CN103182683A - 于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳 - Google Patents

于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种于金属外壳上制作图案的方法，包括如下步骤：提供金属基体，该金属基体为含碳铁合金，其包括一外表面；于该外表面设定淬火区，并于该淬火区涂覆一吸光涂层；对涂覆有吸光涂层的淬火区进行激光淬火处理，使淬火区的金属基体表面硬化；对经激光淬火处理的外表面进行喷砂处理，使该外表面除淬火区域以外的部分的表面粗糙度大于淬火区的表面粗糙度。本发明还提供一种由上述方法制得的金属外壳。

Description

于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳
技术领域
本发明是关于一种于金属外壳上制作图案的方法及由该方法制得的金属外壳。
背景技术
近年来，手机、mp3等消费性电子产品大量采用金属外壳，如不锈钢。这些电子装置外壳表面的显著位置，通常都设有设备标识（LOGO），比如商标、型号或特别的图形或字符，以便用户识别或作为广告宣传用途。随着金属表面处理色彩多样化、个性化发展的趋势，具有金属质感的标识不仅可以提升产品的外观效果，而且其独特的质感可以提升产品的档次及品味。
目前，常用的不锈钢产品表面金属质感标识的加工方法，是先对不锈钢表面需要形成标识图案的区域进行油墨遮蔽，然后对其他表面区域进行喷砂处理，使标识图案区域为光滑面，标识图案区域以外的部分为喷砂面，具有较大的表面粗糙度，由此于不锈钢表面制得标识图案。但是，该方法由于其遮蔽过程制程较长，成本较高，同时遮蔽所用油墨环保性也较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种制程简单环保的于金属外壳上制作图案的方法。
另外，提供一种由上述方法制得的金属外壳。
一种于金属外壳上制作图案的方法，包括如下步骤：
提供金属基体，该金属基体为含碳铁合金，其包括一外表面；
于该外表面设定淬火区，并于该淬火区涂覆一吸光涂层；
对涂覆有吸光涂层的淬火区进行激光淬火处理，使淬火区的金属基体表面硬化；
对经激光淬火处理的外表面进行喷砂处理，使该外表面除淬火区域以外的部分的表面粗糙度大于淬火区的表面粗糙度。
一种金属外壳，包括金属基体，该金属基体包括一外表面，该外表面包括淬火区及与该淬火区连接的非淬火区，该淬火区为经过激光淬火处理的表面，该非淬火区为经喷砂处理的表面，该淬火区的表面硬度大于该非淬火区的表面硬度，该非淬火区的表面粗糙度大于该淬火区的表面粗糙度。
上述于金属外壳上制作图案的方法通过对金属基体表面欲形成图案的部分进行激光淬火处理，使该部分金属表面硬度提高，然后对金属基体整个外表面进行喷砂，使外表面除淬火区以外的部分形成粗糙度较大的表面，而淬火区由于具有较高的表面硬度，未受到喷砂处理的影响，其表面粗糙度明显小于较淬火区的表面粗糙度，由此，使淬火区于外表面形成明显的图案。另外，淬火区域硬度大大提升，图案耐磨性也随之提高。上述于金属外壳上制作图案的方法制程简单环保。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式于金属外壳上制作图案的方法中于金属基体表面的淬火区形成吸光涂层的示意图。
图2是由本发明较佳实施方式于金属外壳上制作图案的方法所制得的外壳的示意图。
主要元件符号说明
金属外壳 10
金属基体 11
外表面 110
淬火区 112
非淬火区 114
吸光涂层 15
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
本发明较佳实施方式的于金属外壳上制作图案的方法，包括如下步骤：
请参阅图1，提供金属基体11。该金属基体11可具有所需的形状。该金属基体为含碳铁合金，比如不锈钢。该金属基体11包括一外表面110。
对金属基体11进行除油清洗。该步骤可采用常规金属除油清洗剂对金属基体11进行清洗。
