CN110257881A - 一种边框及其加工方法、终端设备 - Google Patents

Abstract

一种边框及其加工方法、终端设备，以在有效降低边框的加工成本的基础上，使边框具有镜面阳极外观效果。该加工方法包括：通过金属挤出工艺获取所需截面形状的型材条，将型材长条锯切成所需长度的坯料段；再通过时效热处理，提高坯料段的硬度；通过对坯料段的外观面进行机械抛光处理使坯料段的光泽度大于等于200Gu；此时，对坯料段进行阳极氧化前处理，其中，阳极氧化前处理包括除蜡、研磨液清洗、中合、脱脂、除灰、水洗中的一种或几种；之后，对进行完阳极氧化前处理的坯料段进行阳极氧化处理，以在坯料段表面形成氧化层；最后将多个完成上述处理的坯料段拼接成框状结构，形成可用于终端设备的边框。

Description

一种边框及其加工方法、终端设备

技术领域

本申请涉及终端设备技术领域，尤其涉及到一种边框及其加工方法、终端设备。

背景技术

阳极氧化是铝合金外观结构件最常用的表面处理工艺，常见铝合金结构件的外观效果有喷砂+阳极、拉丝+阳极、镜面抛光+阳极等。铝合金结构件加工方法繁多，例如：“铝合金型材/板材CNC加工+阳极氧化”的加工方法，而利用上述加工方法加工铝合金结构件会使得铝合金坯料的利用率较低，机加工时间长，从而导致加工成本较高。或者采用“产品截面形状铝挤到位+非镜面阳极氧化”的加工方法，受该类方法中铝合金坯料质量和阳极氧化前处理工艺的影响，无法获得高亮外观效果的产品。

因此，如何在低成本下同样获得镜面阳极氧化外观效果，成为了终端产品结构件加工方法发展的重要方向之一。

发明内容

本申请提供了一种边框及其加工方法、终端设备，以在有效降低边框的加工成本的基础上，使边框具有镜面阳极氧化外观效果。

第一方面，本申请提供了一种边框的加工方法，该加工方法包括如下步骤：

通过金属挤出工艺挤压铸棒获取所需截面形状的型材条；将型材条锯切成所需长度的坯料段，以便于坯料段的后续加工；对坯料段进行时效热处理，以使坯料段的硬度提高；之后，对坯料段的外观面进行机械抛光处理，以使坯料段的光泽度大于等于200Gu，从而实现坯料段的机械镜面加工；此时，可对框边进行阳极氧化前处理，其中，所述阳极氧化前处理包括除蜡、研磨液清洗、中合、脱脂、除灰、水洗中的一种或几种；之后，对进行完阳极氧化前处理的坯料段进行阳极氧化处理，以在坯料段表面形成氧化层；最后，将多个完成阳极氧化处理的坯料段拼接成框状结构。

在上述加工方法中，通过金属挤出工艺的挤出模具设计，可得到与产品的截面形状、尺寸等相一致的型材条，以实现产品截面形状的直接挤出成型到位，从而缩短加工时间，精简加工制程；并且，在对坯料段进行机械抛光后，坯料段外观面的光泽度可大于等于200Gu，即可使坯料段具有机械镜面抛光效果。此外，在对坯料段进行阳极氧化前处理的过程中，省去了碱洗、化学抛光或电化学抛光等可能会对机械镜面抛光效果产生腐蚀的制程，从而可避免阳极氧化处理后外观发麻、发哑的问题，使得阳极氧化处理后仍能具有镜面外观效果，称为高亮的镜面阳极氧化外观效果。

其中，在所述金属型材挤出工艺中，可根据铸棒的过烧温度来控制挤出温度等参数(例如：提高挤出温度，同时提升冷却速度)来增加挤出型材条的固溶度；同时通过选择峰值时效参数对坯料段进行时效热处理来提高坯料段的机械性能，同时可使坯料段中的合金元素充分析出为细小均匀的强化相(坯料段的析出粗大相的最大尺寸小于5μm)，以减小阳极氧化过程中合金相腐蚀带来的麻点，以利于提高坯料段的镜面阳极氧化外观效果。

