CN106222664A - 一种铝合金工件的表面处理方法、铝合金壳体及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金工件的表面处理方法、铝合金壳体及移动终端。所述方法包括对铝合金工件进行脱脂处理；采用纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理，其中，控制所述化学抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值；对化学抛光后的铝合金工件进行阳极氧化处理。本发明的技术方案提供一种在表面处理过程中对工件表面进行均一性腐蚀的方法，解决铝合金表面产生晶斑缺陷的问题，提高了铝合金工件的品质。

Description

一种铝合金工件的表面处理方法、铝合金壳体及移动终端

技术领域

本发明实施例涉及铝合金技术，尤其涉及一种铝合金工件的表面处理方法、铝合金壳体及移动终端。

背景技术

目前，铝合金是应用最多的合金，其是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金制品的需求日益增多使铝合金制品研究也随之深入，此外，随着用户对铝合金制品表面质感的更高需求，铝合金制品表面处理方法也在逐步提升。

由于铝合金的显微结构存在差异，在热处理过程中，铝合金的晶粒发生转变——铝合金工件上温度高的区域，晶粒度较大；铝合金工件上温度低的区域，晶粒度较小。从而，在铝合金的表层和里层的显微结构上均表现出不同的晶粒度。在对热处理后的铝合金工件进行阳极氧化的过程中，若铝合金工件晶粒度过大，则经过阳极氧化后在铝合金工件表面会呈现晶斑缺陷，从而影响工件的外观。

现有的抑制晶斑出现的方式是通过控制挤压过程中的模具温度、铝棒温度、挤压筒温度，缩小三者之间的温差，减少金属挤压变形及摩擦产生的热量，达到抑制晶粒再结晶的效果。然后再进行冷却后真空淬火，适当降低淬火温度和保温时间，在保证材料重新固溶的前提下，抑制晶粒的长大生长。上述方式操作工序繁琐，且需要获取多个温度，容易引入测量误差，降低了控制的稳定性。

发明内容

本发明提供一种铝合金工件的表面处理方法、铝合金壳体及移动终端，以抑制在铝合金工件表面产生晶斑，提高了铝合金工件的品质。

第一方面，本发明实施例提供了一种铝合金工件的表面处理方法，包括：

对铝合金工件进行脱脂处理；

采用纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理，其中，控制所述化学抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值；

对化学抛光后的铝合金工件进行阳极氧化处理。

第二方面，本发明实施例还提供了一种铝合金壳体，所述铝合金壳体由铝合金工件制成，所述铝合金工件采用如第一方面所述的表面处理方法进行表面处理。

第三方面，本发明实施例还提供了一种移动终端，所述移动终端集成了如第二方面所述的铝合金壳体。

本发明的技术方案通过将纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂处理后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理，并控制抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值，实现铝合金工件表面腐蚀均一，避免在阳极氧化处理后的铝合金工件表面呈现晶斑缺陷，从而，使阳极氧化后的工件表面满足用户的外观要求。本发明的技术方案提供一种在表面处理过程中对工件表面进行均一性腐蚀的方法，解决铝合金表面产生晶斑缺陷的问题，提高了铝合金工件的品质。

附图说明

图1是本发明实施例一中铝合金工件的表面处理方法的流程图；

图2是采用现有技术中表面处理方法处理后的铝合金工件的表面效果图；

图3是采用本发明实施例一中的表面处理方法处理后的铝合金工件的表面效果图；

图4是本发明实施例三中的移动终端的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的铝合金工件的表面处理方法的流程图，本实施例可适用于抑制阳极氧化后在铝合金工件表面出现晶斑缺陷的情况。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤110、对铝合金工件进行脱脂处理。

其中，脱脂是采用化学清洗、物理清洗、电解清洗或超声波清洗的方式，除去工件表面的油脂或灰尘等异物的过程。示例性的，可以采用磷酸三钠作为化学清洗剂，对铝合金工件进行脱脂处理，脱脂处理的温度可以控制在50℃-60℃，时间为2min-3min，从而去掉铝合金工件表面的油脂或灰尘等异物。

步骤120、采用纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理。

其中，纯磷酸为质量百分比浓度为85％-90％的磷酸溶液。具体地，可以选用质量百分比浓度为88％的纯磷酸作为化学抛光溶液。根据实际需要(可以根据待处理的铝合金工件不同)选择不同的抛光溶液的温度和设定不同的化学抛光处理的时间。

