CN107553691A - 陶瓷手机壳的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种陶瓷手机壳的生产方法。所述陶瓷手机壳的生产方法包括如下步骤：将氧化锆陶瓷粉、溶剂、粘结剂混合形成流延浆料；经流延成型、脱脂、烧结、平磨工艺形成平板壳体材料；将所述平板壳体材料放入模具中，并将所述模具放入连续式烧结炉，并依次经过所述连续式烧结炉内的升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳；其中，控制所述升温区的加热温度为1200‑1450℃，所述加压区的成型压力为0‑10000N、成型时间为0‑30min，冷却区的冷却温度为300‑450℃。本发明提供的陶瓷手机壳的生产方法，工生产效率高、产品一致性好、尺寸控制精确。
Description
【技术领域】
本发明涉及手机外壳制备技术领域，具体涉及一种陶瓷手机壳的生产方法。
【背景技术】
手机作为一种现代通讯工具，被广泛使用，且随着技术的发展，人们对手机壳的质感追求也不断提高。纵观智能手机外壳的发展变化，从塑料、玻璃、金属再次回归到2.5D/3D玻璃(2.5D表示上下表面为一个平面，但是平面边缘处打磨出一个弧度，弧度从一个面过度到另一个面；3D表示上下面不是平面，通畅是在边缘处有一个大的弧度，使其整体呈U型)，短短2-3年间，手机壳的制造工艺持续在进行演变和创新。
2016年，2.5D/3D玻璃机身再次成为了手机发展趋势之一。部分终端厂商纷纷把玻璃后盖当做是旗舰机型的标配之一，其中三星、华为、小米、中兴、vivo等品牌在2016年先后推出了玻璃后盖的手机。在手机颜值为王的时代里，弧形玻璃以及指纹盖板方案在未来1-2年的时间将必然成为主流，而玻璃、陶瓷成为了满足终端品牌厂商差异化需求的主要选择材料。
然而玻璃材质虽然在成本和工艺上较为成熟，且普及度很高，但难以形成明显的差异化区分，而陶瓷材料手机壳恰恰成为抢占高端产品差异化的制高点。
2.5D/3D手机壳需要经过热弯成型工艺，使其发生塑形变形，因此要求材料具有较高的塑性。然而，陶瓷材料一般是硬而脆的材料，没有金属或塑料那样高的塑性。为了使陶瓷材料发生一定的塑性形变，需要通过陶瓷的高温蠕变来实现，即在高温和应力的作用下，形变的一些障碍得以克服，材料内部质点发生不可逆的微观位移，使陶瓷发生一定程度的蠕变。
相关技术中，陶瓷材料热弯成型是在一般的烧结炉内完成，属于间歇生产，生产效率低、产品的一致性差；且成型温度达1400℃，温度高，热弯前后产品性能变化大，不利于产品尺寸的精确控制。
因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种生产效率高、产品一致性好、尺寸控制精确的陶瓷手机壳的生产方法。
本发明的技术方案是：
一种陶瓷手机壳的生产方法，包括如下步骤：
步骤S1：将氧化锆陶瓷粉、溶剂、粘结剂混合形成流延浆料；
步骤S2：经流延成型、脱脂、烧结、平磨工艺形成平板壳体材料；
步骤S3：将所述平板壳体材料放入模具中，并将所述模具放入连续式烧结炉，并依次经过所述连续式烧结炉内的升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳；其中，控制所述升温区的加热温度为1200-1450℃，所述加压区的成型压力为0-10000N、成型时间为0-30min，冷却区的冷却温度为300-450℃。
优选的，步骤S2中，通过所述流延成型工艺得到0.1-1mm的单层膜带，并通过叠层和等静压的方式获得要求厚度的膜带，然后按产品尺寸裁切。
优选的，步骤S2中，将裁切好的膜带进行脱脂处理，其中脱脂温度为300-600℃，脱脂时间为20-50h。
优选的，步骤S2中，所述烧结工艺的烧结温度为1200-1500℃，保温时间为0.5-5h，升温速率为0.5-5℃/min。
优选的，所述平板壳体材料的厚度为0.2-1mm。
与相关技术相比，本发明提供的陶瓷手机壳的生产方法，具有如下有益效果：
一、本发明提供的陶瓷手机壳的生产方法，将加工成型的平板壳体材料放入模具中，并将模具放入连续式烧结炉内，依次经过升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳。其中，所述连续式烧结炉以一定的速度将模具推进，经过所述升温区后达到一定的温度，产品在模具的自重下，会按照模具的形状结构逐渐变形，当达到加压区位置后，对模具进行施压，并控制施压的压力和时间，加压完毕后，模具进入冷却区，经冷却后得到最终产品。由于产品是连续投入，设计产品的生产周期，实现连续出料，生产效率高。
二、所述连续式烧结炉内的工艺参数可通过程序控制，对于每一批次的产品保证其工艺参数相同，以保证产品的一致性。
三、所述连续式烧结炉内，所述升温区的加热温度为1200-1450℃，相对于其他成型方式，可实现较低温度的成型，使热弯前后性能差别不大，从而可精确控制产品尺寸。
四、所述连续式烧结炉的成型压力为0-10000N，可根据工艺需要随时可调，并可实现大压力，并结合模具的结构，实现制备结构复杂的手机壳。
【具体实施方式】
下面将结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种陶瓷手机壳的生产方法，用于连续生产陶瓷手机壳。所述陶瓷手机壳的生产方法，包括如下步骤：
步骤S1：将氧化锆陶瓷粉、溶剂、粘结剂混合形成流延浆料；
