道最小口径为6.35mm, 长度宜尽量短，可变电阻器控制精度稍嫌不足， 所以在喷嘴外壁应装设电偶作温度控制；流道形状以圆形最佳，流动长度与流道口径关系流动长度(mm)流道直径(mm)2509.5752507.9756.03对防火级ABS材料应使用直溢口为最佳设计(流道直径最小7mm)；边溢口及潜伏式溢口， 建议其长度为0.762mm。4透气的设置是绝对必须的， 每隔2550mm开设一条透气沟， 深度宜为0.050.064mm, 以获得良好得透气效果及防止产生毛头。5冷却管

24、口径应为11.114.3mm, 每隔三个冷却管口径设一冷却管，距离模腔表面必须有1.5个冷却管口径尺寸.6一般模仁材料采用P20或H13材质。7防火级材料尽量不要使用热浇道系统， 因为内加热式的热浇道可能在电热管及树脂间会产生很大的剪切热，加热树脂温度过高将会造成严重的模垢，若要用就只能用外加热式，热嘴温度和树脂温度相近即可(约200)。在任何时候热浇道须使用内部加热器或热探针。8螺杆对原料有输送， 压缩， 熔融及计量等四种功能。螺杆在旋转时使之慢慢后退的阻力为背压。背压太低，产品易产生内部气泡， 表面银线， 背压太高， 原料会过热， 料斗下料处会结块， 螺杆不能后退， 成型周期延长及喷嘴溢料

25、等.压力的变动在一两秒内就可知道结果， 而温度的变动则需约10分钟的结果才算稳定. 为减少模垢的产生， 螺杆的压缩比宜取2:12.5:1, 而L/D是20:1（理想值是24:1）, 可使用没有计量段的螺杆， 使加热棒与熔融树脂温度差在5.5附近. 螺杆速度宜在4055RPM.9模具保护剂可以中和防火级塑料及PVC树脂在成型过程所释放出的腐蚀气体， 防止模垢的积成及腐蚀模具， 有优良的脱模性， 无须使用其它的脱模剂。模垢去除剂主要用来清洗模垢。在有栅格的区域切勿过度喷洒以方破坏树脂导致无法脱模；停机的排换料时须用模垢去除剂防止模具表面被腐蚀， 然后在模具上喷一层良好的中性喷剂。10射出时理想的状

26、况是成品重量约为射出单元一次为总排料量的80%，最少比例也应在50%以上.熔融树脂温度在221232时可得最佳物性， 但不可超过243, 以避免分解。第3章 禁用之塑料材质1. 产品和制程上应该避免使用的东西：石棉， 多氯联苯，多溴联苯， 多氯二苯， 氯乙烯单体， 苯2. 制程及产品上需要管制的材质：铍及其化合物含小于2%的铍的合金是可以被接受的镉及其化合物当防生锈的扣件如果镀锌或其它加工都不适合的话， 镀镉是可以被接受的. 取代品是镀锌， 无电解镍， 镀锡， 或用不锈钢产品.铅及其化合物铅使用在焊接剂的场合是可以接受的。假如镀锡在PCB或者表面黏着镀锡则需要格外的管制。 为了减少铅蒸气的产生

27、， 焊锡设备应处以不超过800温度为极限.镍及其化合物在非持续接触的情况下使用应属可接受。 所有镀镍的应用应尽量避免使用在经常接触的零件表面，镀铬是常用取代镀镍的例如在按键或其它经常接触的零件。 水银及其化合物如果在使用水银开关， 水银电池及水银接点是可以接受的。 但应尽量避免， 可以用机构或电子开关， 非水银电池也很普遍。铬及其化合物铬分解产生的酸有剧毒， 主要的危险是制造过程中暴露在铬化合物的环境中，如果零件在做铬酸盐表面处理时， 有环境， 卫生， 安全单位严格管制， 则应可接受.锡的有机化合物纯锡， 含锡的焊剂以及锡合金是可以被使用的，在制程中是不可以含有有机锡产生。 硒及其化合物硒如果

28、使用在复制的仪器（如激光打印机）的磁鼓作为镀层之用是可以接受的。所有使用过含有硒的仪器和设备， 须由有执照的回收公司回收.金它及其化合物都含有剧毒砷及其化合物可使用在半导体的制造四甲基氯化物在产品上必须标注此溶剂对人体的健康有潜在的危险。 替代品是氟氯碳化物溶剂氯化物溶剂大部分氯化物溶剂都有强烈的毒性， 氯化物溶剂应该尽量避免使用， 除非是在制造或整修时之清洗或去脂的时候， 而且找不到其它合适的替代品。 替代品为水溶性的清洁剂或专用的溶剂。甲醛甲醛必须与盐酸溶液隔离， 否则这两种化合物的气体会形成二氯甲基醚（致癌物质）. 当甲醛含有泡沫是表示尚未有反映是可以接受的， 当树脂含有甲醛时要避免过高

29、的温度和保持适当的通风.乙二醇醚和醋酸盐导致畸形， 如用做抗光剂需有环境， 卫生， 安全单位严格管制。四氟化碳破坏臭氧层的主要原因， 但四氟化碳聚脂是不受管制而且是可接受的材质。3. 信息产品绿色环保塑料外壳：外壳应该含有极少量的小零件， 小零件应该使用同样的塑料材质及颜色。塑料材质必须不可以含PVC或PVCD成份，在零件尚必须打上该材质的编号和记号。如塑料材质因为要更稳定或配色或防火而需使用添加物，则禁止：1. 含有镉、 铬、 汞、 砷、铍、锑等有机的组成， 每个小零件最多只能含有50mg/kg的PBB或PBBO.2. 含有铅，氯， 溴化物的组成金属外壳结构：以使用SPCC及SECC为主要，

30、铝合金则尽量减少使用，如果非使用铝为金属配件者，须与金属外壳容易拆卸为原则。金属制外壳在制程上不可含有镉， 铅， 铬, 汞。金属及塑料的组合件：如果可能的话， 塑料件及金属件应该分开组装， 金属件及铜合金应该避免黏合使用。电子组件：1. PVC材质只使用在Cable的产品上面2. 非含有PCBV的电容器3. 不含水银的开关4. 零件间如果是非黏着性密接， 废弃时候须拆卸及分类5. 不含铍成份的零件包装：只有纸张，玻璃纸，纸板，聚乙烯和聚丙烯是被允许的。塑料和纸板的组合是不好的一种包装方式。包装材质应该打上能够回收的标志，黏贴胶布应该只能含有聚合丙烯及黏贴层。该种胶布尽量少用因为无法回收。印刷材料：为传递信息或促销用的印刷标签应该印刷在能回收使用的纸上，以及用氯漂白的纸上。