铝合金手机外壳加工工艺ppt课件

1、铝合金手机外壳加工工艺20162002200720122015Iphone第一代：首次采用铝合金做后盖的手机Iphone6S：首次采用7系铝合金阳极氧化Iphone5：首次采用铝合金一体成型阳极工艺Iphone7：首次采用亮面深色阳极氧化工艺Ipod第二代：采用铝合金做外壳原材料DDG粗铣内腔E/T处理铣天线槽精铣弧面精铣侧边抛光纳米注塑喷砂一次阳极高光处理精铣内腔铣导电位二次阳极组立热熔螺母-iPhone6iPhone是如何被制造出来的？-iPhone6型材CNC1-正面CNC2-背面CNC4-正面内腔&打磨E处理&注塑CNC6-USB孔高光CNC2.5-耳机孔双面研磨CNC6.5-摄像头孔

2、CNC3外形落料CNC0粗铣CNC3.5耳机孔CNC5-外形及卡托孔&喷砂CNC7-小A面高光&阳极-一加5-第1步：铝挤将柱形铝材进行切割并挤压，这个过程被称之为铝挤，会让铝材挤压之后成为规整铝板方便加工，同时更加致密、坚硬，这个步骤需要注意材料硬度，材料含其他金属成分 CNC第1夹位，使用CNC机床（高速钻攻中心），经过DDG环节将铝板精准地铣成规整三维体积，以方便之后的CNC精加工。-第2步：DDGCNC第2夹位，为方便CNC加工，使用墙内夹具夹住金属机身。粗铣内腔，把内腔、以及与夹具结合的定位柱加工好，这对之后的加工环节至关重要。 -第3步：粗铣内腔CNC第3夹位，金属铝可以屏蔽(削弱

3、)手机射频信号，所以必须经过开槽的方法，让信号可以有出入的路径。所以，铣天线槽是最重要、最难的一步，天线槽必须铣得均匀，并且保持必要的链接点以保证金属壳的强度和整体感。 -第4步：铣天线槽经过铣天线槽之后，就要使用“T处理”把铝材处理成可以与工程塑料相结合的表面。需要将金属机身置于特殊的T液等化学药剂中，使铝材表面形成纳米级孔洞，为下一步的纳米注塑做准备。 -第5步：E处理/T处理注塑”环节因为有了之前T处理过的金属机身，从而可以让NMT纳米注塑工艺得以实现。NMT纳米注塑是将高温高压状态下的特殊塑料挤入经过T处理的金属材料上，让塑料与金属表层的纳米级细小孔洞紧密结合，从而达到紧固天线的目的。

4、纳米注塑材料是：PPS和PBT，纳米注塑需要注意：模具和铝合金都需要加热到150度再注塑，做模具的时候需要注意放铝合金的缩水率千分之二点五，注塑完要加热回火140度一小时-第6步：NMT纳米注塑CNC第4夹位，对于全金属手机而言，除了信号天线难以处理之外，还有就是金属机身的3D塑形，这恰好也是最费时的一道工序。 -第7步：精铣弧面CNC第5夹位，金属机身的3D弧面被CNC铣出来了，但是在边缘还保留一圈冗余，这时就需要精铣侧边，然后就能看到金属外壳的雏形了。-第8步：精铣侧边之前使用顶级高速精密CNC机床，但也只能达到A1A2级光洁度，要想达到后续加工需求，需要将其抛光至A0级光洁度，可呈镜面效

5、果。-第9步：抛光然而全金属手机并不是全光面的效果，而是呈现磨砂表面。这就需要通过“喷砂”工艺，将金属表面处理成磨砂效果。-第10步：喷砂铝铝合金较为稳定，为了不被汗液等外界因素所干扰，就必须要对其进行阳极处理。同时这也是为手机上色的过程，通过阳极氧化让铝本色变为金色。为铝合金进行染色的过程中是非常难以控制的，控制不好就会出现色差、斑点等，这也会降低良品率。-第11步：一次阳极极富光泽的切边设计，需要使用最高等级的超高速CNC机床对边角进行切削，这个过程也被称为钻切或高光处理。 -第12步：高光铝经过多步的加工后，金属外壳已初见端倪，这时就要将用于夹具锁止的定位柱等多余料件去除，让金属外壳内完

