CN107097049A - 一种钛或钛合金手机壳加工方法 - Google Patents

一种钛或钛合金手机壳加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛或钛合金手机壳加工方法，包括以下步骤：(1)板材下料；(2)加热；(3)锻造预成型；(4)焊接；(5)加热；(6)初次锻造；(7)CNC铣掉余料；(8)喷砂去除氧化层；(9)加热；(10)二次精锻；(11)切边去毛刺；(12)喷砂去氧化层；(13)真空消除应力退火；(14)CNC精加工。本发明提供的钛及钛合金手机壳加工方法，可节省原材料投入，工艺简单，提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种钛或钛合金手机壳加工方法
技术领域
本发明涉及表面处理剂技术领域，特别涉及一种钛或钛合金手机壳加工方法。
背景技术
传统的手机壳采用的金属材料多为铝合金，随着5G时代的到来以及人们对手机美观度要求的提高，金属铝因对信号有干扰和质感差等因素，已不能满足手机的功能设计要求和消费者的心理需求，所以必须寻求一种新的替代材料来制造手机壳。钛合金因具有比强度高、亲生物、透声性好和良好的金属质感等特性，同时象征着高端大气等身份特征，因而成为5G时代手机壳选用的最主要的金属材料。
手机壳形状复杂，规格小且尺寸精度高。从制造工艺路线上，手机壳通常可采用板材直接CNC加工、3D打印或铸造方式成型或再经CNC加工的方式生产成品，常规自由锻造或模锻方法难以成型手机壳锻坯。
与铝比，钛合金比强度高且导热性差，所以采用CNC加工时，金属易粘刀，切削速度慢，刀具损耗严重，生产效率极低，远远不能与铝相比。当采用板材直接进行CNC加工方法生产手机壳时，单个手机壳的加工周期约为10-20小时左右，而手机市场容量大，尽管国内手机代工厂CNC设备很多，在这种生产效率下，仍远远不能满足市场需求；同时，采用板材直接加工时，多数材料最终需切除，机加工成品率不足50％，材料利用率很低，而钛合金材料价格高，原材料成本很高，加之CNC加工刀具又不同于金属铝用刀具，刀具损耗严重，耗材成本很高。3D打印或铸造方式为近净成形，采用这种方法，虽可显著提高材料利用率，但这些方法制备的部件，势必存在气孔、砂眼等目视可见的外在缺陷；且表面粗糙，CNC加工难度仍较大，生产效率仍无明显提高；该方法生产的产品，性能综合力学性能差且各项异性大；所以这种方法仍不可能成为手机壳的工业化生产工艺。所以，必须开发一种新的制备工艺，同时解决钛合金CNC加工效率问题和生产成本问题，否则必然会制约钛合金在手机壳上的大量使用。本发明因此而来。
发明内容
本发明目的是提供一种钛或钛合金手机壳加工方法，提高生产效率。
基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
一种钛或钛合金手机壳加工方法，包括以下步骤：
(1)板材下料，将板材切割成第一毛坯形状，所述第一毛坯包括第一毛坯背板和设置在所述背板周向上多个断开的连接板；
(2)对步骤(1)得到的第一毛坯进行加热；
(3)锻造预成型，将步骤(2)得到的第一毛坯置于第一模具内压铸得到第二毛坯形状，所述第二毛坯包括第二毛坯背板和设置在所述第二毛坯背板周向上由所述连接板得到的翻边；
(4)焊接，对步骤(3)得到的第二毛坯上相邻连接板之间的开口进行焊接；
(5)对步骤(4)焊接后的第二毛坯进行加热；
(6)初次锻造，将步骤(5)得到的第二毛坯置于第二模具内进行锻造，得到第三毛坯，第三毛坯背板外壁具有若干个冲压而成的凸块；
(7)CNC铣掉余料，将所述第三毛坯上的凸块铣去得到第四毛坯；
(8)对步骤(7)得到的第四毛坯喷砂去除氧化层；
(9)对步骤(8)得到的第四毛坯进行加热；
(10)二次精锻，将步骤(9)得到的第四毛坯置于第三模具中进行锻造，得到第五毛坯，所述第五毛坯背板内壁具有内部结构；
(11)对步骤(10)得到的第五毛坯切边去毛刺；
(12)对步骤(11)得到的第五毛坯喷砂去氧化层；
(13)对步骤(12)得到的第五毛坯真空消除应力退火；
(14)CNC精加工得到手机壳成品。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(2)中加热温度为900～1000℃。
