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转轴转轴的定义：转轴，顾名思义即是链接产品零部主件必须用到的、用于转动工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴。
常见的转轴有：手机转轴（翻盖或旋转屏手机）；笔记本电脑转轴；便携式DVD转轴；LED台灯转轴；LCD显示屏转轴；GPS等车载支架转轴等等。
转轴的分类：一、按用途可分为以下9种类型：1、LCD hinge2、TV hinge3、可视电话hinge4、车载hinge5、DVD/DV hinge6、数码像机hinge7、NOTEBOOK hinge8、手机hinge9、灯饰hinge二、按结构可分为以下9种类型：1、传统垫片hinge2、一字型hinge3、压铸hinge4、卷包hinge5、扭簧hinge6、连杆hinge7、多轴hinge8、折叠hinge9、旋铆hinge三、按功能可分为以下9种类型：1、无角度限制hinge2、有角度限制hinge3、多段扭力hinge4、定点hinge5、弹力hinge6、平衡力hinge7、组合hinge8、挂壁hinge9、开关hinge转轴部分原材料简介：标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C 型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
手机转轴是折叠式手机的一个重要元器件，它将手机翻盖和手机主面装配连接起来后，由它驱动来实现折叠式手机旋转的功能。
1.手机转轴结构型式转轴产生扭力的结构型式大致可分成以下型式:⑴凸轮式依凸轮做动形式可分为A.轴向凸轮B.径向凸轮以下图解说明(本体; 弹簧; 凸轮; 旋转轴)A.轴向凸轮作动原理:旋转轴旋转时在凸轮曲面滑动，凸轮被本体限制只能做轴向运动去压缩弹簧，进而在不同角度产生不同扭力。
主要运用：One stop Hinge & Free stop Hinge优点：行程角度对应扭力变化范围较大。
B.径向凸轮作动原理:旋转轴旋转带动摩擦片，摩擦片因本体限位形状关系向中间压缩弹簧。
进而产生扭力值。
(本体; 旋转轴;磨擦片;弹簧)主要运用：Free stop Hinge本体弹簧旋转轴⑵滑动式原理:以滑轨结合LCM及Main Case，再利用弹簧及连杆使LCM连结侧平板只能朝上或下运动，造成LCM开关效果。
除了常用旋转转轴外，现在市场上还有滑盖式转轴，多方向扭转转轴，后两类转轴手机，属于价格高档类。
手机转轴供应厂大多被日本，韩国所垄断。
日本(草莓)strawberry公司最早研制出手机转轴，拥有专利权。
韩国拥有专利的转轴供应公司有：Prexco，Postec，Nanotech，Phonex，此四家都是韩国公司，它们出的旋转转轴型号类似，大多能相互通用。
Phonex在中国杭州设有生产厂，有直接内销权。
韩国M2sys公司拥有自主专利权，它生产的旋转转轴型式独具一格，与上面四家韩国公司的旋转转轴不能通用，主要给韩国Sumsung供货。
2.转轴功能评估要项⑴转轴的驱动功能首先计算LCM及Main case重量对转轴所产生之扭力EX: LCM=30gX30mm =90g-f/mm =0.09Kg/CmA.支撑Main Case必须的扭力须有0.18Kg-f/Cm，再乘以1.2倍=0.216Kg-f/Cm使其能锁住Main Case不致与LCM张开。
ANALYSIS FOR HINGE BROKEN FAILURE-------HURRICANE # Conclusion:1. Normal hinges have good enough design margin for lcd swing & pressed.a. We have twist to fail test for 6 sets(12pcs) hinges which all passed 20000cycles life test. The test data from 69.3~91.0 kg-cm. Compare to hinge's design spec.-----10.0 kg-cm(max), we have good enough margin.b. We have bend to fail test for 2 hinges. The test data are 52kg & 56 kg. That means hinge(r) & hinge(l) can load totally more than100 kgs.2. Root cause candidate of hinge brittle.a. carburizing time.b. carburizing temperature.c. carbon's percentage ( cantain in gas ).d. tempering time.e. tempering temperature.f. raw material (steel ) deviation.3.Heat treatment spec. V.S hinge brittle.Due to the hinge vender’s structure are different. <please refer to drawing>Vender 1(乙誠) : hardness 15N 90~92Depth of carburizing 0.20mmtempering temperature 160 degree cVender 2(新日興) : hardness 15N 73~78Depth of carburizing 0.05mmtempering temperature 220 degree