CN109676858A - 一种复合金属压铸框及其生产方法 - Google Patents

一种复合金属压铸框及其生产方法 Download PDF

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罗明文
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Abstract

本发明涉及一种复合金属压铸框及其生产方法，包括以下步骤：①铝外框成型，②铝外框加工，③检查除油，④铝外框+复合金属压铸毛坯，⑤冲压去金属水口废料，⑥冷整形，⑦冲孔,⑦一次时效，⑧一次时效，⑨一次机加工，⑩一次修边去毛刺，⑪T处理，⑫纳米注塑，⑬二次时效，⑭冲压去塑料水口废料，⑮二次修边，⑯二次机加工，⑰抛光打磨，⑱三次机加工，⑲三次修边，⑳喷砂，㉑一次阳极氧化,㉒高光，㉓二次阳极氧化，㉔四次修边，㉕清洗除油，㉖热整形，复合金属压铸框生产方法整体设计合理，采用BCC(Bimetal Compound Casting)双金属复合铸造工艺制得复合金属压铸框,比全CNC加工成型更节省材料和生产时间，加工容易、可实现自动化生产，降低成本，结构强度优，散热性好，外观靓丽。

Description

一种复合金属压铸框及其生产方法
技术领域
本发明涉及电子产品领域，具体涉及一种复合金属压铸框及其生产方法。
背景技术
目前高端手机、平板电脑外部的金属壳体都是由面板、中框、后盖板组成，其中现在市场上中框的制造方法主要有全CNC加工成型、中板+注塑+外装饰件、中板+铝外框（焊接组合）、全压铸成型等四种。全CNC加工成型指的是中框是由一整块铝板加工而成，中框外部形状、孔位、凹槽、铣面等等全部通过CNC加工制得，这种方式结构强度好、散热性好、外观效果好，但耗时长、加工成本很高，被金属手机大量采用。中板+注塑+外装饰件指的中框是铝中板+塑料铝外框+外装饰件，铝中板和塑料铝外框是通过注塑连接一体，而外装饰件是通过粘贴到中框上，这种方式加工难度大，散热性差，结构强度一般，被中低档机型常用。中板+铝外框（焊接组合）指的是中板、铝外框通过焊接连接一体，这种方式结构强度弱，成本高，行业较少采用。全压铸成型指的是整个中框都是通过压铸做成的，这种方式结构强度良，成本低，但喷涂外观效果较差，行业部分采用。因此，有必要开发一种全新的制造中框工艺，更好满足生产需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种复合金属压铸框及其生产方法，具体技术方案如下：
一种复合金属压铸框生产方法，包括以下步骤：
①铝外框成型，挤压机挤压成型出囗字形的铝外框；
②铝外框加工，CNC机床在铝外框内部铣出环设的拉料槽；
③检查除油，检查铝外框表面是否压伤、缺料、变形缺陷，有缺陷则返工无则放入清洗槽中去油污；
④铝外框+复合金属压铸毛坯，将铝外框放入压铸模具中再合模，锁模力2750～2800KN，压铸模具模温为280～300℃，往压铸模具型腔压入与铝外框材质不相同的中板料，中板料的压射力为316～317KN、料温为670～690℃，中板料流入拉料槽中，冷却成型后中板紧密连接铝外框成为复合金属压铸框毛坯；
⑤冲压去金属水口废料，冲压机冲压去除金属水口废料；
⑥冷整形，先将复合金属压铸框毛坯送入冷整形机中冷压整形，然后送入整平机中整平，整形后复合金属压铸框毛坯直线度要求为0.25～0.4mm；
⑦冲孔，采用冲床及冲压模具，对复合金属压铸框中板进行冲孔；
⑧一次时效，在温度140～160℃环境下时效处理2～4小时；
⑨一次机加工，CNC机床铣复合金属压铸框毛坯的正反面然后加工出定位孔、螺丝孔；；
⑩一次修边去毛刺，喷砂机使用尼龙砂去除机加工产生的毛刺使用挫刀或砂纸或硬毛刷修整加工后产品的披锋毛边；
⑪T处理，使用挂具将复合金属压铸框毛坯送入碱处理槽中去除油脂和污物，然后送入酸处理槽中酸洗刻蚀出纳米孔；
