CN110000321B - 铝合金手机外壳的锻压成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，包括如下步骤:步骤一、购买F态7系铝合金，之后进行退火处理；步骤二、在O态铝合金待成型片的表面涂上一层铝合金润滑粉；步骤三、冷挤压成型，步骤四、将步骤三的成型件放入架在125吨的冲床上进行周沿废料切除，并进行冲孔处理，得到冲孔件；步骤五、将步骤四的冲孔件进行固溶处理，固溶处理后再锻压处理；步骤六、时效处理，步骤七、将步骤六的T6态成型件通过精密双面研磨机进行研磨，即可得到铝合金手机外壳成品。与现有技术相比，其能实现7系铝型材在手机外壳上的应用，整个过程无切削加工工艺，具有加工工序短、简易，加工效率高，适应结构复杂的产品的优点。

Description

铝合金手机外壳的锻压成型工艺
技术领域
本发明涉及手机外壳的成型工艺，特别涉及一种铝合金手机外壳的锻压成型工艺。
背景技术
金属从古至今都是人类喜爱的外观材料,因漂亮的外观效果已广泛应用于手机的外壳上,特别是铝材质的广泛推广,因此,现有的金属手机外壳普遍采用铝合金来制作。现有的铝合金手机外壳的成型工艺大多数是采用冲压和温锻压方式，该冲压方式和温锻压方式均存在一定的缺陷，如冲压工艺不能解决毛胚料料厚不均的需求，且工序长，温锻虽能解决结构局部厚度不均的问题,但存在氧化背痕的问题,且锻压产能低。
因7系铝合金其抗拉强度420MPa,屈服强度400MPa,延伸率12％,硬度HV140,具有良好的强度,然而因7系铝合金强度高的问题,国内锻压工艺没法达到应用在手机上的先例,由此,本发明人与相关原材料厂家的多次讨教后进行摸索和工艺的改进克服了7系铝合金无法应用地手机金属件的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能将7系铝合金应用于在手机后盖上,同时工艺简单,加工工序短,加工效率高的铝合金手机外壳的锻压成型工艺。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：铝合金手机外壳的锻压成型工艺，包括如下步骤:
步骤一、材料预处理，购买F态7系铝合金，购买之后裁剪出与手机外壳的展开面积相匹配的待成型片，将此待成型片进行退火处理形成O态铝合金待成型片；
步骤二、表面处理，在步骤一的O态铝合金待成型片的表面涂上一层铝合金润滑粉，形成表面涂覆润滑粉的处理片；
步骤三、冷挤压成型，将步骤二的表面涂覆润滑粉的处理片放置于挤压成型模具内并采用其吨位在1000-1200的油压机进行冷挤压成型成型出成型件；
所述的挤压成型模具具有下模座和处于下模座上方的上模座，上述下模座的顶面安装有凹模块，上述凹模块上下凹有供表面涂覆润滑粉的处理片嵌入于内的成型凹腔，上述上模座的底面上设有凸模块，上述凸模块上凸设有伸入成型凹腔内，用于将表面涂覆润滑粉的处理片挤压成型成手机外壳形状的并固定于外的成型模仁，上述凹模块上安装有相对设置的处于成型凹腔外的脱料器，上述脱料器上具有悬空设置并处于成型凹腔正上方的脱料部，且两脱料部之间的间距大于成型模仁的外径小于成型凹腔腔口口径；
成型时，表面涂覆润滑粉的处理片放置在成型凹腔内，之后合模，合模时利用油压机经上模座对下模座的下压力将成型凹腔内的表面涂覆润滑粉的处理片挤压成型出与手机外壳相吻合的成型件，且成型件套固在成型模仁外，最后开模，上模座上移，上模座移动时脱料部的底面与成型模仁外成型件的侧壁相接触，继续上移，成型件与成型模仁脱模；
