CN113199208A - 钛合金边框、成型方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钛合金边框的成型方法，包括以下步骤：提供圆柱状的钛合金棒材。对所述钛合金棒材进行辊轧，使圆柱状的钛合金棒材成型为扁状钛合金，辊轧时，钛合金棒材的前进方向为其长度方向。将所述扁状钛合金进行分割，形成第一材料和第二材料。分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，以及第一次机加工，得到所述第一边框和第二边框。将第一边框和第二边框进行组装，对组装后的第一边框和第二边框进行第二次机加工，形成成型的钛合金边框。还提供一种钛合金边框及电子设备。本发明提供的钛合金边框成型方法能够在控制低成本的情况下，解决折弯时材料拉缩的问题，减少产品废品损失，提高钛合金边框的质量，保证产品品质稳定。

Description

钛合金边框、成型方法及电子设备

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种钛合金边框、成型方法及电子设备。

背景技术

手机外观呈现多样化，同时手机边框在材质方面，不再仅仅局限于铝合金、不锈钢等。由于钛合金具有密度小、强度高、及耐腐蚀等多种优点，越来越多的厂商开始将其应用到手机边框中。

但由于钛合金的塑性较差，现有技术采用条形钛合金棒材进行折弯成型的过程中，由于其流动性差，在折弯过程中有延展性，材料没有扩散，导致在折弯处存在材料拉缩现象，从而造成产品尺寸超差，甚至造成产品报废。因为钛合金材料价格较高，如果通过加大原材料下料尺寸的方法来改善折弯时材料拉缩的问题，必然会造成生产成本的大幅度增加。

发明内容

基于此，本发明提供一种钛合金边框、成型方法及电子设备,该成型方法能够在控制低成本的情况下，解决折弯时材料拉缩的问题，减少产品废品损失，提高钛合金边框的质量，保证产品品质稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钛合金边框的成型方法，包括以下步骤：

原材料提供：提供圆柱状的钛合金棒材；

辊轧开坯：对所述钛合金棒材进行辊轧，使所述圆柱状的钛合金棒材成型为扁状钛合金，所述扁状钛合金具有两个相对设置的平面、及分别连接两个所述平面并向外凸出的两个圆弧面，其中，辊轧时，所述钛合金棒材的前进方向为其长度方向；

分割下料：将所述扁状钛合金进行分割，形成第一材料和第二材料，所述第一材料用来制造所述钛合金边框的第一边框，所述第二材料用来制造所述钛合金边框的第二边框；

加工成型：

分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，以及第一次机加工，得到所述第一边框和第二边框；

将所述第一边框和第二边框进行组装，得到钛合金边框，其中，所述钛合金边框的内侧面和外侧面分别对应所述扁状钛合金的两个相对设置的平面；

对所述钛合金边框进行第二次机加工，形成成型的钛合金边框。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述辊轧开坯步骤具体包括：

将所述钛合金棒材置于加热装置中，加热至700-900℃，将加热后的钛合金棒材置于辊轧机中进行辊轧。

所述加工成型步骤中分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，具体包括：

对所述第一材料进行折弯，折弯后的第一材料包括第二段、以及分别从所述第二段的两端弯折形成，且相对设置的第一段和第三段，所述第一段和所述第三段分别与所述第二段垂直设置；

对所述第二材料进行折弯，折弯后的第二材料包括第五段、以及分别从所述第五段的两端弯折形成，且相对设置的第四段和第六段，所述第四段和第六段分别与第五段垂直设置。

所述加工成型步骤中，对所述第一材料进行折弯分别包括以下步骤：

预折弯：将第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段和第三段分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°；

折弯90°：将预折弯后的第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段和第三段继续朝同一侧进行折弯，使所述第一段、第三段分别与第二段垂直；

对所述第二材料进行折弯分别包括以下步骤：

预折弯：将第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段和第六段分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°；

折弯90°：将预折弯后的第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段和第六段继续朝同一侧进行折弯，使所述第四段、第六段分别与第五段垂直。

所述加工成型步骤中，所述第一次机加工，具体包括：

分别对所述第一段和所述第三段远离所述第二段的端部进行第一次机加工；分别对所述第四段和所述第六段远离所述第五段的端部进行第一次机加工；从而使所述第一材料的两端和所述第二材料的两端分别形成互相匹配的卡接结构，所述第一段和所述第四段以及所述第三段和所述第六段分别通过所述卡接结构互相连接。

