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)。考慮到我國(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)廠商已開始推出金屬手機(jī)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(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，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嚕赃_(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)墓倘芴幚硖幚怼Ｋ饕m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。

參考文獻(xiàn)

[1]羅益旋.最新沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].長(zhǎng)春：銀聲音像出版社，2004.

[2]劉 炳，蔡建國(guó)，等.新型高碳高合金冷作模具鋼的退火組織和性能[J].機(jī)械工程材料，2006，30（19）：48～50.

[3]劉先蘭，張文玉.冷作模具鋼的選擇與應(yīng)用[J].鍛壓技術(shù)，2007，32（6）：13～17.

收稿日期：2018-12-10