于金属基体11的外表面110设定淬火区112，并于该淬火区112涂覆吸光涂层15。该淬火区112具有所需图案的形状。吸光涂层15主要包括石墨粉、粘结剂以及稀释剂。吸光涂层15主要用于降低金属表面对激光的反射率，提高金属对激光能量的吸收，提高升温速率，提高后续金属表面的激光淬火效果。经过激光淬火后，该吸光涂层15将会随之消失。
所述吸光涂层15干燥后，对涂覆有吸光涂层15的淬火区112进行激光淬火处理，使淬火区112的金属基体表面硬化。
激光淬火处理是用激光扫描淬火区112，使激光作用区急速升温，同时将气体吹到金属表面激光作用区，使激光作用区迅速冷却，控制激光作用区不熔或微熔。通过使金属基体11的激光作用区（即淬火区112）急速的升温及冷却，金属内部组织发生重结晶，但由于急冷，金属晶粒来不及长大，使金属晶粒得到细化，晶粒与晶粒之间存在大量的晶界，由于细晶强化作用导致淬火区112的表面硬度及其它相关机械性能得到提升（耐磨性等）。这种激光表面淬火工艺基本没有改变金属表面的化学组成，而是通过改变金属表面的晶体结构来实现强化。而且，根据其激光淬火工艺的不同，其淬火深度也随之不同。本实施例中，激光淬火工艺参数为：激光功率：2-3kW；扫描速率：20-50mm/s；光斑直径：5-10mm；淬火深度：0.2-1mm；激光功率密度：1×103W·cm-2 - 9×105W·cm-2。
经上述激光淬火后，淬火区112的表面硬度明显大于激光淬火处理前的表面硬度，大约为激光淬火处理前的2-3倍。
激光淬火区的表面硬度与基体的材质以及碳含量有较大关系。以45#钢为例：45#钢的硬度约为300HV左右，而经过淬火后的，其硬度可以达到800HV左右。
请参阅图2，对经上述激光淬火处理后的金属基体11的外表面110进行喷砂处理，使该外表面除淬火区域以外的部分形成喷砂面。所述淬火区域由于硬度较大，在喷砂处理中其表面形貌没有发生明显变化，基本保持原有的粗糙度。经喷砂处理后，外表面110未经激光淬火部分的轮廓算术平均偏差（Ra）为淬火区112的2-3倍，外表面110未经激光淬火部分的轮廓最大高度（Rz）为淬火区112的3-4倍，使得外表面110未经激光淬火部分的粗糙度明显大于淬火区域的粗糙度，从而使淬火区域于金属基体11的外表面110形成醒目的图案。
本实施例中，喷砂工艺参数如下：金属基体11：45#钢；砂材：240#陶瓷砂；喷砂压力：2.0kg/cm2；喷枪角度：45°；喷砂时间：10s左右。通过上述喷砂工艺处理后的未淬火区域，其粗糙度约为：Ra=0.2-0.3μm，Rz=0.3-0.35μm；而淬火区域，其粗糙度约为：Ra=0.1-0.15μm，Rz=0.08-0.1μm。
请参阅图1，由上述方法制得的金属外壳10，包括该金属基体11，该金属基体11的外表面110包括淬火区112及与该淬火区112连接的非淬火区114。该淬火区112具有所需图案的形状。该淬火区112为经过激光淬火处理的表面，该非淬火区114为经喷砂处理的表面。该淬火区112的表面硬度为该非淬火区114表面硬度的2-3倍。该非淬火区114的轮廓算术平均偏差（Ra）为淬火区112的2-3倍，该非淬火区114的轮廓最大高度（Rz）为淬火区112的3-4倍，即该非淬火区114的表面粗糙度明显大于该淬火区112的表面粗糙度，使该淬火区112于外表面110上形成所需的图案。该金属基体11于淬火区112与该非淬火区114具有相同的化学组成。
本发明的金属外壳10可应用于手机、音乐播放器、电脑等电子装置。
上述于金属外壳上制作图案的方法通过对金属基体表面欲形成图案的部分进行激光淬火处理，使该部分金属表面硬度提高，然后对金属基体整个外表面110进行喷砂，使外表面除淬火区112以外的部分形成粗糙度较大的表面，而淬火区112由于具有较高的表面硬度，未受到喷砂处理的影响，其表面粗糙度明显小于较淬火区112的表面粗糙度，由此，使淬火区112于外表面110形成明显的图案。与现有的通过遮蔽基材后再喷砂制作图案的方法相比，上述于金属外壳上制作图案的方法具有如下优点：
1.制程简单环保。省去了复杂且定位困难的遮蔽过程，大大简化了制程，缩短了制程周期，提升了生产效率，降低了成本。
2.淬火区域硬度大大提升，图案耐磨性也随之提高，提升了产品寿命。

