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摘 要：随着我国的经济实力的不断壮大，IT产业的飞速发展，中国已成为世界上最大的电子电气材料生产国。考虑到我国制造企业的现状，整体的材料质量和企业管理还存在着很大的不足，行业没有统一的标准化材料质量评估和管理方法，本文主要针对材料加工的非金属材料材质一致性确认进行了分析，对冲压模具的性能要求以及工艺要求进行了介绍，仅供相关人士参考。
关键词：材料加工;非金属材料;材质一致性
中图分类号：TN604 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0254-02
引 言
随着科学制造技术的不断发展，我国的制造工业也越来越发达，对材料加工（金属及非金属材料）精密加工的需求越来越高，对于冲压，模切成型工作的选择逐渐放大。同时，金属及非金属材料的材料材质一致性也非常重要，对零件加工的精度和质量也有影响。
1 金属与非金属材料的材质一致性
根据我国的非金属材料及其零部件CQC标志认证规定，非金属材料需要采用红外指纹分析技术来对每种成分的材料成分和变化进行识别，包括密度，红外光谱，热重分析，差热分析等，最终达到材料一致性控制的目的。同时，假设材料认证做到位的话，就可以从源头有效控制材料质量，降低成本和风险。
而在日常的加工中，良好的手机照明导板的原材料和不良品手机导光板的原材料就存在很大的不同。虽然在红外、密度及热失蕈分析（TGA）测试结果基本上一致，但是通过DSC测试表明玻璃化转变温度相差较大，这也就表明两种手机导光板所采用的原材料不同，从而导致性能也有所不同，手机会随附的光导不一致。充分说明材料验证的重要性。
从手机、平板的零件供应商的角度来看，随着电子产品中手机等智能产品的比例的增加，人们对于这些电子产品的性能要求越来越高，从外形的要求也变得非常多，要求重量减轻，能够承受一定程度的碰撞，意味著非金属轻质材料的加工变得越来越重要。手机、平板的零件供应商必须保证这些非金属材料的工艺和安全性，提供经济和灵活的冲压和成型工艺。这就意味着压机和模具必须能够生产尽可能多的零件和品种，并且长时间使用不会出现重大停顿。
早期的手机材料大多是采用的塑壳，如PC/ABS，外观比较平庸，不起眼，易于防滑或喷漆。随着科学技术的不断发展，为满足追求人们的美丽需求，各大手机厂商已开始推出金属手机外壳，由苹果公司率先推出的IPHONE4S开始，由不锈钢（主要是奥氏体钢304）和铝合金制成，开始带领手机采用金属框架。随着金属材料在手机、平板的应用越来越广泛，在过去两年中，碳纤维等新型特殊材料已应用于部分电子产品，但由于成本和技术障碍等因素，无法实现良好的推广。而铝合金具有优异的耐腐蚀性，重量轻，可焊性等，对于不锈钢材料来说，是一个良好的替代品。
2 手机零件冲压模具材料的性能要求
2.1 强度、硬度要求
手机、平板等产品对于强度和硬度有着一定的要求，强度主要是指在承受载荷后承受超过公差极限的破坏和残余变形的能力，从而人们通常将强度用于测量材料本身的承载能力，是用来衡量抵抗破坏能力的重要指标。在通过一系列的热处理可以提高模具钢的强度，从而提高产品的强度。部分产品的材料能够抵抗硬物体在表面上的压痕的能力被称为硬度，主要包括划痕硬度，压痕硬度和反弹硬度。对于手机的加工制作而言，通常芯的硬度由HRC50～52控制。
2.2 耐磨性和抗粘性要求
对于手机、平板的加工的模具而言，模具的磨损主要包括机械磨损，氧化磨损和熔体磨损，模具在加工工作时会承受高压应力和强摩擦。为了减少机械磨损，必须确保材料中碳化物或其他硬度相的成分，形态和分布是合理的，也就是保证材料材质的一致性。对于在重载和高速磨损条件工作的模具，为了防止金属瘤的形成，需要在成型钢表面添加一层薄而致密的氧化膜，从而减少模具和工件的粘附。
2.3 耐久性要求
手机的模具在加工过程中会受到特定的冲击载荷，可能造成损坏，所以对于金属材料的选择时，应优化选择钢的化学成分，并采用适当的热处理和热处理工艺，以达到模具的最佳耐久性。
2.4 抗疲劳要求
抗疲劳性的定义是：反映材料在交变载荷作用下抗疲劳损伤的性能指标，导致模具疲劳的因素有：钢中的条状和网状碳化物，粗颗粒;模具表面有微刀痕迹等等。
3 冲压模具材料的种类与特性
3.1 碳素工具钢