步骤四、后处理，将步骤三的成型件架在125吨的冲床上采用旋切模切除周沿废料使周沿口平齐之后进行冲孔处理，得到冲孔件；步骤五、精锻处理，将步骤四的冲孔件进行固溶处理，固溶处理后再通过精密模具在500吨油压机上进行精密锻压处理，得到其平面度在0.15以内的精锻件；
步骤六、时效处理，将步骤五的精锻件进行时效处理得到T6态成型件；
步骤七、将步骤六的T6态成型件通过精密双面研磨机进行研磨，即可得到其平面度在0.05以内的铝合金手机外壳成品。
上述步骤一中退火处理的温度为320℃。
上述冷挤压成型需在上述步骤一的退火处理后4小时内完成。
上述上模座、下模座、凹模块和凸模块均是方形块体，上述凹模块锁固在上述下模座的顶面上，上述凹模块的尺寸小于下模座的尺寸，上述凸模块锁固在上述上模座的底面上，上述凸模块的尺寸小于上模座的尺寸，上述下模座的顶面位于凹模块两侧外分别固定竖立有相对的，并向上延伸的限位柱，上述上模座的底面位于两限位柱上向下凸设有能够与限位柱叠压配合的叠压块，其一限位柱内拆卸安装有向上伸出限位块外的导向柱，上述上模座位于导向柱处开设有供由上而下贯穿上模座的穿过孔，此穿过孔内拆卸安装有供导向柱紧配合伸入于内并沿其作上下移动的导向套。
两上述脱料器处于成型凹腔的左、右两侧外，上述脱料器具有固定块和脱料块，上述固定块为方形块，上述固定块与上述凹模块的外侧壁相贴配合，且固定块的顶面与凹模块的顶面相齐平，上述固定块通过螺丝与上述下模座锁固在一起，上述脱料块的第一端与固定块拆卸配合，上述脱料块的第二端叠放在凹模块的顶面上，且上述脱料块的第二端顶面一体延伸有向成型凹腔方向延伸的处于凹模块顶面上方的延伸部，上述延伸部为所述的脱料部。
以两延伸部相对的一面为对立面，上述延伸部的对立面由倾斜面和竖直面组成，上述竖直面处于倾斜面的下方，两延伸部的倾斜面构成由上而下渐缩的喇叭结构，两竖直面之间的间距大于成型模仁的外径，且成型模仁与竖直面之间的间距小于成型件侧围的壁厚。
采用上述技术方案后，本发明的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，采用O态的铝型材进行冷挤压成型，O态铝型材的硬度较低(处理后的O态铝型材的硬度为HV50-55)，易于成型，克服了传统7系铝型材硬度高不易成型的问题，实现7系铝型材在手机外壳上的应用，且冷挤压成型时采用自身研发的模具使铝合金在凹模块和凸模块之间的间隙中成型，无需对原材料造成过多的浪费，使原材料利用率提升至60％，原材料成本低，材料通过凹凸模具的间距空隙挤压成型后通过先冲孔再固溶可以释放产品的部分应力，减少产品固溶后硬度高对冲孔模具造成损坏的问题，使模具使用寿命长；同时整个过程无切削加工工艺，具有加工工序短、简易，加工效率高，适应结构复杂的产品，量产高及良率达到99％以上的优点。
附图说明
图1为挤压成型模具的剖示图；
图2为挤压成型模具另一角度的剖示图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
铝合金手机外壳的锻压成型工艺，包括如下步骤:
步骤一、材料预处理，购买F态7系铝合金，购买之后裁剪出与手机外壳的展开面积相匹配的待成型片，将此待成型片进行退火处理形成O态铝合金待成型片，此退火处理采用的公知技术，改进的是退火处理时所采用的退火温度为320℃保温2H随炉冷却至100度出炉自然冷却到常温；
步骤二、表面处理，在步骤一的O态铝合金待成型片放入滚筒滚动20分钟使其表面均匀的涂上一层铝合金润滑粉，形成表面润滑层，此铝合金润滑粉采用的是硬脂酸锌粉；