6、全整洁。-第13步：精铣内腔已经被CNC处理好的外壳还需要第二次阳极处理，使表面被氧化，形成致密、坚硬的氧化膜，让其更加耐磨且不易沾污。 -第14步：二次阳极经过阳极氧化后的铝合金外壳导电效果会变差，所以就需要将局部阳极氧化膜去掉，露出金属以获得良好的接地效果，也就还需要再经历一次铣导电位的CNC处理。-第15步：铣导电位-纳米注塑将铝件浸泡在碱液中，进行脱脂。将铝件浸泡在酸液中，进行中和。将铝件浸泡在E1中，使其表面形成细微的纳米孔。将铝件浸泡在E2中，使其表面纳米孔具有固有特性。注塑树脂通过注塑渗入处理后形成的纳米孔，金塑紧密结合。碱蚀中和E1E2烘干将铝件放入纯水清洗干净后，进行干燥处理

7、。抛光是指利用机械、化学或者电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。是利用抛光工具和磨料颗粒或者其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。-抛光抛光的类型抛光的种类包括机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。常规的抛光工艺是机械抛光和化学抛光。-抛光手机全金属外壳最终要的并不是全光面的效果，而是呈现出磨砂一样的表面。这就需要对经过抛光的表面进行“喷砂”处理，将其呈现出磨砂效果。-喷砂喷砂需要注意：清洗表面需要清洗干净，清洗流程是先用酸进行除油，硫酸可以清除部品表面油污，需要注意不能用硝酸，硝酸会导致PPS塑胶发黄，酸洗后，再用碱中和。清洗完检查，

8、清洗好需要仔细检查底壳问题，需要注意的问题打磨痕、腐蚀纹、划伤、应力痕、塑胶发黄、打磨塌边、水印等 喷砂是通过高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。所用的喷砂粗糙度一般为80# -320#，数值越大，沙粒越小，喷砂需要注意喷砂压力，喷砂压力越大，喷出来效果就越粗，A23喷砂参数是180#的砂,喷砂压力是2.2KG .1.自动喷砂机有多少个喷枪，能不能喷到侧面，A23现在的氧化厂自动喷砂机有16把枪，喷不到侧面，现在解决方案是喷两次，正反各喷一次，还可以通过做治具解决，或者手喷侧面，机器在喷一次。-喷砂表调表调脱脂表调中和染色封孔除灰表调除镍烘干强除上挂脱脂中和中和碱蚀中和预封孔氧化化抛表

9、调下挂-流程1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#16#17#18#19#20#21#22#23#24#25#26#27#28#29#30#31#32#33#34#35#36#37#38#39#40#41#42#43#44#45#46#47#48#49#50#上料交换车超声波脱脂1超声波脱脂2双顶喷水洗双顶喷水洗剥黑膜双顶喷水洗双顶喷水洗碱蚀1双顶喷水洗碱蚀2双顶喷水洗双顶喷水洗超声波剥黑膜双顶喷水洗双顶喷水洗超声波剥黑膜双顶喷水洗双顶喷水洗强力吹风预浸热水洗化学抛光A热水洗化学抛光B热水洗双顶喷水洗双顶喷水洗预封孔双顶喷水洗双顶喷水洗超声波剥黑膜双顶喷水洗双

10、顶喷水洗超声波水洗阳极氧化1阳极氧化2阳极氧化3阳极氧化4阳极氧化5阳极氧化6阳极氧化7阳极氧化8双顶喷水洗双顶喷水洗超声波表调1超声波水洗超声波表调2顶喷中转水洗过道 过道 过道下料交换车烘干5烘干4烘干3烘干2烘干1热水洗超声波热水洗双顶喷水洗超声波脱脂双顶喷水洗双顶喷水洗除镍双顶喷水洗双顶喷水洗除灰双顶喷水洗顶喷封孔6顶喷封孔5顶喷封孔4顶喷封孔3顶喷封孔2顶喷封孔1纯水洗纯水洗染色6纯水洗染色5纯水洗染色4纯水洗染色3纯水洗染色2纯水洗染色1高位纯水洗超声波水洗超声波表调5超声波水洗超声波表调4双顶喷水洗超声波剥黑膜双顶喷水洗双顶喷水洗脱脂双顶喷水洗超声波水洗超声波表调3顶喷中转水洗1

11、0110099#98#97#96#95#94#93#92#91#90#89#88#87#86#85#84#83#82#81#80#79#78#77#76#75#74#73#72#71#70#69#68#67#66#65#64#63#62#61#60#59#58#57#56#55#54#53#52#51#-机台强大的前处理，适用于喷砂、拉丝、精抛等多种来料的清洗前处理作业强大的后处理，提供强有力的信赖性测试，改善深色阳极后脏污强大的染色后处理，采用3+2表调，有效改善吐酸、白点、异色 1.1.脱脂的目的脱脂的目的:清除铝表面的油脂和灰尘等污染物，使碱洗比较均匀，以提高阳极氧化膜的质量，铝材脱脂可