具体的，溶剂选自酒精、甲苯等有机溶剂中的一种；粘结剂选自巴斯夫公司生产的PVB1、PVB2、PVB3中的一种；
步骤S2：经流延成型、脱脂、烧结、平磨工艺形成平板壳体材料；
具体工艺包括：
通过流延成型的方式得到0.1-1mm的单层膜带，并通过叠层和等静压的方式获得要求厚度的膜带，然后将膜带裁切成一定尺寸的产品；
将裁切好的膜带进行脱脂处理，其中脱脂温度为300-600℃，脱脂时间为20-50h；优选的，脱脂温度为500℃，脱脂时间为30h；
将脱脂处理后的膜带放入烧结炉中进行烧结，控制烧结温度为1200-1500℃，保温时间为0.5-5h，升温速率为0.5-5℃/min；优选的，烧结温度为1450℃，保温时间为2h，升温速率为3℃/min；
将烧结处理后的膜带根据实际产品的厚度要求进行平磨，得到厚度均匀的平板壳体材料；优选的，所述平板壳体材料的厚度为0.2-1mm；
本发明中，通过流延成型的方法制备平板壳体，相对于现有技术中的注塑成型、干压成型来说产品的厚度相对较小，可达到0.5mm以下，加工余量小，产能高；且流延成型的产品气孔少且小，不存在热弯过程中的二次收缩问题。
步骤S3：将所述平板壳体材料放入模具中，并将所述模具放入连续式烧结炉，并依次经过所述连续式烧结炉内的升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳；其中，控制所述升温区的加热温度为1200-1450℃，所述加压区的成型压力为0-10000N、成型时间为0-30min，冷却区的冷却温度为300-450℃。
具体的，根据需要加工的手机壳的形状、颜色等因素选择合理的模具，模具加工精度需要控制在2丝以内，模具材质选择石墨、碳化硅、复合材料等；并根据产品的颜色，选择模具的材质，比如采用石墨模具在真空石墨炉中可以制备黑色产品，颜色均一，做到热弯和黑化一体；
将所述平板壳体材料放入模具中，然后将模具放入连续式烧结炉中，依次经过升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳。其中，所述连续式烧结炉以一定的速度将模具推进，经过所述升温区后达到一定的温度，产品在模具的自重下，会按照模具的形状结构逐渐变形，当达到加压区位置后，对模具进行施压，并控制施压的压力和时间，加压完毕后，模具进入冷却区，经冷却后得到最终产品。
实际应用中，可根据工艺要求，设计所述连续式烧结炉的温区和推舟速度，以实现不同的升温程序，使整个产品从进炉到出炉产出时间为5小时左右，如果连续投料，可以实现2-3分钟出一个产品，从而实现批量化生产。
与相关技术相比，本发明提供的陶瓷手机壳的生产方法，具有如下有益效果：
一、本发明提供的陶瓷手机壳的生产方法，将加工成型的平板壳体材料放入模具中，并将模具放入连续式烧结炉内，依次经过升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳。其中，所述连续式烧结炉以一定的速度将模具推进，经过所述升温区后达到一定的温度，产品在模具的自重下，会按照模具的形状结构逐渐变形，当达到加压区位置后，对模具进行施压，并控制施压的压力和时间，加压完毕后，模具进入冷却区，经冷却后得到最终产品。由于产品是连续投入，设计产品的生产周期，实现连续出料，生产效率高。
二、所述连续式烧结炉内的工艺参数可通过程序控制，对于每一批次的产品保证其工艺参数相同，以保证产品的一致性。
三、所述连续式烧结炉内，所述升温区的加热温度为1200-1450℃，相对于其他成型方式，可实现较低温度的成型，使热弯前后性能差别不大，从而可精确控制产品尺寸。
四、所述连续式烧结炉的成型压力为0-10000N，可根据工艺需要随时可调，并可实现大压力，并结合模具的结构，实现制备结构复杂的手机壳。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种陶瓷手机壳的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将氧化锆陶瓷粉、溶剂、粘结剂混合形成流延浆料；
步骤S2：经流延成型、脱脂、烧结、平磨工艺形成平板壳体材料；
步骤S3：将所述平板壳体材料放入模具中，并将所述模具放入连续式烧结炉，并依次经过所述连续式烧结炉内的升温区、加压区和冷却区，制备得到2.5D或3D陶瓷手机壳；其中，控制所述升温区的加热温度为1200-1450℃，所述加压区的成型压力为0-10000N、成型时间为0-30min，冷却区的冷却温度为300-450℃。
2.根据权利要求1所述的陶瓷手机壳的生产方法，其特征在于，步骤S2中，通过所述流延成型工艺得到0.1-1mm的单层膜带，并通过叠层和等静压的方式获得要求厚度的膜带，然后按产品尺寸裁切。
3.根据权利要求2所述的陶瓷手机壳的生产方法，其特征在于，步骤S2中，将裁切好的膜带进行脱脂处理，其中脱脂温度为300-600℃，脱脂时间为20-50h。
4.根据权利要求3所述的陶瓷手机壳的生产方法，其特征在于，步骤S2中，所述烧结工艺的烧结温度为1200-1500℃，保温时间为0.5-5h，升温速率为0.5-5℃/min。
5.根据权利要求1所述的陶瓷手机壳的生产方法，其特征在于，所述平板壳体材料的厚度为0.2-1mm。
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