在其中的一些实施方式中，所述第一模具包括第一上模和第一下模，所述第一下模具有与手机壳外框形状匹配的第一型腔，所述第一上模设有与所述第一毛坯背板匹配的第一锻压块。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(5)中的加热温度为900～1000℃。
在其中的一些实施方式中，所述第二模具包括第二上模和第二下模，所述第二下模上设有与所述第二毛坯匹配的手机壳冲压限位槽，所述手机壳冲压限位槽内设有若干个向下延伸的凹槽，所述第二上模具有与所述第二毛坯背板匹配的第二锻压块。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(9)中的加热温度为900～1000℃。
在其中的一些实施方式中，所述第三模具包括第三上模和第三下模，所述第三下模具有与所述第四毛坯匹配的第二型腔，所述第三上模上设有与所述背板匹配的第三压铸块，所述第三压铸块用于对所述第四毛坯背板内壁结构成型以得到第五毛坯。
在其中的一些实施方式中，所述步骤(13)中在650～850℃条件下保温1～4小时。
与现有技术相比，本发明的优点是：
采用本发明的技术方案，经过一次预成型两次锻造工艺使手机壳成型，可直接成型出手机壳的凹凸形状，尺寸精度高，工艺操作简单，提高生产效率，同时可减少材料的使用，降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种钛或钛合金手机壳加工方法的工艺流程图；
图2为本发明实施例中第一毛坯的结构示意图；
图3为本发明实施例中第二毛坯的结构示意图；
图4为本发明实施例中第三毛坯的结构示意图；
图5为本发明实施例中第五毛坯的结构示意图；
图6为本发明实施例中第一上模的结构示意图；
图7为本发明实施例中第一下模的结构示意图；
图8为本发明实施例中第二上模的结构示意图；
图9为本发明实施例中第二下模的结构示意图；
图10为本发明实施例中第三上模的结构示意图；
图11为本发明实施例中第三下模的结构示意图；
其中：
1、第一毛坯；1-1、第一毛坯背板；1-2、连接板；
2、第二毛坯；2-1、第二毛坯背板；2-2、翻边；
3、第三毛坯；3-1、第三毛坯背板；3-2、凸块；
4、第五毛坯；4-1、第五毛坯背板；
5、第一上模；5-1、第一锻造块；
6、第一下模；6-1、第一型腔；
7、第二上模；7-1、第二锻压块；
8、第二下模；8-1、手机壳冲压限位槽；8-2、凹槽；
9、第三上模；9-1、第三锻造块；
10、第三下模；10-1、第二型腔。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
一种钛或钛合金手机壳加工方法，工艺流程参见图1所示，包括以下步骤：
(1)板材下料，将板材切割成第一毛坯1形状，参见图2，第一毛坯1包括第一毛坯背板1-1和设置在第一毛坯背板1-1周向上多个断开的连接板1-2，连接板1-2包括沿第一毛坯背板1-1长度方向布置的第一连接板、沿第一毛坯背板1-1宽度方向布置的第二连接板、及设置在第一毛坯背板1-1顶角处的第三连接板，实施中，第一毛坯背板1-1的顶角具有倒圆角；
(2)对步骤(1)得到的第一毛坯1进行加热，加热温度为900～1000℃；
(3)锻造预成型，将步骤(2)得到的第一毛坯1置于第一模具内压铸得到第二毛坯2形状，参见图3，第二毛坯2包括第二毛坯背板2-1和设置在第二毛坯背板2-1周向上由连接板1-2得到的翻边2-2；
(4)焊接，对步骤(3)得到的第二毛坯2上相邻连接板1-2之间的开口进行焊接；
(5)对步骤(4)焊接后的第二毛坯2进行加热，加热温度为900～1000℃；
(6)初次锻造，将步骤(5)得到的第二毛坯2置于第二模具内进行锻造，得到第三毛坯3，参见图4，第三毛坯背板3-1外壁具有若干个冲压而成的凸块3-2；
(7)CNC铣掉余料，将第三毛坯3上的凸块3-2铣去得到第四毛坯；
(8)对步骤(7)得到的第四毛坯喷砂去除氧化层；
(9)对步骤(8)得到的第四毛坯进行加热，加热温度为900～1000℃；
(10)二次精锻，将步骤(9)得到的第四毛坯置于第三模具中进行锻造，得到如图5所示的第五毛坯4，第五毛坯背板4-1内壁具有安装所需的内部结构；
(11)对步骤(10)得到的第五毛坯4切边去毛刺；
(12)对步骤(11)得到的第五毛坯4喷砂去氧化层；
(13)对步骤(12)得到的第五毛坯4真空消除应力退火，实施中，在650～850℃条件下保温1～4小时；