12、分为三种类型，即酸性脱脂、碱性脱脂和有机溶剂脱脂，碱洗脱脂是传统工艺。 -脱脂 2.2.碱性脱脂的作用原理：碱性脱脂的作用原理：是碱和油脂发生皂化反应，生产可溶性的肥皂，用皂化反应来消除油脂与铝材表面的结合，从而达到脱脂的目的。皂化反应是油脂（主要是硬脂类）与碱性物质（如氢氧化钠）一起加热发生化学反应，生产肥皂和甘油，其化学反应方程式如下： (C17H35COO)3C3H5+3NaOH 加热 3C17H15COONa+C3H5(OH)3 硬脂酸酯 碱 肥皂 甘油 -脱脂 2. 2.碱蚀原理：碱蚀原理：铝表面都有一层自然氧化膜（约0.01 0.05m ）,因此，碱蚀过程首先是自然氧化膜的溶解，即

13、自然氧化膜与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，并伴随有氢气，水解和脱水反应，其化学反应方程式如下： 第一个反应： Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O 第二个反应： 2Al+2NaOH+H2O = 2NaAlO2+ 3H2 第三个反应： 2NaAlO2+4H2O = 2Al(OH)3 +2NaOH 第四个反应： 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O-碱蚀 1.1.化学抛光：化学抛光：是将铝制品浸在一定成分的化学抛光液内，在一定温度下进行化学反应，经过一定的时间得到光亮而平滑的铝表面； 2.2.化学抛光基本原理：化学抛光基本原理：在较高温度，粘度的溶液中发生化学反应，使铝件表面逐渐平

14、整，达到光亮平滑的表面；-化抛 3. 3.化学抛光的分类：化学抛光的分类：以磷酸为基的抛光液应用最广泛，可分为磷酸-硫酸（无黄烟化学抛光）系、磷酸-硫酸-硝酸（三酸抛光）系、磷酸-乙酸-硝酸等体系。由磷酸-硫酸基础液中添加复合添加剂所构成的无烟化学抛光剂，基本含有腐蚀剂、缓蚀剂、表面活性剂、光亮剂等组分。这些成分整体起到了对铝材光亮整平的增光作用，其中含硫的有机物部分起到吸附、加速黏性液膜形成、改善铝表面性能的作用、加快气体从表面脱附、减少麻点和抑制酸雾的作用。由于磷酸-硫酸基础液的浸蚀能力较强，在实际生产中控制磷酸-硫酸的质量比显得尤为重要; ;-化抛 1.1.剥黑膜的定义：剥黑膜的定义：剥

15、黑膜叫除灰或中和。铝材经过碱洗化抛后，表面往往会附着一层灰褐色或灰黑色的挂灰，挂灰的具体成分因铝合金材质不同而异，主要由不溶于碱洗槽液的铜、铁、硅等金属间化合物及其碱洗产物组成；-中和 2.2.剥黑膜的目的：剥黑膜的目的：就是要除净这层不溶在碱液的挂灰，以防止后道阳极氧化槽的污染，使阳极氧化后获得外表干净的阳极氧化膜。在工业大生产中，通常采用酸性溶液将挂灰溶解除去。传统的除灰工艺是采用一定浓度的硝酸溶液作为除灰槽液，因为硝酸是具有强氧化性的强酸，其溶液的溶解能力很强，几乎能够除去碱洗后残留在铝材表面上的各种挂灰，又不会损伤铝基体。-中和1.1.阳极氧化的定义阳极氧化的定义： 将铝及铝合金制品置

16、于硫酸、磷酸等电解液中作为阳极，在特定条件和电流作用下，进行电解，阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝膜的这个过程称为电解氧化，就是阳极氧化。- - - . - - - - -. - - - - -.- - - . .- - - - .- - - - - .- - - - -. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .-. - .- - -. .- -.- - -. - - .- -.- - -.+- - - - - - - - - - - - - - -氧化膜产生的氧气铝阳极阴极释放的氢气铝阳极氧化示意图-氧化 1. 利用电化学原理,将铝合

17、金制件在硫酸、铬酸、磷酸、草酸等电解液中，作阳极进行电解处理。由水的电解产生初生态的氧具有很強的氧化能力，它与阳极铝作用生成氧化物Al2O3 。 总反应式： 2Al+ 3H2O 通电 Al2O3 + 3H2 +1669J （热能） 2. 现在，铝的阳极氧化反应可以这样来表示 反应式 ： Al - 3e Al 3+ （铝/氧化膜界面） H2O O2-+2H+ （溶液/氧化膜界面） 3O2-+2Al 3+ Al2O3 +1669J （膜内靠近铝基体处） （热能）-氧化A.区膜层生长B.区阴挡层形成C.区膜层稳定生成,直到溶解与生 长速率达到平衡时间/s203040504826101260ABC电压

