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各種壓鑄工藝、加工工藝、表面處理工藝介紹

來(lái)源: 譽(yù)格壓鑄    人氣:9673    發(fā)布時(shí)間: 2020-04-11 

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下圖描述了幾種手機(jī)外殼金屬加工工藝在加工成本、CNC用量、加工周期、成品率、可設(shè)計(jì)性、外觀質(zhì)感的比較。 

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從整體上分析,一個(gè)工藝?yán)走_(dá)圖的面積越大,一般說(shuō)明其綜合性能越佳;從單個(gè)維度分析,每個(gè)維度劃分了10個(gè)等級(jí),分?jǐn)?shù)越高說(shuō)明某個(gè)工藝在該維度越佳。

鑄造|Casting

鑄造是人類較早掌握的一種金屬熱加工工藝,是現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè)的基礎(chǔ)工藝之一。鑄造毛坯因近乎成型,而達(dá)到免機(jī)械加工或少量加工的目的,降低了成本并一定程度上減少了時(shí)間。

金屬鑄造是將把熔化的金屬液注入用耐高溫材料制作的中空鑄型內(nèi),冷凝后得到預(yù)期形狀的制品;所得到的制品就是鑄件。

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圖:液體金屬--充型--凝固收縮--鑄件


鑄造的分類

一、重力鑄造|GravityCasting

是指金屬液在地球重力作用下注入鑄型的工藝,也稱澆鑄。其金屬液一般采用手工倒入澆口,依靠金屬液自重充滿型腔、排氣、冷卻、開(kāi)模得到產(chǎn)品。

重力澆鑄具有工藝簡(jiǎn)單,模具成本低,內(nèi)部氣孔少,可進(jìn)行熱處理等優(yōu)勢(shì),但同時(shí)具有致密性差,強(qiáng)度稍差,不宜生產(chǎn)薄壁零件,表面光潔度低,生產(chǎn)效率低,成本高等缺陷。

二、壓力鑄造(壓鑄)|DieCasting

在高壓作用下,使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型腔,并在壓力下成型和凝固而獲得鑄件的方法。

各種壓鑄工藝、加工工藝、表面處理工藝介紹

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高壓鑄造能夠快速充型,生產(chǎn)效率極高,產(chǎn)品致密性好,硬度高,表面光潔度好,能夠生產(chǎn)壁厚比較薄的零件;同時(shí)由于采用高壓空氣進(jìn)行充型,內(nèi)部卷入氣體較多,容易在產(chǎn)品內(nèi)部形成氣孔,故此不可以進(jìn)行熱處理(熱處理時(shí)內(nèi)部氣體會(huì)膨脹,導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)鼓包或裂開(kāi)等缺陷)及加工量過(guò)大的后期機(jī)加工(避免穿透表面致密層,露出皮下氣孔,造成工件報(bào)廢)。

不過(guò),普通鋁壓鑄工藝存在很難進(jìn)行光滑的鋁氧化膜處理的課題。原因是,為了提高流動(dòng)性使其流遍模具的所有區(qū)域,在原料中添加了硅。因此,如果要為鋁壓鑄件著色,涂裝之后可能會(huì)因?yàn)轱@得像塑料而失去高檔感。

壓鑄工藝應(yīng)用于手機(jī),可因?yàn)楸砻鏌o(wú)法陽(yáng)極氧化,大部分企業(yè)采用噴涂處理,如魅族最新發(fā)布的魅藍(lán)Metal。

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近日,日本歐達(dá)可公司(OTAX)宣布開(kāi)發(fā)出低成本壓鑄工藝實(shí)現(xiàn)光滑鋁氧化膜處理,提升產(chǎn)品高檔感,已被應(yīng)用于手機(jī)外殼和耳機(jī)部件,如下圖為丹麥Bang&Olufsen公司采用鋁壓鑄工藝生產(chǎn)的耳機(jī)部件。

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鍛造|Forging

鍛造是金屬壓力加工方法之一。指利用壓力改變金屬原料形狀,以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸的鍛件的一種加工工藝。

鍛造的分類

1、錘鍛或打鐵|HammerorSmithForging

錘鍛或打鐵所用的方式相同,系將工作物加熱到鍛造溫度,在平錘及鉆板之間加以鍛造;小件可用手工稱為打鐵;大件則須使用蒸氣錘(SteamHammer),如下圖。其中,工作物放在鉆板與平面錘之間,至于蒸汽錘的構(gòu)造,則依鍛造容量而定,輕型者為單機(jī)架式,重型者為雙機(jī)架式。