所述卡接结构为互相匹配的燕尾槽和燕尾扣。

所述加工成型步骤中，所述第二次机加工包括研磨和CNC加工。

所述研磨为双面研磨，分别对所述第一材料和第二材料的所述圆弧面进行研磨，使圆弧面成为平面；

所述CNC加工包括内侧面加工和外侧面加工，首先对所述钛合金边框的内侧面进行加工，再对所述钛合金边框的外侧面进行加工。

本发明还提供一种钛合金边框，由上述的成型方法制备。

本发明还提供一种电子设备，包括上述的钛合金边框。

由本发明的技术方案可知，本发明的钛合金边框的成型方法，采用圆柱状的钛合金棒材作为原材料，并对所述钛合金棒材进行辊轧，使钛合金棒材成型为具有两个圆弧凸面的扁状棒材，由于钛合金棒材的两个圆弧面向外凸出，即使在后序折弯工序中存在一定的拉缩现象，仍能保证拉缩处的尺寸满足产品的尺寸要求。且经过辊轧开坯后的钛合金棒材，由于经过了压力变形工序，使钛合金棒材的塑性得到提高，有利于后序工序的变形，利于材料分散，不易产生拉缩现象。在加工成型步骤中，先对经折弯并经第一次机加工处理后得到的第一边框和第二边框进行组装，再对组装后的钛合金边框进行整体加工，可使加工品质更加稳定，避免产生形变。如单独加工第一边框或第二边框，由于第一边框和第二边框为类“U”型，其第一段、第三段、第四段和第六段为开口端，在对其进行加工时，极易产生变形、高度尺寸不准等不良因素。采用本发明成型方法制备的钛合金边框质量更加稳定，产品良品率高。

附图说明

图1为本发明实施例钛合金边框的成型方法的流程示意图。

图2为本发明实施例钛合金边框的结构示意图。

图3为本发明实施例钛合金边框的成型方法中扁状钛合金的结构示意图。

图4为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第一材料折弯45°时的结构示意图。

图5为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第一边框的结构示意图。

图6为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第二边框的结构示意图。

图7为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第一边框和第二边框组装后的结构示意图。

图8为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第一边框的主视结构示意图。

图9为本发明实施例钛合金边框的成型方法中第一边框的俯视结构示意图。

图10为现有技术中弯折时产生缺陷的主视示意图。

图11为图10的俯视示意图。

附图中各标号的含义为：

1-第一边框；2-第二边框；3-圆弧面；4-平面；5-内侧面；6-外侧面；7-缺陷；11-第一段；12-第二段；13-第三段；14-燕尾扣；21-第四段；22-第五段；23-第六段；24-燕尾槽。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1-11所示，为本发明实施例钛合金边框的结构示意图，及钛合金边框的成型方法的流程示意图。

实施例1：如图1所示，本实施例提供的钛合金边框的成型方法，包括以下步骤：

S1、原材料提供：提供圆柱状的钛合金棒材。所述钛合金牌号为TA4，对应的美标牌号为Gr4。本实施例中的钛合金棒材的直径为Φ8.0±0.10mm，长度为1000±1mm。

S2、辊轧开坯：如图3所示，所述钛合金棒材置于加热装置中，加热至700-900℃，将加热后的钛合金棒材置于辊轧机中进行辊轧，使圆柱状的钛合金棒材成型为扁状钛合金，所述扁状钛合金具有两个相对设置的平面4、及分别连接两个平面4、并向外凸出的两个圆弧面3，其其中，辊轧时，所述钛合金棒材的前进方向为其长度方向。图3中所示L的方向即为长度方向。在本实施例中，所述加热装置为高周波加热设备或隧道加热炉，升温时间为5-10s，升温至880±10℃，对所述钛合金棒材进行辊轧。辊轧后，钛合金棒材的横截面两平面4间的厚度D为4.5mm，两圆弧面3间的最大高度H为9.5mm。

S3、分割下料：将所述扁状钛合金进行分割，形成第一材料和第二材料，所述第一材料用来制造所述钛合金边框的第一边框1，所述第二材料用来制造所述钛合金边框的第二边框2。在本实施例中，所述第一材料的长度为270mm，所述第二材料的长度为230mm。第一材料和第二材料的长度根据电子设备所需的开孔、开槽位置而设，如无具体的开孔、开槽位置要求，则可以将第一材料和第二材料设计成完全一致，有利于批量生产和配套使用。

S4、加工成型：分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，并进行第一次机加工，得到所述第一边框1和第二边框2。

