具有镀置层的铝合金薄壁锻件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金锻件的制作方法，特别是涉及一种具有镀置层且可达到极佳薄型化效果的铝合金锻件的制作方法。
【背景技术】
[0002]通常，一般的铝合金锻件，其产业应用之一是作为3C产品的外壳件，以平板计算机的外壳件为例，其宽度大约在200mm以下，其所具有的一体成型的内构件如凸柱(boss)或边肋(rib)的高度大约在5mm左右，该外壳件的板厚大约在2mm以下，目前业界制作平板型的铝合金锻件，主要透过锻造法，将一铝合金板材(如6XXX系列的铝合金板材)利用锻造机予以锻造成型，再以具备NC功能(Numerical Control,数值控制)的加工机，由此锻造成型件(或以板材或型材直接)车铣内部厚度及凸柱、边肋等内构件，即可得到最终的铝合金锻件的成品，在此，该锻造法、锻造机及NC加工法的详细制程步骤、构造或操作原理均为本案所属技术领域中具备通常知识者所熟知，于此不再赘述；
[0003]前述的NC加工法由于耗时过多，如果能以锻造法制作接近此薄壁产品的尺寸，减少NC加工工时，将具备重要的产业应用价值，然而，常用的锻造法虽可用来制作铝合金锻件，仍具有以下待克服的问题:首先，请参阅图1所示为一铝合金薄壁型锻件1，其在宽度W为200_时,容易薄化的厚度H约在4mm左右,如果要进一步锻造薄化至2_以下,依现有的技术水准，在设备荷重及模具寿命上将是目前无法克服的困难，因此很难符合现今3C产品对于轻薄短小的要求；其次，锻造法无法直接制作出具有镀置层(cladding)或复合(层)材料的铝合金锻件，导致产品仅能具备单一的物理或材料特性，无法兼顾不同材料的优点(例如7xxx系列招合金的高强度或5xxx、6xxx系列招合金的耐蚀性),进而造成常用锻造法所制作的铝合金锻件其实用性与适用性受限，因此，如何针对上述缺陷加以改进，即为本案发明人所欲解决的技术困难点所在。
【发明内容】
[0004]有鉴于现有的锻造法，其所能达到的薄型化程度有限，也无法用以直接制作出具有镀置层的铝合金锻件，导致产品的实用性及适用性受限，因此本发明的目的在于提供一种具有镀置层且可达到极佳薄型化效果的铝合金锻件的制作方法。
[0005]为达成以上的目的，本发明提供一种具有镀置层的铝合金薄壁锻件的制作方法，其步骤包含:挤制步骤，准备一包含有铝合金芯材与铝合金镀置材的胚料，再将该胚料置入并透过挤制设备挤制成一复合铝合金挤型材；薄化加工步骤，将完成该挤制步骤的该复合铝合金挤型材进行进一步的薄化并预成型加工成复合铝合金预成型材；锻制步骤，将完成该薄化加工步骤的该复合铝合金预成型材置于锻造模具中，再将该复合铝合金预成型材加热，再利用锻造机将该复合铝合金预成型材锻造加工为复合铝合金薄壁锻件。
[0006]通过结合该挤制步骤与该薄化加工步骤，且该薄化加工步骤采用轧延法或抽制法，从而使本发明在最后的锻制步骤时，可实现使用该复合铝合金薄壁锻件的3C电子产品，典型的宽度尺寸200mm时，进一步锻造薄化至2mm以下，同时使该复合铝合金薄壁锻件可兼具不同材料的优点，而可特别适用于极需轻量化的手携式电子产品的壳体或机构件，进而使本发明可达到大幅提升产品适用范围与实用性的功效。
[0007]下面结合附图对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0008]图1为常用的铝合金薄壁型锻件的立体示意图；
[0009]图2为本发明的步骤流程方块示意图；
[0010]图3为本发明其挤制步骤中胚料的组成示意图；
[0011]图3A为本发明其挤制步骤的操作示意图；
[0012]图3B为本发明于挤制步骤后加上一裁切操作的示意图；
[0013]图4为本发明其薄化加工步骤的操作示意图；
