CN107087364A - 金属中框加工工艺、金属中框及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属中框、金属中框加工工艺和包含该金属中框的电子装置。金属中框包括中板，环绕所述中板设置并与所述中板的边缘通过搭接焊连接的边框，及通过注塑成型在所述中板与所述边框之间缝隙中的塑胶件。金属中框加工工艺包括如下步骤：通过挤压工艺和CNC工艺加工成型边框；采用压铸工艺成型中板；将所述中板通过搭接焊连接在所述边框内；将熔融的塑胶注射至所述中板与所述边框之间缝隙中；冷却并对成型后的所述金属中框进行表面处理。这样能实现中板和边框之间稳定可靠的连接，节省CNC工艺的加工量，从而减少整个金属中框的加工时间，继而降低金属中框的制造成本；同时，有利于提高金属中框的表面处理质量。

Description

金属中框加工工艺、金属中框及电子装置

技术领域

本发明涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种金属中框、金属中框加工工艺及包含该金属中框的电子装置。

背景技术

在智能手机和掌上电脑等电子设备中，通常采用中框结构，该种结构的中框包括中板和边框，一般地，中框有多种成型方式。

例如，中框通过墩压或冲压的方式成型出中框粗坯，再通过CNC工艺将中框粗坯加工成中框产品，但CNC加工量太大，导致加工时间过长，成本过高。

又如，先通过压铸工艺加工成型中框粗坯，再将中框粗坯的局部进行CNC加以形成中框产品，虽然能减少CNC加工量，但是不利于中框的阳极氧化工艺，导致其外观质量较差。

再如，边框通过CNC加工处理，将加工完毕后的边框放入压铸模具中，通过压铸的方式形成与边框连接的中板，从而使中框加工成型。由于压铸后的边框存在较大的变形量，需要增加相应的矫正工序，同样存在加工时间和成本过高的缺陷。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是如何提高金属中框的生产效率。

一种金属中框，中板，环绕所述中板设置并与所述中板的边缘通过搭接焊连接的边框，及通过注塑成型在所述中板与所述边框之间缝隙中的塑胶件。

在其中一个实施例中，所述中板的边缘设置有沿平行所述中板表面方向延伸的凸耳，所述边框上开设有用于支撑并与所述凸耳焊接连接的台阶面。

在其中一个实施例中，所述凸耳的厚度为A，其中，0.3mm≤A≤0.7mm。

在其中一个实施例中，所述中板的边缘和所述边框的内表面上均设置有与所述塑胶件配合的加强连接结构。

在其中一个实施例中，所述加强连接结构包括相互形成凹凸不平结构的若干加强槽或加强孔。

一种电子装置，包括上述任一所述的金属中框。

一种金属中框加工工艺，包括如下步骤：

通过挤压工艺和CNC工艺加工成型边框；

采用压铸工艺成型中板；

将所述中板通过搭接焊连接在所述边框内；

将熔融的塑胶注射至所述中板与所述边框之间缝隙中；

冷却并对成型后的所述金属中框进行表面处理。

在其中一个实施例中，于所述中板与所述边框焊接之前，将所述边框和所述中板进行纳米化处理。

在其中一个实施例中，所述纳米化处理包括如下步骤：

对所述中板和所述边框进行脱脂和除污；

将所述中板和所述边框放入含胺类物质溶液中浸泡设定时间、并于所述中板的边缘和所述边框的内表面上腐蚀形成纳米级凹坑；

对腐蚀后的所述中板和所述边框进行水洗和干燥。

在其中一个实施例中，所述表面处理工艺包括如下步骤：

通过CNC工艺铣平所述边框和中板的外表面；

对铣平后的外表面进行喷砂和阳极氧化处理。

本发明的一个实施例的一个技术效果是保证金属中框外观质量的基础上降低其制造成本。

附图说明

图1为一实施例提供的金属中框的边框的结构示意图；

图2为图1中C处放大结构示意图；

图3为一实施例提供的金属中框的中板的结构示意图；

图4为图3中D处放大结构示意图；

图5为边框与中板焊接的结构示意图；

图6为图5的剖面结构示意图；

图7为一实施例提供的金属中框的立体结构示意图；

图8为图7的局部剖面结构示意图；

图9为金属中框加工工艺的流程框图；

图10为纳米化处理工艺的流程框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

同时参阅图7和图8，一种金属中框，包括边框100、中板200和塑胶件300。中板200大致呈平板状，边框100为环形框结构。边框100环绕中板200的边缘设置，边框100与中板200通过搭接焊接连接在一起。塑胶件300通过注塑成型的方式填充在中板200与边框100之间的缝隙中。

由于中板200和边框100采用分体设置的方式，两者之间先通过搭接焊接连接的方式进行预固定，再通过注塑成型的塑胶件300以实现中板200和边框100之间稳定可靠的连接(塑胶件300除了起到加强连接的作用外，与天线对应的部分还可以起到防止信号屏蔽的作用)，这样节省了CNC工艺的加工量，从而减少了整个金属中框的加工时间，继而降低了金属中框的制造成本；同时，有利于提高金属中框的表面处理质量。因此，在焊接连接和塑胶件300的共同作用下，边框100和中板200之间的连接强度大幅提高。

