CN107116343B - 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。金属中框加工工艺包括如下步骤：提供金属板材；在所述金属板材的第一表面上沿其厚度方向挤压并形成U型的第一安装腔；在所述金属板材的第二表面上沿其厚度方向挤压形成带有凹坑且呈U型的第二安装腔；于所述第二安装腔的底壁上安装螺丝柱；对围成所述第一安装腔和所述第二安装腔的侧缘进行倒圆角处理。金属中框包括中板，包括第一安装面，及与所述第一安装面相对设置并带有凹坑和螺丝柱的第二安装面；边框，环绕所述中板设置并与所述中板一体成型；由于将金属板材通过挤压成型工艺制成金属中框，减少了整个金属中框的加工时间，继而降低金属中框的制造成本。

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装置中，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，整个金属中框采用CNC工艺加工成型，但CNC工艺存在加工时间过长和成本过高的缺陷。

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。

一种金属中框加工工艺，包括如下步骤：

提供金属板材；

在所述金属板材的第一表面上沿其厚度方向挤压并形成U型的第一安装腔；

在所述金属板材的第二表面上沿其厚度方向挤压形成带有凹坑且呈U型的第二安装腔；

于所述第二安装腔的底壁上安装螺丝柱；

对围成所述第一安装腔和所述第二安装腔的侧缘进行倒圆角处理。

在其中一个实施例中，所述螺丝柱采用压铆工艺固定在所述第二安装腔的底壁上。

在其中一个实施例中，所述金属板材采用冲压成型工艺制成。

在其中一个实施例中，在挤压成型后，对所述金属中框先进行淬火，再进行高温回火处理。

在其中一个实施例中，于所述金属板材进行挤压之前，对所述金属板材进行润滑处理。

在其中一个实施例中，所述润滑处理包括如下步骤：

酸洗，用于清除所述金属板材表面的污渍；

磷化，用于在所述金属板材表面形成具有若干微孔的磷酸盐表层；

皂化，将皂制材料填充在所述磷酸盐表层的微孔中，所述皂制材料包括硬脂酸锌或硬脂酸钠。

在其中一个实施例中，所述第一安装腔和所述第二安装腔同时挤压成型。

一种金属中框，包括：

中板，包括第一安装面，及与所述第一安装面相对设置并带有凹坑和螺丝柱的第二安装面；

边框，环绕所述中板设置并与所述中板一体成型；

其中，所述第一安装面和所述边框共同围成用于安装屏幕组件的第一安装腔，所述第二安装面和所述边框共同围成用于安装电池组件的第二安装腔。

一种电子装置，包括上述的金属中框。

在其中一个实施例中，所述电子装置包括手机或平板电脑。

本发明的一个实施例的一个技术效果是保证金属中框加工效率的基础上降低其制造成本。

附图说明

图1为金属板材的平面结构示意图；

图2为金属板材挤压形成第一安装腔和第二安装腔的剖面结构示意图；

图3为第一安装腔的底壁上安装螺丝柱的剖面结构示意图；

图4为倒圆角处理后成型的金属中框的剖面结构示意图；

图5为金属中框加工工艺流程框图；

图6为金属板材润滑处理工艺流程框图。

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。

参阅图4，一种金属中框10，包括中板100和边框200。中板100包括第一安装面110和第二安装面120，第一安装面110与第一安装面110相对设置，第二安装面120设置有凹坑300和螺丝柱400。边框200环绕中板100设置，边框200与中板100通过挤压工艺一体成型。具体的，挤压成型后的金属中框10的中板100和边框200的截面轮廓大致为工字型，第一安装面110对应中板100的上表面，第二安装面120对应中板100的下表面。第一安装面110和边框200共同围成第一安装腔130，第一安装腔130可以用于安装屏幕组件；第二安装面120和边框200共同围成第二安装腔140，第二安装腔140可以用于安装电池组件。

第一安装腔130通过挤压成型，在第二安装腔140挤压成型的同时，第二安装面120上的凹坑同步挤压成型。当第一安装腔130和第二安装腔140全部成型后，再于第二安装面120上安装螺丝柱400。因此，通过挤压成型的方式形成第一安装腔130，并使得第二安装面120上的凹坑300和第二安装腔140同步挤压成型，节约了加工时间，提高金属中框10的加工效率，同时，金属中框10在加工的过程中不存在材料损失，降低了金属中框10的制造成本。

