鋁合金一直以來擔當著手機中框材質的主角,但隨著3D玻璃與陶瓷蓋板的崛起,對中框強度等各方面的要求越來越高,不銹鋼、鋼鋁復合材料、鈦合金等高強度金屬逐漸火了起來。小米6與iPhone8繼第四代機型不銹鋼中框后又再度采用不銹鋼,華為nova2 Plus采用了鋼鋁復合材料,部份終端客戶已經開始朝著不銹鋼及鋼鋁復合壓鑄等方向進行研發,中框材質呈現出百花齊放的現狀,今天我們從成本、重量、強度、加工等方面來比較一下目前比較火的四種中框金屬材料:鋁合金、不銹鋼、鋼鋁復合壓鑄、鈦合金。
圖 鈦合金中框手機
小編經過與行業內資深專家交流過后,繪制出這一張表格,首先大家一起來看看:
表:鋁合金、不銹鋼、鋼鋁復合、鈦合金性能分析對比
鋁合金 |
不銹鋼 |
鋼鋁復合壓鑄 |
鈦合金 |
|
成本 |
★ |
★★★ |
★★ |
★★★★ |
重量 |
★ |
★★★★ |
★★ |
★★★ |
強度(硬度) |
★ |
★★★ |
★★★ |
★★★★ |
耐疲勞度 |
★ |
★★★ |
★★ |
★★★★ |
環保性 |
★ |
★★ |
★ |
★★★★ |
陽極氧化(成熟度) |
★★★★ |
不能 |
★★ |
不能 |
電鍍(成熟度) |
★ |
★★★★ |
★★★ |
★★ |
加工難度 |
★ |
★★★ |
★★ |
★★★★ |
良率 |
★★★★ (80%) |
★ (30-40%) |
★★★ (70%) |
★ (30-40%) |
外觀效果 |
★ |
★★★ |
★★ |
★★★ |
工藝成熟度 |
★★★★ |
★★ |
★★★ |
★ |
加工方式 |
多樣化加工 |
鍛壓+CNC |
壓鑄+CNC |
鍛壓+CNC |
注:★數量越多,代表其表示的性能屬性越高,比如★數越高,耐疲勞度越高。
其實,這張圖片已經將四種金屬中框的優劣勢描述的很清楚了,接下來,我們從一些重要的方面進行深入解讀:
-
成本方面,鈦合金>不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄>鋁合金
這里指的是針對一個手機中框而言(材料+加工成本),暫不考慮良率問題。純鋁加工與復合壓鑄是最便宜的,鋼鋁復合壓鑄中框要比純鋁加工高出幾十塊錢,不銹鋼要比鋁合金高出30-50塊,而鈦合金要比不銹鋼高出30-60塊左右。如果考慮良率問題,按照目前市場出現的幾款不銹鋼中框型號來報價,大約在24-260之間,而鋁合金的價格在100以內。具體成本價格要視中框的具體結構與加工情況而定,比如鋼鋁復合壓鑄可以加工成不銹鋼鍛壓+CNC無法達到的中框結構,那成本的算法可能又不一樣了;
-
重量方面,不銹鋼>鈦合金>鋼鋁復合壓鑄>鋁合金
小編現場親手比較過四種中框的重量,很明顯,不銹鋼是最重的,它的密度最大,有7.86g/cm3,那么相同體積(同樣的手機中框)下,也是最重的,其次是鈦合金,密度在不銹鋼的60%左右。鋁合金密度最低,只有2.70g/cm3,重量也最低;
-
強度方面,鈦合金>不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄>鋁合金
毫無疑問,鈦合金是最高的,不銹鋼其次,但其成本也高。自從3D玻璃與陶瓷外殼的加盟,對金屬中框的強度要求尤其高,7系鋁合金正是為了加大強度而生,其它性能與普通鋁合金幾乎無差別;
-
耐疲勞度方面,鈦合金>不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄>鋁合金
金屬的耐疲勞度很重要,尤其是對中框這種經常與外界親密接觸的部位,耐疲勞度低的材質在長期與外界接觸中會發送損壞,在3D玻璃蓋板時代,需要中框具備優良的耐疲勞特性。
-
環保方面,鈦合金>不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄、鋁合金
鈦是可以作為一種人造器官的材質,毋庸置疑,鈦合金的環保度是最高的,而其它幾種金屬都差不多;
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加工難度與良率方面
鈦合金與不銹鋼最難加工,良率也是最低,目前業界平均良率只有30-40%,這也是目前這種合金中框未普及的重要原因;鋁合金可以達到80%以上,鋼鋁復合可以達到70%以上。加工難度方面自然是:鈦合金>不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄、鋁合金
-
陽極氧化與電鍍方面
不銹鋼與鈦合金只能進行電鍍,無法陽極氧化,而在電鍍工藝成熟度方面,不銹鋼與鋼鋁復合材料是最高的,鋼鋁復合實質是外鋼內鋁,目前已有部份客戶已經在采用這種復合工藝技術,未來在更多的手機與平板中推廣使用。在陽極氧化成熟度方面,自然鋁合金是最高的;
-
外觀效果來看,鈦合金、不銹鋼>鋼鋁復合壓鑄>鋁合金
本色(未裝飾鍍膜)出演的四種金屬,自然鈦合金給人的感覺是比較高大上的;
-
論工藝成熟度,鋁合金>鋼鋁復合壓鑄>不銹鋼>鈦合金
鋁合金中框已經被終端用了這么多年,自然是最高的,而鈦合金目前還未有機型采用。
圖 手機不銹鋼中框
圖 手機鈦合金中框(左經過PVD工藝,右為本色)
目前,針對不銹鋼、鈦合金的中框加工,鮮有企業可以做整個加工,都是分時分段加工。
在手機中框的加工方面,鋼鋁復合壓鑄相比于傳統不銹鋼加工來說,加工較為靈活,不銹鋼傳統加工中框做不到復合壓鑄的效果(小編現場看到過鋼鋁復合材料打造的不銹鋼中框纖細高強度)。在良率方面,從金屬的裝飾后段來看,不銹鋼、鈦合金在PVD這一工藝中損失的良率較高,達到10%,普通金屬只是5%左右。
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最后,小編做個調研,iPhone8發布在即,您猜測一下iPhone8不銹鋼中框的加工方式是?
晉益電子介紹:
東莞市晉益電子科技有限公司是一家專業設計生產鋅、鎂、鋁、鈦合金壓鑄件的高新科技企業。
目前行業內金屬類手機中框加工,多采用板材進行CNC加工成型,加工成本一直居高不下,晉益研發并獲得專利的雙金屬復合壓鑄BCC(Bimetal composite die casting)專利技術完美解決了這一技術難點,大大降低了產品加工成本,縮短了加工時間,目前該專利技術已在手機中框領域應用于華為、小米及國外品牌上。
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第六屆手機金屬與3D玻璃外殼技術應用論壇
(10月27日·昆山 皇冠會展國際酒店 前進西路1277號)
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2. 3D玻璃與不銹鋼中框設計要點 |
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4. MIM在不銹鋼中框中的成本優勢 |
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10.鈦合金在手機外殼中的應用 |
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