CN114289656A - 一种金属复合框体的制造方法及金属复合框体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属复合框体及其制造方法，该制造方法包括以下步骤：制作复合板，在第一金属板的上表面设置第二金属板而得到复合板；锻压复合板，将复合板加热，对加热后的复合板锻压，使第一金属板和第二金属板的轮廓边缘向上弯折形成边框，并使第二金属板的表面形成有若干加强筋，从而得到金属复合框体；热处理金属复合框体，对金属复合框体依次进行加热、保温和冷却；该金属复合框体采用了上述制造方法；采用上述方法制造的金属复合框体既具有第一金属板和第二金属板的性能，而且经过锻压和热处理后，第一金属板与第二金属板之间的结合强度高，金属复合框体的整体的结构强度高，各个位置的性能均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属复合框体的制造方法及金属复合框体。
背景技术
一般的手机大多采用铝合金或者不锈钢制作的框体，其中，铝合金的结构强度不足，不锈钢材料则存在加工难度高，重量较重的缺陷。因此，现有技术中出现了利用两种或以上的金属材料构成的框体，这些框体的制作大多采用焊接、压铸或者机械铆接的方式，存在结合强度低、材料性能不均匀等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提出一种金属复合框体的制造方法，该制造方法生产的金属复合框体的结合强度高、性能均匀。
本发明的目的之二在于提出一种采用上述金属复合框体的制造方法制造的金属复合框体。
根据本发明第一方面实施例的一种金属复合框体的制造方法，包括以下步骤：
制作复合板，在第一金属板的上表面设置第二金属板而得到复合板；
锻压复合板，将所述复合板加热，对加热后的所述复合板锻压，使所述第一金属板和所述第二金属板的轮廓边缘向上弯折形成边框，并使所述第二金属板的表面形成有若干加强筋，从而得到金属复合框体；
热处理金属复合框体，对所述金属复合框体依次进行加热、保温和冷却。
根据本发明实施例的一种金属复合框体的制造方法，至少具有如下有益效果：
采用上述方法制造的金属复合框体既具有第一金属板和第二金属板的性能，而且经过锻压和热处理后，第一金属板与第二金属板之间的结合强度高，金属复合框体的整体的结构强度高，各个位置的性能均匀。
在本发明的一些实施例中，锻压复合板的步骤包括一次锻压和二次锻压，所述复合板经过一次锻压后形成框体半成品，所述框体半成品具有相对所述第一金属板或所述第二金属板向上弯折且向外倾斜的折弯框，所述框体半成品具有成型于所述第一金属板的表面的预设筋条，所述框体半成品经过二次锻压后形成垂直于所述第一金属板或所述第二金属板的所述边框，所述预设筋条经过二次锻压后形成所述加强筋，从而得到所述金属复合框体。
在本发明的一些实施例中，在一次锻压之后、二次锻压之前去除所述框体半成品的毛刺，在二次锻压之后、热处理金属复合框体之前去除所述金属复合框体的毛刺。
在本发明的一些实施例中，在得到所述金属复合框体之后、热处理金属复合框体之前，将所述金属复合框体冲压整形以使所述金属复合框体的轮廓边缘形成圆角部，并形成位于所述第一金属板的表面的定位基准槽。
在本发明的一些实施例中，所述第二金属板由铝合金构成，在得到所述金属复合框体之后、将所述金属复合框体冲压整形之前，将二次锻压得到的所述金属复合框体进行固溶化处理。
在本发明的一些实施例中，在热处理金属复合框体之后，对所述金属复合框体进行后工序处理，所述后工序处理包括CNC切割、纳米注塑、表面抛光和真空镀膜中的一者或者多者。
在本发明的一些实施例中，所述第一金属板与所述第二金属板通过冷轧或热轧或焊接相连接而得到所述复合板。
在本发明的一些实施例中，在得到复合板之后、锻压复合板之前，对复合板进行切割处理以使复合板形成所需的预设尺寸。
根据本发明第二方面实施例的一种金属复合框体，该金属复合框体采用了上述任一技术方案的金属复合框体的制造方法，所述金属复合框体包括第一金属板和设于所述第一金属板的上表面的第二金属板，所述第一金属板和所述第二金属板的轮廓边缘向上弯折形成边框，所述第二金属板的表面设有若干加强筋。
根据本发明实施例的一种金属复合框体，至少具有如下有益效果：
采用上述方法制造的金属复合框体既具有第一金属板和第二金属板的性能，而且经过锻压和热处理后，第一金属板与第二金属板之间的结合强度高，金属复合框体的整体的结构强度高，各个位置的性能均匀。
