CN103895322B - 金属件的表面处理方法及金属制品及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属件的表面处理方法，其中，该方法包括：将沉积有金属膜层的基底的金属膜层面与待表面处理的金属件的至少一个表面接触，并使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合；剥离所述基底。本发明提供了一种按照本发明的表面处理方法得到的金属制品。本发明提供了一种本发明所述的金属制品在产品外观件中的应用。本发明的方法能够很好的对金属件进行表面处理，并且经过本发明的方法表面处理后，得到的金属制品具有光洁度高、致密性好等优势，且依据需要，得到的金属制品可以很好的进行后续加工处理，例如本发明的方法特别适合于表面处理金属压铸件特别是镁压铸件。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属件的表面处理方法，以及一种由本发明的金属件的表面处理方法得到的金属制品及其在产品外观件中的应用。
背景技术
现有技术的金属件在用于作为产品外观件前通常需要进行进一步的表面处理，使其光洁性、致密性提高以美化其外观。目前，常用的表面处理方法有多种，例如阳极氧化法、镀层法等等，而镀层法虽然能够进一步美化金属件的外观，但其仍然存在镀层的表面光滑性不高、且致密性不好的缺陷，并且由于镀层一般较薄，采用直接镀层的方法往往很难均匀镀层。阳极氧化法是铝制品、镁制品等常用的表面处理技术，通过阳极氧化能够使铝制品、镁制品表面产生坚硬的保护层，且能够美化其外观，因此，应用非常广泛。
然而阳极氧化对金属件的性质要求较高，若金属件的孔洞缺陷较为严重，则根本无法进行阳极氧化，例如通过压铸工艺成型得到的镁压铸件，虽然能够得到高精度要求的结构，但由于压铸工艺得到的镁压铸件存在较大的孔洞缺陷，导致镁合金的压铸产品无法进行阳极氧化这种能保持其金属光泽和实现丰富颜色给终端用户带来美好用户体验的处理工艺，使得其用途非常受限制。
就目前来说，镁合金压铸件的手机壳，抛光后的良率只能达到10%，而不良率中95%为孔洞缺陷造成，如此致使产品成本居高不下，限制了镁合金这种最轻、相对强度最高的金属在消费类产品上的应用。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的上述技术缺陷，提供一种能够制备得到表面光洁度高、致密性好且依据需要能够很好的进行后续的加工处理的金属制品，且操作简便的金属件的表面处理方法。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种金属件的表面处理方法，其中，该方法包括：将沉积有金属膜层的基底的金属膜层面与待表面处理的金属件的至少一个表面接触，并使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合；剥离所述基底。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种按照本发明的表面处理方法得到的金属制品。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种本发明所述的金属制品在产品外观件中的应用。
本发明的方法能够很好的对金属件进行表面处理，并且经过本发明的方法表面处理后，得到的金属制品具有光洁度高、致密性好等优势，且依据需要，得到的金属制品可以很好的进行后续加工处理，例如本发明的方法特别适合于表面处理金属压铸件特别是镁压铸件，不仅可以提高金属压铸件的表面光洁性以及致密性，还可以使得得到的金属压铸件例如镁压铸件可以很好地进行阳极氧化，克服了现有技术的金属压铸件不能很好地进行阳极氧化的技术缺陷，并且将其进行阳极氧化后的产品良率相比于现有技术大大提高，由此使得按照本发明的方法得到的金属制品具有外观轻质等优势，能够广泛应用于消费类电子产品，汽车及其饰品，家居产品和家电产品等。
并且本发明的方法由于采用将沉积有金属膜层的基底的金属膜层面与待表面处理的金属件的至少一个表面接触使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合，使得本发明的方法克服了现有技术的难以实现在金属件上覆上表面光洁性好、致密性高的金属膜层的技术缺陷，并且本发明的方法简单、易操作，非常适合于实际应用。