步骤三、冷挤压成型，将步骤二的表面涂覆润滑粉的处理片放置于挤压成型模具内并采用其吨位在1000-1200的油压机进行冷挤压成型成型出成型件，挤压时，油压机的吨位优佳控制在800-1000吨位；
如图1、2所示，该挤压成型模具具有下模座1和处于下模座1上方的上模座2，下模座1的顶面安装有凹模块3，上模座1的底面上设有凸模块4，优选的是，该上模座2、下模座1、凹模块3和凸模块4均是方形块体，凹模块3通过由下至上穿过下模座1至凹模块3内的螺丝锁固在下模座1的顶面上，凹模块3的尺寸小于下模座1的尺寸，凸模块4通过由上而下穿过上模座2至凸模块4内的螺丝锁固在上模座2的底面上，凸模块4的尺寸小于上模座2的尺寸，凹模块3的顶面中心部位处下凹有供表面涂覆润滑粉的处理片100嵌入于内的成型凹腔31，成型凹腔31的四角优选为弧形倒角，成型凹腔31的侧面为倾斜面，成型凹腔31形成一由上至下渐缩的喇叭腔室，且凹模块3的顶面与成型凹腔成弧形倒角设置，凸模块4的下底面一体向下凸设有伸入成型凹腔内，用于将表面涂覆润滑粉的处理片挤压成型成手机外壳形状的并固定于外的成型模仁41，此成型模仁41呈柱体结构，成型模仁41具有扩径段和处于扩径段下方的缩径段，缩径段的底面结构与手机外壳内表面的结构相吻合的成型结构，此扩径段的外径与缩径段的外径之差小于成型的手机外壳侧围的壁厚；
所述凹模块3上安装有相对设置的处于成型凹腔31外的脱料器5，脱料器5上具有悬空设置并处于成型凹腔31正上方的脱料部，且两脱料部之间的间距大于成型模仁的外径小于成型凹腔腔口口径，优选的是，两脱料器5处于成型凹腔31的左、右两侧外，脱料器5具有固定块51和脱料块52，固定块51为方形块，固定块51与凹模块3的外侧壁相贴配合，且固定块51的顶面与凹模块3的顶面相齐平，固定块51通过由上而下穿过固定块51至下模座1内的螺丝与下模座1锁固在一起，脱料块52的第一端叠放在固定块51顶面上并与固定块凹凸配合，即脱料块52与固定块51相贴的贴合面上凸设有定位凸块，固定块51上凹设有供此定位凸块紧配合卡入于内的定位凹孔，利用定位凸块与定位凹孔的配合达到脱料块与固定块的拆卸配合，所述脱料块52的第二端叠放在凹模块3的顶面上，且脱料块52的第二端顶面一体延伸有向成型凹腔31方向(即向内方向)延伸的处于凹模块3顶面上方的延伸部521，延伸部521为所述的脱料部；
成型时，表面涂覆润滑粉的处理片100放置在成型凹腔31内，上模座2下移与下模座1合模，成型模仁41的缩径段伸入成型腔室内，利用成型模仁41的下移与表面涂覆润滑粉的处理片100相贴，贴合后成型模仁再次下移将成型凹腔31内的表面涂覆润滑粉的处理片100下压变形使表面涂覆润滑粉的处理片位于成型模仁41以外的部位会向上弯曲变形贴设在成型模仁41的外侧壁上形成手机外壳的侧围，最终挤压成型出与手机外壳相吻合的成型件，且成型件套固在成型模仁41外，之后上模座2向上移与下模座1分离，上模座2上移，上模座2移动至脱料部处时脱料部的底面与成型模仁上成型件侧围的端面相接触，再继续上移，利用脱料部的下压与成型模仁上移的对抗使脱料部将成型件下压脱出成型模仁41外，与成型模仁41脱模；因7系铝合金较活泼容易自然时效硬度升高因此该冷挤压成型步骤需在步骤一的退火处理后4小时内完成；
步骤四、后处理，将步骤三的成型件架在125吨的冲床上用旋切模具进行周沿废料切除，使周沿平齐；之后再进行冲孔处理，得到冲孔件，此冲孔处理为公知技术，旋切工序冲床采用125吨，冲孔工序采用80吨冲床；
