CN106736306A

CN106736306A - 一种电子产品金属壳体及其表面处理方法

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Publication number: CN106736306A
Application number: CN201710074372.2A
Authority: CN
Inventors: 吴献明; 魏美贤
Original assignee: Huizhou TCL Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Baiji Electronic Hardware Shenzhen Co ltd
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: CN106736306B

Abstract

本发明公开一种电子产品金属壳体及其表面处理方法，其在，电子产品金属壳体的表面处理方法包括步骤：A、对金属壳体进行T处理；B、将T处理后的金属壳体与塑胶进行NMT处理；C、将NMT处理后的金属壳体进行第一次抛光处理，并进行第一次清洗，再进行第一次烘干处理；D、将上述步骤C后的金属壳体进行渐变激光镭雕处理；F、将进行渐变激光镭雕处理后的金属壳体进行表面镀膜处理，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行第二次清洗，第二次清洗完成后进行第二次烘干处理。本发明解决了现有技术对金属机身进行表面处理存在着刀具磨损、容易造成表面污染、工艺繁琐，效率低下等问题。

Description

一种电子产品金属壳体及其表面处理方法

技术领域

本发明涉及电子产品的表面处理工艺领域，尤其涉及一种电子产品金属壳体及其表面处理方法。

背景技术

现在手机行业竞争残酷，系统和软件设计及体验也几乎一致，产品的差异化日渐减小。现在各大手机厂商都在从ID和CMF方面下足功夫来进行差异化吸引用户的眼球。其中对于大部分厂商来说，CMF是一个容易差异化，成本底，产品多样化的一个入口，金属机身流行的当下，正面都是触摸屏幕，可塑性不佳，那么在背面（电池盖）做一些差异化的表面处理就能够做为一个创新点了。

但是利用传统的机械加工曲面工艺对金属机身进行表面处理存在着刀具磨损的问题，化学刻蚀工艺需要利用菲林曝光油墨进行遮蔽，清洁困难，容易造成表面污染，而传统的镭雕打标工艺则需要多次加工才能形成不同的曲面，工艺繁琐，效率低下。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电子产品金属壳体及其表面处理方法，旨在解决现有技术对金属机身进行表面处理存在着刀具磨损、容易造成表面污染、工艺繁琐，效率低下等问题。

本发明的技术方案如下：

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，包括步骤：

A、对金属壳体进行T处理；

B、将T处理后的金属壳体与塑胶进行NMT处理；

C、将NMT处理后的金属壳体进行第一次抛光处理，并进行第一次清洗，再进行第一次烘干处理；

D、将上述步骤C后的金属壳体进行渐变激光镭雕处理；

F、将进行渐变激光镭雕处理后的金属壳体进行表面镀膜处理，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行第二次清洗，第二次清洗完成后进行第二次烘干处理。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述步骤D中，渐变激光镭雕处理采用激光波长1064nm、工作电流10-18A、功率密度为10⁷~10⁹w/cm²。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述步骤D的具体包括步骤：

D1、设置激光镭雕机镭雕图案及参数；

D2、装夹待镭雕金属壳体；

D3、调整激光焦距；

D4、执行渐变激光镭雕；

D5、已雕产品下夹具。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述金属为铝、镁、铜、不锈钢、钛、铁、镀锌板、黄铜中的任一种，所述塑胶为PPS、PBT、PA6、PA66、PPA中的任一种。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述第一次清洗具体包括：

对第一次抛光处理后的金属壳体进行碱洗，然后使用酸液中和处理，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行清洗。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，在步骤D和F之间还包括步骤：

对进行激光镭雕后的金属壳体进行第二次抛光处理，再进行喷砂处理。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述第二次抛光处理采用抛光轮或流体抛光或磁研磨抛光；

所述喷砂处理采用铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂、陶瓷砂中的任意一种。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述步骤A中，T处理具体包括：

先利用碱液浸泡金属壳体，去除表面杂质，然后利用酸液浸泡金属壳体以中和多余的碱液，再将金属壳体依次放在若干个T液处理槽中浸泡，每次浸泡2~4mins，最后进行清水冲洗并干燥处理。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其中，所述步骤A和B之间还包括一步骤：

