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铝镁合金PK镁铝合金:谁更有潜力成为笔电机壳主流材质

近年来,笔电设计日趋轻薄化,而从市场热销的中高端轻薄本外壳材质来看,主要是金属外壳,以及少量碳纤维复合材料。金属材质又包括铝合金(主要是5/6/7系铝合金,其中5系铝合金又可称为铝镁合金)、镁铝合金、镁锂合金等。随着5G赋予笔电的移动性能,极致轻薄设计成趋势,镁铝合金、镁锂合金等超轻合金备受青睐


比如,最近神舟电脑的中高端商务轻薄本精盾U4x系列推出新款——精盾U45S1,机身采用了镁铝合金材质,薄至16.8mm,重约1.16KG,屏幕边框为4mm,售价4599元。

图 精盾U45S1  图片来自网络


笔电金属材质应用最多的还是铝镁合金,而近年来受益笔电设计极致轻薄的追求,镁铝合金也热度大增。那么未来5G时代,“铝镁合金”、“镁铝合金”两种名字相似,却大有不同的材料,谁更有潜力成为笔电机壳主流材质呢?

   材质特性   

一、



铝镁合金主要元素为铝,掺入少量的镁,含镁量在3-5%之间。由于沉淀相形核困难,5系合金热处理不可强化,通常通过加工硬化提高其力学强度。

优点:散热性较好、质坚量轻、密度低、抗压性较强,且易于上色,其硬度是传统塑料的数倍,但重量仅为后者的三分之一。


应用:各种交通工具零部件、中高档笔记本外壳、高档门窗制作等。
图 联想小新Air 15 2019三面铝镁合金金属外壳,坚固耐用抗冲击  图片来自网络


镁铝合金主要成分为镁,大部份含有8%~9%的铝及少量的锌(使拉伸性能有某些提高)和锰(改善抗蚀性)。镁合金是密度最小的工程金属,其密度为1.8g/cm3左右,相当与铝合金的2/3、钢的1/4、锌的l/4左右。


优点:镁铝合金散热好、质量轻、抗压性强、电磁屏蔽性好。


应用:于汽车产业、3C行业、军事和航空航天。


图 华硕灵珑 B9440 以镁铝合金打造全金属机身,兼顾出色的耐用性与高颜值外形 图片来自网络


材质特性对比:

材料
材质特性
铝镁合金
密度低,强度较高,抗压性强,易于上色,质量轻,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性
镁铝合金
比强度高且耐腐蚀较纯镁大幅提高,散热好,质量轻,抗压性强,易切削,同体积比铝镁合金重量减少三分之一


   成型工艺   



铝镁合金加工性能好,铝镁合金笔电外壳一般适合采用冲压成型+部分装配面CNC加工到位,如华为MateBook13采用5252铝合金冲压+CNC加工(注:5252比5052的阳极效果好,但价格稍贵)。
图 华为MateBook13  图片来自网络


镁铝合金的成型主要有铸造和塑性变形两种方式,现阶段主要成型工艺是液态压铸,高压压铸,半固态压铸量还比较少。而冲压成型虽然能够快速生产出薄壁、综合力学性能良好的零件,但是由于镁合金密排六方的晶体结构,在常温下变形能力差,塑性差,刚性强,韧性差,弯曲结构部分难处理,易裂和断,冷冲压难度大,可采用模具加热冲压。

图 镁合金冷冲压过程中容易小R角破裂  图片截取自网络

成型工艺对比

材料
成型工艺
铝镁合金
适用于冲压、CNC等多种加工工艺,相对加工效率较高
镁铝合金
塑性差,冲压难度大,主要成型工艺为液态压铸、高压压铸,少量半固态压铸


   表面处理工艺   



铝镁合金适合冲压、CNC加工成型,搭配喷砂、拉丝、高光、阳极处理或NIL工艺,色彩绚丽多彩,以上工艺可以直接套用手机上成熟方案。具体工艺介绍可点击:轻薄笔记本电脑市场火爆,金属加工企业迎来新的增长机会
图 戴尔DELL灵越7570采用铝镁合金(航空5系铝)搭配阳极氧化+喷砂工艺  图片来自网络


镁铝合金因为其材料特性,暂时不适用阳极上色,所以多采用微弧氧化+喷漆、电泳涂漆等打造个性化的各种颜色,也可以采用NIL工艺、喷砂、3D喷墨打印等多种表面处理工艺塑造靓丽外观。


图 华硕a豆笔记本13 A面采用了镁铝合金材质,表面喷漆处理,与轻微的磨砂质感 图片来自网络

表面处理工艺对比:

材料
表面装饰
铝镁合金
喷涂、喷砂、拉丝、高光、阳极处理或NIL工艺等,也可微弧氧化
镁铝合金
微弧氧化+喷漆、电泳涂漆、NIL工艺、喷砂等,不能阳极上色


总结


从上面的几个方面总结来说:镁铝合金相对铝镁合金,在笔电外壳轻量化方面优势明显,同时在散热性、抗摔撞性、电磁屏蔽性、切削加工效率上也具有一定优势。但是在表面处理以及成本上,铝镁合金更占上风。


现阶段,铝镁合金产品稳定性、工艺成熟度更高,成本也相对较低。但从长远来看,镁铝合金在轻量化上应用优势明显,且我国镁资源储量巨大,镁合金有望价格下降,后期冲压工艺取得突破,镁铝合金未来可期!


相信笔记本电脑在未来几年的创新将加快,到底有哪些材质和工艺出现呢?加工厂商如何做准备?艾邦笔记本创新材质交流群,目前联想、Dell、华硕、华为、小米、仁宝、纬创、广达、华勤、闻泰、英业达、联宝、富士康、比亚迪等均已加入。扫描二维码


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