在本发明的一些实施例中，所述第一金属板由钛合金构成，所述第二金属板由铝合金构成；或者，所述第一金属板由钛合金构成，所述第二金属板由镁合金构成；或者，所述第一金属板由铝合金构成，所述第二金属板由镁合金构成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的复合板的一种实施例的结构示意图；
图2为图1复合板经过一次锻压后形成框体半成品的结构示意图；
图3为图2的框体半成品经过二次锻压后的结构示意图；
图4为图3的金属复合框体经过冲压整形后的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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装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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明第一方面实施例的一种金属复合框体的制造方法，包括以下步骤：制作复合板10，参见图1，在第一金属板11的上表面设置第二金属板12而得到复合板10；参见图3或图4，锻压复合板10，将复合板10加热，对加热后的复合板10锻压，使第一金属板11和第二金属板12的轮廓边缘向上弯折形成边框31，并使第二金属板12的表面形成有若干加强筋34，从而得到金属复合框体30；热处理金属复合框体30，对金属复合框体30依次进行加热、保温和冷却。
采用上述方法制造的金属复合框体30既具有第一金属板11和第二金属板12的性能，而且经过锻压和热处理后，第一金属板11与第二金属板12之间的结合强度高，金属复合框体30的整体的结构强度高，各个位置的性能均匀。
在本发明的一些实施例中，为了避免金属复合框体30的内应力过大，保障金属复合框体30的质量，锻压复合板10的步骤包括一次锻压和二次锻压，参见图1和图2，复合板10经过一次锻压后形成框体半成品20，框体半成品20具有相对第一金属板11或第二金属板12向上弯折且向外倾斜的折弯框21，框体半成品20具有成型于第一金属板11的表面的预设筋条22，参见图2和图3，框体半成品20经过二次锻压后形成垂直于第一金属板11或第二金属板12的边框31，预设筋条22经过二次锻压后形成加强筋34，从而得到金属复合框体30。
在本发明的一些实施例中，为了使得金属复合框体30的表面更加光滑，减少毛刺，在一次锻压之后、二次锻压之前去除框体半成品20的毛刺，在二次锻压之后、热处理金属复合框体30之前去除金属复合框体30的毛刺。
参加图4，在本发明的一些实施例中，在得到金属复合框体30之后、热处理金属复合框体30之前，将金属复合框体30冲压整形以使金属复合框体30的轮廓边缘形成圆角部32，并形成位于第一金属板11的表面的定位基准槽33。可以理解的是，将金属复合框体30冲压整形能够获得轮廓形状更加稳定的产品，在冲压整形的过程中形成定位基准槽33有利于后续对金属复合框体30进行定位固定后再加工处理。
在本发明的一些实施例中，第二金属板12由铝合金构成，在得到金属复合框体30之后、将金属复合框体30冲压整形之前，将二次锻压得到的金属复合框体30进行固溶化处理。可以理解的是，固溶化处理能够将铝合金加热至较高的温度，保温后迅速冷却，从而获得饱和固溶体，提高铝合金的结构强度。
在本发明的一些实施例中，根据具体的功能需要，在热处理金属复合框体30之后，对金属复合框体30进行后工序处理，后工序处理包括CNC切割、纳米注塑、表面抛光和真空镀膜中的一者或者多者。
参见图1，在本发明的一些实施例中，其中，为了避免第一金属板11与第二金属板12容易分离而影响锻压复合板10的工序的正常进行，第一金属板11与第二金属板12通过冷轧或热轧或焊接相连接而得到复合板10。
在本发明的一些实施例中，为了减少生产余料，提高材料的利用率，在得到复合板10之后、锻压复合板10之前，对复合板10进行切割处理以使复合板10形成所需的预设尺寸。
参见图1至图4，本发明还公开了一种金属复合框体30，该金属复合框体30采用了上述任一技术方案的金属复合框体的制造方法，金属复合框体30包括第一金属板11和设于第一金属板11的上表面的第二金属板12，第一金属板11和第二金属板12的轮廓边缘向上弯折形成边框31，第二金属板12的表面设有若干加强筋34。
采用上述方法制造的金属复合框体30既具有第一金属板11和第二金属板12的性能，而且经过锻压和热处理后，第一金属板11与第二金属板12之间的结合强度高，金属复合框体30的整体的结构强度高，各个位置的性能均匀。
在本发明的一些实施例中，第一金属板11由钛合金构成，第二金属板12由铝合金构成；或者，第一金属板11由钛合金构成，第二金属板12由镁合金构成；或者，第一金属板11由铝合金构成，第二金属板12由镁合金构成。