将T处理后的金属壳体在120℃~150℃条件下烘烤2~5h。

一种电子产品金属壳体，其中，采用上述任一方法制备而成。

有益效果：本发明通过将金属壳体进行T处理，然后与塑胶进行NMT处理，然后进行抛光及渐变激光镭雕处理，最后对金属壳体进行覆膜处理，金属与塑料一体成形，不但能够兼顾金属外观质感，也可以简化产品机构件设计，让产品更轻、薄、短、小，且较CNC工法更具成本优势，而且激光镭雕时图案采用渐变路径设计，不需要通过与材料的接触来进行，一次加工就可以在金属表面形成曲面过渡，达到金属3D纹理的工艺要求，解决了现有技术对金属机身进行表面处理存在着刀具磨损、容易造成表面污染、工艺繁琐，效率低下等问题。

附图说明

图1为本发明的电子产品金属壳体表面处理方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种电子产品金属壳体及其表面处理方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种电子产品金属壳体的表面处理方法，如图1所示，包括步骤：

S1、对金属壳体进行T处理；

S2、将T处理后的金属壳体与塑胶进行NMT处理；

S3、将NMT处理后的金属壳体进行第一次抛光处理，并进行第一次清洗，再进行第一次烘干处理；

S4、将上述步骤S3处理后的金属壳体进行渐变激光镭雕处理；

S5、将进行渐变激光镭雕处理后的金属壳体进行表面镀膜处理，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行第二次清洗，第二次清洗完成后进行第二次烘干处理。

本发明利用激光镭雕技术处理金属壳体表面，一次加工就可以在金属表面形成曲面过渡，以达到金属3D纹理的工艺要求，而且将激光镭雕加工置于NMT之后，可避免T处理对纹理的不良影响，激光镭雕前需对机壳进行抛光，保证金属壳体表面镭雕定位的平整度。

纳米注塑成型（NMT，即Nano Molding Technology)，是金属与塑料以纳米技术结合的工法，先将金属表面经过T处理化后，塑料直接射出成型在金属表面，让金属与塑料可以一体成形，不但能够兼顾金属外观质感，也可以简化产品机构件设计，让产品更轻、薄、短、小，且较CNC工法更具成本效益。

较佳地，所述金属为铝、镁、铜、不锈钢、钛、铁、镀锌板、黄铜中的任一种。更佳地，所述金属为1000到7000系列的铝合金，1000到7000系列的铝合金适应性较强，NMT效果尤佳。

较佳地，所述塑胶为PPS、PBT、PA6、PA66、PPA中的任一种，上述塑胶均具有较强的粘合强度，NMT效果较好，尤其是PPS，粘合强度可达3000N/c㎡。

较佳地，所述步骤S1中，所述T处理具体包括：

先利用碱液浸泡金属壳体30-60s，去除表面杂质，然后利用酸液浸泡金属壳体40-90s，以中和多余的碱液，再将金属壳体依次放在若干个T液处理槽中浸泡，每次浸泡2~4mins，（较佳地，浸泡时间为3mins），最后进行清水冲洗并干燥处理，T处理全制程需30分钟左右的处理时间，T处理结束后，可以在金属壳体表面形成直径为6-12nm的蜂窝状孔层，上述蜂窝状空层可使后续NMT注塑的塑胶如树根一样紧紧地抓牢金属，提高结合力。

所述T处理液为现有技术，根据金属壳体材质适当选择市面上现有的，例如当金属壳体为铝合金壳体时，可采用采东莞昱澄化工科技有限公司提供的纳米T处理剂。

较佳地，所述步骤S1和S2之间还包括步骤：

将T处理后的金属壳体在120℃~150℃条件下烘烤2~5h，从而使得喷射在金属壳体上的塑胶材料更容易渗透入蜂窝状孔层中，进一步提高结合力。

所述步骤S3中，第一次抛光处理为粗抛，以去除金属表面的毛刺与凸锋，目的是使工件表面粗糙度降低，以获得光滑平整表面。可选择机械抛光或化学抛光。采取机械抛光进行粗抛时，将大量钢球、石灰和磨料放在倾斜的罐状滚筒中，滚筒转动时，使钢球与磨料等在筒内随机地滚动碰撞以达到去除表面凸锋而减小表面粗糙度的目的，可去除0.01毫米左右的余量。