更具体地，相比于现有技术的采用直接镀层（例如在压铸机上涂层金属粉末，然后经过压铸镀层的方法）的方法，本发明的方法通过利用基底表面的致密性、光洁性，采用金属膜层沉积在基底，然后将金属膜层转移到金属件，使得得到的金属件的表面具有更好的光洁性以及致密性。而相比于直接将金属制成金属膜层，然后直接将金属膜层置于金属件上进行冶金结合的方法，本发明的方法将金属膜层沉积在基底上然后转移到金属件上进行冶金结合的方法，操作更容易，并且膜层能够更好的与金属件冶金结合（因为金属膜层通常较薄，脱离基底直接将其进行转移不仅操作不便，且容易损坏金属膜层）。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种金属件的表面处理方法，其中，该方法包括：将沉积有金属膜层的基底的金属膜层面与待表面处理的金属件的至少一个表面接触，并使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合；剥离所述基底。
根据本发明的表面处理方法，所述金属件的至少一个表面指的是金属件所需进行表面处理的表面，而除该表面外，若所述待表面处理的金属件的其他表面也需进行表面处理，则同样可采用本发明的前述方法进行表面处理，即本发明的所述表面也可以为多个需要进行表面处理的表面。
根据本发明的表面处理方法，按照本发明的前述技术方案即可很好的实现本发明的目的，而本发明的发明人发现，当金属膜层厚度太厚例如厚度大于0.2mm时，在后续的加工工艺中容易出现破裂现象，从而将导致良率降低，而膜层厚度太薄例如厚度小于0.01mm时，可能无法覆盖金属件的待处理表面的缺陷，因此，一方面，为了提高得到的金属制品的表面光洁性和致密性，一方面，为了提高表面处理过程中的成品率，优选所述沉积有金属膜层的基底上的金属膜层厚度为0.01-0.2mm，优选为0.05-0.1mm，更优选为0.08-0.1mm。
根据本发明的表面处理方法，所述基底的种类的可选范围较宽，能够沉积金属膜的基底均可用于本发明，而针对本发明，合适的基底的选择可以提高得到的金属制品的表面光洁性以及致密性，因此，针对本发明，为了提高得到的金属制品的表面光洁性以及致密性，且为了能够实现按照本发明的方法很好的剥离基底并且剥离后不损坏沉积在基底上的金属膜层与基底接触的金属膜层面的表面光洁性以及致密性，一般所述基底不为金属基底，而为其它能够与金属膜层很好的分离从而后续剥离容易的基底，因此，根据上述要求，针对本发明，优选所述基底选自透明基底，例如为PET膜、PC膜、PA膜和PVC膜中的一种或多种。
根据本发明的表面处理方法，在基底上沉积金属膜层的方法有多种，本发明对此无具体要求，例如可以为真空蒸镀法。
根据本发明的表面处理方法，使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合的方法有多种，具体根据所使用的基底种类进行选择，例如可以通过热轧（即高温高压的条件）使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合，也可以通过射线使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合，而热轧无法对异型压铸件（指的是形状不规整的压铸件）进行加工，因此，针对本发明，一方面为了使得所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合的效果更好，另一方面为了降低对基底材质的要求，优选所述基底为透明基底，具体的例如可以为PET膜、PC膜、PA膜和PVC膜中的一种或多种，且利用射线使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合。
根据本发明的表面处理方法，优选所述射线为激光或电子束。
根据本发明的表面处理方法，所述金属膜层的金属可以依据所需获得的金属制品的用途进行选择，例如若要求所获得的金属制品具有表面致密，外观良率高的优势，从而可以用于作为IT外观零部件，可以选择Mg、Al、Zn等作为所述金属膜层所使用的金属，又如若要求所获得的金属制品具有耐腐蚀等优势，从而可以用于工业产品，可以选择Ni作为所述金属膜层所使用的金属。一般而言，本发明的所述金属膜层的金属可以选自Mg、Al、Ni、Cr、Co、Au、Sn、In和Zn中的一种或多种。
根据本发明的表面处理方法，所述金属件的种类的可选范围较宽，需要进行表面处理以提高表面光洁性以及致密性的金属件均可按照本发明的方法进行表面处理，例如可以为金属压铸件。而本发明的发明人意外发现，采用本发明的方法对金属压铸件，例如镁压铸件、铝压铸件、锌压铸件或铁基非晶合金压铸件等其它金属压铸件进行表面处理，可以使得得到的金属压铸件表面光洁性好，致密性好，从而可以很好地进行后续的阳极氧化步骤，且阳极氧化良率较高，而克服了现有技术的由于金属压铸件的表面存在孔洞缺陷，使得其不能很好的进行阳极氧化的技术缺陷，因此，针对本发明，优选所述金属件为镁压铸件、铝压铸件、锌压铸件或铁基非晶合金压铸件，特别优选为镁压铸件。