cVender 3(鋅吉) : hardness 15N 73~78Depth of carburizing 0.05~0.10mmtempering temperature 220 degree cFrom this we know vender2 & vender3 heat treatment spec are lower than vender1. Because vender1 must pass life test 20000 cycles.4.Raw material’s impact.The three vender’s material are SUM24L. The analysis for chemical composition. C:<=0.15% ,Mn:0.85~1.15% ,P:0.04~0.09% ,S:0.26~0.35% ,Pb:0.10~0.35%The center portion of hinge shaft will be too soft to have no enough strength ,and surface of shaft is too britttle after heat treatment .Then , the hinge shaft will easy to crack . We had been suggest to use SUM31 which content .C:0.14~0.20% ,Mn:1.0~1.30% ,P:<0.04% ,S:0.08~0.13% .由於SUM31碳的含量比SUM24L高,所以能保持較好的韌性.5.Need "hydro ion remove process" during nickel plating.The 1st stage of nickel plating is use sulphuric acid to wash the hinge. But, the sulphuric acid contain hydro ion which will damage the grain structure of metal.Then, cause the metal structure to ageing easier and quicker.#Action of improvement.1.Change the hinge vendor from乙誠to辛吉&新日興. (for short term).辛吉&新日興have more design margin to prevent hinge brittle than 乙誠.2.Fine tune hinge structure & carburizing spec. to get more design margin to prevent hinge(乙誠) brittle(for long term).3. Start "hydro iron remove process" during nickel plating.The three venders already start to execute.The detail of "hydro iron remove process" as below:a.Have to Finished the "hydro iron remove process" within 4hr, after use sulphuric acid to wash the hinge .b.temperature:191 degree c+-14 degreec.c.time:3~4hr.4. Change raw material from SUM24L to SUM31.Now testing !!#Detal test procedure & data.1.( 2/2 ~ 2/16 )Depth of carburizing:plan---- 0.3mm~ ; actual---- 0.2mm~0.3mmProduce condition of carburizing: carburizing 2 cycles(120 mins + 70 min ) Sample size : 6 sets ( try over carburizing by add one cycle(70mins) )---- test procedure ----a. mark no. on the samples. ( 2/2 )b. hinge life test (20000 cycles). (2/2 ~ 2/5 )c. measure surface hardness data ( 15N, 30N, 45N) ( 2/6 )d. twist to fail test. ( 2/7 ~ 2/13 )e. measure section hardness data. (2/16)---- test data ----Ref. attach file ( hinge report 1)2. ( 2/8 ~ 2/24 )Depth of carburizing: plan---- 0.2~0.3mm ; actual---- 0.1~0.2mmProduce condition of carburizing: carburizing 1 cycles (120 mins )Sample size : 27 sets ( normal process for carburizing, but 9 position in chamfer) ---- test procedure ----a. mark no. on the samples. ( 2/8 )b. hinge life test ( 20000 cycles ). ( 2/9 ~ 2/19 )c. measure surface hardness data ( 15N, 30N, 45N ). (2/19 )d. twist, bend, impact to fail test. ( 2/21 ~ 2/23 )e. measure section hardness data. ( 2/24~26 )---- test data ----Ref. attach file ( hinge report 2)3. (2/20 ~ 3/2 )Depth of carburizing: plan---- 0.4mm~ ; actual----0.35mmProduce condition of carburizing: carburizing 2 cycles( 120mins + 120mins) Sample size : 9 sets (try over carburizing by add one cycle(120mins) )---- test procedure ----a. mark no. on the samples. ( 2/20 )b. hinge life test (20000 cycles). (2/21 ~ 2/26 )c. measure surface hardness data (15N, 30N, 45N). ( 2/27 )d. twist, bend, impact to fail test. ( 2/28 ~ 3/1 )e. measure section hardness data. ( 3/2 )---- test data ----Ref. attach file ( hinge report 3)4. To increase quench hardening temperature : 880 change to 900 degree c carbon's percentage : 1.0sp change to 1.5sp-----can’t to duplicate fail sample-----5. No change quench hardening temperature : 880 degree cTo increase carbon's percentage : 1.0sp change to 1.5sp-----can’t to duplicate fail sample-----6. To increase quench hardening temperature : 880 change to 900 degree c No change carbon's percentage : 1.0sp-----can’t to duplicate fail sample-----。
HINGE
Hinge 介绍
一. HINGE的应用范围：
HINGE应用于电子类、电器类、计算机、信息类、通信类、照相机、仪器类等产品之连结轴，其扭力值从0.1至20公斤，可供手提计算机、平板计算机、液晶显示器、手机、手持式网络通信器等商品使用。
二. HINGE的应用原理及沿革：
Hinge 主要是利用干涉(一字型、双包、锌合金结构)及弹簧反作用力(wash 结构)作用的原理，来产生扭力，以达到所需求之功能性，最初Hinge所使用范围较为狭隘，以定义使用在LCD 与NB 为最大宗，且最初设计大部份均为一字型结构及wash 式结构，其所使用之功能性及结构设计、使用寿命、等等上都有其先天性结构上之限制，故后续才有其双包及锌合金结构等等的出现。
Hinge 结构发展至今，除基本之功能性要求之外，随着3C产业的蓬勃发展，也附加了越来越多的功能，越来越新颖的外型，以提供使用者更多更新更便利的使用方式，相对的，对于Hinge 使用功能的也越来越广泛，如三轴旋转式Hinge、固定角度自动闭合、开轻关重、自动弹开等等，皆是以Hinge 的设计来达到所要求之功能性。
依其特性的不同，主要可以分为一字型结构、双包性结构、锌合金结构、垫片结构、双轴结构、凸轮结构等。
三. Hinge 扭力计算方式
依LCD上盖重量设定扭力值，计算方式如下:
以上盖重量为1Kg 轴心至上盖顶端为250 mm为例
单边扭力之最小理论值为(1 X( 250/2 )XCOS 0°) / 2 = 62.5 Kg/mm = 6.25 Kg/cm (COS 0°为理论上于0°时均可支撑上盖之重量)
理论扭力(动) 6.25 *1.1(修正值)*1.15(衰减率)=扭力最小值(静) 7.90 Kg/cm
扭力最小值(静)7.90+0.5=扭力中心值(静) 8.4 Kg/cm
故建议之扭力规格订为8.4 ±0.5 Kg/cm。
1.扭力(Torque)
扭力计施力于轴上或旋转臂所产生之旋转力谓之；力臂长X磨擦力量之大小为扭力值，一般以kg-mm或kg-cm表示之。
2.静磨擦力（Static Torque）
物体在静止时所承受的磨擦力，静磨擦力一定大于(或接近)动磨擦力。
『静磨擦力』一般是枢轴先旋转左、右各半圈(180°以上)后，再转动时所测得之扭力值。
3.最大静磨擦力（Max Static Torque）(Initid Torque)
物体在移动前施以最大力使其移动者。
『最大静磨擦力』是枢轴在停止状态下4小时后，首次转动之最大扭力。
4.动磨擦力（Dynamic Torque）
物体在移动时所承受的磨擦力。
5.回弹力(Spring-Back)
枢轴于旋转时系以磨擦力支撑；经旋转后产生扭抗力，故停止时有回弹之现象，其回弹角度系以扭抗力之大小而定。
1.寿命测试: 一般测试规格由各家NB厂自行定义(1) 往复开关0°～180°之间均可，寿命2万次以上。
(2) 往复速度一般以每分钟4～15次。
2.耐振测试：
振动频率5~30HZ，经24小时无不良情形。
3.落地测试：
3公尺高度自然落下无不良情形。