在具体进行机械抛光时，例如，可先通过麻轮+固态蜡进行粗抛光；再经过布轮+更细颗粒的固态蜡抛光；之后，选择纤维更细的布轮+液态蜡(颗粒更细)进行精抛光；最后，选择阻尼布+二氧化硅抛光液进行湿抛收光，以使坯料段的光泽度大于等于200Gu。这样会使得坯料外观面获得镜面的机械抛光外观效果，且无机械硬化层，无需后续化学抛光。这种对坯料直接进行抛光而获得镜面外观效果的机械抛光加工方法，其去除量小于等于0.05mm，工艺简单，有利于降低成本。

在具体进行阳极氧化前处理时，如可依次经过冷脱(室温，环保型除油剂)、纯水清洗、除蜡、纯水清洗、弱碱除油(高温)、纯水清洗、中合、纯水清洗之后，将经过阳极前处理后的坯料段置于阳极氧化电解池中，以坯料段作为阳极，利用电解作用使其表面形成氧化膜，从而提高坯料段的耐腐蚀性、耐磨性，及其硬度。

为了使生产的边框具有不同颜色的外观效果，则需要对其进行染色，具体的，由于氧化膜在形成时存在多个微小孔洞(可达到纳米级)，这样将经过阳极氧化的坯料段置于对应颜色的染色池中，微小孔洞会吸收染色池中的染料以完成染色。

在完成染色之后，还可以将坯料段放置于封孔槽液中(水或氢氧化镍或其它封孔剂)，通过加热以使氧化膜中存在的微小孔洞闭合、封堵，从而避免形成的边框应用于终端设备后在使用的过程中，出现褪色、易污染等问题，进而可使边框的光洁度更加持久，使用寿命得到延长。

在对多个框边进行具体拼接时，可以将染色及封孔后的多个框边直接进行拼接以形成框状结构；或者，也可以根据产品结构的需要，在阳极氧化前处理之前，先将坯料段进行机械弯折成所需的形状，然后在完成染色和封孔之后，再将其拼接为框状结构，以应用于终端设备。

第二方面，本申请还提供了一种边框，该边框通过上述任一项的加工方法加工得到。该边框的加工成本较低，且具有较好的镜面阳极氧化外观效果。

对于边框的材质，可根据需要选择坯料，例如可选铝坯料或者铝合金坯料，进而通过上述加工方法加工得到铝边框或者铝合金边框。

第三方面，本申请还提供了一种终端设备，以手机为例，该终端设备包括上述的边框。当然，该终端设备也可以为笔记本电脑、手表等电子穿戴产品、平板电脑、电视机或其它智能家庭终端设备等。由于上述边框的加工成本较低，这样可有效的降低包括该边框的终端设备的成本。并且，本申请的终端设备的边框具有较好的镜面阳极氧化外观效果，从而有利于提升终端设备的美观度。

附图说明

图1为本申请提供的坯料挤出工艺原理示意图；

图2为本申请提供的坯料段截面结构示意图；

图3为本申请提供的机械抛光后的坯料段截面结构示意图；

图4为本申请提供的阳极氧化后的坯料段截面结构示意图；

图5为本申请提供的机械抛光后的坯料段内部组织的晶界与外观面的位置对应关系示意图；

图6为经机加工后的坯料段内部组织的晶界与外观面的位置对应关系示意图；

图7为本申请提供的边框加工过程流程图；

图8为本申请提供的外观处理过程流程图；

图9为本申请实施例提供的边框的分解结构示意图；

图10为本申请另一实施例提供的边框的分解结构示意图；

图11为本申请提供的终端设备的结构示意图。

附图标记：

1-铝合金坯料；2-凸模；3-挤压筒；4-挤压模；5-垫板；6-型材条；

7-坯料段；8-外观面；9-氧化铝薄膜层；10-晶界；11-边框；110-框边；

12-终端设备。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

针对现有技术中边框等铝合金结构件在加工的过程中铝合金坯料的利用率较低，加工成本较高，得到的产品的氧化膜表面发麻，无法获得镜面阳极外观效果等的问题，本申请实施例提供了一种能够有效的解决截面形状直接挤出成型到位的边框类结构件的阳极氧化表面发麻、发哑的问题的边框加工方法，以在有效降低边框的加工成本的基础上，使边框具有镜面阳极氧化外观效果。其中，应用上述方法得到的该边框可应用于手机、手表等电子穿戴产品、平板电脑或者其它智能家庭终端设备上。