可以理解的是，对于第一金属板11由钛合金构成，第二金属板12由铝合金构成的情况而言，钛合金作为金属复合框体30的外层具有较高的刚度和强度，铝合金作为金属复合框体30的内层具有轻量化的特点。对于第一金属板11由钛合金构成，第二金属板12由镁合金构成的情况而言，钛合金作为金属复合框体30的外层具有较高的刚度和强度，而镁合金相比于铝合金的重量更轻。对于第一金属板11由铝合金构成，第二金属板12由镁合金构成的情况而言，则实现了重量更轻的效果。
当然，第一金属板11与第二金属板12的组合并不限于上述三种方式，还可以是其他任意两种金属的组合。
下面以第一金属板11由钛合金构成、第二金属板12由铝合金构成作为实施一进行制造步骤的说明：
实施一的金属复合框体30的制造工艺，包括以下步骤：
S1、制作复合板10，选取厚度为5mm的铝合金板和厚度为2mm的钛合金板，将铝合金板固定在钛合金板的上表面，得到复合板10；
S2、将复合板10进行裁切至所需的尺寸；
S3、一次锻压，将复合板10加热至480℃～520℃，维持加热时间30min～60min，将复合板10锻压形成框体半成品20；
S4、通过CNC切割的方式去除一次锻压后产生的毛刺；
S5、二次锻压，将框体半成品20加热至480℃～520℃，维持加热时间30min～60min，将框体半成品20锻压；
S6、通过CNC切割的方式去除二次锻压后产生的毛刺；
S7、固溶化处理，将金属复合框体30加热至555℃～565℃，维持加热时间30min～60min，然后水冷；
S8、冲压整形，将二次锻压后的金属复合框体30冲压整形，以改善金属复合框体30的尺寸公差和平面度等；
S9、热处理，将冲压整形后的金属复合框体30加热至190℃～200℃，维持2h～4h，然后空冷；
S10、后工序处理，将热处理后的金属复合框体30进行CNC切割、纳米注塑、表面抛光和真空镀膜中的一者或者多者。
经过以上步骤处理的金属复合框体30的铝合金板的硬度＞120HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与铝合金板的交界处的剪切强度＞100Mpa。
而通过压铸得到的金属复合框体30的铝合金板的硬度＜100HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与铝合金板的交界处的剪切强度＜80Mpa；通过焊接得到的金属复合框体30的铝合金板的硬度＜80HV，钛合金板的硬度＜140HV，钛合金板与铝合金板的交界处的剪切强度＜80Mpa；通过铆接得到的金属复合框体30的铝合金板的硬度＞120HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与铝合金板的交界处存在装配缝隙。
因此，采用上述方法制造的金属复合框体30的钛合金板与铝合金板的结合强度高，金属复合框体30的整体的结构强度高。
下面以第一金属板11由钛合金构成、第二金属板12由镁合金构成作为实施二进行制造步骤的说明：
实施二的金属复合框体30的制造工艺，包括以下步骤：
S1、制作复合板10，选取厚度为5mm的镁合金板和厚度为2mm的钛合金板，将镁合金板固定在钛合金板的上表面，得到复合板10；
S2、将复合板10进行裁切至所需的尺寸；
S3、一次锻压，将复合板10加热至380℃～400℃，维持加热时间30min～60min，利用模具预热至350℃～380℃，通过液压机驱使模具以1mm/s～3mm/s的速度下压以锻压形成框体半成品20，形成预设筋条22；
S4、通过CNC切割的方式去除一次锻压后产生的毛刺；
S5、二次锻压，将框体半成品20加热至360℃～380℃，维持加热时间30min～60min，通过液压机驱使模具以1mm/s～3mm/s的速度下压以将框体半成品20锻压，预设筋条22形成加强筋34；
S6、通过CNC切割的方式去除二次锻压后产生的毛刺；
S7、冲压整形，将二次锻压后的金属复合框体30冲压整形，形成定位基准槽33；
S8、热处理，将冲压整形后的金属复合框体30加热至280℃～330℃，维持1h～2h，然后空冷；
S9、后工序处理，将热处理后的金属复合框体30进行CNC切割、纳米注塑、表面抛光和真空镀膜中的一者或者多者。
经过以上步骤处理的金属复合框体30的镁合金板的硬度＞65HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与镁合金板的交界处的剪切强度＞80Mpa。