4.储存温度测试:
经－20℃及70 ℃，放置96小时，无不良变化且满足枢轴之基本性能。
5.扭力长期变化性能：（放置一年每周测试）
扭力值衰减7％以内。
6.润滑油脂：
使用特殊油脂适合HINGE之专用油脂。
耐ABS腐蚀，经一年放置无不良情形。
放置于100 ℃温度槽内；经24小时未变化。
7.特色：
R、L向可依不同颜色螺帽区别，或用字模、喷印方式，亦可用标签区别。
8. 各零件之硬度检测：
(1)SUS类检测: 一般支架以SUS 居多，以微小(维克式)硬度计(HV) 测
试，常用支架材质为SUS 304 1/2H 硬度为HV 260 °。
(2)SK7(5) 类检测: 一般以辅助承架、垫片、双包承架等居多，以洛式硬度
试验机(HRC)测试，硬度范围约在HRC 45~52°之间。
(3)SUM22(24) 类检测: 快削刚，多用于车制件居多，以洛式硬度试验机(15N)
测试，依不同需求，硬度范围约在15N 60~78°之间。
六. 盐水喷雾试验：
经由24H 盐水喷雾测试，试验其抗腐蚀性
10. 微电脑拉力试验：
于进料时测试材料之抗拉强度与降伏点，与材质证明是否符合。
11. 三次元量测仪：
模具品首批量完成时，会依客户提供原图，量测FAI，检测各尺寸。
12. 膜厚试验：
检测电镀层之模厚，一般约为6μ。
七 .各项结构之特性
垫片型结构
垫片型结构，主要是以弹片搭配螺帽之锁紧方式控制调节扭力大小，依照其
垫片结构特性可延伸出360度无段式、自动弹开式、两段扭力式、固定角度式…。
以下为垫片结构设计之参考值:
垫片结构之优缺点双包结构包结构特性结构，主要是利用冲制件与转轴干
涉之原理，以产生扭力，利用控制干涉量大小，达到控制扭力大小的目的，依照
其双包结构特性可延伸出开轻关重(上盖开启时扭力较轻，关闭时扭力较重)，
固定角度(stopper)定位，自动弹开(pop-up)等较特殊之结构。
以下为双包结构设计之参考值
结构结构外径TORQUE 结构长度Bracket 厚度LCD SIZE LIFE TEST
12.1"以下20000次15% 双包 4 mm 3.5 kg-cm 14 mm SK7 or
SUS301 0.8t
5.5 mm 7 kg-cm 14 mm SK7 1.0t 13.3" 20000次15%
6 mm 10 kg-cm 20 mm SK
7 1.0t 15" 20000次15%
5 mm 4.5 kg-cm 11.5 mm SK7 0.8t 12.1"以下20000次15%
5.6 mm 6 kg-cm 12 mm SK7 1.0t 12.1" 20000次15%
5.6 mm 7 kg-cm 15 mm SK7 1.0t 13.3" 20000次15%
6 mm 9 kg-cm 15 mm SK
7 1.2t 15" 20000次15%
6 mm 8 kg-cm 15 mm SK
7 1.0t 14.1" 20000次15%
6.5 mm 9 kg-cm 17 mm SK7 1.0t 15" 20000次15%
7 mm 10 kg-cm 12 mm SK7 1.2t 15" 20000次15%
以上数据仅供参考
其它：
就Hinge 而言，除特殊之功能性外，最重要即是其扭力值，一般就NB 扭力而言，所定义之扭力公差为，生产时由厂商全检，以确保扭力质量之稳定性。
其检测方式为，依不同机种使用其不同之测试治具，置于扭测机上作扭力值测试，先预摇3次后(0°~ 使用角度)，做扭力值判定，此时采取最大之静摩擦值(扭测机上之PEAK 值)，作为检测之判定值。
2.Hinge 尺寸检验
模具品T1时，可请厂商提供FAI 量测数据，作为参考用，生产前则可请厂商提供尺寸全检治具，作为量测之依据，其量测标准为最佳为Hinge 不需施加外力，可自然落下，允收标准为轻压Hinge 可使其平贴全检治具。
3.Hinge 外观检验
Life Test 前: 表面需干净，不可有明显刮伤、压伤、变形、缺少零件等情形，亦不可有多余油脂外溢之情形。
Life Test 后: 不可有油脂滴落之情形发生，更不可有产生裂痕或断裂，亦或产生粉状之铁屑之情况。
八. Hinge 常见之问题
1.Freedown :
Freedown 为Hinge 最重大issue，此为Hinge 最基本之要求，一般而言无论于Life Test 前后均不可有此一现象发生，一般会发生Freedown 之情况，可能为:
(1)设计初期扭力规格订定过低
(2)Hinge 制作时扭力值过低over Spec.
(3)动静摩差差异过大
(4)测试过后扭力衰减过大，超过订定之规格
(5)产生断裂之情形，使得支撑扭力变低
2.漏油:
漏油主要是为了避免油脂滴落主机或塑胶盖，导致线路腐蚀或塑胶变质，关于漏油问题，一般在厂商提供之油脂证明已有针对此一问题做保证，其所使用之油脂不会对电子线路及塑胶产生任何不良影响，但为避免后续问题，还是将此规范订定为不可低落于Hinge 外之其他零件，依此作为检测标准。
3.扭力值过大over Spec.:
Hinge 扭力设定除了考虑freedown 之情况外，还需考虑扭力过大之情况，一般而言，扭力过大可能使开启时底座随上盖一起被抬起，或使User不易开启，需使用较大之力量，甚至由于Hinge 安全系数较高(一般设定为扭力值 2.5~3 倍)，而塑胶无法承受其力量，导致塑胶破裂等情况。
不过，此情况通常为测试后随着油脂的减少而导致扭力值的爬升，此时则需增加油脂之含量，方可改善此一issue。
4.支架或辅助承架断裂:
Hinge 通常安全系数都要求为扭力值的 2.5 倍以上，通常会发生断裂情况，皆发生在测试时，最常之原因皆为设计时因空间关系，使得安全系数降低，或是组立后因平整度问题，而产生另一侧向力，使Hinge 受力增加超出其安全系数，导致断裂或裂痕。
九：各零件结构识别
1: 单体轴（180度130度）
2: 双体轴（360度）。
