CN108746558A - 金属中框加工方法、金属中框和移动终端 - Google Patents

金属中框加工方法、金属中框和移动终端 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种金属中框加工方法、金属中框和移动终端。金属中框加工方法包括如下步骤：提供呈封闭环形状的边框；将所述边框放置在压铸模具中，通过压铸处理工艺将熔融铝液注入所述压铸模具的型腔中，熔融铝液固化成与所述边框一体成型的中板；及对所述边框进行表面处理。压铸成型的中板具有很好的抗弯和抗冲击等机械强度，中板不会因承载较多的零部件而产生弯曲变形。同时，压铸成型工艺可以在短时间内成型中板，与传统的CNC工艺相比，极大的提高了中板的生产加工效率，中板与边框构成金属中框的组成部分。因此，在确保金属中框机械强度的基础上降低了金属中框的生产成本。

Description

金属中框加工方法、金属中框和移动终端
技术领域
本发明涉及移动终端技术领域，特别是涉及一种金属中框加工方法、金属中框及包含该金属中框的移动终端。
背景技术
在手机等移动终端中，其中框通常采用同一金属材料经CNC工艺加工成型，或者采用不同金属材料经焊接工艺或铆接工艺加工成型，但是，上述加工方法较为复杂，工作时间长，导致中框的生产成本居高难下。
发明内容
本发明解决的一个技术问题是如何在保证金属中框机械强度的基础上降低其生产成本。
一种金属中框加工方法，包括如下步骤：
提供呈封闭环形状的边框；
将所述边框放置在压铸模具中，通过压铸处理工艺将熔融铝液注入所述压铸模具的型腔中，熔融铝液固化成与所述边框一体成型的中板；及
对所述边框进行表面处理。
一种金属中框，采用上述的金属中框加工方法制成。
一种移动终端，包括上述的金属中框。
本发明的一个实施例的一个技术效果是：压铸成型的中板具有很好的抗弯和抗冲击等机械强度，中板不会因承载较多的零部件而产生弯曲变形。同时，压铸成型工艺可以在短时间内成型中板，与传统的CNC工艺相比，极大的提高了中板的生产加工效率，中板与边框构成金属中框的组成部分。因此，在确保金属中框机械强度的基础上降低了金属中框的生产成本。
附图说明
图1为一实施例提供的金属中框中边框的立体结构示意图；
图2为一实施例提供的金属中框的立体结构示意图；
图3为一实施例提供的金属中框加工方法的流程框图；
图4为图3中压铸工艺的流程框图。
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1至图4，本发明一实施例提供的一种金属中框加工方法主要包括如下步骤：S310，首先提供边框100，该边框100呈封闭的环形状结构。S320，然后将边框100放置在压铸模具中，通过压铸处理工艺将熔融铝液注入到压铸模具的型腔中，熔融铝液将固化形成中板200，中板200与边框100一体连接并形成金属中框10。S330，最后，对边框100进行表面处理。
边框100可以采用不锈钢材料或钛合金材料制成，也可以采用6063铝型材。进行表面处理后的边框100使金属中框10具有很好的外观效果。压铸成型的中板200可以不进行表面处理，中板200具有很好的抗弯和抗冲击等机械强度，中板200不会因承载较多的零部件而产生弯曲变形。同时，压铸成型工艺可以在短时间内形成中板200上的槽、孔等复杂结构，与传统的CNC工艺相比，极大的提高了中板200的生产加工效率。因此，在确保金属中框10机械强度的基础上降低了金属中框10的生产成本。
中板200的压铸处理工艺主要包括下列步骤：
S321，首先，对压铸模具的型腔进行预热，在压铸模具从室温迅速升至熔融铝液温度的过程中，可以防止压铸模因温度聚变产生龟裂等缺陷而失效。压铸模具的预热可以采用电阻丝或电热棒进行加热，也可以在管道中通入热油或蒸汽等介质对压铸模具进行预热。压铸模具进行预热后，其型腔的温度范围可以为200℃-250℃。
然后，对压铸模具的型腔进行抽真空处理，可以抽除模具型腔内的气体，进而消除或显著减少压铸成型后中板200内的气孔和溶解气体，提高成型后中板200的力学性能和表面质量。抽真空时，可以采用真空泵直接对压铸模具的型腔抽真空处理；也可以将压铸模具置于真空箱中，再通过真空泵对该真空箱抽真空处理。在其它实施例中，例如：也可以向压铸模具的型腔中通入氮气，氮气能够使熔融铝液中溶解的氢能够向气泡内扩散，当气泡上浮到熔融铝液的表面时，气泡破裂，氢气则逸入大气中，防止残留的氢气在成型的中板200内形成气孔。再如：在熔融铝液中加入精炼剂，精炼剂可以由氯化钾、氟化钙和石墨粉按照一定的比例配置而成，精炼剂同样可以去除熔融铝液中的氢气，还可以去除浮游在熔融铝液中的氧化夹渣。