示例性的，控制化学抛光溶液的温度在93℃-99℃，将脱脂后的铝合金工件放置于上述化学抛光溶液中，静置20s-30s，以对铝合金工件表面进行均一腐蚀。可以替代的，控制化学抛光溶液的温度在95℃-99℃，将脱脂后的铝合金工件放置于上述化学抛光溶液中，静置20s-30s，实现对铝合金工件表面的腐蚀更加均匀一致。上述化学抛光处理后，晶粒度较大的晶粒由于腐蚀作用，其晶粒度变得趋近于晶粒度较小的晶粒，使铝合金工件表面平整光滑，除去铝合金工件表面较轻微的模具痕迹和擦伤条纹，此外，还能除去机械抛光中可能生成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，提高铝合金工件表面的反射性能，提高了光亮度。

由于铝合金工件置于上述纯磷酸的抛光溶液中，铝合金工件表面的一层铝在酸性抛光溶液中溶解，产生部分铝离子。发明人经过反复试验研究发现，抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度若大于5g/L，则会影响化学抛光的效果，导致在阳极氧化后，在铝合金工件的表面出现晶斑缺陷。因此，在进行化学抛光过程中，需要实时监测抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度，将监测到的质量百分比浓度与设定阈值进行比较。在所述质量百分比浓度超过设定阈值时，更换抛光溶液，以使所述抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值。示例性的，可以采用滴定分析的方式，检测抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度，在检测到质量百分比浓度超过5g/L时，中止化学抛光处理，更换新的抛光溶液(纯磷酸溶液)后继续化学抛光处理。

步骤130、对化学抛光后的铝合金工件进行阳极氧化处理。

将化学抛光后的铝合金工件作为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程，即为铝合金的阳极氧化处理。由于经过上述化学抛光，铝合金工件表面的晶粒的晶粒度基本相同，从而，在阳极氧化过程中，在铝合金工件表面形成的氧化铝薄膜比较均匀，避免出现晶斑缺陷。示例性的，将化学抛光处理后的铝合金工件作为阳极，置于温度为18℃-20℃的电解质溶液中进行通电处理，处理时间为30min-40min，以实现在铝合金工件表面形成氧化铝薄膜。

经过阳极氧化处理，铝合金工件表面能生成几微米到几百微米不等的氧化膜，与铝合金的天然氧化膜相比，生产的氧化膜的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。

本实施例的技术方案，通过将纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理，并控制抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值，实现铝合金工件表面腐蚀均一，避免在阳极氧化处理后的铝合金工件表面呈现晶斑缺陷，从而，使阳极氧化后的工件表面满足用户的外观要求。本发明的技术方案提供一种在表面处理过程中对工件表面进行均一性腐蚀的方法，解决铝合金表面产生晶斑缺陷的问题，提高了铝合金工件的品质。

通过采用本实施例中表面处理方法处理铝合金工件，以及采用现有技术中表面处理方法处理铝合金工件，进行对比试验，得到如下结论：经过本实施例中提供的化学抛光处理后的铝合金工件，再进行阳极氧化处理，在工件表面不会形成晶斑缺陷。

图2示出了采用现有技术中表面处理方法处理后的铝合金工件的表面效果图。现有技术中表面处理方法，在阳极氧化之前进行碱洗处理，即将铝合金工件放入碱溶液中，其中，碱溶液的温度为50℃-110℃，静置5s至5min(根据要得到的表面效果调整)，消除铝合金工件表面轻微缺陷。但是，铝合金工件在碱溶液中反应速度与铝离子浓度成反比，即铝离子浓度高，反应速度较慢。由于铝合金表面晶粒的晶粒度不同，铝合金工件表面的显微结构呈现高低不同的外观，即晶粒度较大的区域呈现凸部，相应的，晶粒度较小的区域呈现凹部。由于在凹部处反应生成的铝离子比凸部处的铝离子扩散速度慢，故凹部铝离子浓度高于凸部铝离子浓度，因而，凸部处碱洗的反应速度快于凹部反应速度，从而实现消除铝合金工件表面轻微缺陷的目的。但是，在实际操作中由于碱的点腐蚀选择性，可能存在部分超过晶粒度门限值的晶粒(晶粒度超过100微米的晶粒，很容易在阳极氧化处理后在铝合金表面形成晶斑)，使得碱洗后的铝合金工件在阳极氧化处理后，在工件表面可能出现晶斑，如图2标出的区域所示，在铝合金工件表面呈现多个块状的深色的晶斑，铝合金工件表面色泽不均匀，影响铝合金工件的外观。