同时参阅图1至图6，中板200的边缘设置有凸耳210，凸耳210沿平行于中板200表面的方向延伸设定距离。边框100上开设有与凸耳210相对应的台阶面140，该台阶面140可以为水平面，该水平面刚好与中板200表面平行。凸耳210的厚度为A，A的取值范围是0.3mm≤A≤0.7mm，凸耳210的上表面(远离台阶面140的表面)与边框100的顶面之间保持一定距离，以便塑胶件300的成型，提高塑胶件300对边框100和中板200的结合力。

在边框100和中板200的焊接过程中，先将中板200的凸耳210放置在边框100的台阶面140上，台阶面140对凸耳210形成支撑和定位作用；再通过点焊的方式使凸耳210固定在台阶面140上，从而将边框100和中板200焊接连接在一起。

同时参阅图1至图4，中板200的边缘和边框100的内表面上均设置有加强连接结构110，在一些实施例中，加强连接结构110为若干加强槽111或加强孔，若干加强槽111或加强孔之间相互形成凹凸不平的结构。加强槽111可以燕尾槽、矩形槽或圆弧形槽等，加强槽111和加强孔可以交替设置。例如，边框100上开设有天线缝130，该天线缝130用于起到防止金属对信号的屏蔽作用，该天线缝130的周围设置多个加强槽111或加强孔，可以明显加强边框100在诸如天线缝130等薄弱位置处与塑胶件300的连接强度。当然，凸耳210的上表面上也可以开设加强槽111。

在注塑过程中，熔融的塑胶渗入至加强槽111或加强孔中，冷却成型后，固化的塑胶件300与中板200和边框100之间形成一种犬牙交错的咬合关系，增强了塑胶件300与中板200和边框100的连接强度，确保金属中框具备良好的抗摔和抗冲击性能，提高了金属中框的使用寿命。

在一些实施例中，中板200和边框100上形成有纳米级凹坑，纳米级凹坑可以位于加强槽111或加强孔中，也可以位于中板200边缘和边框100内表面不同于加强槽111或加强孔的其它部位上。熔融塑胶通过注射机注入至纳米级凹坑中，固化后的塑胶件300通过纳米级凹坑与中板200和边框100产生“锚栓效应”，塑胶件300被可靠的禁锢在边框100和中板200上，更进一步加强了塑胶件300与边框100和中板200之间的结合力，提升金属中框对外界冲击的抵抗能力。

本发明还提供一种金属中框加工工艺，参阅图9，包括如下主要步骤:

S410，通过挤压工艺和CNC工艺加工成型边框100。首先，同时参阅图1和图2，通过挤压工艺加工形成环状的边框胚料，再通过CNC工艺对边框100胚料进行局部加工以成型边框100，例如，在边框100胚料上加工天线缝130、加强槽111或加强孔等加强连接结构110等。

S420，采用压铸工艺成型中板200。同时参阅图3和图4，通过压铸机将熔融的金属在高压高速下注入压铸模中，并在高压下固化成型中板200，加强槽111或加强孔等加强连接结构110在压铸模中一次性成型。压铸工艺省去了复杂的CNC加工工序，提高了金属中框的加工效率，压铸成型后的中板200具有表面粗燥度佳，机械强度大的优点，同时，减少了CNC工序的加工余量，节约了原材料成本。

S430，将所述中板200通过搭接焊接连接在所述边框100内。同时参阅图5和图6，将中板200的凸耳210抵压在边框100的台阶面140上，通过电焊装置将凸耳210焊接在台阶面140上，从而实现边框100和中板200之间的不可拆卸连接。事实上，搭接焊接起到对边框100和中板200的初步连接和定位作用，中板200的边缘与边框100的内表面之间存在一定间距的缝隙，以便后续塑胶件300的安装。

S440，将熔融的塑胶注射至中板200与边框100之间缝隙中。同时参阅图7和图8，首先将焊接好的边框100和中板200夹在模具型腔中，再通过注射机将熔融的塑胶注入中板200与边框100之间缝隙中，熔融的塑胶同时渗入至中板200与边框100上的加强槽111或加强孔中，当熔融的塑胶凝固成固态的塑胶件300后，塑胶件300起到很好的连接和密封效果，能将中板200和边框100结合成一个整体的金属中框，确保金属中框具备良好的机械强度。

中板200和边框100可以采用铝合金、不锈钢和钛合金等材料制成。塑胶件300可以采用PBS树脂(Polybutadiene-styrene，聚丁二烯-丙烯腈)材料、PBT树脂(Polybutyleneterephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)材料或PPS树脂材料(Polyphenylene sulfide，聚苯硫醚)制成。

