CN1442247A - 镁材料薄板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种镁材料薄板的制造方法，其是在加热的状态下将镁材料的钢坯挤出成型为厚度0.4～1.5mm的平板后，切削平板的至少一面，加工成产品所需的板厚。对挤出成型得到的平板每单面有0.09mm以上的可进行面切削的量。用此方法可以得到厚度0.3～1.2mm的镁材料平板。通过切削可以除去挤出成型时生成的模痕和氧化膜，使其展现出美丽的表面形状，可以作为各种电子设备的外壳使用。

Description

镁材料薄板的制造方法

技术领域

本发明涉及板厚0.3～1.2mm的镁材料薄板的制造方法。

背景技术

镁材料具有优良的电磁屏蔽功能、轻量性、衰减振动性能，放热性等，而被广泛地应用于携带用电子设备的外壳材料上。对于结晶结构密度最大的六方晶型的镁，除了具有在室温下容易产生的底面滑移系之外，当尚未达到高温时，还具有难以滑动的柱面滑移系和锥面滑移系等。而且，也是加工硬化率大的材料。由此，镁材料冷轧加工性差，在实用上，冷轧加工限定在10～20％程度。

使用镁材料薄板制造电子设备外壳时，虽然采用轧制→冲压或者锻造的一部分制造方法，但是考虑镁材料的材质大多都使用模铸方法制造。在模铸的方法中，将镁材料的熔融液压入模具后，成型为产品形状，但是在模铸物的表面容易产生铸液的皱纹，设置在铸物内面部的巩固强度用突缘、固定螺丝用的凸台等上容易产生缩孔。

若有铸液皱纹、缩孔等的缺陷，会显著地损害模铸产品的外观，所以需要进行油灰处理工序，将缺陷部填埋。油灰处理，是用肉眼观察模铸物的表面，对检测出的每个缺陷用手操作进行修补，效率是非常低的，结果使模铸产品的成本提高。

近来，代替模铸法方法，制造薄板状的镁材料时，可以省略成本上升原因的油灰处理工序，提供了比较廉价的镁材料薄板。作为这样的方法，是将铸造了的平板状的镁材料进行轧制、冲压、锻造等来成型薄板的方法，在日本发明专利公开第2001-294966号公报中已经公开。

可是，平板状镁材料，由于用铸造方法制造，所以可铸造的板厚是有限度的，用需要复杂设备的触变模塑法铸造时，也只是限定在制造板厚比1mm稍低一些的板。为了对于可铸造的板厚给予限制，在后续的轧制、冲压、锻造等加工工序中必须设定加大压下率，这样由于加工缺陷引起的次品的发生率变高。可制造的镁材料薄板也限定在含Al：4～20质量％的Mg-Al合金，缺乏通用性。

发明内容

本发明是为了解决此问题而设想出的，其目的是通过将挤出成型成平板状的镁材料平板进行面切削，与以往的镁材料板比较，用少的工序中就可以廉价地制造薄而且表面性状良好的镁材料薄板。

本发明为了达到此目的，其特征是在加热的状态下将镁材料的钢坯挤出成型为厚度0.4～1.5mm的平板后，切削平板的至少一面，加工成产品所需板厚。挤出成型得到的镁材料平板，最好是每单面有0.09mm以上的可进行面切削的量。

用此方法时，可制造板厚0.3～1.2mm的镁材料薄板。得到的镁材料薄板，在挤出成型时生成的模印痕和氧化膜可用面切削除去，使其呈现完美的表面状态，根据需要进行化学处理、阳极氧化、涂敷等的表面加工后，可用于各种电子设备的壳体材料。另外，在本件说明书中，将纯镁及镁合金总称为“镁材料”。

对于镁材料，当材料温度越高时，柱面滑移系、锥面滑移系的临界剪切应力就越降低，从在240～400℃下可用各种方法进行加工点上，可以说是适合于热加工的材料。另外，随着挤出成型法的技术进步，也可对镁材料挤出加工成板厚0.4mm左右的薄板。

可是，在挤出成型得到的镁材料平板的表面上生成氧化膜，无数的模印痕在平板的长度方向延伸。模印痕和氧化膜对挤出产品进行涂敷后也反映在涂膜表面上，使产品的表面性状劣化。另外，对于挤出成型的镁材料平板的板厚产生不均匀也是不可避免的。

另一方面，镁材料与铝合金比较，其切削性非常优良，也不发生成为连续切削的障碍的长切削粉。

利用镁材料的热加工性及优良的切削性，将制造镁材料平板的挤出成型操作和作成产品厚度的面切削操作组合时，可制造出板厚0.3～1.2mm的镁材料薄板。对于挤出成型，将镁材料平板作成板厚0.4～1.5mm，用现在的挤出成型法时是可以充分达到的板厚。对于面切削，可使用铣床、下垂轮、烧剥等，可以除去镁材料平板的挤出材料表面所存在的氧化膜和模具印痕的同时，也解决板厚不均匀的问题。

对于可使用的镁材料，有挤出加工性优良的纯Mg和AZ31、AZ21、ZK30、ZK10、ZK60、M1、M4、M5等。按照常法将镁材料铸造成钢坯，根据需要进行剥皮后，将钢坯预热到130～450℃，装在挤出加工机上，以2～30m/分钟的挤出速度挤出成板厚0.4～1.5mm的镁材料平板。

一般，将预热温度、挤出速度设定得越低，挤出成型品的形状精度越能提高，但对于用挤出成型后的面切削加工产品板厚的本发明方法，对挤出成型品的形状精度的要求没有那么高。因此，可以提高预热温度、挤出速度来提高挤出成型的生产性。但是，在挤出成型得到的镁材料平板的板厚有过度的不均匀时，就需要在下一道工序加大设定面切削量，这样带来了收率下降。从此点来看，将挤出条件设定在预热温度130～450℃、挤出速度2～30m/分钟，目标板厚±0.04mm的范围内时，对抑制板厚的不均匀是有效的。