[0014]图5为本发明其锻制步骤的操作示意图；
[0015]图6为本发明所制作的铝合金薄壁锻件的部分剖面示意图；
[0016]图7为本发明所制作的铝合金薄壁锻件的实体照片图；
[0017]图8为图7部份放大后的金相结构图。
[0018]附图标记说明:1_铝合金薄壁型锻件；H-厚度；W_宽度；3_挤制步骤；31_铝合金芯材；311-R角区域；32_铝合金镀置材；33_胚料；331_复合铝合金挤型材；332_复合铝合金预成型材；333_复合铝合金薄壁锻件；34_挤制设备；341_盛锭筒；342_模具；343_压杆；35_凸柱部位；4_薄化加工步骤；41_滚轧机；5_锻制步骤；51_锻造模具；511下模；512-上模。
【具体实施方式】
[0019]以下是附图及实施例等，但本发明的内容并不局限于这些实施例的范围。
[0020]请参阅图2所示，本发明提供一种具有镀置层的铝合金薄壁锻件的制作方法，其步骤包含:
[0021]一挤制步骤3，请再配合参阅图3所示，挤制步骤3准备一胚料33，胚料33包含有铝合金芯材31与铝合金镀置材32，在本实施例中，铝合金芯材31可为圆棒状，铝合金镀置材32可为中空圆管状，且铝合金芯材31套设于铝合金镀置材32中，又铝合金芯材31的外径可大于铝合金镀置材32的厚度，请再配合参阅图3A所示，再将胚料33置于挤制设备34的盛锭筒341内，再利用挤制设备34的加热装置对胚料33加热，使胚料33被加热至呈易塑性变型的状态，再令挤制设备34其压杆343朝靠近盛锭筒341方向推抵模具342及呈易塑性变型状态的胚料33，从而使胚料33可由模具342的模孔被挤出而成为复合铝合金挤型材331，复合铝合金挤型材331即为表面具有镀置层(铝合金镀置材32)的铝合金挤型材，在本实施例中，复合铝合金挤型材331为一板材，此外，依照模具342其模孔的形状或样式差异，本发明也可制作出其他种类的复合铝合金挤型材331，例如棒材或中空管材；
[0022]其中，铝合金芯材31与铝合金镀置材32可分别选自两种不同材质的铝合金，如此可让成品同时兼具不同的特性例如高强度与耐蚀性，像是7075、7050等7xxx铝合金其强度高,而6063、5052等6xxx及5xxx招合金其耐蚀性佳,至于A356等招(娃)合金，由于熔点低等特性则可利于硬焊(brazing)作业，因而,较具体地,招合金芯材31可选用7xxx招合金或A356招合金,而招合金镀置材32则可选用6xxx或5xxx招合金；更佳地,招合金镀置材32的熔点大于铝合金芯材31的熔点，在本实施例中，铝合金芯材31更具体地选用A356铝合金，铝合金镀置材32则选用容易阳极处理的6063铝合金(在此，6063铝合金的熔点即大于A356招合金的熔点),又挤制设备34为一间接挤制(indirect extrus1n)设备,借此,可降低设备负荷并具有较佳的挤制质量，也即本实施例的挤制步骤3采用间接挤制法，然而，在其他可行的实施例中，本发明也可采用直接挤制法或共同挤制法(Co-extrus1n)来制作复合铝合金挤型材331，此时只需将该间接挤制设备替换成直接挤制设备或共同挤制设备即可，前述各种挤制法及相关的软硬件设备的结构与操作步骤，均属先前技术且非本案技术特征，故在此不予详述；
[0023]此外，请再配合参阅图3A与图3B所示，由于在本实施例中，复合铝合金挤型材331为板材，而会呈现上、下均具有镀制层的三层式结构，由其截面可看出铝合金芯材31的R角区域311表面的铝合金镀置材32厚度不一，对此，本发明尚可于完成挤制步骤3后，进行薄化加工步骤4之前，先将复合铝合金挤型材331其两侧包含铝合金芯材31的R角区域311的部分予以切除，如此，即可得到一镀置层厚度相当均匀的铝合金挤型材，进而使本发明可