7075铝合金成手机机身材料新宠?
所属分类:行业资讯
发布日期:2017-05-11
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手机已成为人们特别是工作人员离不开的通讯工具,几乎人手一台,有的人甚至有二三部或更多,可是它们的机身是用什么材料制成的,不是每个人都一清二楚。在世界三大手机生产集团(美国苹果公司、韩国三星公司、中国华为公司)生产的智能手机中,有用铝制的,有用钛的,还有用镁的。钛机身亮丽,强度也大,但价格较高,密度也较高,比铝的大66.7%;镁的密度小,比铝的轻36%,有着银光熠熠的色调,但强度..........

手机已成为人们特别是工作人员离不开的通讯工具,几乎人手一台,有的人甚至有二三部或更多,可是它们的机身是用什么材料制成的,不是每个人都一清二楚。

在世界三大手机生产集团(美国苹果公司、韩国三星公司、中国华为公司)生产的智能手机中,有用铝制的,有用钛的,还有用镁的。钛机身亮丽,强度也大,但价格较高,密度也较高,比铝的大66.7%;镁的密度小,比铝的轻36%,有着银光熠熠的色调,但强度比铝的低,抗腐蚀性能也远不如铝,价格又比铝贵。

因此,铝是当前综合性能最好,性价比最佳的智能手机机身材料,同时它的可回收性与可循环性能也优于钛和镁。笔者在这里说的铝、镁、钛包含其各种合金。

我们知道,苹果手机尺寸——屏幕大小从iphone 5开始一再加大,给视觉带来空前的称心惬意,观看手机成了一种美好的享受,现在已加到140mm(5.5英寸)。可是初期大屏幕手机的机身用材并没有同步改进,同时机身厚度还在减薄,因而导致iphone手机机身一受到外力冲击就变形,甚至变得弯弯的,有时一不小心就将爱不释手的宝贝手机弄弯,在个别情况下,屏幕也可能摔打得粉身碎骨。这种情况一直到iphone 6 plus面世都未获得根本性的改变,苹果受到的市场压力越来越大,用户的怨声也日益增多。

7075型合金横空出世 化解iphone 6S困境

为了解决上一代iphone 6 plus手机机身抗弯性能不高问题,铝工业建议苹果公司采用航空航天工业用的超强度铝合金7075板材加工机身,全新的iphone 6S与iphone 6S plus都全部改用美国铝业公司生产的7075合金板材制造,取得了预期的良好效果,抗弯能力大大提高,摔一下就变弯的情况烟消云散了,变形的情况也没有发生了。

7075型合金简介 

7075型合金是美国铝业公司为第二次世界大战飞机研制的,用于制造大型轰炸机与战斗机,1944年定型,1954年7月以前的牌号为75S,1954年7月在美国铝业协会注册,改为统一四位数字牌号7075。

在美国研究75S合金的同时,日本与苏联也同时在研究此类合金,于1945年及1946年分别研制成功有实用价值的此类铝合金,它们是Al-Zn-Mg-Cu系合金,由于它们的强度比Al-Cu-Mg系硬铝的还大,所以被称为超硬铝,直到当下它仍是强度性能最大的一类变形铝合金,并是用量最多的航空航天铝合金之一,与2024型合金并列为两大航空航天铝合金。

例如C919飞机的前机身长桁、旅客观察窗框、中机身长桁、龙骨梁缘条、龙骨梁腹板、地板转折梁、中后机身长桁与货舱门框、机头长桁和缘条、舱门框等都是用不同7075合金材料制造的,可以说没有7075型铝合金的支撑就造不出如此高颜值与更轻巧、更舒适、速度快的大型客机。

7075合金在手机行业应用

在世界手机机身用材中,新iphone 也不是唯一采用这种超强材料的智能机型。韩国三星公司(Samsung)新推出的Note5及S6 edge+的超薄机身都得益于7075合金的采用。由于7075合金的一系列优秀性能,使两款智能手机机身的稳定性达到了一个前所未有的新高度,自此以后,再也未出现变弯了的情况,更未发生损坏的情况了。

三星公司用于制造新型Note5及S6 edge+机身的7075合金有很强的抗弯能力,与以前用的机身材料相比提高了约3倍。

手机与电子产品 外壳铝材短板亟待全面补上

电子产品多种多样,用的铝材也是品种繁多,式样千差万别,单个产品的用量虽不多,但电子产品产量大,以百万、千万件计,有的甚至上亿件,而且换代极快,铝材在手机机身与电子产品外壳制造中得到广泛应用,现在几乎找不到不用铝材的电子产品。 

近期生产的苹果、三星智能手机,华为公司的一部分国产手机机身都是铝厚板CNC加工的,特别是用7075合金的,同时三星公司用的是美国铝业公司的6013Alcoa power plateTM厚板,中国有几个厂的装备与技术力量在生产此合金厚板方面经过努力应该不成问题,不过也不可掉以轻心,对中国铝加工业来说,这还是一种新合金,没有生产经验,但有生产6061合金的经验,因为它们同属Al-Mg-Si-Cu-Mn系合金。 

在当前及未来,手机轻薄化趋势是不可阻挡的潮流,需要更强更好的机身材料来支撑,在未来一定会有更多的国产手机采用7xxx系合金厚板作为机身材料,但是现在用的板材都是美国铝业公司生产的,进口价格高达7万元/t,约为3xxx系合金价格的3.9倍,除了7075合金的生产工艺比其他系合金的复杂得多外,国外公司也看到了中国目前还不能生产这类手机档次的铝合金厚板,奇货可居。

因此,中国必须尽快摆脱这种困境,补上这块短板,中国的铝加工装备完全具备了生产这种铝板的条件,实际上早在1957年哈尔滨铝加工(代号-0-厂,即现在的东北轻合金有限责任公司)在苏联专家帮助下就试制成功航空级B95(苏联牌号,相当于7075)合金材料,笔者也曾参与了此项工程。 

当然,7xxx合金手机机身合金板材的加工工艺,包括CNC切削、阳极氧化着色,都比6xxx系合金板材困难得多,能否顺利解决这些问题,将成为该合金板材能否在国产手机中推广应用的关键。

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