由挤出成型得到的镁材料平板的目标板厚是在0.4～1.5mm的范围内选定。目标板厚越接近下限0.4mm时，可将预热温度、挤出速度设定得越低。另一方面，由于将电子设备壳体用途作为对象，所以考虑电子设备的携带性，将1.5mm设定为目标板厚的上限。

镁材料平板从挤出加工机的模出口被挤出时，与氛围气接触就进行表面氧化，形成膜厚为数μm左右的氧化变色层。另外，通过与挤出模具的定径区的摩擦，在镁材料平板上，沿着长度方向会出现无数个模具印痕。板厚也在目标板厚±0.04mm的范围内变动。

氧化变色层、模具印痕、板厚的不均匀等的缺陷可通过挤出成型后的面切削工序除去。即，在面切削板厚0.4～1.5mm的镁材料平板时，从平板表面除去氧化变色层和模具印痕，同时也消除了板厚的不均匀。通过将面切削量设定在0.09mm以上，可有效地除去氧化变色层、模具印痕、板厚的不均匀等的缺陷，将镁材料平板加工成要求的产品板厚。

面切削了的镁材料平板具有美丽的金属光泽，成为无色斑和凹凸的质量优良的表面状态。为此，面切削的产品可以直接地使用，但也可通过化学处理、阳极氧化、涂敷等提高其外观性。用化学处理或阳极氧化生成的被膜或涂膜，可防止镁材料与氧化性氛围气直接接触，也提高了耐氧化性。

加工成产品板厚的镁材料薄板可通过冲压、锻造等加工成产品形状。对于电子设备壳体的用途，是将面切削了的镁材料平板的表面进行冲压或锻造成外侧。加工成产品形状后，根据需要进行化学处理、阳极氧化、涂敷等的表面加工。这样制作的壳材料具有镁材料的优良的电磁屏蔽功能、轻量性、衰减振动性能，放热性等，而被应用在移动电话、手提放音机、笔记本型电脑等各种电子设备上。

以下，用实施例更具体地说明本发明，但本发明不受实施例的任何限制。

通过将由熔制了的各种镁材料得到的钢坯进行剥皮，作成挤出成型用的直径204mm的钢坯。将钢坯预热后装填到挤出加工机的容器内，该挤出加工机安装着配置了宽100mm、相当板厚的缝隙的挤出模，以挤出速度5m/分钟将镁材料平板挤出成型成表1的各板厚。

若观察得到的镁材料平板的表面，可检测出无数的模具印痕和氧化膜。

在将镁材料平板冷却到常温后，通过面切削除去氧化膜和模具印痕的同时，加工成设定产品板厚的镁材料薄板。

           表1：平板板厚面切削量和产品板厚的关系

试验号	使用材料	平板(挤出材料)的板厚(mm)	面切削量(mm)	产品板厚(mm)
					1	纯Mg	0.4±0.02	0.09(单面)	0.31±0.01
2	AZ31	0.4±0.02	0.10(单面)	0.30±0.01
					3	AZ21	0.6±0.04	0.10(单面)	0.50±0.02
4	ZK30	0.8±0.04	0.12(单面)	0.68±0.02
					5	ZK10	1.0±0.04	0.13(双面)	0.74±0.01
6	MI	1.5±0.04	0.15(双面)	1.20±0.02

观察面切削后的镁材料薄板时，任何薄板都完全地除去氧化膜和模具印痕，呈现了无凹凸和色斑的有金属光泽的外观。板厚变动也极小，形成了精度高的产品。

在各镁材料薄板上涂敷配合了透明涂料及着色颜料的涂料，通过干燥.焙烧形成透明涂膜、着色涂膜。用肉眼观察涂敷后的表面时，未检测出凹凸和涂膜缺陷。透明涂膜、着色涂膜都具有很高的平面度。因此，表明按照本发明制造的镁材料薄板，可作为展现美丽表面性状的壳体材料使用。

为了比较，熔融镁合金AZ91，在金属熔液温度620～660℃下浇铸到模铸模具内，铸造平均板厚1mm的箱型铸物。观察箱型铸物时，在合金熔液的模具内合流部发生熔液皱纹，在缘部和凸台部上检测出气孔。若将有熔液皱纹、缩孔等缺陷的镁材料铸物进行涂敷时，则缺陷反映在涂膜上，在涂膜面上生成凹凸，所以有必要用油灰处理修补缺陷。

如以上所述，本发明着眼于镁材料的热加工性及优良切削性，对挤出成型的中间板厚的镁材料平板，通过面切削加工成产品板厚。用面切削除去挤出成型时在镁材料平板的表面生成的氧化膜和印痕，也可用面切削除去镁材料平板的板厚变动，所以可得到表面性状、形状精度优良的镁材料薄板。得到的镁材料薄板具有镁材料本来的优良的电磁屏蔽功能、轻量性、防振动性能，放热性，可应用于移动电话、手提放音机、笔记本型电脑等各种电子设备壳体材料上。

Claims (3)

1.一种镁材料薄板的制造方法，其特征是在加热的状态下将镁材料的钢坯挤出成型为厚度0.4～1.5mm的平板后，切削平板的至少一面，加工成产品所需的板厚。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其中切削平板每单面的切削量是0.09mm以上。

3.一种镁材料制造的电子设备外壳，其是以镁材料薄板作为基材通过冲压成形或者锻造加工形成产品形状、并使其切削面的表面成为外壳外侧而构成的。