Claims (10)

1.一种于金属外壳上制作图案的方法，包括如下步骤：
提供金属基体，该金属基体为含碳铁合金，其包括一外表面；
于该外表面设定淬火区，并于该淬火区涂覆一吸光涂层；
对涂覆有吸光涂层的淬火区进行激光淬火处理，使淬火区的金属基体表面硬化；
对经激光淬火处理的外表面进行喷砂处理，使该外表面除淬火区域以外的部分的表面粗糙度大于淬火区的表面粗糙度。
2.如权利要求1所述的于金属外壳上制作图案的方法，其特征在于：所述吸光涂层包括石墨粉、粘结剂以及稀释剂。
3.如权利要求1所述的于金属外壳上制作图案的方法，其特征在于：该激光淬火处理是用激光扫描所述淬火区，使激光淬火区急速升温，同时将气体吹到激光作用的淬火区，使淬火区迅速冷却，控制淬火区不熔或微熔。
4.如权利要求1所述的于金属外壳上制作图案的方法，其特征在于：经该激光淬火后，淬火区的表面硬度为激光淬火处理前的2-3倍。
5.如权利要求1所述的于金属外壳上制作图案的方法，其特征在于：经该喷砂处理后，外表面未经激光淬火部分的轮廓算术平均偏差Ra为淬火区的2-3倍，外表面未经激光淬火部分的轮廓最大高度Rz为淬火区的3-4倍。
6.一种金属外壳，包括金属基体，该金属基体包括一外表面，其特征在于：该外表面包括淬火区及与该淬火区连接的非淬火区，该淬火区为经过激光淬火处理的表面，该非淬火区为经喷砂处理的表面，该淬火区的表面硬度大于该非淬火区的表面硬度，该非淬火区的表面粗糙度大于该淬火区的表面粗糙度。
7.如权利要求6所述的金属外壳，其特征在于：该金属基体于淬火区与该非淬火区具有相同的化学组成。
8.如权利要求6所述的金属外壳，其特征在于：该金属基体为含碳铁合金。
9.如权利要求6所述的金属外壳，其特征在于：该淬火区的表面硬度为该非淬火区表面硬度的2-3倍。
10.如权利要求6所述的金属外壳，其特征在于：该非淬火区的轮廓算术平均偏差Ra为淬火区的2-3倍，该非淬火区的轮廓最大高度Rz为淬火区的3-4倍。
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Inventor after: Li Liangliang

Inventor before: Zhou Quan

Inventor before: Yang Guiyun

Inventor before: Guan Xinwu

Inventor before: He Baifeng

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Address after: 451200 Gongyi Province, Chi Town, Henan Zhuang Village Li Xiang lane, No. 13

Applicant after: Li Liangliang

Address before: 518000 Guangdong Province, Shenzhen New District of Longhua City, Dalang street, Hua Sheng Lu Yong Jingxuan commercial building 1608

Applicant before: Jinyang Shenzhen sea Network Intelligent Technology Co.,Ltd.

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Inventor after: Wang Zhengli

Inventor before: Li Liangliang

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Effective date of registration: 20170113

Address after: Two street Panyu District Dalong street Guangzhou city Guangdong province 511400 new ring road Xinqiao village new ring No. 10

Applicant after: Guangzhou Jiangrui Electromechanical Equipment Co.,Ltd.

Address before: 451200 Gongyi Province, Chi Town, Henan Zhuang Village Li Xiang lane, No. 13

Applicant before: Li Liangliang

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