而通过压铸方式得到的金属复合框体30的镁合金板的硬度＜55HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与镁合金板的交界处的剪切强度＜30Mpa；通过焊接得到的金属复合框体30的镁合金板的硬度＜55HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与镁合金板的交界处的剪切强度＜30Mpa；通过铆接得到的金属复合框体30的镁合金板的硬度＞65HV，钛合金板的硬度＞140HV，钛合金板与镁合金板的交界处存在装配缝隙。
因此，采用上述方法制造的金属复合框体30的钛合金板与镁合金板的结合强度高，金属复合框体30的整体的结构强度高。
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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种金属复合框体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作复合板，在第一金属板的上表面设置第二金属板而得到复合板；
锻压复合板，将所述复合板加热，对加热后的所述复合板锻压，使所述第一金属板和所述第二金属板的轮廓边缘向上弯折形成边框，并使所述第二金属板的表面形成有若干加强筋，从而得到金属复合框体；
热处理金属复合框体，对所述金属复合框体依次进行加热、保温和冷却。
2.根据权利要求1所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
锻压复合板的步骤包括一次锻压和二次锻压，所述复合板经过一次锻压后形成框体半成品，所述框体半成品具有相对所述第一金属板或所述第二金属板向上弯折且向外倾斜的折弯框，所述框体半成品具有成型于所述第一金属板的表面的预设筋条，所述框体半成品经过二次锻压后形成垂直于所述第一金属板或所述第二金属板的所述边框，所述预设筋条经过二次锻压后形成所述加强筋，从而得到所述金属复合框体。
3.根据权利要求2所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
在一次锻压之后、二次锻压之前去除所述框体半成品的毛刺，在二次锻压之后、热处理金属复合框体之前去除所述金属复合框体的毛刺。
4.根据权利要求2所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
在得到所述金属复合框体之后、热处理金属复合框体之前，将所述金属复合框体冲压整形以使所述金属复合框体的轮廓边缘形成圆角部，并形成位于所述第一金属板的表面的定位基准槽。
5.根据权利要求4所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
所述第二金属板由铝合金构成，在得到所述金属复合框体之后、将所述金属复合框体冲压整形之前，将二次锻压得到的所述金属复合框体进行固溶化处理。
6.根据权利要求1所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
在热处理金属复合框体之后，对所述金属复合框体进行后工序处理，所述后工序处理包括CNC切割、纳米注塑、表面抛光和真空镀膜中的一者或者多者。
7.根据权利要求1所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
所述第一金属板与所述第二金属板通过冷轧或热轧或焊接相连接而得到所述复合板。
8.根据权利要求1所述的金属复合框体的制造方法，其特征在于：
在得到复合板之后、锻压复合板之前，对复合板进行切割处理以使复合板形成所需的预设尺寸。
9.一种金属复合框体，其特征在于，该金属复合框体采用如权利要求1-8任一项所述的金属复合框体的制造方法，
所述金属复合框体包括第一金属板和设于所述第一金属板的上表面的第二金属板，所述第一金属板和所述第二金属板的轮廓边缘向上弯折形成边框，所述第二金属板的表面设有若干加强筋。
10.根据权利要求9所述的一种金属复合框体，其特征在于，
所述第一金属板由钛合金构成，所述第二金属板由铝合金构成；或者，所述第一金属板由钛合金构成，所述第二金属板由镁合金构成；或者，所述第一金属板由铝合金构成，所述第二金属板由镁合金构成。
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2021
- 2021-12-31 CN CN202111670702.7A patent/CN114289656A/zh active Pending
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