将所述第一边框1和所述第二边框2进行组装，得到钛合金边框，其中，所述钛合金边框的内侧面和外侧面分别对应所述扁状钛合金的两个相对设置的平面。

对所述钛合金边框进行第二次机加工，形成成型的钛合金边框。

S4.1、折弯：对所述第一材料进行折弯，折弯后的第一材料包括第二段12以及分别从所述第二段12的两端弯折形成，且相对设置的第一段11和第三段13，所述第一段11和第三段13分别与第二段12垂直设置。

对所述第二材料进行折弯，折弯后的第二材料包括第五段22，以及分别从所述第五段22的两端弯折形成，且相对设置的第四段21和第六段23，所述第四段21和第六段23分别与第五段22垂直设置。

S4.1.1、第一材料折弯：

预折弯：如图4和图5所示，将第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段11和第三段13分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°。在本实施例中，实际预折弯角度为45°，图4中所示角θ，即为45°角。在本实施例中，首先对模具进行预热，将第一材料加热至880±10℃后，通过已预热处理过的模具，将第一材料预折弯45°。对模具进行预热可防止模具与第一材料接触时，降低第一材料的局部温度，可使第一材料的变形更加均匀。预折弯45°，可避免一次弯折角度过大导致应力过大，如应力过大，在后序加工中，应力释放时会造成变形。且分步折弯可避免一次折弯变形过大，使材料拉缩变形严重的问题。

折弯90°：将预折弯后的第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段11和第三段13继续朝同一侧进行折弯，使所述第一段11、第三段13分别与第二段12垂直。在本实施例中将第一材料加热至780±10℃后，再对第一材料继续折弯至90°。此时，如两次折弯间隔时间较短，则可利用模具的余热，无需对模具再次进行预热。

S4.1.2、第二材料折弯：

预折弯：将第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段21和第六段23分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°。在本实施例中，实际预折弯角度为45°。在本实施例中，首先对模具进行预热，将第二材料加热至880±10℃后，通过已预热处理过的模具，将第二材料预折弯45°。

折弯90°：如图6所示，将预折弯后的第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段21和第六段23继续朝同一侧进行折弯，使第四段21、第六段23分别与第五段22垂直。在本实施例中将第二材料加热至780±10℃后，再对第二材料继续折弯至90°。此时，如两次折弯间隔时间较短，则可利用模具的余热，无需对模具再次进行预热。

S4.2、第一次机加工：分别对所述第一段11和所述第三段13远离所述第二段12的端部进行第一次机加工；分别对所述第四段21和所述第六段23远离所述第五段22的端部进行第一次机加工；从而使所述第一材料的两端和所述第二材料的两端分别形成互相匹配的卡接结构，所述第一段11和所述第四段21以及所述第三段13和所述第六段23分别通过所述卡接结构互相连接。本实施例中所采用的卡接结构为互相配合的燕尾槽24和燕尾扣14。其具体设置可以是，若第一段11的端部加工成燕尾槽，那么，对应的第四段21的端部则加工成燕尾扣；若第三段13加工成燕尾槽，那么，对应的第六段23则加工成燕尾扣。如果第一材料和第二材料设计成完全一致的形状时，则第一段11和第三段13对应设置互相匹配的燕尾槽和燕尾扣，第四段21和第六段23对应设置互相匹配的燕尾槽和燕尾扣。燕尾槽和燕尾扣可以互相替换，比如，第一段11加工成燕尾槽，那么，对应的第三段13则加工成燕尾扣。与第一段11配合的第四段21的设置与第三段13相同，也是加工成燕尾扣，第六段23则是加工成燕尾槽。这样的设置，使第一材料和第二材料的形状完全一致，且能够互相配合，组合成整体。本实施例中的第一次加工采用CNC加工，其中第一段11的端部和第三段13的端部加工成燕尾扣14，第四段21的端部和第六段23的端部加工成燕尾槽24。

S4.3、第二次机加工：包括研磨和CNC加工：

S4.3.1：研磨：将第一材料和第二材料组装成一体后，分别对所述第一材料和第二材料的所述圆弧面3进行研磨，使上、下两个圆弧面3成为平面。本实施例中，研磨后的产品高度为8.94mm，上偏差为+0.01mm，下偏差为-0.03mm，平面度控制在0.03mm。

S4.3.2、CNC加工：如图7所示，包括内侧面5加工和外侧面6加工，首先对所述钛合金边框的内侧面5进行加工，再对所述钛合金边框的外侧面6进行加工。先加工内侧面5，再加工外侧面6，可避免先加工外侧面6后，在加工内侧面5时，会使外侧面6已加工到成型的部分受到碰撞等，影响产品尺寸精度。