步骤五、精锻处理，将步骤四的冲孔件进行固溶处理，固溶处理后再通过精密模具在500吨油压机上进行精锻压处理，得到其平面度在0.15以内的精锻件，该固溶处理和精锻处理均是公知技术，在此不再复述；
步骤六、时效处理，将步骤五的精锻件进行时效处理得到T6态成型件，该时效处理也是现有铝合金常用的技术手段；
步骤七、将步骤六的T6态成型件通过精密双面研磨机进行研磨，即可得到其平面度在0.05以内的铝合金手机外壳成品。
本发明的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，具有如下有益效果：
一、采用O态的铝型材进行冷挤压成型，O态铝型材的硬度易于成型，克服了传统7系铝型材硬度高(7系铝型材的硬度为HV140)不易成型的问题，再通过固溶和时效处理后能达到7系铝型材的硬度，实现了7系铝型材在手机外壳上的应用；
二、冷挤压成型时采用自身研发的模具使铝合金在凹模块和凸模块之间的间隙中成型，无需对原材料造成过多的浪费，使原材料利用率提升至60％，原材料成本低，材料重量节省100克/件，即节省传统铝合金手机后盖材料的三分之一材料成本，整个挤压成型模具结构简易，易于加工；同时，通过脱料器使整个模具的脱模速度快并简易，另，通过成型凹腔31的限定易于表面涂覆润滑粉的处理片100的放置和成型模仁41的伸入，再利用缩径段与扩径段的配合使挤压成型时手机外壳的侧围端部能被扩径段与缩径段的台阶限位；
三、整个工艺中先冲孔再固溶的方式可以释放产品的部分应力，减少产品硬度高对冲孔模具造成损坏的问题，模具使用寿命长；
四、整个过程无切削加工工艺，加工工序短、简易，加工效率高，适应结构复杂的产品，与现有工艺相比节省了10-12分钟；
五、整个操作简易，能实现量产操作，且产能高，良率达到99％以上。
本发明中，延伸部521的优佳结构是，两延伸部521相对的对立面均由倾斜面和竖直面组成，竖直面处于倾斜面的下方，两倾斜面之间形成有由上而下渐缩的喇叭口径，两竖直面之间的间距大于成型模仁的外径，且成型模仁与竖直面之间的间距小于成型件侧围的厚度；利用倾斜面的设计方便成型模仁的缩径段穿过两延伸部之间的间距，起到导向作用，并配合竖直面使延伸部对成型件的脱离操作较为顺畅。
本发明中，下模座1的顶面位于凹模块3的左右两侧外分别固定竖立有相对的，并向上延伸的限位柱11，上模座2的底面位于两限位柱11上向下凸设有能够与限位柱叠压配合的叠压块21，利用此限位柱11与叠压块21的配合能对上模座2的下移起到限位作用，避免上模座2下移行程过大而造成成型件及下模座受损的问题；再有，其一限位柱11内拆卸安装有向上伸出限位块外的导向柱61，上模座1位于导向柱6处开设有供由上而下贯穿上模座的穿过孔，此穿过孔内拆卸安装有供导向柱紧配合伸入于内并沿其作上下移动的导向套62。
上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、材料预处理，购买F态7系铝合金，购买之后裁剪出与手机外壳的展开面积相匹配的待成型片，将此待成型片进行退火处理形成O态铝合金待成型片；
步骤二、表面处理，在步骤一的O态铝合金待成型片的表面涂上一层铝合金润滑粉，形成表面涂覆润滑粉的处理片；
步骤三、冷挤压成型，将步骤二的表面涂覆润滑粉的处理片放置于挤压成型模具内并采用其吨位在1000-1200的油压机进行冷挤压成型成型出成型件；