首先对本申请中所涉及的名词进行解释说明，“阳极氧化”是指以金属或者合金制品作为阳极，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物薄膜的过程。阳极氧化的主要作用为表面着色、提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，从而使金属表面受到保护。“镜面阳极氧化外观效果”是指作为阳极的金属或者合金氧化膜具有像镜面一样光洁的表面的外观效果。在本申请实施例中，以坯料为铝或者铝合金为例进行详细说明。

在本申请中，边框的外观面是指在边框应用于终端设备后，用户可直接看到的表面。

本申请提供了一种边框的加工方法，该加工方法包括：首先，选择均质的铝合金铸棒，并通过金属挤出工艺挤压铝合金铸棒获取所需截面形状的型材条；然后，将型材条锯切成所需长度的坯料段，以便于后续的加工；此时，可对坯料段进行时效热处理，以使坯料段的硬度得到提高；并对坯料段的外观面进行机械抛光处理，以使坯料段的光泽度大于等于200Gu，从而实现坯料段的机械镜面加工；之后，对坯料段进行阳极氧化前处理，其中，所述阳极氧化前处理包括除蜡、研磨液清洗、中合、脱脂、除灰、水洗中的一种或几种；再之后，对进行完阳极氧化前处理的框边进行阳极氧化处理，以在坯料棒表面形成氧化层；最后，将多个完成阳极氧化处理的坯料棒拼接成框状结构。

为了方便理解本申请实施例提供的上述加工方法，下面结合附图对其具体步骤进行详细说明。

步骤一：获取与目标产品的截面形状及尺寸相一致的型材条；

具体的，采用铝合金坯料挤出工艺获得所需截面形状的型材条6，其中，铝合金坯料挤出工艺的原理可参照图1所示，其通过凸模2对放在挤压筒3内的铝合金坯料1施加外力，使铝合金坯料1从特定形状的挤压模4的模孔中流出，为了增加挤压模4在工作过程中的稳定性，还可在挤压筒3远离凸模2的一端设置为挤压模4定位的垫板5，从而使获得的型材条6的截面形状和尺寸与最终的目标产品的截面形状一致，即实现了目标产品的截面形状直接挤出到位，参照图2所示。

以铝合金为例，在低于过烧温度的情况下，挤出温度越高，冷却速度越快，合金元素固溶越充分，有利于后续析出相弥散分布。因此，在该步骤中，可以在不超过铝合金坯料1的过烧温度的基础上，提高其挤出温度，同时提升铝合金坯料1挤压出的型材条6的冷却速度，以有效的增加铝合金坯料1挤压出的型材条6的固溶度，从而有利于在时效热处理时获得细小的析出相。以6063铝合金为例，可通过把业界中通用的铸棒挤出温度480-510℃，提升到510-550℃；对于厚板采用水冷或水雾冷，而结构强度低的，则采用风冷，来增大合金元素在铝基体中的固溶程度，可使其时效热处理时能够获得更细小的析出相，从而减小粗大相在阳极氧化过程中可能带来的麻点问题，有利于提高外观效果光亮程度。

步骤二：将上一步骤得到的型材条6锯切成所需长度的坯料段；

由于针对不同的终端设备，其边框的边长不同，这样通过该步骤可以根据需要将型材条6锯切成对应产品边框的所需长度的坯料段，并且经锯切得到的坯料段更加便于进行后续加工。

步骤三：对坯料段进行时效热处理；

在该步骤中，可通过选择峰值时效参数，以在使坯料段能够获得较高的硬度、强度等机械性能的同时，使坯料段的析出粗大相的最大尺寸小于5μm，从而使坯料段中的合金元素充分析出为细小均匀的强化相，有利于提高阳极外观效果。如对于挤出后的6063铝合金，可选用170-180C/8H进行时效热处理，从而可使其具有HV80以上的硬度和细小均匀的强化相。