⑫纳米注塑，将复合金属压铸框毛坯送入注塑模具，注塑模具模温为150～170℃、保压压力为70～90kg/cm，往注塑模具注入塑料，烘烤塑料温度120℃、时间为4h，热流道温度260℃，炮筒一段、二段、三段温度分别为265℃、260℃、255℃，成型后复合金属压铸框毛坯与塑料件紧密结合形成复合金属压铸框；
⑬二次时效，在温度138～140℃环境下时效处理2～4小时；
⑭冲压去塑料水口废料，冲压机冲压去除塑料水口废料；
⑮二次修边，使用刀片或硬毛刷修整塑料件；
⑯二次机加工，CNC机床精铣出BP面然后铣TP面及外形；
⑰打磨抛光，抛光机抛光打磨去除复合金属压铸框表面刀痕；
⑱三次机加工，CNC机床加工出复合金属压铸框的音量键孔、电源键孔、USB孔、MIC孔、喇叭孔、耳机孔；
⑲三次修边，使用干冰机或细砂纸或百洁布修整复合金属压铸框；
⑳喷砂，喷砂机使用锆砂处理复合金属压铸框表面；
㉑一次阳极氧化, 使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，复合金属压铸框外表面形成一层染色、封闭的氧化膜，；
㉒高光，使用高光机高光电源键、TP面、BP面；
㉓二次阳极氧化，使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，高光面形成一层氧化膜；
㉔四次修边，使用细砂纸或百洁布精修边；
㉕清洗除油，将复合金属压铸框放入PH为12～13、温度是60～80℃的除油剂中清洗3～5min，然后在放入清水中清洗3～5s，在烘干温度是90～110℃环境下烘干10～15min；
㉖热整形，热整形机对复合金属压铸框进行热压整形。
作为本发明方法的一种优选方案，还包括以下步骤：
㉗电阻测试，使用电阻测试仪测试复合金属压铸框的电阻；
㉘网分，使用网分测试仪对复合金属压铸框进行网分测试；
㉙热熔，使用热熔机往复合金属压铸框热熔铆压铜螺母；
㉚一次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框内部；
㉛点胶，沿复合金属压铸框的BP面点胶；
㉜保压贴电池盖，将电池盖贴合复合金属压铸框；
㉝二次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框外部；
㉞预压辅料，预压辅料防止辅料翘起；
㉟包装。
作为本发明方法的一种优选方案，在步骤㉑一次阳极氧化和步骤㉖热整形后都需对复合金属压铸框进行镭雕。
作为本发明方法的一种优选方案，塑料由质量百分比的60%PBT和40%GF制得。
作为本发明方法的一种优选方案，铝外框使用材质铝合金AL6063，中板使用材质为铝合金ADC12。
作为本发明方法的一种优选方案，在步骤⑥中，当复合金属压铸框用于手机时，直线度要求为0.25mm，当复合金属压铸框用于平板时，直线度要求为0.4mm。
作为本发明方法的一种优选方案，在步骤㉓和㉔之间还设有机加工落料步骤，CNC机床加工铣掉阳极氧化导电位连料及CNC定位柱、钻孔攻牙。
一种复合金属压铸框，使用上述的生产方法制得。
本发明的有益效果：
1.复合金属压铸框生产方法整体设计合理，采用BCC (Bimetal Compound Casting)双金属复合铸造工艺制得复合金属压铸框,比全CNC加工成型更节省材料和生产时间，加工容易、可实现自动化生产，降低成本，提高产品竞争优势；
2.铝外框和中板通过压铸工艺紧密连接一体，中板的复杂结构可由压铸一次成型，可适用于复杂机型，应用范围广，符合市场需求；
3.合理安排时效、机加工、纳米注塑、修边、阳极氧化、整形的工序次数和具体参数，综合提升复合压铸金属框的性能，结构强度优，散热性好，外观靓丽，符合手机、平板电脑行业市场发展前景。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明方法与现有技术方法的效果对比图；
图3是本发明复合压铸框应用到不同品牌手机的实例；
图4是本发明方法与全CNC加工方法应用在平板电脑产品上实施案例的对比表；
图5是本发明方法与全CNC加工方法应用在手机产品上实施案例的对比表；
图6是本发明复合金属框的立体图；
图7是本发明复合金属框的分解图；
