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金属作为电子产品使用的第二代材料,正越来越广泛的应用在人们的生活中。其中铝合金,因其良好的环境适应性,具有广阔的应用空间。用铝合金薄板材制备的电子产品的外观件,闪烁的金属质感,常在第一时间冲击人们的视觉。最近两年,主导世界潮流的品牌公司,逐渐在将铝合金应用到电子产品的外观件中,如平面显示器的铝框架,笔记本电脑的前盖和后盖,甚至键盘等。
具有铝合金表观件的电子产品,回收便利,对环境无污染。在提倡建设和谐社会的历史时期,电子行业以铝代塑的步伐正在加速。对于电子行业中结构复杂的铝合金表观件,用常规的方法,如压铸,可以获得铝合金产品,但是,产品不仅表面无闪烁的金属光泽,而且需消耗大量的能源用于加热;普通的冲压或锻压又难以满足复杂零件的制备要求,而且铝材由于质软,表面易被磨损和刮伤。
冲压冷锻复合阳极氧化技术制备铝合金产品具有高效、节能、表面光泽度好、产品耐腐蚀性能好、抗刮伤和闪烁的金属质感等一系列优点,是值得研究和应用的新技术。
本文以铝合金平面直角显示器框架为例,应用冲压冷锻复合阳极氧化技术制备该产品。对于冲压冷锻复合阳极氧化工艺,需要解决的技术难点有:
(1)要避免在冷锻的区域产生宏观或微观裂纹;
(2)冲压冷锻后变形区的阳极氧化特征与其它区域不同,这样阳极氧化后,变形区内外会有明显的阳极膜抗腐蚀性能不一致的问题和色差问题。
本文从材料分析,冲压冷锻过程中控制材料的流动和改进阳极氧化表面处理技术三个方面着手,分析并解决问题。
通过仿真分析,掌握了冲压冷锻过程中材料的流动规律;通过优化表面处理制程试验,获得了适合冲压冷锻铝合金板材的阳极氧化处理方案;通过金相、SEM/EDS等测试手段,获得了冲压冷锻成型复合阳极氧化技术的特征,并解决了制程中会遇到的变形区色差问题、阳极灰线问题和阳极白线问题。通过对关键制程后产品粗糙度、硬度和表面形貌等的观测,揭示了各种缺陷的产生机理与演变规律,建立了铝合金冲压冷锻复合阳极氧化制程缺陷演化模型。
应用本文建立的分析模型,促进成功的制备了笔记本电脑外观件(Display housing,Bottom Case)和铝合金键盘等产品,显著加速了产品开发的速度。
本文并通过对阳极氧化工艺进行改善,减轻了铝合金阳极氧化对环境的影响,如废气零排放,废水、废液中和回收利用,老化后的封孔槽絮凝处理后再利用等,大大提升了铝合金冲压冷锻复合阳极氧化工艺的竞争力。