​铝型材生产平板电脑外壳的工艺技术难点分析

2018-10-12 15:03:32     来源: 贤集网

​铝型材生产平板电脑外壳的工艺技术难点分析

一、市场现状及前景分析


根据市场研究公司IDC的数据显示,2011年第一季度至第二季度全球平板电脑销量直线上升。其中第二季度销量为1360万台,同比增长303.8%,第三季度销量为1810万台,同比增长264.5%。同时,IDC预计2012年全球销量有望达到6330万台。


如果按每台平板电脑外壳的原始用铝量为2kg计算,2012年该产品的用铝量为126600吨,约为轨道车辆用铝量的两倍,而目前还不是平板电脑销量的爆发期。作为电子产品,类似手机一样,它的更替周期比较短。随着普及率的快速提高,平板电脑后期的需求量将是非常大的,所以该产品将成为工业铝材的又一重要市场。


平板电脑铝外壳用材料好的一般是用复合材料,百分之十几的合金,其他就是高分子材料。如果用纯的合金来做的话一般是板材冲压成的,铝合金的话表面处理一般就是喷涂、拉丝或者氧化,更高档的表面处理目前我还不知道,合金种类可能为了减低成本也就用6系铝合金,其强度也基本能满足要求,而且表面处理比较容易,其他系铝合金表面处理效果不是很理想。


二、目前主要存在问题


作为高端电子产品的平板电脑,外壳具有极强的装饰性,不光机械性能要好,而且外观要求美观。所以对经过机加工和表面处理后的铝外壳,不允许有黑点、杂点、斑纹、划痕等肉眼所能发现的缺陷。因为采用的机加工均为数控加工,故对加工前的铝板尺寸精度要求非常高(250mm宽的平面间隙不能超过0.05mm),所以给生产带来极大的挑战。


目前,国内有很多厂家在生产该产品,但真正做得好的为数极少,均存在成品率低,废品率高,特别是加工处理后报废量大,造成加工成本大幅提高。主要缺陷如下:


1、平面间隙超差;


2、尺寸精度超差;


3、缩尾过长;


4、氧化物或其它夹杂物产生的渣点;


5、晶粒粗大;


6、强度偏低;


7、成层、气泡、起皮;


8、黑斑、雪花斑。


以上缺陷有些是在机加工之前发现的,这种报废造成的单件损失还不是很大,但数量较大。该种报废往往是由于平面间隙超差、尺寸超差和强度偏低等原因造成的,因为这些缺陷在机加工之前能够检验出来。有相当一部分缺陷是要在机加工之后经过化学表面处理才能发现,这种报废所造成的单件损失是非常大的。而该种报废往往是由于缩尾、氧化物或其它夹杂物产生的渣点、晶粒粗大、成层、气泡、起皮、黑斑、雪花斑等原因造成的。


三、关键技术


造成以上缺陷的原因是多方面的,有生产设备的先天不足,有生产工艺的设计不合理,更有操作者的现场控制不当。要解决以上问题,大幅提高成品率、合格率,主要从以下几方面着手:


1、熔铸方面


1)、因为该类产品壁厚比较厚,挤压比通常不大,挤压时金属变形量不大。由于平面间隙要求非常高,淬火强度不能太大,所以比较容易出现粗晶现象。为解决此问题,在合金配比、熔炼工艺、铸造工艺等方面都要着重考虑铸锭的晶粒度,应适当增加一些细化晶粒的元素,加强精炼和铸造冷却的控制。


2)、为避免氧化物或其它夹杂物进入到铸锭里,进而夹带到挤压产品中,铸造时应使用好的陶瓷过滤板,有效将氧化物或其它杂渣过滤掉。


2、平板电脑外壳铝型材挤压方面


1)为使产品组织均匀,性能一致,铸锭应进行均匀化处理,均匀化处理工艺按普通6063合金的进行则可。


2)因该产品属于品种单一、批量较大的类型,建议选用短锭快速加热炉,最好能使铸锭温度产生梯度。原因以下:首先,目前的长锭热剪机剪出的铸锭端口变形量较大,影响后续的剥皮效果,容易导致铸锭表皮流到挤压产品里面;第二、剪口上有大量裂纹,挤压时难以排气彻底,会造成挤压产品产生气泡;第三、短锭快速加热,有利于保持铸锭均匀化处理后的状态;第四、短锭梯度加热(铸锭前端温度约500℃,末端温度约460℃为宜),有利于减少挤压产品缩尾的形成,有利于产品力学性能的一致性。


从成本及铸锭温度控制综合考虑,本人认为最好是先用天燃气加热,后用感应炉加热。


3)铸锭热剥皮


为了避免铸锭表面氧化皮等杂物进入挤压产品里面,应在铸锭加热后进入盛锭筒前进到“剥皮”处理,将铸熔的表皮等除掉。剥皮的厚度跟铸锭的直径及铸锭质量有关,通常在3—5mm。


4)淬火处理


因该产品是6063T6状态,而壁厚较厚,平面间隙要求较高。如用风冷,冷却速度太低,淬火效果不佳,产品晶粒偏大,力学性能偏低。如果用过水槽或用喷淋冷却,冷却速度太快,而且冷却不均匀,造成产品变形严重,平面间隙超差。为解决此问题,应采用多种冷却形式的组合。经过试验,最佳方案是前4—5米用风雾混合冷却,将产品温度降致250度左右,再用1—2米喷淋。当然,喷淋的布置要讲究,一定要产品周向各点均匀冷却。经过该淬火后,产品温度降至约100℃。如果再加一段风冷(4米为佳),效果更好。这样处理,既能达到冷却强度的要求,充分发挥合金的力学性能,又可减少产品的变形,保证平面间隙的要求,而且避免水迹、黑斑等缺陷的出现。该环节非常重要,但往往容易被人忽视。


平板电脑外壳用铝型材淬火处理


铝型材挤压是一个系统工程,每一个环节都会对产品质量产生较大影响,每一个环节都应该引起足够的重视。以上所介绍的环节,是该产品有别于其它建材产品所要注意的,而往往又是容易被人忽视的,所以作重点说明,希望对生产企业能有所帮助。

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