图8是本发明复合金属框的铝外框的俯视图；
图9是图8中A-A方向的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种复合金属压铸框生产方法，复合金属压铸框可以用于平板电脑中框或手机中框，生产方法包括以下步骤：
①铝外框成型，挤压机挤压成型出如图8所示的囗字形铝外框1；
②铝外框加工，CNC机床在铝外框1内部铣出如图9所示的环设的拉料槽11，拉料槽11沿铝外框1轮廓延伸也为囗字形，拉料槽11为了便于后续压铸中板2时中板料嵌入；
③检查除油，检查铝外框表面是否压伤、缺料、变形缺陷，有缺陷则返工无则放入清洗槽中去油污；
④铝外框+复合金属压铸毛坯，将铝外框1放入压铸模具中再合模，锁模力2750～2800KN，压铸模具模温为280～300℃，往压铸模具型腔压入与铝外框材质不相同的复合金属中板料，中板料的压射力为316～317KN、料温为670～690℃，中板料流入拉料槽中，冷却成型后压铸模具将中板料压铸成特定形状的中板，因为，拉料槽11沿铝外框1轮廓延伸为囗字形且纵深，如果压铸时不采用上述工艺参数，中板料是不能完全进入到拉料槽11中，这样会影响产品结合强度，采用上述压铸工艺如图2、3、4、5所示比其余工艺在成本、结构、时间上更优，中板2紧密连接铝外框1成为复合金属压铸框毛坯；
⑤冲压去金属水口废料，冲压机冲压去除金属水口废料，此金属水口废料是由压铸产生；
⑥冷整形，先将复合金属压铸框毛坯送入冷整形机中冷压整形，然后送入整平机中整平，整形后复合金属压铸框毛坯直线度要求为0.25～0.4mm，当复合金属压铸框用于手机时，直线度要求为0.25mm，当复合金属压铸框用于平板时，直线度要求为0.4mm；
⑦冲孔，采用冲床及冲压模具，对复合金属压铸框中板进行冲孔；
⑧一次时效，在温度140～160℃环境下时效处理2～4小时，加强铝外框、中板硬度和强度；
⑨一次机加工，CNC机床铣复合金属压铸框毛坯的正反面然后加工出定位孔、螺丝孔；
⑩一次修边去毛刺，喷砂机使用尼龙砂去除机加工产生的毛刺使用挫刀或砂纸或硬毛刷修整加工后产品的披锋毛边，修边清除金属产品边缘上溢料或残留的毛刺；
⑪T处理，使用挂具将复合金属压铸框毛坯送入碱处理槽中去除油脂和污物，然后送入酸处理槽中酸洗刻蚀出纳米孔，T处理为了后续的纳米注塑准备；
⑫纳米注塑，将复合金属压铸框毛坯送入注塑模具，注塑模具模温为150～170℃、保压压力为70～90kg/cm，往注塑模具注入塑料，烘烤塑料温度120℃、时间为4h，热流道温度260℃，炮筒一段、二段、三段温度分别为265℃、260℃、255℃，成型后复合金属压铸框毛坯与塑料件紧密结合形成复合金属压铸框；
⑬二次时效，在温度138～140℃环境下时效处理2～4小时，加强产品整体硬度和强度；
⑭冲压去塑料水口废料，冲压机冲压去除塑料水口废料，塑料水口废料由纳米注塑产生；
⑮二次修边，使用刀片或硬毛刷修整塑料件；
⑯二次机加工，CNC机床精铣出BP面然后铣TP面及外形，TP面解释，指的是中框组装成手机时用于安装CTP(电容式触摸屏)处的面，TP面属于本领域公知常识，BP面解释：大多数的手机都含有两个处理器，操作系统、用户界面和应用程序都在应用处理器ApplicationProcessor(AP)上执行，AP一般采用ARM芯片的CPU。而手机射频通讯控制软件，则运行在另一个分开的CPU上，这个CPU称为基频处理器Baseband Processor(BP)，BP面指的就是中框组装成手机时用于安装BP处的面，BP面属于本领域公知常识；
⑰打磨抛光，抛光机抛光打磨去除复合金属压铸框表面刀痕；
⑱三次机加工，CNC机床加工出复合金属压铸框的音量键孔、电源键孔、USB孔、MIC孔、喇叭孔、耳机孔；
⑲三次修边，使用干冰机或细砂纸或百洁布修整复合金属压铸框；
⑳喷砂，喷砂机使用型号为170的锆砂处理复合金属压铸框；
㉑一次阳极氧化, 使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，复合金属压铸框外表面形成一层染色、封闭的氧化膜，氧化膜保护、装饰金属框，延长寿命；