经试验验证，在经本申请的步骤二以及步骤三处理后，坯料段具有析出的粗大相平均尺寸≤5μm的特点，其析出相细小，有利于提高产品的镜面阳极外观效果。

步骤四：对坯料段进行机械抛光处理；

具体的，参照图3所示，机械抛光处理可包括直接对坯料段进行抛光处理，或者先对坯料段的外观面进行打磨后再抛光。在一个具体的实施方式中，可先通过麻轮+固态蜡进行粗抛光；再经过布轮+更细颗粒的固态蜡抛光；之后，选择纤维更细的布轮+液态蜡(颗粒更细)进行精抛光；最后，选择阻尼布+二氧化硅抛光液进行湿抛收光。从而使坯料段的光泽度大于等于200Gu，以使坯料段外观面具有机械镜面抛光外观效果，且其无机械硬化层。经过本步骤的机械抛光处理可使坯料段表面的去除量小于等于0.05mm，图3中的虚线表示了经打磨和镜面抛光后坯料段的外观面8的去除量。参照图5，图5为本申请的坯料段经该步骤后得到的坯料段的组织的晶界10与外观面8之间的位置对应关系，由于其去除量小，其晶界10与外观面8可近于垂直，二者之间的夹角在50°～90°之间分布；图6为经机加工处理，且去除量大于等于0.05mm的坯料段的组织的晶界10与外观面8之间的位置对应关系，其晶界10与外观面8之间的夹角在0°～90°之间分布。在该步骤中，通过直接对坯料段的外观面进行抛光，即可以获得镜面外观效果，其对坯料段表面的去除量小于等于0.05mm，可利于简化工艺过程，降低加工成本。

步骤五：对坯料段进行阳极氧化前处理；

对坯料段进行阳极氧化前处理可包含除蜡、研磨液清洗、中合、脱脂、除灰、水洗中的一种或几种。在一个具体的实施方式中，参照图8，该阳极氧化前处理依次包括冷脱(室温，环保型除油剂)、纯水清洗、除蜡、纯水清洗、弱碱除油(高温)、纯水清洗、中合、纯水清洗等过程，在该制作过程中，由于省去了碱洗和化学抛光等可能会对机械镜面抛光效果产生腐蚀的制程，从而可避免阳极氧化后外观发麻、发哑的现象，以使进入阳极氧化处理前坯料段的表面为镜面高亮。此外，由于在对坯料段进行机械抛光的过程中有时需要加蜡等油性物质，这会在坯料段表面形成蜡层以及硬质层，为了将其去除，在本申请的技术方案中，可通过中性清洗剂以及除蜡剂将蜡以及硬质层去除。

步骤六：阳极氧化处理；

具体的，参照图4，将进行完阳极氧化前处理的坯料段置入电解质溶液中，以坯料段作为阳极进行通电处理，利用电解作用以在坯料段表面形成氧化铝薄膜层9。

步骤七：染色处理；

参照图7和图8，由于形成有氧化铝薄膜层9的坯料段表面具有微小孔洞(可达到纳米级，不会对坯料段的外观产生影响)，在对该坯料段进行染色时，具体的，将表面形成氧化铝薄膜层9的坯料段放置于染色槽内，以使氧化铝薄膜层9的微小孔洞可以吸附染料，以完成染色。

步骤八：封孔处理；

具体的，参照图8，将完成染色的坯料段放置于封孔槽液中(水或氢氧化镍或其他封孔剂)，通过加热以使氧化铝薄膜层9中存在的微小孔洞闭合、封堵，从而避免形成的边框应用于终端设备后在使用的过程中，出现褪色、易污染等问题，进而可使边框的光洁度更加持久，使用寿命得到延长。