相应的，图3是采用本发明实施例一中的表面处理方法处理后的铝合金工件的表面效果图。在阳极氧化之前，采用化学抛光处理替代碱洗处理，其中，化学抛光处理使用的抛光溶液是质量百分比浓度为85％-90％的纯磷酸，且控制抛光溶液中铝离子的浓度不超过5g/L，在化学腐蚀过程中，铝合金工件表面腐蚀均一，使铝合金工件表面的晶粒的晶粒度小于晶粒度门限值(晶粒度小于100微米)，从而实现在阳极氧化处理后，在铝合金工件表面不出现晶斑缺陷的目的。图3示出了阳极氧化后的铝合金工件的局部区域，可以观察到铝合金工件表面色泽一致，且表面平整。

在上述技术方案的基础上，在对铝合金工件进行脱脂处理之前，优选还可以包括对铝合金工件进行机械抛光处理。机械抛光是靠切削或使材料表面产生塑性变形去除被加工面的凸部(包括铝合金工件表面油污、氧化皮及毛刺等)而得到光滑的平整面的处理过程。在对铝合金工件进行脱脂处理之前，对铝合金工件进行机械抛光处理，提高了铝合金工件表面光泽度，呈现镜面效果。示例性的，对铝合金工件进行机械抛光处理，使铝合金工件的表面光泽度为500GU。

在上述技术方案的基础上，在对铝合金工件进行脱脂处理之前，优选还可以包括对机械抛光处理后的铝合金工件进行喷砂处理。喷砂工艺是采用压缩空气为动力形成高速喷射束，将喷料等高速喷射到铝合金工件表面，使铝合金工件表面发生变化，由于磨料对铝合金工件表面的冲击和切削作用，使铝合金工件表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，从而改善铝合金工件的外观。示例性的，采用205#锆砂，工作压力为1.4bar(kg/cm²)对机械抛光后的铝合金工件进行喷砂处理，从而在待处理的铝合金工件表面形成均匀而细腻的砂面，还可以是其它型号的锆砂，只要满足能够形成均匀而细腻的砂面即可。

实施例二

本实施例提供了一种铝合金壳体，该铝合金壳体由铝合金工件制成，所述铝合金工件采用上述实施例所述的表面处理方法进行表面处理，避免在铝合金壳体表面出现晶斑缺陷，从而，使铝合金壳体满足用户的外观要求。根据铝合金壳体的应用场合不同，可以采用不同的模具将铝合金工件加工成任意需要的形状。

实施例三

图4是本发明实施例三中的移动终端的示意图。本实施例提供了一种移动终端，该移动终端集成了实施例二所述的铝合金壳体，以及用于支持所述移动终端正常工作的部件。示例性的，移动终端可以是智能手机、平板电脑以及数码照相机等终端，优选为智能手机。其中，该铝合金壳体可以是移动终端的后盖，还可以是移动终端的中框。图4示出了铝合金壳体作为移动终端的后盖1的示意图，该移动终端的后盖1由实施例二所述的铝合金壳体加工得到，实现移动终端上铝合金表面平整、外观色泽均一，无晶斑缺陷的目的，优化了移动终端的外观。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种铝合金工件的表面处理方法，其特征在于，包括：

对铝合金工件进行脱脂处理；

采用纯磷酸作为化学抛光溶液，将脱脂后的铝合金工件放置于所述化学抛光溶液中，进行化学抛光处理，其中，控制所述化学抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值；

对化学抛光后的铝合金工件进行阳极氧化处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯磷酸的质量百分比浓度为85％-90％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定阈值为5g/L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述化学抛光处理的温度为90℃-99℃，时间为20s-30s。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述化学抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值，包括：

监测所述化学抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度，将监测到的质量百分比浓度与设定阈值进行比较；

在所述质量百分比浓度超过设定阈值时，更换抛光溶液，以使所述抛光溶液中铝离子的质量百分比浓度不超过设定阈值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对铝合金工件进行脱脂处理之前，还包括：

对铝合金工件进行机械抛光处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在对铝合金工件进行脱脂处理之前，还包括：

对机械抛光处理后的铝合金工件进行喷砂处理。

8.一种铝合金壳体，其特征在于，所述铝合金壳体由铝合金工件制成，所述铝合金工件采用如权利要求1-7中任一所述的表面处理方法进行表面处理。

9.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端集成了如权利要求8所述的铝合金壳体。

10.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述铝合金壳体包括后盖和中框。