㉒高光，使用高光机高光电源键、TP面、BP面，使其具有镜面效果，美观靓丽；
㉓二次阳极氧化，使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，高光面形成一层氧化膜，氧化膜保护高光面；
㉔四次修边，使用细砂纸或百洁布精修边；
㉕清洗除油，将复合金属压铸框放入PH为12～13、温度是60～80℃的除油剂中清洗3～5min，能够将AL6063、ADC12、塑料清洗干净，然后在放入清水中清洗3～5s，在烘干温度是90～110℃环境下烘干10～15min；
㉖热整形，热整形机对复合金属压铸框进行热压整形。
具体的，本发明方法还包括以下步骤：
㉗电阻测试，使用电阻测试仪测试复合金属压铸框的电阻；
㉘网分，使用网分测试仪对复合金属压铸框进行网分测试；
㉙热熔，使用热熔机往复合金属压铸框热熔铆压铜螺母；
㉚一次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框内部，此处辅料指的是自身带有粘力的料，如接地泡棉、接地海棉、接地双面胶、接地导电布、防震泡棉等；
㉛点胶，沿复合金属压铸框的BP面点胶；
㉜保压贴电池盖，将电池盖在压力稳定的环境下贴合复合金属压铸框；
㉝二次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框外部，此处辅料指的是依赖胶水粘接中框的辅料，如防尘网、装饰片、铜箔等；
㉞预压辅料，预压辅料防止辅料翘起；
㉟包装。
具体的，在步骤㉑一次阳极氧化和步骤㉖热整形后都需对复合金属压铸框进行镭雕,可根据功率型号及其它需求等，印不同字或图案在产品上,在步骤㉓和㉔之间还设有机加工落料步骤，CNC机床加工铣掉阳极氧化导电位连料及CNC定位柱、钻孔攻牙。
具体的，塑料由质量百分比的60%PBT和40%GF制得，PBT中文名叫聚对苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene terephthalate），又名聚对苯二甲酸四次甲基酯，GF中文名叫玻璃纤维（英文原名为：glass fiber）。另外，铝外框使用材质铝合金AL6063，AL6063能够符合外框的强度要求，中板2使用材质为铝合金ADC12，ADC12压铸方便，ADC12是日本牌号，又称12号铝料，ADC12相当于中国国产的合金代号YL113。
一种复合金属压铸框，使用上述的生产方法制得。
综上所述，本复合金属框生产方法可节省大概30%左右材料，采用BCC (BimetalCompound Casting)双金属复合铸造工艺的方式取代了全CNC精雕细琢的复杂方式，可以通过压铸模具一次性压铸成型，从而大幅度减少了CNC的加工时间，降低生产成本，提高铝材利用率，铝外框和中板通过压铸工艺紧密连接一体，中板的复杂结构可由压铸一次成型，可适用于复杂机型，应用范围广，在市场上应用前景非常好（见图2、3、4、5），符合市场需求。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
①铝外框成型，挤压机挤压成型出囗字形的铝外框；
②铝外框加工，CNC机床在铝外框内部铣出环设的拉料槽；
③检查除油，检查铝外框表面是否压伤、缺料、变形缺陷，有缺陷则返工无则放入清洗槽中去油污；
④铝外框+复合金属压铸毛坯，将铝外框放入压铸模具中再合模，锁模力2750～2800KN，压铸模具模温为280～300℃，往压铸模具型腔压入与铝外框材质不相同的中板料，中板料的压射力为316～317KN、料温为670～690℃，中板料流入拉料槽中，冷却成型后中板紧密连接铝外框成为复合金属压铸框毛坯；
⑤冲压去金属水口废料，冲压机冲压去除金属水口废料；
⑥冷整形，先将复合金属压铸框毛坯送入冷整形机中冷压整形，然后送入整平机中整平，整形后复合金属压铸框毛坯直线度要求为0.25～0.4mm；
⑦冲孔，采用冲床及冲压模具，对复合金属压铸框中板进行冲孔；
⑧一次时效，在温度140～160℃环境下时效处理2～4小时；