S322其次，将熔融铝液转移至保温铝内，同时，在保温炉的底部施加电磁场，熔融铝液将产生感应涡流，在感应涡流的搅拌和振荡作用下，混合时间为3min-5min，使得熔融铝液的各成分混合均匀，保证成型后中板200的晶体结构细小均匀。再通过压铸机将熔融铝液注入至压铸模具的型腔中，熔融铝液可以为ADC12铝的的熔融液。在压铸模具型腔的填充率达到70％之前，熔融铝液注入的速度范围为0.5m/s-0.8m/s，同时，压铸机的压铸压力范围为80MPa-85MPa。在该注入速度和压铸压力范围内，可以确保熔融铝液快速填充压铸模具的型腔，同时避免在中板200中形成孔洞等缺陷。
S323再次，当压铸模具型腔的填充率高于70％时，熔融铝液注入的速度范围为1m/s-1.5m/s，压铸机的压铸压力范围为90MPa-100MPa。使得气体完全排出熔融铝液中。
S324最后，当压铸模具的型腔完全充满时，使压铸机的压力保压2min-3min，然后使熔融铝液逐渐冷却以形成固态的中板200。通过保压可以防止压铸模具型腔中的熔融铝液反压倒流，并对中板200进行收缩补偿，从而形成晶体结构致密的中板200。
在对边框100进行表面处理之前，将成型后的中板200进行热处理，中板200的热处理主要包括如下步骤：
第一，将中板200加热至280℃-310℃，保温80min-120min并随炉冷却。该过程为退火处理，由于槽、孔等结构导致中板200的厚度并不均匀，退火处理可以消除熔融铝液结晶凝固时因冷却速度不均所造成的内应力。
第二，在退火处理后，将随炉冷却后的中板200加热至700℃-800℃，保温180min-200min并采用油淬冷却。该过程为淬火处理，淬火处理可以改善内部金相组织结构，提高中板200的机械强度和硬度。
第三，将油淬冷却后的中板200加热至600℃-650℃，保温150min-170min并在空气中自然冷却。该过程为回火处理，即时效处理，回火处理能够消除晶间和成分偏析，使中板200内部组织均匀化。
提供边框100时，边框100可以采用冲裁方式成型，例如，将一定厚度的不锈钢板的中间部分冲裁掉，剩余边缘部分将形成封闭环形状的边框100。得到边框100后，在边框100的内表面上形成若干凹槽110，凹槽110的横截面形状可以为梯形或矩形等形状，若干凹槽110之间相互间隔设置，或者，若干凹槽110之间也可以相互连通，凹槽110的深度为1mm-2mm。凹槽110可以通过镭雕工艺成型，具体地，镭雕工艺采用激光的波长为300nm-1200nm，工作电流为5A-15A，功率密度为100w/cm2-105w/cm2。凹槽110也可以采用CNC加工成型。
在边框100的内表面上形成凹槽110后，还可以通过纳米化处理在边框100的内表面上形成若干微孔120，微孔120的深度为0.1nm-0.4nm，孔径为0.2nm-0.3nm。具体的，可以将边框100浸入特定化学溶液中，该化学溶液在内表面上腐蚀形成蜂窝状的纳米级微孔120。
由于在边框100的内表面上形成有凹槽110和微孔120，当边框100放入压铸模具后，熔融铝液将渗入至该凹槽110和微孔120中，熔融铝液固化形成中板200后，中板200的边缘部分将深入边框100的内部，使得中板200与边框100之间形成犬牙交错的咬合关系，提高了中板200和边框100之间的结合力，确保金属中框10的机械强度。
当中板200成型后，对边框100进行表面处理，边框100的表面处理主要包括如下步骤：首先，可以通过砂轮等设备对边框100进行打磨处理，消除边框100表面的棱边以及粉尘等附着物。然后，对打磨后的表面进行喷砂处理，例如，通过压缩空气将砂粒(金刚砂、石英砂、铜矿砂或铁砂等)高速喷射至边框100的表面上，在砂粒的微切削作用下，在边框100的表面形成一定的粗糙度，同时，在砂粒的反复撞击下，边框100的机械性能得到改善，提高了金属中框10的抗疲劳性和耐磨性。喷砂可以分两步进行，即第一次喷砂和第二次喷砂，第二次喷砂的砂粒的粒径小于第一次喷砂的砂粒的粒径。