根据本发明的表面处理方法，当所述金属件为金属压铸件，例如为镁压铸件、铝压铸件、锌压铸件或铁基非晶合金压铸件时，优选本发明的方法还包括：将剥离所述基底后的含有与所述金属件的该表面冶金结合的金属膜层的金属件进行阳极氧化。优选依据需要，本发明的方法还包括：在进行所述阳极氧化前，对所述含有与所述金属件的该表面冶金结合的金属膜层的金属件进行打磨和喷砂的步骤。
根据本发明的表面处理方法，其中，剥离所述基底的方法有多种，可以采用机械方法（如喷砂法，直接机械剥离法）、化学方法（采用有机溶剂浸泡法，有机溶剂如丙酮、二甲苯）或物理方法（如激光蒸发法，燃烧法）进行剥离，针对本发明，为了提高本发明的表面处理方法的可操作性，且为了能够实现按照本发明的方法很好的剥离基底并且剥离后不损坏沉积在基底上的金属膜层与基底接触的金属膜层面的表面光洁性以及致密性，优选剥离所述基底的方法为化学方法，具体地，可以按如下步骤进行：将与金属膜层冶金结合后的金属件用有机溶剂浸泡以去除所述基底，其中，所述有机溶剂的种类可以依据所述基底的材质进行选择，一般当所述基底为前述透明基底（例如为PET膜、PC膜、PA膜和PVC膜中的一种或多种）时，所述有机溶剂可以为丙酮、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种。
本发明提供了一种按照本发明的表面处理方法得到的金属制品。本发明的金属制品表面光洁性好、致密性好，非常适合于进行后续的加工利用。
本发明提供了本发明的金属制品在产品外观件中的应用，特别适合于在IT产品外观件中的应用。
本发明中，所述产品外观件指的是用于产品中主要作为产品外壳的部件，例如电子产品外壳，如手机外壳、MP3外壳等。
下面结合实施例详细说明本发明，但本发明不局限于此。
实施例1
所用基底为PET膜，厚度为0.05mm，在氩气气氛下，采用PVD工艺（蒸发镀膜）镀镁，镁膜厚度为0.05mm左右，得到沉积有镁膜层的PET膜，在镁膜层上贴上保护膜以防止镁被氧化；然后采用模具热压的方式将沉积有镁膜层的PET膜成型为与镁压铸件的压铸面可精密贴合的形状（热压的温度为110℃，压力为500Mpa），除去保护膜，然后将成型后的沉积有镁膜层的PET膜的镁膜层面与镁压铸件的压铸面贴合，在真空作用下，采用激光使所述镁膜层面与镁压铸件的压铸面冶金结合，且激光过程中为了不使作为基底的PET膜熔化，对所述PET膜进行冷却，其中，激光参数如下：
最大激光功率：8W
激光波长：1064nm
单脉冲最大激光能量：5J
单脉冲宽度：0.5ms-10ms
单位时间连续脉冲宽度（1秒）：10ms/s
可调焦距深度：0.5mm
脉冲频率：1-20HZ
整机功率：1600W
电源输入：220V/50Hz
冷却方式：封闭式水自循环风冷
光纤型号：三菱GI/SI光纤
使用的频率为15HZ；
然后用丙酮浸泡去除PET膜，并通过打磨喷砂去除镁压铸件上的镁膜层表面不平的地方，得到含有镁膜层作为表面的镁压铸件，其具有致密镁表面组织。
采用上述方法制备50件镁压铸件，并将该50件镁压铸件直接进行阳极氧化，结果阳极氧化良率达到90%以上，相比于现有技术提高80%，本发明中良率指的是以件数计的良率，其是按照MOSS800标准规定的方法进行测定的。
实施例2
所用基底为PC膜，厚度为0.1mm，在氩气气氛下，采用PVD工艺（蒸发镀膜）镀铝，铝膜厚度为0.1mm左右，得到沉积有铝膜层的PC膜，在铝膜层上贴上保护膜以防止铝被氧化；然后采用模具热压的方式将沉积有铝膜层的PC膜成型为与镁压铸件的压铸面可精密贴合的形状（热压的温度120℃，压力为1000Mpa），除去保护膜，然后将成型后的沉积有铝膜层的PC膜的铝膜层面与镁压铸件的压铸面贴合，在真空作用下，采用激光使所述铝膜层面与镁压铸件的压铸面冶金结合，且激光过程中为了不使作为基底的PC膜熔化，对所述PC膜进行冷却，其中，激光参数如下：
最大激光功率：25W
激光波长：1064nm
单脉冲最大激光能量：25J
单脉冲宽度：0.5ms-10ms
单位时间连续脉冲宽度（1秒）：10ms/s
时间连续脉冲宽度（1秒）：10ms/s
焊接深度：1.2mm
脉冲频率：1-20HZ
整机功率：1600W
电源输入：220V/50Hz
主机尺寸：390W*830D*740H