许多电子产品采用了碳素工具钢，在碳素工具钢中，碳的质量分数在（0.6～1.3%）内，这使得碳素工具钢加工性能好，淬火温度低，磨损后表面硬度高。但是它不能固化低淬透性，淬火温度范围窄，而且硬化变形大，模具大，表面硬化层和中心部分的硬度值差别很大，因此在淬火过程中模具中会产生裂纹主要用于制造小型，简单形状和轻负载的部件。
3.2 高碳低合金钢
高碳低合金钢的碳质量分数较高，为了提高稳定性和淬透性，在碳素工具钢中加入适量的合金元素如Cr，Ni，Mo，Ti等。有效降低了淬火冷却速度，减弱了硬化变形和裂纹倾向，被广泛用于制作中小型冷作模具，具有变形小、截面较大的冷作模具。
3.3 高碳高铬冷作模具钢
高碳高铬冷作模具钢是一种高强度易淬火，稳定性高，抗压强度高，淬火变形小的高合金钢。这种钢是雷氏体钢，淬火后会存在大量的共晶碳化物，含有大量的残余奥氏体，热处理后变形小，耐磨性高，但是韧性差，容易开裂，对于手机而言，需要满足高温或者低温的应用，所以不适用于电子产品的加工。
3.4 无磁模具钢
非磁性模具钢包括奥氏体不锈钢和高锰奥氏体，它们在加热和冷却过程中不会发生相变，并始终保持奥氏体结构。由于高锰钢的冷加工硬化现象，对其进行切削加工困难，必须进行适当的固溶处理处理。它主要适用于制造不需要磁感应的结构部件。
3.5 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金污水是一种粉末冶金材料，将高火腐蚀碳化物粉末与少量粉末粘合剂混合，然后经压力烧结成型，其硬质合金工作温度可达（800～1000℃），硬度极高，耐腐蚀磨损性能好，弹性模量高，热膨胀系数小，化学稳定性好，缺点是弯曲强度和韧性弱，加工难，无锻造，热处理，成本高。对于手机的广泛推广使用不够理想。
4 结 论
我国的电子产品制造加工正在蓬勃发展，对应的模具材料正朝着多元化，精炼和商业化的方向快速发展，在保证发展的速度的同时，更需要控制材料的质量，所以需要保证加工的金属材料与非金属材料的一致性，以满足模具制造的发展，商业化和进一步发展的需要。
参考文献
[1]罗益旋.最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册[M].长春：银声音像出版社，2004.
[2]刘 炳，蔡建国，等.新型高碳高合金冷作模具钢的退火组织和性能[J].机械工程材料，2006，30（19）：48～50.
[3]刘先兰，张文玉.冷作模具钢的选择与应用[J].锻压技术，2007，32（6）：13～17.
收稿日期：2018-12-10
关键词：材料加工;非金属材料;材质一致性
中图分类号：TN604 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2019）03-0254-02
引 言
随着科学制造技术的不断发展，我国的制造工业也越来越发达，对材料加工（金属及非金属材料）精密加工的需求越来越高，对于冲压，模切成型工作的选择逐渐放大。同时，金属及非金属材料的材料材质一致性也非常重要，对零件加工的精度和质量也有影响。
1 金属与非金属材料的材质一致性
根据我国的非金属材料及其零部件CQC标志认证规定，非金属材料需要采用红外指纹分析技术来对每种成分的材料成分和变化进行识别，包括密度，红外光谱，热重分析，差热分析等，最终达到材料一致性控制的目的。同时，假设材料认证做到位的话，就可以从源头有效控制材料质量，降低成本和风险。
而在日常的加工中，良好的手机照明导板的原材料和不良品手机导光板的原材料就存在很大的不同。虽然在红外、密度及热失蕈分析（TGA）测试结果基本上一致，但是通过DSC测试表明玻璃化转变温度相差较大，这也就表明两种手机导光板所采用的原材料不同，从而导致性能也有所不同，手机会随附的光导不一致。充分说明材料验证的重要性。
从手机、平板的零件供应商的角度来看，随着电子产品中手机等智能产品的比例的增加，人们对于这些电子产品的性能要求越来越高，从外形的要求也变得非常多，要求重量减轻，能够承受一定程度的碰撞，意味著非金属轻质材料的加工变得越来越重要。手机、平板的零件供应商必须保证这些非金属材料的工艺和安全性，提供经济和灵活的冲压和成型工艺。这就意味着压机和模具必须能够生产尽可能多的零件和品种，并且长时间使用不会出现重大停顿。