金属材料或制件在配比合理的腐蚀剂、氧化剂、添加剂组成的抛光溶液中浸蚀，经发生一系列反应后，表面变得洁净光亮，称为化学抛光。这是由于金属微观表面不均匀的膜或在抛光溶液中形成的黏稠性液膜使金属微观表面溶解的速度不均匀，微观凸出部分的溶解速度大于凹处的溶解速度，从而降低了表面的微观粗糙度，使金属表面显得平整而光亮，中和处理并进行流动水洗后，即可转入下道表面处理工序。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。

以铝合金为例，在由质量分数为10℅-15℅的硫酸、质量分数为70℅-80℅的磷酸、以及质量分数为5℅-6℅硝酸配置的抛光液中浸泡，温度为90℃-110℃处理3-7min，可得表面平整光亮的铝合金壳体。

所述步骤S3中，第一次清洗及第一次烘干，保证壳体清洁度，不对下一环节工序产生不良影，第一次清洗具体包括：

对第一次抛光处理后的金属壳体进行碱洗，然后使用酸液中和处理，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行清洗，以去除之前工序后的表面残余物，较佳地，所述高压水冲淋法中水温为50-80℃。

较佳地，所述步骤S3中，所述碱洗所用的碱液为50～70g/L 的NaOH溶液，在温度为50～70℃的条件下浸泡处理0.5～2min，以脱去工件表面油脂，去除自然氧化膜、毛刺及杂质。

较佳地，所述步骤S3中，所述酸液中和处理中采用的酸液为硝酸与铬酐的混合液，在室温条件下浸泡5~10s，以中和掉上一步骤残余的碱液及去除工件表面黑膜。

所述第一次烘干处理中，利用风枪对工件进行吹气，吹去表面水珠烘烤，然后将工件置入烘干机在，将表面残余液体完全烘干，较佳地，所述第一次烘干处理温度为60℃~80℃。

所述步骤S4中，激光镭雕的加工原理是通过激光束作用于材料表面，使材料吸收激光能量而汽化蒸发，不需要通过与材料的接触来进行，不存在生产中常见的刀具磨损等问题，而且激光镭雕靠设计的图形路径加工，不需要菲林曝光油墨进行遮蔽，清洁无污染。

较佳地，所述步骤S4中，所采用的激光镭雕为渐变激光镭雕，也即所述激光镭雕的图形路径采用渐变设计，一次加工可形成不同曲面，而且使用激光镭雕做曲面加工，可以免去额外的CNC加工及各种装夹治具，还可免除相关工序转移时出现的破损与不良，满足了各式3D金属图案的设计要求，加工质量稳定可靠，经济效益和社会效益好。

更佳地，所述渐变激光镭雕处理采用激光波长1064nm、工作电流10-18A、功率密度为10⁷~10⁹w/cm²，在此工艺条件下进行渐变激光镭雕处理快速，而且所得3D图案效果尤佳。

具体地，所述步骤S4的包括步骤：

S41、设置激光镭雕机镭雕图案及参数；

S42、装夹待镭雕金属壳体；

S43、调整激光焦距；

S44、执行渐变激光镭雕；

S45、已雕产品下夹具。

通过上述步骤，即可快速在金属壳体表面上刻蚀上不同的图案，实现3D纹理效果。

较佳地，在步骤S4和S5之间还包括步骤：

所述第二次抛光处理能够进一步抛光表面，较佳地，所述第二次抛光处理采用抛光轮抛光或流体抛光或磁研磨抛光。

所述抛光轮用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米/秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达Ra0.63～0.01μm。

流体抛光是以高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。可采用磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动，使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物并掺上磨料制成，磨料可采用碳化硅粉末。

磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷，对工件磨削加工。这种方法加工效率高，质量好，加工条件容易控制，工作条件好。采用合适的磨料，表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。

所述喷砂处理是利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。喷砂处理采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度。实际应用中可根据设计来选择砂型，较佳地，所述喷砂处理采用铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂、陶瓷砂中的任意一种。

金属喷砂工艺在喷射过程中，根据空气压力、喷嘴直径、结构表面锈蚀状态、处理的质量、效率等对料气比及时进行调整；表面预处理后，用干燥、无油的压缩空气清除浮尘和碎屑，清理后的表面不得用手触摸；涂装前如发现基体金属表面被污染或返锈，必须重新进行处理；预处理完成经检查合格后需尽快进行喷涂，其间隔时间越短越好。在潮湿或工业大气压等环境条件下，须在4h内涂装完毕，晴天或温度不大时喷砂，喷砂工艺处理的要点最长间隔不超过12h。喷砂后表面的颗粒度从80目到320目。

