7075鋁合金成手機機身材料新寵?
專欄:行業資訊
發布日期:2017-05-11
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作者:佚名
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手機已成為人們特別是工作人員離不開的通訊工具,幾乎人手一臺,有的人甚至有二三部或更多,可是它們的機身是用什么材料制成的,不是每個人都一清二楚。在世界三大手機生產集團(美國蘋果公司、韓國三星公司、中國華為公司)生產的智能手機中,有用鋁制的,有用鈦的,還有用鎂的。鈦機身亮麗,強度也大,但價格較高,密度也較高,比鋁的大66.7%;鎂的密度小,比鋁的輕36%,有著銀光熠熠的色調,但強度..........

手機已成為人們特別是工作人員離不開的通訊工具,幾乎人手一臺,有的人甚至有二三部或更多,可是它們的機身是用什么材料制成的,不是每個人都一清二楚。

在世界三大手機生產集團(美國蘋果公司、韓國三星公司、中國華為公司)生產的智能手機中,有用鋁制的,有用鈦的,還有用鎂的。鈦機身亮麗,強度也大,但價格較高,密度也較高,比鋁的大66.7%;鎂的密度小,比鋁的輕36%,有著銀光熠熠的色調,但強度比鋁的低,抗腐蝕性能也遠不如鋁,價格又比鋁貴。

因此,鋁是當前綜合性能最好,性價比最佳的智能手機機身材料,同時它的可回收性與可循環性能也優于鈦和鎂。筆者在這里說的鋁、鎂、鈦包含其各種合金。

我們知道,蘋果手機尺寸——屏幕大小從iphone 5開始一再加大,給視覺帶來空前的稱心愜意,觀看手機成了一種美好的享受,現在已加到140mm(5.5英寸)。可是初期大屏幕手機的機身用材并沒有同步改進,同時機身厚度還在減薄,因而導致iphone手機機身一受到外力沖擊就變形,甚至變得彎彎的,有時一不小心就將愛不釋手的寶貝手機弄彎,在個別情況下,屏幕也可能摔打得粉身碎骨。這種情況一直到iphone 6 plus面世都未獲得根本性的改變,蘋果受到的市場壓力越來越大,用戶的怨聲也日益增多。

7075型合金橫空出世 化解iphone 6S困境

為了解決上一代iphone 6 plus手機機身抗彎性能不高問題,鋁工業建議蘋果公司采用航空航天工業用的超強度鋁合金7075板材加工機身,全新的iphone 6S與iphone 6S plus都全部改用美國鋁業公司生產的7075合金板材制造,取得了預期的良好效果,抗彎能力大大提高,摔一下就變彎的情況煙消云散了,變形的情況也沒有發生了。

7075型合金簡介 

7075型合金是美國鋁業公司為第二次世界大戰飛機研制的,用于制造大型轟炸機與戰斗機,1944年定型,1954年7月以前的牌號為75S,1954年7月在美國鋁業協會注冊,改為統一四位數字牌號7075。

在美國研究75S合金的同時,日本與蘇聯也同時在研究此類合金,于1945年及1946年分別研制成功有實用價值的此類鋁合金,它們是Al-Zn-Mg-Cu系合金,由于它們的強度比Al-Cu-Mg系硬鋁的還大,所以被稱為超硬鋁,直到當下它仍是強度性能最大的一類變形鋁合金,并是用量最多的航空航天鋁合金之一,與2024型合金并列為兩大航空航天鋁合金。

例如C919飛機的前機身長桁、旅客觀察窗框、中機身長桁、龍骨梁緣條、龍骨梁腹板、地板轉折梁、中后機身長桁與貨艙門框、機頭長桁和緣條、艙門框等都是用不同7075合金材料制造的,可以說沒有7075型鋁合金的支撐就造不出如此高顏值與更輕巧、更舒適、速度快的大型客機。

7075合金在手機行業應用

在世界手機機身用材中,新iphone 也不是唯一采用這種超強材料的智能機型。韓國三星公司(Samsung)新推出的Note5及S6 edge+的超薄機身都得益于7075合金的采用。由于7075合金的一系列優秀性能,使兩款智能手機機身的穩定性達到了一個前所未有的新高度,自此以后,再也未出現變彎了的情況,更未發生損壞的情況了。

三星公司用于制造新型Note5及S6 edge+機身的7075合金有很強的抗彎能力,與以前用的機身材料相比提高了約3倍。

手機與電子產品 外殼鋁材短板亟待全面補上

電子產品多種多樣,用的鋁材也是品種繁多,式樣千差萬別,單個產品的用量雖不多,但電子產品產量大,以百萬、千萬件計,有的甚至上億件,而且換代極快,鋁材在手機機身與電子產品外殼制造中得到廣泛應用,現在幾乎找不到不用鋁材的電子產品。 

近期生產的蘋果、三星智能手機,華為公司的一部分國產手機機身都是鋁厚板CNC加工的,特別是用7075合金的,同時三星公司用的是美國鋁業公司的6013Alcoa power plateTM厚板,中國有幾個廠的裝備與技術力量在生產此合金厚板方面經過努力應該不成問題,不過也不可掉以輕心,對中國鋁加工業來說,這還是一種新合金,沒有生產經驗,但有生產6061合金的經驗,因為它們同屬Al-Mg-Si-Cu-Mn系合金。 

在當前及未來,手機輕薄化趨勢是不可阻擋的潮流,需要更強更好的機身材料來支撐,在未來一定會有更多的國產手機采用7xxx系合金厚板作為機身材料,但是現在用的板材都是美國鋁業公司生產的,進口價格高達7萬元/t,約為3xxx系合金價格的3.9倍,除了7075合金的生產工藝比其他系合金的復雜得多外,國外公司也看到了中國目前還不能生產這類手機檔次的鋁合金厚板,奇貨可居。

因此,中國必須盡快擺脫這種困境,補上這塊短板,中國的鋁加工裝備完全具備了生產這種鋁板的條件,實際上早在1957年哈爾濱鋁加工(代號-0-廠,即現在的東北輕合金有限責任公司)在蘇聯專家幫助下就試制成功航空級B95(蘇聯牌號,相當于7075)合金材料,筆者也曾參與了此項工程。 

當然,7xxx合金手機機身合金板材的加工工藝,包括CNC切削、陽極氧化著色,都比6xxx系合金板材困難得多,能否順利解決這些問題,將成為該合金板材能否在國產手機中推廣應用的關鍵。

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