本实施例还提供一种钛合金边框及一种电子设备，所述钛合金边框如图2所示，采用上述成型方法制备。所述电子设备，包括上述钛合金边框，本实施例中的电子设备为手机，钛合金边框为手机中框。

如图10和图11所示，在采用现有技术制备钛合金边框的时候，经常会出现折弯转角处材料收缩的情况，图中阴影部分所示即为材料拉缩产生的缺陷7。此材料的宽度为10.0mm，而产生拉缩后的最窄处只有7-8mm，无法满足产品加工尺寸，造成废品损失严重。经本发明成型方法改进后，折弯转角处的材料收缩大大减小，且小幅拉缩后的尺寸仍能够满足产品加工要求，产品良率大幅提高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种钛合金边框的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

原材料提供：提供圆柱状的钛合金棒材；

辊轧开坯：对所述钛合金棒材进行辊轧，使所述圆柱状的钛合金棒材成型为扁状钛合金，所述扁状钛合金具有两个相对设置的平面、及分别连接两个所述平面并向外凸出的两个圆弧面，其中，辊轧时，所述钛合金棒材的前进方向为其长度方向；

分割下料：将所述扁状钛合金进行分割，形成第一材料和第二材料，所述第一材料用来制造所述钛合金边框的第一边框，所述第二材料用来制造所述钛合金边框的第二边框；

加工成型：

分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，以及第一次机加工，得到所述第一边框和第二边框；

将所述第一边框和所述第二边框进行组装，得到钛合金边框，其中，所述钛合金边框的内侧面和外侧面分别对应所述扁状钛合金的两个相对设置的平面；

对所述钛合金边框进行第二次机加工，形成成型的钛合金边框。

2.根据权利要求1所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述辊轧开坯步骤具体包括：

将所述钛合金棒材置于加热装置中，加热至700-900℃，将加热后的钛合金棒材置于辊轧机中进行辊轧。

3.根据权利要求1所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述加工成型步骤中分别对所述第一材料和第二材料进行折弯，具体包括：

对所述第一材料进行折弯，折弯后的第一材料包括第二段，以及分别从所述第二段的两端弯折形成、且相对设置的第一段和第三段，所述第一段和所述第三段分别与所述第二段垂直设置；

对所述第二材料进行折弯，折弯后的第二材料包括第五段，以及分别从所述第五段的两端弯折形成、且相对设置的第四段和第六段，所述第四段和所述第六段分别与第五段垂直设置。

4.根据权利要求3所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述加工成型步骤中，

对所述第一材料进行折弯分别包括以下步骤：

预折弯：将第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段和第三段分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°；

折弯90°：将预折弯后的第一材料加热至700-900℃，通过模具，将第一材料的第一段和第三段继续朝同一侧进行折弯，使所述第一段、第三段分别与第二段垂直；

对所述第二材料进行折弯分别包括以下步骤：

预折弯：将第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段和第六段分别朝同一侧进行预折弯，预折弯角度为30°-60°；

折弯90°：将预折弯后的第二材料加热至700-900℃，通过模具，将第二材料的第四段和第六段继续朝同一侧进行折弯，使所述第四段、第六段分别与第五段垂直。

5.根据权利要求1所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述加工成型步骤中，所述第一次机加工，具体包括：

分别对所述第一段和所述第三段远离所述第二段的端部进行第一次机加工；分别对所述第四段和所述第六段远离所述第五段的端部进行第一次机加工；从而使所述第一材料的两端和所述第二材料的两端分别形成互相匹配的卡接结构，所述第一段和所述第四段以及所述第三段和所述第六段分别通过所述卡接结构互相连接。

6.据权利要求5所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述卡接结构为互相匹配的燕尾槽和燕尾扣。

7.根据权利要求1所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述加工成型步骤中，所述第二次机加工包括研磨和CNC加工。

8.根据权利要求7所述的钛合金边框的成型方法，其特征在于：所述研磨为双面研磨，分别对所述第一材料和第二材料的所述圆弧面进行研磨，使所述圆弧面成为平面；

所述CNC加工包括内侧面加工和外侧面加工，首先对所述钛合金边框的内侧面进行加工，再对所述钛合金边框的外侧面进行加工。

9.一种钛合金边框，其特征在于：由权利要求1-8任意一项所述的成型方法制成。

10.一种电子设备，其特征在于：包括权利要求9所述的钛合金边框。

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