所述步骤S5中，将进行渐变激光镭雕处理后的金属壳体进行表面镀膜处理，以增强金属壳体表面强度，同时可赋予金属壳体不同的颜色，再利用浸泡超声波法或高压水冲淋法进行第二次清洗，第二次清洗完成后进行第二次烘干处理，所述第二次烘干处理的方法与第一次烘干处理相同。

较佳地，所述步骤S5中，当金属壳体为铝、镁、铜、钛、铁、镀锌板、黄铜中的任一种时，采用阳极氧化处理对金属壳体进行表面镀膜处理，所述阳极氧化处理过程先对金属壳体进行化学抛光（即为第三次抛光），然后进行中和除渍处理，再进行电解氧化，然后进行染色并进行封闭处理。

其中，阳极氧化的原理是将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。

以铝合金为例，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解，阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，例如在温度为18-24℃、电压为10-15V、硫酸浓度为160-220g/L的条件下进行电解，可形成厚度为5～30 um的氧化铝薄层。

同时，所述氧化物薄膜可生成孔径0.01-0.03um、5-30um深度的均匀膜孔，方便后续的染色处理。当然，可根据产品的不同需求设置各种条件参数，以生成不同孔径、深度的膜孔。

所述染色过程是利用氧化膜孔的吸附性，染料在膜孔内堆积、沉淀的过程。其中染料分有机和无机染料，一般采用有机染料。

所述封闭过程，在膜孔沉积了染料之后，需要将膜孔进行封闭。较佳地，用大于80℃的热水进行浸泡封孔，可以固定染料，降低膜孔活性，增加表面防腐耐磨特性，同时增加表面光滑度。

较佳地，所述步骤S5中，当金属壳体为不锈钢材质时，则使用PVD对金属壳体进行表面镀膜处理。

PVD(Physical Vapor Deposition)是指物理气相沉积，利用物理过程实现物质转移，将原子或分子由源转移到基材表面上的过程。 PVD镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。

通过PVD对金属壳体进行表面镀膜处理所产生的镀膜膜层厚度为0.3μm -5μm，可赋予金属壳体表层不同的色泽，同时不影响原来工件尺寸。

本发明还提供一种电子产品金属壳体，其采用所述的电子产品金属壳体的表面处理方法处理制成。

综上所述，本发明通过将金属壳体进行T处理，然后与塑胶进行NMT处理，然后进行抛光及渐变激光镭雕处理，最后对金属壳体进行覆膜处理，金属与塑料一体成形，不但能够兼顾金属外观质感，也可以简化产品机构件设计，让产品更轻、薄、短、小，且较CNC工法更具成本优势，而且激光镭雕时图案采用渐变路径设计，不需要通过与材料的接触来进行，一次加工就可以在金属表面形成曲面过渡，达到金属3D纹理的工艺要求，解决了现有技术对金属机身进行表面处理存在着刀具磨损、容易造成表面污染、工艺繁琐，效率低下等问题。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，包括步骤：

A、对金属壳体进行T处理；

B、将T处理后的金属壳体与塑胶进行NMT处理；

D、将上述步骤C后的金属壳体进行渐变激光镭雕处理；

2.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述步骤D中，渐变激光镭雕处理采用激光波长1064nm、工作电流10-18A、功率密度为10⁷~10⁹w/cm²。

3.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述步骤D的具体包括步骤：

D1、设置激光镭雕机镭雕图案及参数；

D2、装夹待镭雕的金属壳体；

D3、调整激光焦距；

D4、执行渐变激光镭雕；

D5、已雕产品下夹具。

4.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述金属为铝、镁、铜、不锈钢、钛、铁、镀锌板、黄铜中的任一种，所述塑胶为PPS、PBT、PA6、PA66、PPA中的任一种。

5.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述第一次清洗具体包括：

6.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，在步骤D和F之间还包括步骤：

7.根据权利要求6所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述第二次抛光处理采用抛光轮或流体抛光或磁研磨抛光；

8.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述步骤A中，T处理具体包括：

9.根据权利要求1所述的电子产品金属壳体的表面处理方法，其特征在于，所述步骤A和B之间还包括一步骤：

将T处理后的金属壳体在120℃~150℃条件下烘烤2~5h。

10.一种电子产品金属壳体，其特征在于，采用如权利要求1~9任一方法制备而成。