關(guān)于非金屬材料材質(zhì)一致性確認(rèn)的重要性分析

劉金生

摘 ? ?要：隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷壯大，IT產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，中國(guó)已成為世界上最大的電子電氣材料生產(chǎn)國(guó)?？紤]到我國(guó)制造企業(yè)的現(xiàn)狀，整體的材料質(zhì)量和企業(yè)管理還存在著很大的不足，行業(yè)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化材料質(zhì)量評(píng)估和管理方法，本文主要針對(duì)材料加工的非金屬材料材質(zhì)一致性確認(rèn)進(jìn)行了分析，對(duì)沖壓模具的性能要求以及工藝要求進(jìn)行了介紹，僅供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：材料加工;非金屬材料;材質(zhì)一致性

中圖分類號(hào)：TN604 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1004-7344（2019）03-0254-02

引 言

隨著科學(xué)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的制造工業(yè)也越來(lái)越發(fā)達(dá)，對(duì)材料加工（金屬及非金屬材料）精密加工的需求越來(lái)越高，對(duì)于沖壓，模切成型工作的選擇逐漸放大。同時(shí)，金屬及非金屬材料的材料材質(zhì)一致性也非常重要，對(duì)零件加工的精度和質(zhì)量也有影響。

1 ?金屬與非金屬材料的材質(zhì)一致性

根據(jù)我國(guó)的非金屬材料及其零部件CQC標(biāo)志認(rèn)證規(guī)定，非金屬材料需要采用紅外指紋分析技術(shù)來(lái)對(duì)每種成分的材料成分和變化進(jìn)行識(shí)別，包括密度，紅外光譜，熱重分析，差熱分析等，最終達(dá)到材料一致性控制的目的。同時(shí)，假設(shè)材料認(rèn)證做到位的話，就可以從源頭有效控制材料質(zhì)量，降低成本和風(fēng)險(xiǎn)。

而在日常的加工中，良好的手機(jī)照明導(dǎo)板的原材料和不良品手機(jī)導(dǎo)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(cè)試結(jié)果基本上一致，但是通過(guò)DSC測(cè)試表明玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相差較大，這也就表明兩種手機(jī)導(dǎo)光板所采用的原材料不同，從而導(dǎo)致性能也有所不同，手機(jī)會(huì)隨附的光導(dǎo)不一致。充分說(shuō)明材料驗(yàn)證的重要性。

從手機(jī)、平板的零件供應(yīng)商的角度來(lái)看，隨著電子產(chǎn)品中手機(jī)等智能產(chǎn)品的比例的增加，人們對(duì)于這些電子產(chǎn)品的性能要求越來(lái)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(zhì)材料的加工變得越來(lái)越重要。手機(jī)、平板的零件供應(yīng)商必須保證這些非金屬材料的工藝和安全性，提供經(jīng)濟(jì)和靈活的沖壓和成型工藝。這就意味著壓機(jī)和模具必須能夠生產(chǎn)盡可能多的零件和品種，并且長(zhǎng)時(shí)間使用不會(huì)出現(xiàn)重大停頓。

早期的手機(jī)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(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為滿足追求人們的美麗需求，各大手機(jī)廠商已開(kāi)始推出金屬手機(jī)外殼，由蘋果公司率先推出的IPHONE4S開(kāi)始，由不銹鋼（主要是奧氏體鋼304）和鋁合金制成，開(kāi)始帶領(lǐng)手機(jī)采用金屬框架。隨著金屬材料在手機(jī)、平板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在過(guò)去兩年中，碳纖維等新型特殊材料已應(yīng)用于部分電子產(chǎn)品，但由于成本和技術(shù)障礙等因素，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的推廣。而鋁合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性，重量輕，可焊性等，對(duì)于不銹鋼材料來(lái)說(shuō)，是一個(gè)良好的替代品。

2 ?手機(jī)零件沖壓模具材料的性能要求

2.1 ?強(qiáng)度、硬度要求

手機(jī)、平板等產(chǎn)品對(duì)于強(qiáng)度和硬度有著一定的要求，強(qiáng)度主要是指在承受載荷后承受超過(guò)公差極限的破壞和殘余變形的能力，從而人們通常將強(qiáng)度用于測(cè)量材料本身的承載能力，是用來(lái)衡量抵抗破壞能力的重要指標(biāo)。在通過(guò)一系列的熱處理可以提高模具鋼的強(qiáng)度，從而提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。部分產(chǎn)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(duì)于手機(jī)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(duì)于手機(jī)、平板的加工的模具而言，模具的磨損主要包括機(jī)械磨損，氧化磨損和熔體磨損，模具在加工工作時(shí)會(huì)承受高壓應(yīng)力和強(qiáng)摩擦。為了減少機(jī)械磨損，必須確保材料中碳化物或其他硬度相的成分，形態(tài)和分布是合理的，也就是保證材料材質(zhì)的一致性。對(duì)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(jī)的模具在加工過(guò)程中會(huì)受到特定的沖擊載荷，可能造成損壞，所以對(duì)于金屬材料的選擇時(shí)，應(yīng)優(yōu)化選擇鋼的化學(xué)成分，并采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砗蜔崽幚砉に?，以達(dá)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(biāo)，導(dǎo)致模具疲勞的因素有：鋼中的條狀和網(wǎng)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(chǎn)品采用了碳素工具鋼，在碳素工具鋼中，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在（0.6～1.3%）內(nèi)，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(guò)程中模具中會(huì)產(chǎn)生裂紋主要用于制造小型，簡(jiǎn)單形狀和輕負(fù)載的部件。

3.2 ?高碳低合金鋼

高碳低合金鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，為了提高穩(wěn)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(qiáng)度易淬火，穩(wěn)定性高，抗壓強(qiáng)度高，淬火變形小的高合金鋼。這種鋼是雷氏體鋼，淬火后會(huì)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(kāi)裂，對(duì)于手機(jī)而言，需要滿足高溫或者低溫的應(yīng)用，所以不適用于電子產(chǎn)品的加工。

3.4 ?無(wú)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?cè)诩訜岷屠鋮s過(guò)程中不會(huì)發(fā)生相變，并始終保持奧氏體結(jié)構(gòu)。由于高錳鋼的冷加工硬化現(xiàn)象，對(duì)其進(jìn)行切削加工困難，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓倘芴幚硖幚?。它主要適用于制造不需要磁感應(yīng)的結(jié)構(gòu)部件。

3.5 ?硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金

硬質(zhì)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(jīng)壓力燒結(jié)成型，其硬質(zhì)合金工作溫度可達(dá)（800～1000℃），硬度極高，耐腐蝕磨損性能好，彈性模量高，熱膨脹系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是彎曲強(qiáng)度和韌性弱，加工難，無(wú)鍛造，熱處理，成本高。對(duì)于手機(jī)的廣泛推廣使用不夠理想。

4 ?結(jié) 論

我國(guó)的電子產(chǎn)品制造加工正在蓬勃發(fā)展，對(duì)應(yīng)的模具材料正朝著多元化，精煉和商業(yè)化的方向快速發(fā)展，在保證發(fā)展的速度的同時(shí)，更需要控制材料的質(zhì)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(fā)展，商業(yè)化和進(jìn)一步發(fā)展的需要。

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收稿日期：2018-12-10