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2、落錘鍛造|DropHammerForging

落錘鍛造與平面鍛造的不同,在于落錘鍛造的錘有模穴,工作件在模穴中承受兩方面的壓力或沖擊力作用,進(jìn)而依模穴的形狀作塑性變形。如下圖所示,為了使金屬的流動(dòng)能確實(shí)而充份,往往將鍛造分為若干級(jí)次,每級(jí)的變化為漸進(jìn)式,以利控制流動(dòng)方向,至于級(jí)數(shù)的多寡,端視鍛件的形狀與大小,金屬的可鍛性及工件尺寸精度要求。

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3、壓力鍛造(鍛壓)|PressForging

壓力鍛造是以慢速的壓力,使金屬在模內(nèi)擠壓造形的鍛造法,由于金屬受力的時(shí)間頗長(zhǎng),擠壓作用不僅行之于鍛件表面,也及于工件的中心部份,因此,能達(dá)到內(nèi)外均一的效果,其制品的質(zhì)量亦較錘鍛者為佳。

鍛壓用于手機(jī)外殼制程可有效減少CNC的時(shí)間,從而相對(duì)成本較低;并且可選用鋁含量超過(guò)95%的鋁合金,可進(jìn)行陽(yáng)極氧化。制程:先通過(guò)鍛壓得到較厚的手機(jī)結(jié)構(gòu)件粗型;再CNC銑掉不需要的部分;NMT得到金屬+塑料一體結(jié)構(gòu)件;陽(yáng)極氧化表面處理;最后膠合天線蓋。

如OPPOR7/R7PLUS。

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4、鍛粗或端壓鍛造|UpsetForging

鍛粗或端壓鍛造通常是針對(duì)一均勻長(zhǎng)桿的一端欲進(jìn)行鍛粗或造形而來(lái)。將長(zhǎng)桿在模子內(nèi)夾緊,其一端加熱至高溫,并順其軸向,再該端加壓,使其鍛粗或造形。

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5、滾軋鍛造|RollForging

滾軋鍛造的原理如下圖。

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以兩個(gè)非百分之百為圓形的輥?zhàn)樱ㄓ?5~75%的直徑縮減率,其余部份可依需要切成槽形),將桿料送入其間并夾持之,而后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),使桿料受軋壓,使直徑縮減并向前推送;當(dāng)輥?zhàn)釉俎D(zhuǎn)到開(kāi)口位置時(shí),可將桿料抽回到原來(lái)的位置,以備次一循環(huán)軋滾,或送到另一溝槽作另一種施工。

沖壓|Punching

金屬?zèng)_壓成型是一種金屬冷處理加工方法,又被稱之為冷沖壓或板料沖壓,借助沖壓設(shè)備的動(dòng)力,使金屬板材在模具內(nèi)直接受力成型,沖壓的零件廣泛應(yīng)用于汽車零件制造和家用電器的制造。

適用材料:適合大多數(shù)金屬板材,尤其適合:碳鋼板,不銹鋼板,鋁板,鎂板,銅板和鋅板

工藝過(guò)程:

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   1、將金屬板材固定在模具臺(tái)面上

   2、上方?jīng)_頭垂直下落,使金屬板材在模具內(nèi)部受力成型

   3、沖頭上升,零件被取出等待下一步修邊打磨工序,整個(gè)過(guò)程在1s-1min左右

   最近新上市的紅米Note3使用的就是沖壓工藝制作的金屬后蓋。

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沖壓的一個(gè)直接好處就是節(jié)省成本,不用經(jīng)納米注塑,打磨后直接陽(yáng)極氧化,量產(chǎn)爬坡很快;但該技術(shù)的缺點(diǎn)是機(jī)身上下兩端必須是塑料拼接。無(wú)法做復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu),只能用來(lái)做后蓋。

CNC|數(shù)控機(jī)床

CNC俗稱“數(shù)控機(jī)床”,即由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序,通過(guò)計(jì)算機(jī)譯碼,使機(jī)床執(zhí)行規(guī)定好了的動(dòng)作,將一塊原始的金屬板材通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間精密加工,最終打造成想要的形狀。

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CNC金屬一體成型,也就是Unibody一體成型機(jī)身工藝。先是運(yùn)用在蘋(píng)果iPod,iPad,MacBook中,最終在iPhone5這一代產(chǎn)品上得以實(shí)現(xiàn),開(kāi)始引領(lǐng)全金屬手機(jī)的狂潮。

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iPhone5、6采用鋁合金一體成型,即機(jī)身和邊框都是由一整塊鋁合金CNC加工而成,但考慮到手機(jī)的射頻信號(hào)問(wèn)題,機(jī)身會(huì)被分割成幾段,一般在上下兩端選擇注塑等隔斷。

為了獲得更高品質(zhì)的外觀,還將進(jìn)行陽(yáng)級(jí)氧化、噴砂、拋光等表面處理,成就獨(dú)特的色彩和光滑的觸感。

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標(biāo)簽: 壓鑄工藝