本发明还提供一种电子装置，该电子装置包括上述的金属中框10，在一些实施例中，电子装置包括手机或平板电脑等。

参阅图5，本发明再提供一种金属中框加工工艺。该加工工艺包括如下步骤：

S510，参阅图1，提供金属板材20。在一些实施例中，通过冲压成型的方式，采用冲床从带状或板状金属上冲压得到设定尺寸的金属板材20(即下料)，金属板材20可以为铝合金，也可以为不锈钢或其它复合金属。当然，也可以采用切割的方式下料得到金属板材20，例如，采用热切割(等离子弧切割、激光切割、电弧切割或气割等)或冷切割(化学切割或射流切割)。切割完毕后，如金属板材20的边缘存在较多凹凸不平的毛刺，可以通过磨削工艺对金属板材20进行去毛刺处理。

S520，参阅图2，在金属板材10的第一表面上沿其厚度方向挤压并形成U型的第一安装腔130。具体的，将金属板材10水平放置在凹模上，通过凸模在金属板材10的第一表面(上表面)上沿金属板材10的厚度方向(垂直方向)施加压力，在凸模压力的作用下，金属板材10的上表面开始凹陷形成第一安装面110，金属板材10的边缘材料沿凹模与凸模之间的间隙向上流动，从而形成第一安装腔130的侧缘。当然，当金属板材10的厚度较薄时，则将金属板10横置在带有凹槽的凹模上，通过凸模冲压以直接形成第一安装腔130。

S530，参阅图2，在所述金属板材10的第二表面上沿其厚度方向挤压形成带有凹坑300且呈U型的第二安装腔140。具体的，参考步骤S520，当金属板材20的第二表面(下表面)开始凹陷形成第二安装面120时，根据凸模本身的结构设计，凹坑300同时形成在第二安装面120上。因此，凹坑300与第二安装面120同时加工成型，减少了CNC加工量，极大的提高了金属中框的加工速度，并降低其制造成本。

当第一安装腔130和第二安装腔140挤压成型后，第一安装腔130和第二安装腔140的侧缘则构成金属中框的边框200，第一安装腔130和第二安装腔140的底壁则构成金属中框的中板100。此时，金属中框的截面形状大致为工字型。

S540，参阅图3，于所述第二安装腔140的底壁上安装螺丝柱400。在一些实施例中，螺丝柱400通过压铆工艺固定在第二安装腔140的底壁上，即在压铆机压力的作用下，依靠第二安装腔140底壁的塑性变形而实现与螺丝柱400的铆合。当然，在其它实施例中，螺丝柱400可以采用焊接的方式固定在二安装腔140的底壁上。

S550，参阅图4，对围成所述第一安装腔130和所述第二安装腔140的侧缘进行倒圆角处理。即对边框200进行导圆角处理，以增强边框200的3D效果，同时提高边框200抵抗碰撞与冲击的能力，增强金属中框的抗摔性能。

在一些实施例中，通过两个凸模对放置在同一凹模中的金属板材20的上、下表面同时施加挤压力，从而使得第一安装腔130和第二安装腔140同时挤压成型。当然，在其它实施例中，可以采用两个凹模，其中一个凹模用于挤压成型第一安装腔130，当第一安装腔130挤压成型后，将带有第一安装腔130的金属板材20放入另一个凹模中，从而对第二安装腔140进行挤压成型。可以理解，由于第一安装面110有较高的平面度，因此，第一安装腔130也可以直接采用铣削加工，即通过T型铣刀一次性成型该第一安装腔130。

在一些实施例中，挤压成型工艺为冷挤压成型工艺(即在常温下挤压金属板材20)，为降低金属板材20的硬度和变形抗力，提高金属板材20的延展性、韧性和塑性变形能力，在冷挤压之前，可以先对金属板材20进行软化退火处理，以便快速成型第一安装腔130和第二安装腔140，同时，可以细化金属中框10的晶粒，改善组织结构而提高金属中框10的机械性能。

可以理解，如果从金属板材20到金属中框10的变形程度较大，可以通过多个挤压道次逐渐成型第一安装腔130和第二安装腔140，换言之，每一个挤压道次均挤压形成一定的深度，各挤压道次的挤压深度累积形成设定深度的第一安装腔130和第二安装腔140。这样可以避免金属板材20在一次形挤压到位过程中所产生的损坏，确保金属中框10的成型质量。当然，当一个挤压道次完成后，在进行下一个挤压道次开始之前，即在各道次之间，可以对初步加工成型的金属板材20进行软化退火，除改善塑性变形能力之外，还可以有效释放金属板材20在上一个挤压道次过程中所产生的残余应力，防止金属板材20在下一个挤压道次中可能出现的变形或开裂现象。