继续参照图8，在封孔后，可以对封孔后的坯料段进行清洗和烘干以完成零部件(框边)的加工。

在本申请中，可将阳极氧化前处理、阳极氧化处理、染色以及封孔这四个步骤统称为外观处理。

步骤九：拼接形成框状结构件；

具体的，参照图9，可以将多段完成上述步骤的坯料段作为边框11的框边110直接进行拼接以形成框状结构；或者，也可以参照图10，根据具体情况需要，在阳极处理之前，先将坯料段进行机械弯折成所需的形状的框边110，然后在完成染色和封孔之后，再将其拼接为框状结构。值得一提的是，坯料段的机械弯折可在机械抛光步骤前进行，也可在机械抛光步骤后进行。

通过上述步骤可以看出，采用本技术方案的加工方法加工边框时，通过挤出工艺的挤出模具设计可得到与产品的截面形状、尺寸等相一致的型材条，以实现产品截面形状的直接挤出成型到位，从而缩短加工时间，精简加工制程；并且，在对坯料段进行机械抛光后，坯料段外观面的光泽度可大于等于200Gu，即可使坯料段具有机械镜面抛光效果。此外，在对坯料段进行阳极氧化前处理的过程中，省去了碱洗、化学抛光或电化学抛光等可能会对机械镜面抛光效果产生腐蚀的制作过程，从而可避免阳极氧化处理后外观发麻、发哑的问题，有利于使坯料段在阳极氧化处理后仍可以具有镜面外观效果。

第二方面，参照图9和图10，本申请还提供了一种边框11，该边框11通过上述任一项的加工方法加工得到。该边框11的加工成本较低，且具有较好的镜面阳极外观效果。并且该边框11可以但不限于为铝边框或者铝合金边框。

第三方面，本申请还提供了一种终端设备12，参照图11，以手机为例，该终端设备12包括上述的边框11。本申请的终端设备除了可以是手机、手表或者手环等电子穿戴产品、平板电脑、笔记本电脑等尺寸较小的设备外，还可以为尺寸达到20寸及以上的电视机或其它智能家庭终端等大型终端设备。由于上述边框11的加工成本较低，这样可有效的降低包括该边框11的终端设备12的成本。并且，本申请的终端设备12的边框11具有较好的镜面阳极外观效果，从而有利于提升终端设备12的美观度。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种边框的加工方法，所述边框用于终端设备，其特征在于，所述加工方法包括：

通过金属挤出工艺挤压铸棒获取所需截面形状的型材条；

将型材条锯切成所需长度的坯料段；

对坯料段进行时效热处理，提高坯料段的硬度；

对坯料段的外观面进行机械抛光处理，以使坯料段的光泽度大于等于200Gu；

对坯料段进行阳极氧化前处理，其中，所述阳极氧化前处理包括除蜡、研磨液清洗、中合、脱脂、除灰、水洗中的一种或几种；

对进行完阳极氧化前处理的坯料段进行阳极氧化处理，以在坯料段表面形成氧化层；

将多个完成阳极氧化处理的坯料段拼接成框状结构。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括在所述挤出工艺过程中，根据铸棒的过烧临界值调节挤出温度。

3.如权利要求2所述的加工方法，其特征在于，对坯料段进行时效热处理，包括：

应用峰值时效参数对坯料段进行时效热处理，使坯料段的析出粗大相的最大尺寸小于5μm。

4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对坯料段的外观面进行机械抛光处理，包括：

对坯料段的外观面进行抛光处理；或，对坯料段的外观面进行打磨和抛光处理。

5.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于，通过所述机械抛光处理对坯料段的表面去除量小于等于0.05mm。

6.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在所述阳极氧化前处理之前，所述加工方法还包括对所述坯料段进行弯折。

7.如权利要求1～6任一项所述的加工方法，其特征在于，对进行完阳极氧化前处理的坯料段进行阳极氧化处理，以在坯料段表面形成氧化层之后，所述加工方法还包括为坯料段染色以及氧化层封孔。

8.一种边框，其特征在于，通过如权利要求1～7任一项所述的边框加工方法加工得到。

9.如权利要求8所述的边框，其特征在于，所述边框为铝边框或者铝合金边框。

10.一种终端设备，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的边框。