光纤型号：三菱GI/SI光纤
使用的频率为10HZ；
然后用二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、四氢呋喃和二氧六环中一种或多种作为有机溶剂浸泡去除PC膜，并通过打磨喷砂去除镁压铸件上的铝膜层表面不平的地方，得到含有铝膜层作为表面的镁压铸件，其具有致密铝表面组织。
采用上述方法制备50件镁压铸件，并将该50件镁压铸件直接进行阳极氧化，结果阳极氧化良率达到90%以上，相比于现有技术提高80%。
实施例3
所用基底为PA膜，厚度为0.1mm，在氩气气氛下，采用PVD工艺（磁控溅射）镀镍，镍膜厚度为0.05mm左右，得到沉积有镍膜层的PA膜，在镍膜层上贴上保护膜以防止镍被氧化；然后采用模具热压的方式将沉积有镍膜层的PA膜成型为与镁压铸件的压铸面可精密贴合的形状（热压的温度为300℃，压力为2000Mpa），除去保护膜，然后将成型后的沉积有镍膜层的PA膜的镍膜层面与镁压铸件的压铸面贴合，在真空作用下，采用激光使所述镍膜层面与镁压铸件的压铸面冶金结合，且激光过程中为了不使作为基底的PA膜熔化，对所述PA膜进行冷却，其中，激光参数如下：
最大激光功率：25W
激光波长：1064nm
单脉冲最大激光能量：25J
单脉冲宽度：0.5ms-10ms
时间连续脉冲宽度（1秒）：10ms/s
焊接深度：1.2mm
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整机功率：1600W
电源输入：220V/50Hz
光纤型号：三菱GI/SI光纤
使用的频率为20HZ；
然后用丙酮浸泡去除PA膜，并通过打磨喷砂去除镁压铸件上的镍膜层表面不平的地方，得到含有镍膜层作为表面的镁压铸件，其具有致密镍表面组织。
采用上述方法制备50件镁压铸件，并将该50件镁压铸件直接进行阳极氧化，结果阳极氧化良率达到90%以上，相比于现有技术提高80%。
实施例4
按照实施例1的方法进行镁压铸件的表面处理，不同的是，镁膜厚度为0.5mm，其余条件均相同，由于镁膜层太厚，在采用模具热压成型时容易出现破裂现象，且阳极氧化良率降低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种金属件的表面处理方法，其特征在于，该方法包括：
将沉积有金属膜层的基底的金属膜层面与待表面处理的金属件的至少一个表面接触，并使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合；剥离所述基底，所述沉积有金属膜层的基底上的金属膜层厚度为0.01-0.2mm，所述基底为透明基底。
2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述沉积有金属膜层的基底上的金属膜层厚度为0.05-0.1mm。
3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，利用射线使所述金属膜层面与金属件的该表面冶金结合。
4.根据权利要求3所述的表面处理方法，其中，所述基底选自PET膜、PC膜、PA膜和PVC膜中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的表面处理方法，其中，所述射线为激光或电子束。
6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述金属膜层的金属选自Mg、Al、Ni、Cr、Co、Au、Sn、In和Zn中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的表面处理方法，其中，所述金属件为镁压铸件、铝压铸件、锌压铸件或铁基非晶合金压铸件。
8.根据权利要求7所述的表面处理方法，其中，该方法还包括：
将剥离所述基底后的含有与所述金属件的该表面冶金结合的金属膜层的金属件进行阳极氧化。
9.根据权利要求1或8所述的表面处理方法，其中，剥离所述基底的方法按照如下步骤进行：将与金属膜层冶金结合后的金属件用有机溶剂浸泡以去除所述基底，其中，所述有机溶剂选自丙酮、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、四氢呋喃和二氧六环中的一种或多种。
10.权利要求1-9中任意一项所述的表面处理方法得到的金属制品。
11.权利要求10所述的金属制品在产品外观件中的应用。
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