CN107254717A - 一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，包括盖板的前期加工处理、两次退火处理和后期表面处理，在退火处理过程中匀速升温能够防止热冲击带来的温度梯度而使产品引入新的应力使影响产品的强度，在恒温过程中，能够愈合产品在加工过程中产生的损伤，由于蓝宝石材料在接近熔点的温度下，材料内部分子运动加剧，受到损伤的地方的隐形裂纹由于键合作用，微裂纹得到愈合，充分恢复蓝宝石原有的特性，然后在匀速降温的过程中也能够防止热冲击使产品引入新的应力。

Description

一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法
技术领域
本发明涉及蓝宝石盖板加工技术领域，尤其涉及一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法。
背景技术
蓝宝石材料手机触摸屏面板近年在手机行业已普及使用，蓝宝石材质其高硬度：莫氏硬度达到9，仅次于钻石。康宁玻璃只有6-7之间，普通玻璃5-6之间，生活中常见尘埃颗粒硬度很多超过7，所以蓝宝石很难被划伤，从而保证拍照质量。而玻璃很容易划伤，这一点非常重要，因此蓝宝石被广泛应用在显示面板和摄像头镜片。手机触摸屏面板对强度要求较高，目前面板主要取晶体的A面作为工作面，蓝宝石A面的抗弯理论强度约为1500Mpa，但蓝宝石是晶体材料，不同晶向有不同的物理和化学性能，蓝宝石在制程切割加工时所产生的崩边、砂口及表面和边缘损伤应力层等影响，在传统的蓝宝石加工工艺加工出的A面蓝宝石手机盖板抗弯强度一般都很差，行业内普通在400Mpa左右，蓝宝石长晶和切割加工过程中所产生的内部应力，即使经过抛光工艺和常规退火方法也无法消除材料内部应力，致使蓝宝石片材的强度离散度大，四点弯曲强度、耐冲击强度稳定性差，也是蓝宝石材料加工工艺一直未突破的工艺难点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术得到蓝宝石手机盖板弯曲强度差的问题，提供一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法。
一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，包括如下步骤：
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.5-0.9毫米的盖板；
2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；
3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下；
4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，进行匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下取出盖板；
5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
在其中一个实施例中，所述步骤2）和步骤3）中匀速升温的速度为2.1-3.5℃/分钟。
在其中一个实施例中，所述步骤2）和步骤3）中匀速降温的速度不大于2℃/分钟。
使用上述技术方案在对蓝宝石手机盖板处理时，匀速升温能够防止热冲击带来的温度梯度而使产品引入新的应力使影响产品的强度，在恒温过程中，能够愈合产品在加工过程中产生的损伤，由于蓝宝石材料在接近熔点的温度下，材料内部分子运动加剧，受到损伤的地方的隐形裂纹由于键合作用，微裂纹得到愈合，充分恢复蓝宝石原有的特性，然后在匀速降温的过程中也能够防止热冲击使产品引入新的应力。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，包括如下步骤：
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.5-0.9毫米的盖板；
2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；
3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下；
4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，进行匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下取出盖板；
5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
有效的控制温度的升降速率，降低材料在升降温时动态温度梯度。使材料内部的温差通过热量传导可趋于零。当材料受到急冷和急热时热量传导时间不够及时，会对材料造成温度梯度，材料内部会产生热应力降低材料强度。通过两次循环退火，确保单片温度梯度接近于零。
在产品处理过程中，进入退火炉之前进行打磨等工序能够保证产品的表面质量，随之在第一次退火结束后不需要取出产品，能够避免产品在取出过程中受损和污染并且能够省去人工和时间，然后直接在退火炉中进行二次退火，能够提高退火效率，节省退火时间，两次退火结束后对产品进行清洗、精磨和表面抛光处理，此时不会损伤产品结构。
在其中一个实施例中，所述步骤2）和步骤3）中匀速升温的速度为2.1-3.5℃/分钟。控制匀速升温的目的是为了避免热冲击带来的温度梯度而使产品引入新的应力。
在其中一个实施例中，所述步骤2）和步骤3）中匀速降温的速度不大于2℃/分钟。控制匀速降温避免产品引入新的应力而影响内部的弯曲强度。
实施例1
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.5毫米的盖板；2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内以2.1℃/分钟的速度匀速升温至1510℃，继而恒温保持11小时，退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至350℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至130℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至60℃；4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，以2.1℃/分钟的速度进行匀速升温至1510℃，继而恒温保持11小时，退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至350℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至130℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.2℃/分钟的速度匀速降温至60℃取出盖板；5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
实施例2
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.7毫米的盖板；2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内以2.8℃/分钟的速度匀速升温至1550℃，继而恒温保持13小时，退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至400℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至160℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至70℃；4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，以2.8℃/分钟的速度进行匀速升温至1550℃，继而恒温保持13小时，退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至400℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至160℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.5℃/分钟的速度匀速降温至70℃取出盖板；5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
实施例3
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.9毫米的盖板；2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内以3.3℃/分钟的速度匀速升温至1590℃，继而恒温保持15小时，退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至450℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至190℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至80℃；4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，以3.3℃/分钟的速度进行匀速升温至1590℃，继而恒温保持15小时，退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至450℃打开退火炉外门降温，退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至190℃打开炉内门降温，直至退火炉内以1.8℃/分钟的速度匀速降温至80℃取出盖板；5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
实施例4
使用传统常规退火工艺制得蓝宝石手机盖板作为参照组，和实施例1-3的蓝宝石手机盖板在治具测试设定距离为上26毫米、下52毫米的条件下分别测试四点弯曲强度，结果如下表所示：
检测项目 参照组 实施例1 实施例2 实施例3
四点弯曲Mpa 845 1553 1582 1614
从测试结果可知，使用本技术方案的两次退火方案得到的产品的强度显著高于传统常规退火工艺制得的产品强度。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (3)

1.一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）制取蓝宝石手机盖板，通过CNC切割加工成型和研磨工序得0.5-0.9毫米的盖板；
2）将盖板的边位及全身位进行全光边加工处理，使用超声波清洗盖板表面的灰尘和杂质；
3）清洁后的盖板进行一次退火处理，将盖板水平放入退火炉中，退火炉内匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下；
4）对盖板进行循环退火处理，关闭退火炉内门和外门，进行匀速升温至1500-1600℃之间，继而恒温保持11-15小时，退火炉内匀速降温至500℃以下打开退火炉外门降温，退火炉内匀速降温至200℃以下打开炉内门降温，直至退火炉内匀速降温至100℃以下取出盖板；
5）对退火后的盖板依次进行超声波清洗、精磨和表面抛光处理。
2.根据权利要求1所述一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，其特征在于：所述步骤2）和步骤3）中匀速升温的速度为2.1-3.5℃/分钟。
3.根据权利要求1所述一种增强蓝宝石手机盖板强度的方法，其特征在于：所述步骤2）和步骤3）中匀速降温的速度不大于2℃/分钟。
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