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《平板電腦外殼用鋁板生產的關鍵技術》
技術視頻
市場現狀及前景分析
據市場研究公司IDC的數據顯示,2011年第一季度至第二季度全球平板電腦銷量直線上升。其中第二季度銷量為1360萬臺,同比增長303.8%,第三季度銷量為1810萬臺,同比增長264.5%。同時,IDC預計2012年全球...
如果按每臺平板電腦外殼的原始用鋁量為2kg計算,2012年該產品的用鋁量為126600噸,約為軌道車輛用鋁量的兩倍,而目前還不是平板電腦銷量的爆發期。作為電子產品,類似手機一樣,它的更替周期比較短。隨著普及率的快速提高,平板電腦后期的需求量將是非常大的,所以該產品將成為工業鋁材的又一重要市場。
目前主要存在問題
作為高端電子產品的平板電腦,外殼具有極強的裝飾性,不光機械性能要好,而且外觀要求美觀。所以對經過機加工和表面處理后的鋁外殼,不允許有黑點、雜點、斑紋、劃痕等肉眼所能發現的缺陷。因為采用的機加工均為數控加工,故對加工前的鋁板尺寸精度要求非常高(250mm寬的平面間隙不能超過0.05mm),所以給生產帶來極大的挑戰。 目前,國內有很多廠家在生產該產品,但真正做得好的為數極少,均存在成品率低,廢品率高,特別是加工處理后報廢量大,造成加工成本大幅提高。主要缺陷如下:
1、平面間隙超差;
2、尺寸精度超差;
3、縮尾過長;
4、氧化物或其它夾雜物產生的渣點;
5、晶粒粗大;
6、強度偏低;
7、成層、氣泡、起皮;
8、黑斑、雪花斑。

以上缺陷有些是在機加工之前發現的,這種報廢造成的單件損失還不是很大,但數量較大。該種報廢往往是由于平面間隙超差、尺寸超差和強度偏低等原因造成的,因為這些缺陷在機加工之前能夠檢驗出來。有相當一部分缺陷是要在機加工之后經過化學表面處理才能發現,這種報廢所造成的單件損失是非常大的。而該種報廢往往是由于縮尾、氧化物或其它夾雜物產生的渣點、晶粒粗大、成層、氣泡、起皮、黑斑、雪花斑等原因造成的。


關鍵技術

造成以上缺陷的原因是多方面的,有生產設備的先天不足,有生產工藝的設計不合理,更有操作者的現場控制不當。要解決以上問題,大幅提高成品率、合格率,主要從以下幾方面著手:
1、熔鑄方面
1)、因為該類產品壁厚比較厚,擠壓比通常不大,擠壓時金屬變形量不大。由于平面間隙要求非常高,淬火強度不能太大,所以比較容易出現粗晶現象。為解決此問題,在合金配比、熔煉工藝、鑄造工藝等方面都要著重考慮鑄錠的晶粒度,應適當增加一些細化晶粒的元素,加強精煉和鑄造冷卻的控制。
2)、為避免氧化物或其它夾雜物進入到鑄錠里,進而夾帶到擠壓產品中,鑄造時應使用好的陶瓷過濾板,有效將氧化物或其它雜渣過濾掉。
2、擠壓方面
1)、為使產品組織均勻,性能一致,鑄錠應進行均勻化處理,均勻化處理工藝按普通6063合金的進行則可。
2)、因該產品屬于品種單一、批量較大的類型,建議選用短錠快速加熱爐,最好能使鑄錠溫度產生梯度。原因以下:首先,目前的長錠熱剪機剪出的鑄錠端口變形量較大,影響后續的剝皮效果,容易導致鑄錠表皮流到擠壓產品里面;第二、剪口上有大量裂紋,擠壓時難以排氣徹底,會造成擠壓產品產生氣泡;第三、短錠快速加熱,有利于保持鑄錠均勻化處理后的狀態;第四、短錠梯度加熱(鑄錠前端溫度約500℃,末端溫度約460℃為宜),有利于減少擠壓產品縮尾的形成,有利于產品力學性能的一致性。
從成本及鑄錠溫度控制綜合考慮,本人認為最好是先用天燃氣加熱,后用感應爐加熱。
3)、鑄錠熱剝皮
為了避免鑄錠表面氧化皮等雜物進入擠壓產品里面,應在鑄錠加熱后進入盛錠筒前進到“剝皮”處理,將鑄熔的表皮等除掉。剝皮的厚度跟鑄錠的直徑及鑄錠質量有關,通常在3—5mm。
4)淬火處理

因該產品是6063 T6狀態,而壁厚較厚,平面間隙要求較高。如用風冷,冷卻速度太低,淬火效果不佳,產品晶粒偏大,力學性能偏低。如果用過水槽或用噴淋冷卻,冷卻速度太快,而且冷卻不均勻,造成產品變形嚴重,平面間隙超差。為解決此問題,應采用多種冷卻形式的組合。經過試驗,最佳方案是前4—5米用風霧混合冷卻,將產品溫度降致250度左右,再用1—2米噴淋。當然,噴淋的布置要講究,一定要產品周向各點均勻冷卻。經過該淬火后,產品溫度降至約100℃。如果再加一段風冷(4米為佳),效果更好。這樣處理,既能達到冷卻強度的要求,充分發揮合金的力學性能,又可減少產品的變形,保證平面間隙的要求,而且避免水跡、黑斑等缺陷的出現。該環節非常重要,但往往容易被人忽視。

鋁型材擠壓是一個系統工程,每一個環節都會對產品質量產生較大影響,每一個環節都應該引起足夠的重視。以上所介紹的環節,是該產品有別于其它建材產品所要注意的,而往往又是容易被人忽視的,所以作重點說明,希望對生產企業能有所幫助。

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