18、电压/V/VABC铝基件阻挡层多孔层铝阳极铝阳极氧化膜生成氧化膜生成过过程示意程示意图图Al2O310阳极氧化过程电压时间特性曲线1.A 区外加电压越高，阻挡层也越厚，它的硬度比紧接着要形成的多孔层硬；2.B区电压一般下降10% 15%。由于电解液对氧化膜的溶解，它的电阻就减小，阳极电位也随之下降，大约经过20S后，电压降到一定数值就停止了；3.C区阻挡层生长速度与溶解速度达到平衡，阻挡层的厚度保持不变，但向铝基体推进；-氧化v(1)耐蚀性；v(2)硬度和耐磨性；v(3)装饰性；v(4)有机涂层和电镀层附着性；v(5)电绝缘性；v(6)透明性；v(7)功能性；阳极氧化膜-氧化 AlAl2 2O

19、 O3 3膜生成后膜生成后, ,并并不宜立刻染色不宜立刻染色, ,因因为为AlAl2 2O O3 3为无机为无机物物质质, ,而染料而染料为有机为有机物物质质, ,两者之间两者之间不易不易结结合合. .所以必所以必须与须与染色前在工件表面覆染色前在工件表面覆盖盖一一层层兼具兼具无无/ /有有机物质机物质化性的即化性的即“界面活性界面活性剂剂”,”,使氧化膜孔隙率增加，提高吸附力，使氧化膜孔隙率增加，提高吸附力，以利以利于于AlAl2 2O O3 3 膜与膜与染料染料的结的结合合. .染 色 前 处 理 剂 原 理氧 化 膜 层表 面 活 性 剂-氧化 1.1.染色一般分为有机染料染色和无机染料

20、染色两种，这是两种截然不同的染色方法；我们染色一般分为有机染料染色和无机染料染色两种，这是两种截然不同的染色方法；我们常用的为有机染料。有机染料的染色基于物质的吸附理论。吸附又分为物理吸附和化学吸附，常用的为有机染料。有机染料的染色基于物质的吸附理论。吸附又分为物理吸附和化学吸附，它们具有各自的特点。分子或离子以静电力方式的吸附为物理吸附；以化学力方式吸附叫化学它们具有各自的特点。分子或离子以静电力方式的吸附为物理吸附；以化学力方式吸附叫化学吸附；吸附； 2. 2.染色的目的：在于提高产品的装饰性和耐蚀性，同时给铝制品表面以各种功能特性；染色的目的：在于提高产品的装饰性和耐蚀性，同时给铝制品表

21、面以各种功能特性；-染色对 称（ 黑 ）非 对 称（ 绿 ） 将将染料分子填充至染料分子填充至AlAl2 2O O3 3孔隙的孔隙的过过程程, ,染料大致上可分染料大致上可分为为有有机与无机两种机与无机两种, ,一般一般阳极阳极用染料用染料为为有有机机性性, ,例例如：如：煤碳煤碳绿绿所需的所需的804804，706706两种两种染料染料, ,结构结构如下如下: :-染色染色过程: 第一阶段：溶液中迁移 第二阶段：膜外表面吸附 第三阶段：孔内扩散染料染色原理图氧化膜层染料染色原理图-染色浸蚀酸污染水洗混入不纯物铝材质脫 脂材质选择适否素材腐蚀自然氧化膜生成 材质不均一除粉垢不足浴老化处理条件不

22、适浴老化光泽 不均处理条件不适时间化学研磨浴组成不良浓度温度碱性（烧焦）处理条件不适高温不纯物侵入电解后长时间放置溶存铝蓄积膜厚不足处理条件不适浴老化长时间放置水洗不足老化使用水质不良水质不良腊厚不足处理条件不适染料选择不当封孔选择封孔剂不当浴老化处理条件不当蓄积不纯物染色不良老化阳极氧化染色-染色比色法UV法HPLC法PH计-染色 1.1.封孔的目的：封孔的目的：Al2O3孔隙填充过染料后,如不加以处理,放置一段时间后,孔隙中的染料会逐渐析出或变色,为避免此现象发生, 染色后必须将Al2O3孔隙加以封闭,即为封孔 (seal)；-封孔 2. 2.封孔的原理：封孔的原理：主要有水合反应、无机物充填或有机物充