接着，可以将整个金属中框10浸入一定PH值的碱液中，碱液可以对喷砂处理后的边框100进行除污和脱脂处理完成后，再将金属中框10浸入酸液中，酸液将中和附着在金属中框10上的碱液，以便后续对边框100进行阳极处理。最后，将边框100作为阳极，并在电解液中反应设定时间，边框100的外表面上将形成一层氧化膜，该氧化膜可以为30μm左右。由于该氧化膜的作用，提高了金属中框10外表面的硬度和耐磨损性能，延长了金属中框10的使用寿命。在一些实施例中，还可以对阳极处理后的边框100进行染色和封孔处理，使边框100呈现出不同的颜色。即在阳极处理后的氧化膜上形成孔隙，并将染料填充至孔隙中，最后采用保护膜进行封孔，防止染料从孔隙中溢出。
本发明还提供一种金属中框10，该金属中框10包括中板200和与中板200连接的边框100，该金属中框10采用上述的金属中框加工方法制成，在保证机械强度的基础上，能有效降低金属中框10的生产成本。
本发明还提供一种移动终端，该移动终端包括上述的金属中框10。作为在此使用的“终端”包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。
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 (13)

1.一种金属中框加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供呈封闭环形状的边框；
将所述边框放置在压铸模具中，通过压铸处理工艺将熔融铝液注入所述压铸模具的型腔中，熔融铝液固化成与所述边框一体成型的中板；及
对所述边框进行表面处理。
2.根据权利要求1所述的金属中框加工方法，其特征在于，所述压铸处理工艺包括如下步骤：
将所述压铸模具的型腔预热至200℃-250℃；
将熔融铝液以0.5m/s-0.8m/s的速度注入所述压铸模具的型腔中，压铸压力为80MPa-85MPa；
所述压铸模具的型腔的填充率高于70％时，熔融铝液的注入速度为1m/s-1.5m/s，压铸压力为90Pa-100Pa；及
所述压铸模具的型腔完全充满时，保压2min-3min并冷却成型。
3.根据权利要求2所述的金属中框加工方法，其特征在于，在将熔融铝液注入所述压铸模具的型腔之前，对所述压铸模具的型腔进行抽真空处理；或者，在所述压铸模具的型腔中通入氮气。
4.根据权利要求2所述的金属中框加工方法，其特征在于，在将熔融铝液注入所述压铸模具的型腔之前，通过感应涡流将熔融铝液混合均匀，混合时间为3min-5min。
5.根据权利要求1所述的金属中框加工方法，其特征在于，在对所述边框进行表面处理之前，将成型后的中板进行热处理，所述热处理包括如下步骤：
将所述中板加热至280℃-310℃，保温80min-120min并随炉冷却；
将随炉冷却后的中板加热至700℃-800℃，保温180min-200min并采用油淬冷却；及
将油淬冷却后的中板加热至600℃-650℃，保温150min-170min并在空气中自然冷却。
6.根据权利要求1所述的金属中框加工方法，其特征在于，在提供边框的步骤中，通过镭雕工艺在所述边框的内表面上加工若干凹槽，所述凹槽的深度为1mm-2mm。
7.根据权利要求6所述的金属中框加工方法，其特征在于，若干所述凹槽相互间隔设置或相互连通。
8.根据权利要求6所述的金属中框加工方法，其特征在于，所述镭雕工艺采用激光的波长为300nm-1200nm，工作电流为5A-15A，功率密度为100w/cm2-105w/cm2。
9.根据权利要求6所述的金属中框加工方法，其特征在于，在通过镭雕工艺加工若干凹槽后，再通过纳米化处理工艺在所述边框的内表面上加工若干微孔，所述微孔的深度为0.1nm-0.4nm，孔径为0.2nm-0.3nm。
10.根据权利要求1所述的金属中框加工方法，其特征在于，对所述边框进行表面处理包括如下步骤：
对边框进行喷砂处理；
将边框采用碱液进行脱脂处理；及
对边框进行阳极处理。
11.根据权利要求1所述的金属中框加工方法，其特征在于，所述边框采用不锈钢材料或钛合金材料制成。
12.一种金属中框，其特征在于，采用权利要求1至11中任一项所述的金属中框加工方法制成。
13.一种移动终端，其特征在于，包括权利要求12所述的金属中框。
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