S450，冷却并对成型后的金属中框进行表面处理。由于熔融的塑胶在边框100与中板200之间的缝隙中可能存在外溢现象，从而导致凝固成型后的塑胶件300相对边框100和中板200的外表面凸出一定的高度。因此，塑胶件300凝固成型后，采用CNC精铣工艺铣平凸出的塑胶件300，确保金属中框的外观质量。在一些实施例中，可以将边框100和中板200的外表面铣削一定的厚度，以进一步提高金属中框外表面的平整度。

然后对铣平后的金属中框外表面进行喷砂处理，在一些实施例中，可以采用机械喷砂处理工艺在金属中框外表面上获得机械砂面，例如，通过压缩空气将磨料(金刚砂、石英砂、铜矿砂或铁砂等)高速喷射至边框100和中板200的外表面，在高速喷射的磨料对的冲击和切削作用下，金属中框上附着的油脂等污染物被清除，从而使边框100和中板200的外表面获得一定的清洁度和粗燥度，边框100和中板200的机械性能得到改善，提高了金属中框的抗疲劳性以及其外表面的耐磨性，增强后续氧化膜的附着力，从而延长氧化膜的耐久性。在其它实施例中，可以通过化学介质的孔蚀作用在金属中框外表面上获得化学砂面。

最后，对喷砂处理后的外表面进行阳极氧化处理。将金属中框作为阳极，在电解液中反应设定时间，金属中框的外表面形成一层氧化膜，该氧化膜可以为20μm左右。由于该氧化膜的作用，提高了金属中框外表面的硬度和耐磨损性能，延长了金属中框的使用寿命。

在一些实施例中，在中板200与边框100焊接之前，将边框100和中板200进行纳米化处理。以进一步提高塑胶件300与边框100和中板200之间的结合力。参阅图10，纳米化处理主要包括如下步骤：

S510，首先，对中板200和边框100进行脱脂和除污。在加工成型过程中，中板200和边框100上附着有油脂和其它污染物，将中板200和边框100浸入一定PH值的碱液中浸泡设定时间，碱液将对中板200和边框100进行有效地脱脂和除污处理。然后，将中板200和边框100从碱液取出、并于一定PH值的酸液中浸泡一段时间，从而将附着在中板200和边框100上的碱液进行中和。

S520，然后，将中板200和边框100放入含胺类物质溶液(T液，Taiseiplas液)中浸泡设定时间，中板200的边缘和边框100的内表面上将腐蚀形成蜂窝状的纳米级凹坑。该纳米级凹坑的截面尺寸为B，B的取值范围可以为20nm≤B≤40nm。

S530，最后，对腐蚀后的中板200和边框100进行水洗和干燥，以便熔融塑胶的注射。

由于中板200和边框100上形成有纳米级凹坑，熔融的塑胶同样会渗入其中，从而使成型后的塑胶件300与中板200和边框100形成“锚栓效应”，塑胶件300与边框100和中板200之间的结合力大幅加强。

本发明还提供一种电子装置，该电子装置包括如上所述的金属中框。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属中框，其特征在于，包括：中板，环绕所述中板设置并与所述中板的边缘通过搭接焊连接的边框，及通过注塑成型在所述中板与所述边框之间缝隙中的塑胶件。

2.根据权利要求1所述的金属中框，其特征在于，所述中板的边缘设置有沿平行所述中板表面方向延伸的凸耳，所述边框上开设有用于支撑并与所述凸耳焊接连接的台阶面。

3.根据权利要求2所述的金属中框，其特征在于，所述凸耳的厚度为A，其中，0.3mm≤A≤0.7mm。

4.根据权利要求1所述的金属中框，其特征在于，所述中板的边缘和所述边框的内表面上均设置有与所述塑胶件配合的加强连接结构。

5.根据权利要求4所述的金属中框，其特征在于，所述加强连接结构包括相互形成凹凸不平结构的若干加强槽或加强孔。

6.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的金属中框。

7.一种金属中框加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

通过挤压工艺和CNC工艺加工成型边框；

采用压铸工艺成型中板；

将所述中板通过搭接焊连接在所述边框内；

将熔融的塑胶注射至所述中板与所述边框之间缝隙中；

冷却并对成型后的所述金属中框进行表面处理。

8.根据权利要求6所述的金属中框加工工艺，其特征在于，于所述中板与所述边框焊接之前，将所述边框和所述中板进行纳米化处理。

9.根据权利要求8所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述纳米化处理包括如下步骤：

对所述中板和所述边框进行脱脂和除污；

将所述中板和所述边框放入含胺类物质溶液中浸泡设定时间、并于所述中板的边缘和所述边框的内表面上腐蚀形成纳米级凹坑；

对腐蚀后的所述中板和所述边框进行水洗和干燥。

10.根据权利要求7所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述表面处理工艺包括如下步骤：

通过CNC工艺铣平所述边框和中板的外表面；

对铣平后的外表面进行喷砂和阳极氧化处理。