早期的手机材料大多是采用的塑壳，如PC/ABS，外观比较平庸，不起眼，易于防滑或喷漆。随着科学技术的不断发展，为满足追求人们的美丽需求，各大手机厂商已开始推出金属手机外壳，由苹果公司率先推出的IPHONE4S开始，由不锈钢（主要是奥氏体钢304）和铝合金制成，开始带领手机采用金属框架。随着金属材料在手机、平板的应用越来越广泛，在过去两年中，碳纤维等新型特殊材料已应用于部分电子产品，但由于成本和技术障碍等因素，无法实现良好的推广。而铝合金具有优异的耐腐蚀性，重量轻，可焊性等，对于不锈钢材料来说，是一个良好的替代品。
2 手机零件冲压模具材料的性能要求
2.1 强度、硬度要求
手机、平板等产品对于强度和硬度有着一定的要求，强度主要是指在承受载荷后承受超过公差极限的破坏和残余变形的能力，从而人们通常将强度用于测量材料本身的承载能力，是用来衡量抵抗破坏能力的重要指标。在通过一系列的热处理可以提高模具钢的强度，从而提高产品的强度。部分产品的材料能够抵抗硬物体在表面上的压痕的能力被称为硬度，主要包括划痕硬度，压痕硬度和反弹硬度。对于手机的加工制作而言，通常芯的硬度由HRC50～52控制。
2.2 耐磨性和抗粘性要求
对于手机、平板的加工的模具而言，模具的磨损主要包括机械磨损，氧化磨损和熔体磨损，模具在加工工作时会承受高压应力和强摩擦。为了减少机械磨损，必须确保材料中碳化物或其他硬度相的成分，形态和分布是合理的，也就是保证材料材质的一致性。对于在重载和高速磨损条件工作的模具，为了防止金属瘤的形成，需要在成型钢表面添加一层薄而致密的氧化膜，从而减少模具和工件的粘附。
2.3 耐久性要求
手机的模具在加工过程中会受到特定的冲击载荷，可能造成损坏，所以对于金属材料的选择时，应优化选择钢的化学成分，并采用适当的热处理和热处理工艺，以达到模具的最佳耐久性。
2.4 抗疲劳要求
抗疲劳性的定义是：反映材料在交变载荷作用下抗疲劳损伤的性能指标，导致模具疲劳的因素有：钢中的条状和网状碳化物，粗颗粒;模具表面有微刀痕迹等等。
3 冲压模具材料的种类与特性
3.1 碳素工具钢
许多电子产品采用了碳素工具钢，在碳素工具钢中，碳的质量分数在（0.6～1.3%）内，这使得碳素工具钢加工性能好，淬火温度低，磨损后表面硬度高。但是它不能固化低淬透性，淬火温度范围窄，而且硬化变形大，模具大，表面硬化层和中心部分的硬度值差别很大，因此在淬火过程中模具中会产生裂纹主要用于制造小型，简单形状和轻负载的部件。
3.2 高碳低合金钢
高碳低合金钢的碳质量分数较高，为了提高稳定性和淬透性，在碳素工具钢中加入适量的合金元素如Cr，Ni，Mo，Ti等。有效降低了淬火冷却速度，减弱了硬化变形和裂纹倾向，被广泛用于制作中小型冷作模具，具有变形小、截面较大的冷作模具。
3.3 高碳高铬冷作模具钢
高碳高铬冷作模具钢是一种高强度易淬火，稳定性高，抗压强度高，淬火变形小的高合金钢。这种钢是雷氏体钢，淬火后会存在大量的共晶碳化物，含有大量的残余奥氏体，热处理后变形小，耐磨性高，但是韧性差，容易开裂，对于手机而言，需要满足高温或者低温的应用，所以不适用于电子产品的加工。
3.4 无磁模具钢
非磁性模具钢包括奥氏体不锈钢和高锰奥氏体，它们在加热和冷却过程中不会发生相变，并始终保持奥氏体结构。由于高锰钢的冷加工硬化现象，对其进行切削加工困难，必须进行适当的固溶处理处理。它主要适用于制造不需要磁感应的结构部件。
3.5 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金污水是一种粉末冶金材料，将高火腐蚀碳化物粉末与少量粉末粘合剂混合，然后经压力烧结成型，其硬质合金工作温度可达（800～1000℃），硬度极高，耐腐蚀磨损性能好，弹性模量高，热膨胀系数小，化学稳定性好，缺点是弯曲强度和韧性弱，加工难，无锻造，热处理，成本高。对于手机的广泛推广使用不够理想。
4 结 论
我国的电子产品制造加工正在蓬勃发展，对应的模具材料正朝着多元化，精炼和商业化的方向快速发展，在保证发展的速度的同时，更需要控制材料的质量，所以需要保证加工的金属材料与非金属材料的一致性，以满足模具制造的发展，商业化和进一步发展的需要。
参考文献
[1]罗益旋.最新冲压新工艺新技术及模具设计实用手册[M].长春：银声音像出版社，2004.
[2]刘 炳，蔡建国，等.新型高碳高合金冷作模具钢的退火组织和性能[J].机械工程材料，2006，30（19）：48～50.
[3]刘先兰，张文玉.冷作模具钢的选择与应用[J].锻压技术，2007，32（6）：13～17.
收稿日期：2018-12-10