在其它实施例中，挤压成型工艺为热挤压成型工艺，即在挤压成型之前，对金属板材20进行加热处理(即预热处理)，通过加热的方式预先软化金属板材20，同样可以提高金属板材20的塑性变形能力，达到减少模具磨损和能源消耗的目的，进而在保证金属中框10成型质量的基础上提高挤压成型的工作效率。当然，为避免金属板材20在挤压过程中因与外界热交换换而逐渐冷却，可以对挤压过程中的金属板材20进行恒温处理，以确保金属板材20始终具有良好的塑性变形能力和均匀的流动性，也使挤压成型后的金属中框10获得较为均匀的组织结构和优良的力学性能。

在一些实施例中，于金属板材20进行挤压之前，对金属板材20进行润滑处理。这样可以有效避免金属板材20因压应力过大而与模具产生的挤压焊合现象，防止挤压力急剧上升而缩短模具的使用寿命，

参阅图6，润滑处理包括如下工艺步骤：

S610，酸洗。将金属板材20放入PH值为4-5的酸性溶液中(例如硫酸或盐酸溶液等)，可以清除金属板材20表面的油渍和氧化皮等。当然，酸洗后还可以进行碱洗，即将酸洗后的金属浸入PH值为9-10的碱性溶液中，用以中和金属板材20上残留的酸性溶液，最后，将金属板材20进行水洗。

S620，磷化。用于在金属板材20表面形成具有若干微孔的磷酸盐表层，磷酸盐表层可以起到吸附层的目的，当对金属板材20添加润滑剂时，润滑剂将进入磷酸盐表层的微孔中，微孔对润滑剂起到储存和吸附效果，避免润滑剂在挤压过程中于短时间内快速流失，最终导致金属板材20的润滑效果降低甚至消失。在挤压过程中，润滑剂从微孔中持续缓慢渗出，从而确保金属板材20在整个挤压过程中始终获得有效的润滑。

S630，皂化。将皂制材料填充在磷酸盐表层的微孔中，皂化材料起到润滑剂的作用，皂制材料可以包括硬脂酸锌或硬脂酸钠等。当然，也可以不经过磷化处理，例如，将玻璃粉、二硫化钼或石墨等材料配置而成的润滑剂直接涂覆在金属板材20表面。

在挤压成型后，可以先对金属中框10进行淬火处理，即将金属中框10加热到一定的温度，在水、油或其它无机盐容易等淬冷介质中短时间快速冷却，以提高金属中框10硬度，从而提高其表面耐磨性能。淬火处理后，可以再对金属中框10进行高温回火处理，例如，将金属中框10加热到某一适当温度并进行长时间的保温，保温后再进行随炉冷却，从而消除金属中框10在淬火处理过程中的残余内应力，防止变形，同时确保金属中框10获得所需的力学性能。

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)

1.一种金属中框加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

提供金属板材，所述金属板材为铝合金金属板材；

在所述金属板材的第一表面上沿其厚度方向挤压并形成U型的第一安装腔；

在所述金属板材的第二表面上沿其厚度方向挤压形成带有凹坑且呈U型的第二安装腔；

于所述第二安装腔的底壁上安装螺丝柱；

对围成所述第一安装腔和所述第二安装腔的侧缘进行倒圆角处理；

其中，所述第一安装腔和带有凹坑的第二安装腔同时挤压成型，所述挤压成型为恒温热挤压成型。

2.根据权利要求1所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述螺丝柱采用压铆工艺固定在所述第二安装腔的底壁上。

3.根据权利要求1所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述金属板材采用冲压成型工艺制成。

4.根据权利要求1所述的金属中框加工工艺，其特征在于，在挤压成型后，对所述金属中框先进行淬火，再进行高温回火处理。

5.根据权利要求1所述的金属中框加工工艺，其特征在于，于所述金属板材进行挤压之前，对所述金属板材进行润滑处理。

6.根据权利要求5所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述润滑处理包括如下步骤：

酸洗，用于清除所述金属板材表面的污渍；

磷化，用于在所述金属板材表面形成具有若干微孔的磷酸盐表层；

皂化，将皂制材料填充在所述磷酸盐表层的微孔中，所述皂制材料包括硬脂酸锌。

7.根据权利要求6所述的金属中框加工工艺，其特征在于，所述硬脂酸锌采用硬脂酸钠替换。

8.一种金属中框，采用权利要求1至7中任一所述的金属中框加工工艺制成，其特征在于，包括：

中板，包括第一安装面，及与所述第一安装面相对设置并带有凹坑和螺丝柱的第二安装面；

边框，环绕所述中板设置并与所述中板一体成型；

其中，所述第一安装面和所述边框共同围成用于安装屏幕组件的第一安装腔，所述第二安装面和所述边框共同围成用于安装电池组件的第二安装腔。

9.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求8所述的金属中框。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置包括手机或平板电脑。