(14)CNC精加工得到手机壳成品。
参见图6-7，第一模具包括第一上模5和第一下模6，第一下模6具有与手机壳外框形状匹配的第一型腔6-1，第一上模5设有与第一毛坯背板1-1匹配的第一锻压块5-1，实施中，将第一毛坯1置于第一下模6内，通过第一上模5向第一下模6运动施压将第一毛坯1锻压成第二毛坯2形状。
参见图8-9，第二模具包括第二上模7和第二下模8，第二下模8上设有与第二毛坯2匹配的手机壳冲压限位槽8-1，在手机壳冲压限位槽8-1内设有若干个向下延伸的凹槽8-2，在第二上模7上设有与第二毛坯背板2-1匹配的第二锻压块7-1，实施中，将第二毛坯2置于第二下模8内，通过第二上模7向第二下模8运动向背板施压形成第三毛坯3，在第三毛坯背板3-1外壁面形成若干个凸块3-2，需要说明的是，凸块3-2可以是任一形状，本发明在此处不做限制，后续工序中将凸块3-2铣去即可将手机壳背板锻压至所需厚度。
参见图10-11，第三模具包括第三上模9和第三下模10，第三下模10具有与第四毛坯匹配的第二型腔10-1，第三上模9上设有与第四毛坯背板匹配的第三压铸块9-1，第三压铸块9-1上设有锻造手机壳背板内壁形状所需的模型以用于对第四毛坯背板内壁结构成型从而得到第五毛坯4。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)板材下料，将板材切割成第一毛坯形状，所述第一毛坯包括第一毛坯背板和设置在所述背板周向上多个断开的连接板；
(2)对步骤(1)得到的第一毛坯进行加热；
(3)锻造预成型，将步骤(2)得到的第一毛坯置于第一模具内压铸得到第二毛坯形状，所述第二毛坯包括第二毛坯背板和设置在所述第二毛坯背板周向上由所述连接板得到的翻边；
(4)焊接，对步骤(3)得到的第二毛坯上相邻连接板之间的开口进行焊接；
(5)对步骤(4)焊接后的第二毛坯进行加热；
(6)初次锻造，将步骤(5)得到的第二毛坯置于第二模具内进行锻造，得到第三毛坯，第三毛坯背板外壁具有若干个冲压而成的凸块；
(7)CNC铣掉余料，将所述第三毛坯上的凸块铣去得到第四毛坯；
(8)对步骤(7)得到的第四毛坯喷砂去除氧化层；
(9)对步骤(8)得到的第四毛坯进行加热；
(10)二次精锻，将步骤(9)得到的第四毛坯置于第三模具中进行锻造，得到第五毛坯，所述第五毛坯背板内壁具有内部结构；
(11)对步骤(10)得到的第五毛坯切边去毛刺；
(12)对步骤(11)得到的第五毛坯喷砂去氧化层；
(13)对步骤(12)得到的第五毛坯真空消除应力退火；
(14)CNC精加工得到手机壳成品。
2.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述步骤(2)中加热温度为900～1000℃。
3.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述第一模具包括第一上模和第一下模，所述第一下模具有与手机壳外框形状匹配的第一型腔，所述第一上模设有与所述第一毛坯背板匹配的第一锻压块。
4.一种根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述步骤(5)中的加热温度为900～1000℃。
5.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述第二模具包括第二上模和第二下模，所述第二下模上设有与所述第二毛坯匹配的手机壳冲压限位槽，所述手机壳冲压限位槽内设有若干个向下延伸的凹槽，所述第二上模具有与所述第二毛坯背板匹配的第二锻压块。
6.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述步骤(9)中的加热温度为900～1000℃。
7.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述第三模具包括第三上模和第三下模，所述第三下模具有与所述第四毛坯匹配的第二型腔，所述第三上模上设有与所述背板匹配的第三压铸块，所述第三压铸块用于对所述第四毛坯背板内壁结构成型以得到第五毛坯。
8.根据权利要求1所述的钛或钛合金手机壳加工方法，其特征在于：所述步骤(13)中在650～850℃条件下保温1～4小时。
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