關于非金屬材料材質一致性確認的重要性分析

劉金生

摘 ? ?要：隨著我國的經濟實力的不斷壯大，IT產業的飛速發展，中國已成為世界上最大的電子電氣材料生產國。考慮到我國制造企業的現狀，整體的材料質量和企業管理還存在著很大的不足，行業沒有統一的標準化材料質量評估和管理方法，本文主要針對材料加工的非金屬材料材質一致性確認進行了分析，對沖壓模具的性能要求以及工藝要求進行了介紹，僅供相關人士參考。

關鍵詞：材料加工;非金屬材料;材質一致性

中圖分類號：TN604 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0254-02

引 言

隨著科學制造技術的不斷發展，我國的制造工業也越來越發達，對材料加工（金屬及非金屬材料）精密加工的需求越來越高，對于沖壓，模切成型工作的選擇逐漸放大。同時，金屬及非金屬材料的材料材質一致性也非常重要，對零件加工的精度和質量也有影響。

1 ?金屬與非金屬材料的材質一致性

根據我國的非金屬材料及其零部件CQC標志認證規定，非金屬材料需要采用紅外指紋分析技術來對每種成分的材料成分和變化進行識別，包括密度，紅外光譜，熱重分析，差熱分析等，最終達到材料一致性控制的目的。同時，假設材料認證做到位的話，就可以從源頭有效控制材料質量，降低成本和風險。

而在日常的加工中，良好的手機照明導板的原材料和不良品手機導光板的原材料就存在很大的不同。雖然在紅外、密度及熱失蕈分析（TGA）測試結果基本上一致，但是通過DSC測試表明玻璃化轉變溫度相差較大，這也就表明兩種手機導光板所采用的原材料不同，從而導致性能也有所不同，手機會隨附的光導不一致。充分說明材料驗證的重要性。

從手機、平板的零件供應商的角度來看，隨著電子產品中手機等智能產品的比例的增加，人們對于這些電子產品的性能要求越來越高，從外形的要求也變得非常多，要求重量減輕，能夠承受一定程度的碰撞，意味著非金屬輕質材料的加工變得越來越重要。手機、平板的零件供應商必須保證這些非金屬材料的工藝和安全性，提供經濟和靈活的沖壓和成型工藝。這就意味著壓機和模具必須能夠生產盡可能多的零件和品種，并且長時間使用不會出現重大停頓。

早期的手機材料大多是采用的塑殼，如PC/ABS，外觀比較平庸，不起眼，易于防滑或噴漆。隨著科學技術的不斷發展，為滿足追求人們的美麗需求，各大手機廠商已開始推出金屬手機外殼，由蘋果公司率先推出的IPHONE4S開始，由不銹鋼（主要是奧氏體鋼304）和鋁合金制成，開始帶領手機采用金屬框架。隨著金屬材料在手機、平板的應用越來越廣泛，在過去兩年中，碳纖維等新型特殊材料已應用于部分電子產品，但由于成本和技術障礙等因素，無法實現良好的推廣。而鋁合金具有優異的耐腐蝕性，重量輕，可焊性等，對于不銹鋼材料來說，是一個良好的替代品。

2 ?手機零件沖壓模具材料的性能要求

2.1 ?強度、硬度要求

手機、平板等產品對于強度和硬度有著一定的要求，強度主要是指在承受載荷后承受超過公差極限的破壞和殘余變形的能力，從而人們通常將強度用于測量材料本身的承載能力，是用來衡量抵抗破壞能力的重要指標。在通過一系列的熱處理可以提高模具鋼的強度，從而提高產品的強度。部分產品的材料能夠抵抗硬物體在表面上的壓痕的能力被稱為硬度，主要包括劃痕硬度，壓痕硬度和反彈硬度。對于手機的加工制作而言，通常芯的硬度由HRC50～52控制。

2.2 ?耐磨性和抗粘性要求

對于手機、平板的加工的模具而言，模具的磨損主要包括機械磨損，氧化磨損和熔體磨損，模具在加工工作時會承受高壓應力和強摩擦。為了減少機械磨損，必須確保材料中碳化物或其他硬度相的成分，形態和分布是合理的，也就是保證材料材質的一致性。對于在重載和高速磨損條件工作的模具，為了防止金屬瘤的形成，需要在成型鋼表面添加一層薄而致密的氧化膜，從而減少模具和工件的粘附。

2.3 ?耐久性要求

手機的模具在加工過程中會受到特定的沖擊載荷，可能造成損壞，所以對于金屬材料的選擇時，應優化選擇鋼的化學成分，并采用適當的熱處理和熱處理工藝，以達到模具的最佳耐久性。

2.4 ?抗疲勞要求

抗疲勞性的定義是：反映材料在交變載荷作用下抗疲勞損傷的性能指標，導致模具疲勞的因素有：鋼中的條狀和網狀碳化物，粗顆粒;模具表面有微刀痕跡等等。

3 ?沖壓模具材料的種類與特性

3.1 ?碳素工具鋼

許多電子產品采用了碳素工具鋼，在碳素工具鋼中，碳的質量分數在（0.6～1.3%）內，這使得碳素工具鋼加工性能好，淬火溫度低，磨損后表面硬度高。但是它不能固化低淬透性，淬火溫度范圍窄，而且硬化變形大，模具大，表面硬化層和中心部分的硬度值差別很大，因此在淬火過程中模具中會產生裂紋主要用于制造小型，簡單形狀和輕負載的部件。

3.2 ?高碳低合金鋼

高碳低合金鋼的碳質量分數較高，為了提高穩定性和淬透性，在碳素工具鋼中加入適量的合金元素如Cr，Ni，Mo，Ti等。有效降低了淬火冷卻速度，減弱了硬化變形和裂紋傾向，被廣泛用于制作中小型冷作模具，具有變形小、截面較大的冷作模具。

3.3 ?高碳高鉻冷作模具鋼

高碳高鉻冷作模具鋼是一種高強度易淬火，穩定性高，抗壓強度高，淬火變形小的高合金鋼。這種鋼是雷氏體鋼，淬火后會存在大量的共晶碳化物，含有大量的殘余奧氏體，熱處理后變形小，耐磨性高，但是韌性差，容易開裂，對于手機而言，需要滿足高溫或者低溫的應用，所以不適用于電子產品的加工。

3.4 ?無磁模具鋼

非磁性模具鋼包括奧氏體不銹鋼和高錳奧氏體，它們在加熱和冷卻過程中不會發生相變，并始終保持奧氏體結構。由于高錳鋼的冷加工硬化現象，對其進行切削加工困難，必須進行適當的固溶處理處理。它主要適用于制造不需要磁感應的結構部件。

3.5 ?硬質合金和鋼結硬質合金

硬質合金污水是一種粉末冶金材料，將高火腐蝕碳化物粉末與少量粉末粘合劑混合，然后經壓力燒結成型，其硬質合金工作溫度可達（800～1000℃），硬度極高，耐腐蝕磨損性能好，彈性模量高，熱膨脹系數小，化學穩定性好，缺點是彎曲強度和韌性弱，加工難，無鍛造，熱處理，成本高。對于手機的廣泛推廣使用不夠理想。

4 ?結 論

我國的電子產品制造加工正在蓬勃發展，對應的模具材料正朝著多元化，精煉和商業化的方向快速發展，在保證發展的速度的同時，更需要控制材料的質量，所以需要保證加工的金屬材料與非金屬材料的一致性，以滿足模具制造的發展，商業化和進一步發展的需要。

參考文獻

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收稿日期：2018-12-10