所述的挤压成型模具具有下模座和处于下模座上方的上模座，上述下模座的顶面安装有凹模块，上述凹模块上下凹有供表面涂覆润滑粉的处理片嵌入于内的成型凹腔，上述上模座的底面上设有凸模块，上述凸模块上凸设有伸入成型凹腔内，用于将表面涂覆润滑粉的处理片挤压成型成手机外壳形状的并固定于外的成型模仁，上述凹模块上安装有相对设置的处于成型凹腔外的脱料器，上述脱料器上具有悬空设置并处于成型凹腔正上方的脱料部，且两脱料部之间的间距大于成型模仁的外径小于成型凹腔腔口口径；
成型时，表面涂覆润滑粉的处理片放置在成型凹腔内，之后合模，合模时利用油压机经上模座对下模座的下压力将成型凹腔内的表面涂覆润滑粉的处理片挤压成型出与手机外壳相吻合的成型件，且成型件套固在成型模仁外，最后开模，上模座上移，上模座移动时脱料部的底面与成型模仁外成型件的侧壁相接触，继续上移，成型件与成型模仁脱模；
步骤四、后处理，将步骤三的成型件架在125吨的冲床上采用旋切模切除周沿废料使周沿口平齐之后进行冲孔处理，得到冲孔件；
步骤五、精锻处理，将步骤四的冲孔件进行固溶处理，固溶处理后再通过精密模具在500吨油压机上进行精密锻压处理，得到其平面度在0.15以内的精锻件；
步骤六、时效处理，将步骤五的精锻件进行时效处理得到T6态成型件；
步骤七、将步骤六的T6态成型件通过精密双面研磨机进行研磨，即可得到其平面度在0.05以内的铝合金手机外壳成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于：上述步骤一中退火处理的温度为320℃。
3.根据权利要求1所述的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于：上述冷挤压成型需在上述步骤一的退火处理后4小时内完成。
4.根据权利要求1所述的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于：上述上模座、下模座、凹模块和凸模块均是方形块体，上述凹模块锁固在上述下模座的顶面上，上述凹模块的尺寸小于下模座的尺寸，上述凸模块锁固在上述上模座的底面上，上述凸模块的尺寸小于上模座的尺寸，上述下模座的顶面位于凹模块两侧外分别固定竖立有相对的，并向上延伸的限位柱，上述上模座的底面位于两限位柱上向下凸设有能够与限位柱叠压配合的叠压块，其一限位柱内拆卸安装有向上伸出限位块外的导向柱，上述上模座位于导向柱处开设有供由上而下贯穿上模座的穿过孔，此穿过孔内拆卸安装有供导向柱紧配合伸入于内并沿其作上下移动的导向套。
5.根据权利要求4所述的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于：两上述脱料器处于成型凹腔的左、右两侧外，上述脱料器具有固定块和脱料块，上述固定块为方形块，上述固定块与上述凹模块的外侧壁相贴配合，且固定块的顶面与凹模块的顶面相齐平，上述固定块通过螺丝与上述下模座锁固在一起，上述脱料块的第一端与固定块拆卸配合，上述脱料块的第二端叠放在凹模块的顶面上，且上述脱料块的第二端顶面一体延伸有向成型凹腔方向延伸的处于凹模块顶面上方的延伸部，上述延伸部为所述的脱料部。
6.根据权利要求5所述的铝合金手机外壳的锻压成型工艺，其特征在于：以两延伸部相对的一面为对立面，上述延伸部的对立面由倾斜面和竖直面组成，上述竖直面处于倾斜面的下方，两延伸部的倾斜面构成由上而下渐缩的喇叭结构，两竖直面之间的间距大于成型模仁的外径，且成型模仁与竖直面之间的间距小于成型件侧围的壁厚。
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