⑨一次机加工，CNC机床铣复合金属压铸框毛坯的正反面然后加工出定位孔、螺丝孔；；
⑩一次修边去毛刺，喷砂机使用尼龙砂去除机加工产生的毛刺使用挫刀或砂纸或硬毛刷修整加工后产品的披锋毛边；
⑪T处理，使用挂具将复合金属压铸框毛坯送入碱处理槽中去除油脂和污物，然后送入酸处理槽中酸洗刻蚀出纳米孔；
⑫纳米注塑，将复合金属压铸框毛坯送入注塑模具，注塑模具模温为150～170℃、保压压力为70～90kg/cm，往注塑模具注入塑料，烘烤塑料温度120℃、时间为4h，热流道温度260℃，炮筒一段、二段、三段温度分别为265℃、260℃、255℃，成型后复合金属压铸框毛坯与塑料件紧密结合形成复合金属压铸框；
⑬二次时效，在温度138～140℃环境下时效处理2～4小时；
⑭冲压去塑料水口废料，冲压机冲压去除塑料水口废料；
⑮二次修边，使用刀片或硬毛刷修整塑料件；
⑯二次机加工，CNC机床精铣出BP面然后铣TP面及外形；
⑰打磨抛光，抛光机抛光打磨去除复合金属压铸框表面刀痕；
⑱三次机加工，CNC机床加工出复合金属压铸框的音量键孔、电源键孔、USB孔、MIC孔、喇叭孔、耳机孔；
⑲三次修边，使用干冰机或细砂纸或百洁布修整复合金属压铸框；
⑳喷砂，喷砂机使用锆砂处理复合金属压铸框表面；
㉑一次阳极氧化, 使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，复合金属压铸框外表面形成一层染色、封闭的氧化膜，；
㉒高光，使用高光机高光电源键、TP面、BP面；
㉓二次阳极氧化，使用挂具将复合金属压铸框送入阳极槽内阳极氧化，高光面形成一层氧化膜；
㉔四次修边，使用细砂纸或百洁布精修边；
㉕清洗除油，将复合金属压铸框放入PH为12～13、温度是60～80℃的除油剂中清洗3～5min，然后在放入清水中清洗3～5s，在烘干温度是90～110℃环境下烘干10～15min；
㉖热整形，热整形机对复合金属压铸框进行热压整形。
2.根据权利要求1所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，还包括以下步骤：
㉗电阻测试，使用电阻测试仪测试复合金属压铸框的电阻；
㉘网分，使用网分测试仪对复合金属压铸框进行网分测试；
㉙热熔，使用热熔机往复合金属压铸框热熔铆压铜螺母；
㉚一次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框内部；
㉛点胶，沿复合金属压铸框的BP面点胶；
㉜保压贴电池盖，将电池盖贴合复合金属压铸框；
㉝二次贴辅料，使用镊子将辅料贴装复合金属压铸框外部；
㉞预压辅料，预压辅料防止辅料翘起；
㉟包装。
3.根据权利要求1或2所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，在步骤㉑一次阳极氧化和步骤㉖热整形后都需对复合金属压铸框进行镭雕。
4.根据权利要求1所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，塑料由质量百分比的60%PBT和40%GF制得。
5.根据权利要求1所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，铝外框使用材质铝合金AL6063，中板使用材质为铝合金ADC12。
6.根据权利要求1所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，在步骤⑥中，当复合金属压铸框用于手机时，直线度要求为0.25mm，当复合金属压铸框用于平板时，直线度要求为0.4mm。
7.根据权利要求1所述的一种复合金属压铸框生产方法，其特征在于，在步骤㉓和㉔之间还设有机加工落料步骤，CNC机床加工铣掉阳极氧化导电位连料及CNC定位柱、钻孔攻牙。
8.一种复合金属压铸框，其特征在于，使用权利要求1～6任一所述的生产方法制得。
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