手机金属外壳压铸成型,CNC加工的革命

文章来源：艾邦高分子

当前手机的金属外壳大部分是 CNC加工出来的，要想在一块铝材上挖空，金属CNC加工存在耗时、加工量大、成本高等诸多缺点。在原本非常薄利的情况下，各大企业正想尽办法降低金属CNC加工成本。目前出现了几种工艺，先上一张图片，大家猜猜它们分别是如何加工的？

（图：三类不同加工方式的手机中框）

一、3类手机中框介绍

1.全CNC中框

（图：全CNC工艺手机中框）

全CNC手机中框是通过CNC加工中心将一块铝板铣成特定形状，它也是三类中框中质量最好的。

全CNC工艺有两个比较大的缺陷：

1）工艺时间长，大概需要1个小时；

2）成本相对较高，有些甚至需要200元。

2.双金属CNC+压铸中框

最外层金属是由CNC加工制成，中间部分压铸成型。压铸（英文：diecasting）是一种金属铸造工艺，其特点是利用模具腔对融化的金属施加高压。模具通常是用强度更高的合金加工而成的，这个过程有些类似注塑成型。金属的压铸类似塑料注塑，大多数压铸铸件都是不含铁的，例如锌、铜、铝、镁、铅、锡以及铅锡合金以及它们的合金。根据压铸类型的不同，需要使用冷室压铸机或者热室压铸机。

双金属成型的优点：

1）缩短时间，例如：全CNC如果需要50分钟，CNC+压铸成型可缩短至30分钟；

2）节约成本，至少可以节约30%的成本。但是目前仅限在内部件；

（图：双金属手机中框）

3.全压铸中框

（图：全压铸成型手机中框）

全压铸成型的手机中框是通过压铸成型得到的，其优点是：节省成本、节省时间；缺点是：中框外观不美观，阳极氧化不易；据了解，压铸直接阳极难题，压铸铝的沙孔、流痕、纹路不一致，这几个问题定将会给行业带来巨大变革。

二、CNC+压铸成型为什么还没有被推广？

既然CNC+压铸成型有这么大的优势，为什么还没有得到大范围的推广？单一工艺的价格低，并不意味着全制程可以减少成本！

我们先来看一个专业名词：直通率。直通率是指产品从第一道工序直到完成的成品的良率，是每个工序良率的乘积。下表为某款全CNC手机外壳的良率情况：

全CNC手机外壳的工序良率

由上表看出，即使每个程序的良率都已经非常高，某款全CNC手机的直通率依然很低，只有50.47%；也就是说，大概只有一半的手机外壳能够合格。（也有例外，据说苹果6手机的直通率可以达到92%）

三、压铸产品为什么难以直接阳极氧化？

阳极氧化是在电解液中以需要阳极的产品为阳极，以不锈钢、铬等为阴极；在通电的条件下，使阳极氧化，从而使产品获得阳极氧化膜的过程。其电解液以硫酸最佳。

1.硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制

1）合金中非铝元素会使氧化膜质量下降，纯铝的阳极效果最好。铝合金材料要想获得良好的氧化效果，含铝量应不低于95%。

2）合金中，铜使得氧化膜泛红；硅使得氧化膜变灰，特别是其含量超过4.5%；铁使得氧化膜有黑色斑点。

2.为什么采用压铸铝不能用于阳极？

压铸铝一般包括三类：

1） 铝硅合金，主要包含YL102、YL104等；

2） 铝硅铜合金，主要包含YL112、YL113、YL117等；

3） 铝镁合金，主要包含302、ADC6等

对于前两种压铸铝，由于含有硅（6-12%）、铜和少量铁（0.7-1.2%），故不能阳极；铝镁合金是可以阳极的，但也有缺点：如，防腐性能不好，不宜生产结构复杂工件，氧化膜呈乳白色等。

综上所述，采用压铸铝不能用于阳极，但是也有效果比较好的，如：铝锰钴合金DM32、铝锰镁合金DM6，但是这两类材料进入国内市场时间短，还未得到普及。顺便提一下，压铸铝为什么不能用纯铝？合金中的其他金属能够有效提高流动性，方便压铸。

3.压铸铝阳极氧化常见问题分析（来源艾邦高分子手机注塑群）

（图：某厂自动阳极氧化线）

1）我们压铸产品阳极现在出现好多问题：我们化抛时有一些表面发黑，那些黑色是什么，谁知道根本原因在哪里？

答：这些现象是由于铝中含有杂质，有些元素不溶于酸碱的，黑色物质多半是硅和硅的衍生物。

2）同一批材料同时化抛又有一些没有发黑。现在我们就在做枪色，做出来颜色真的太差了，颜色不均，留痕什么的都有，但是有一些又可以。我们试了回火500度5个小时，我们目前用6063，纯铝熔化流动性差。

答：阳极只是表面处理，你的铝件估计是元素分布不均。有些不容元素在表面，被NC（数控）一铣给娄掉了；一些在内部，一洗刚好后就刚好露在表面。压铸铝外观问题，行业内目前基本都搞不定。

3）如何提高双金属手机壳的直通率？

①使用含硅少的料比如：ADC6（ADC6属铝镁合金,镁含量在4%左右,具有热脆性、耐腐蚀、可氧化着色等特点）；

②使用真空压铸，减少气孔；

③使用模温机，恒定表面温度，减少留痕，增加喷涂效果；

④提高浇口速度，加大高速区间，提高表面光洁度；

⑤使用冲头油，不用颗粒油放料管，颗粒油会打到到产品里面，导致表面阳极异色；

⑥传送带3伤防护，防止碰伤；

，不用机边炉，恒定料温。

4）压铸外壳能否做纳米注塑？

这点是可以的，而且目前在某些手机中已经验证应用。如图

（图：铝合金（左）与压铸金属外壳（右）纳米注塑测试样条)

（四）压铸阳极氧化貌似有突破？

目前在我们讨论群里有提到：有人用自制配方，压铸铝+CNC少量加工，良率可以到60%，色泽可以依客户色板要求，铣削深度0.15~0.3mm不等。如图：

(图：阳极氧化后的压铸外壳)

如果这个技术真实，那么又是一场革命，对于CNC数量很多企业来说，可能是个打击！！